OSMOREGULATION: ANO ITO, SA MGA HALAMAN, SA MGA HAYOP, HALIMBAWA - BIOLOGY - 2026

Ang osmoregulation ay isang proseso na responsable sa pagpapanatili ng homeostasis ng mga likido sa isang katawan sa pamamagitan ng aktibong pag-regulate ng panloob na presyon ng osmotic. Ang layunin nito ay upang mapanatili ang sapat na dami at konsentrasyon ng osmolar ng iba't ibang mga biological compartment, na mahalaga para sa wastong paggana ng mga organismo.

Ang biyolohikal na tubig ay maaaring isaalang-alang na ipinamamahagi sa mga compartment na kinabibilangan ng cell interior (intracellular kompartimento) at, sa kaso ng mga multicellular organismo, ang likido na pumapaligid sa mga cell (extracellular o interstitial kompartimento).

Ang paggalaw ng tubig at ion sa freshwater telostus fish (Pinagmulan: Raver, Duane; binago ni Biezl (Sariling gawain), hindi natukoy na Isinalin sa espanyol ni –Cristina busch (usapan) 20:53, 1 Setyembre 2014 (UTC) sa pamamagitan ng Wikimedia Commons )

Mayroon ding, sa mas kumplikadong mga organismo, isang komprehensibong kompartimento na nagdadala ng intra at extracellular fluid sa pakikipag-ugnay sa panlabas na kapaligiran. Ang tatlong compartment na ito ay pinaghihiwalay ng selective permeability biological membranes na nagbibigay-daan sa libreng pagdaan ng tubig at paghigpitan ang pagpasa ng mga partikulo na matatagpuan sa solusyon sa likido na iyon sa isang mas malaki o mas kaunting lawak.

Ang parehong tubig at ilang maliliit na partikulo ay maaaring malayang gumalaw sa pamamagitan ng mga pores sa lamad, sa pamamagitan ng pagsasabog at pagsunod sa kanilang mga gradient ng konsentrasyon. Ang iba, mas malaki o nakuryente, ay maaari lamang pumasa mula sa isang tabi patungo sa iba pang gamit ang iba pang mga molekula na nagsisilbing paraan ng transportasyon.

Ang mga proseso ng Osmotic ay may kinalaman sa paggalaw ng tubig mula sa isang lugar patungo sa isa pang pagsunod sa gradient na konsentrasyon nito. Iyon ay, lumilipat ito mula sa kompartimento kung saan siya ay mas puro sa isa kung saan mas mababa ang kanyang konsentrasyon.

Ang tubig ay mas puro sa lugar kung saan ang osmolar na konsentrasyon (konsentrasyon ng mga osmotically active particles) ay mas mababa at kabaligtaran. Ang tubig pagkatapos ay sinabi na lumipat mula sa isang site ng mababang konsentrasyon ng osmolar patungo sa isa pa na may mas mataas na konsentrasyon ng osmolar.

Ang mga nabubuhay na tao ay nakabuo ng mga kumplikadong mekanismo upang makontrol ang balanse ng osmotic sa kanilang panloob at ayusin ang mga proseso ng pagpasok at paglabas ng tubig, pag-regulate ng pagpasok at / o paglabas ng mga solute, at ito ang tinutukoy ng osmoregulation.

Ano ang osmoregulation?

Ang pangunahing layunin ng regulasyon ng osmotic ay upang ayusin ang pumapasok at outlet ng tubig at mga solute upang ang parehong dami at komposisyon ng mga likidong compartment ay mananatiling pare-pareho.

Sa diwa na ito, maaaring isaalang-alang ang dalawang aspeto, ang isa sa pagpapalitan ng pagitan ng organismo at ang kapaligiran at ang iba pang palitan sa pagitan ng magkakaibang mga compartment ng katawan.

Ang pagpasok at paglabas ng tubig at pag-solute ay nangyayari sa pamamagitan ng iba't ibang mga mekanismo:

-Sa kaso ng mas mataas na mga hayop ng vertebrate, halimbawa, ang kita ay kinokontrol ng paggamit ng tubig at solute, isang isyu na sa turn ay depende sa aktibidad ng mga nerbiyos at endocrine system, na namamagitan din sa regulasyon ng renal excretion ng mga sangkap na ito.

-Sa kaso ng mga vascular halaman, ang pagsipsip ng tubig at solute ay nangyayari salamat sa mga proseso ng evapotranspiration na nagaganap sa mga dahon. Ang mga prosesong ito ay "hilahin" ang haligi ng tubig at hinimok ang paitaas na paggalaw sa pamamagitan ng halaman mula sa mga ugat, na may kinalaman sa potensyal ng tubig.

Ang palitan at balanse sa pagitan ng iba't ibang mga compartment ng organismo ay nangyayari sa pamamagitan ng akumulasyon ng mga solute sa isa o ibang kompartimento sa pamamagitan ng kanilang aktibong transportasyon. Halimbawa, ang pagtaas ng mga solute sa loob ng mga cell ay tinutukoy ang paggalaw ng tubig patungo sa kanila at ang pagtaas ng kanilang dami.

Ang balanse, sa kasong ito, ay binubuo ng pagpapanatili ng isang intracellular osmolar concentrations na sapat upang mapanatili ang isang pare-pareho ang dami ng cell at ito ay nakamit salamat sa pakikilahok ng mga protina na may iba't ibang mga aktibidad ng transportasyon, kung saan ang mga ATPase pump at iba pang mga transporter ay nakatayo. .

Osmoregulation sa mga halaman

Ang mga halaman ay nangangailangan ng tubig upang mabuhay sa parehong lawak ng mga hayop at iba pang mga organismo na single-celled. Sa kanila, tulad ng sa lahat ng buhay na nilalang, ang tubig ay mahalaga upang maisagawa ang lahat ng mga metabolic reaksyon na nauugnay sa paglago at pag-unlad, na may kinalaman sa pagpapanatili ng hugis at turgor ng kanilang mga cell.

Sa kanilang buhay sila ay nakalantad sa variable na mga kondisyon ng hydric na nakasalalay sa kapaligiran na nakapaligid sa kanila, partikular sa kahalumigmigan ng atmospera at sa mga antas ng solar radiation.

Sa mga organismo ng halaman, tinutupad ng osmoregulation ang pagpapaandar ng pagpapanatili ng potensyal ng turgor sa pamamagitan ng akumulasyon o pagbaba ng mga solute bilang tugon sa pagkapagod ng tubig, na nagpapahintulot sa kanila na magpatuloy sa paglaki.

Ang paggalaw ng tubig sa mga selula ng ugat (pinasimpleng transportasyon at apoplastic transportasyon) (Pinagmulan: Dylan W. Schwilk sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang tubig na natagpuan sa pagitan ng mga ugat ng buhok at endodermis ay dumadaloy sa pagitan ng mga selula ng ugat sa pamamagitan ng isang extracellular kompartimento na kilala bilang apoplast (apoplastic transport) o sa pamamagitan ng mga koneksyon ng cytoplasmic (pinasimpleng transportasyon), hanggang sa mai-filter kasama ng mga ion at mineral sa mga cell ng endodermis at pagkatapos ay naglalakbay sa mga vascular bundle.

Habang ang mga sustansya ng tubig at mineral ay dinadala mula sa lupa sa pamamagitan ng ugat patungo sa mga pang-aerial na organo, ang mga cell ng iba't ibang mga tisyu ng katawan ay "kumuha" sa mga dami ng tubig at ang halaga ng mga solute na kinakailangan para sa katuparan ng kanilang mga pag-andar.

Sa mga halaman, tulad ng sa maraming mas mataas na organismo, ang mga proseso ng pagpasok at pagpapatapon ng tubig ay kinokontrol sa pamamagitan ng paglago ng mga regulate na sangkap (phytohormones) na nagbabago ng mga tugon sa iba't ibang mga kondisyon ng kapaligiran at iba pang mga intrinsic factor.

- Potensyal ng tubig at potensyal ng presyon

Dahil ang intracellular na konsentrasyon ng mga solute sa mga selula ng halaman ay mas mataas kaysa sa kanilang kapaligiran, ang tubig ay may posibilidad na magkalat sa pamamagitan ng osmosis patungo sa interior hanggang sa ang potensyal na presyur na inilagay ng pader ng cell ay nagbibigay-daan dito at ito ang nagpapahintulot sa mga cell ang mga cell ay matatag o turgid.

Ang potensyal ng tubig ay isa sa mga kadahilanan na kasangkot sa pagpapalitan ng tubig ng parehong mga halaman sa kanilang kapaligiran at ang mga cell ng kanilang mga tisyu sa bawat isa.

Ito ay may kinalaman sa pagsukat ng direksyon ng daloy ng tubig sa pagitan ng dalawang mga compartment at binubuo ang kabuuan ng potensyal na osmotic na may potensyal na presyon na isinagawa ng cell wall.

Sa mga halaman, dahil ang intrellular solitiko na konsentrasyon ay kadalasang mas mataas kaysa sa extracellular na kapaligiran, ang potensyal ng osmotic ay isang negatibong numero; habang ang potensyal ng presyon ay karaniwang positibo.

Ang mas mababa ang osmotic potensyal, mas negatibo ang potensyal ng tubig. Kung ito ay itinuturing na isang cell, pagkatapos ay sinasabing ang tubig ay papasok nito kasunod ng potensyal na gradient nito.

Osmoregulation sa mga hayop

Ang mga multicellular vertebrates at invertebrates ay gumagamit ng iba't ibang mga sistema upang mapanatili ang panloob na homeostasis, ito sa mahigpit na pag-asa sa tirahan na sinakop nila; iyon ay, ang mga mekanismo ng adaptive ay naiiba sa pagitan ng tubig-alat, tubig-alat, at mga hayop sa terrestrial.

Ang iba't ibang mga pagbagay ay madalas na nakasalalay sa mga dalubhasang organo para sa osmoregulation. Sa kalikasan, ang pinakakaraniwan ay kilala bilang mga nephridial organo, na mga dalubhasang excretory na istraktura na gumaganap bilang isang sistema ng mga tubes na bukas sa labas sa pamamagitan ng mga pores na tinatawag na nephridiopores.

Ang mga flatworm ay may ganitong mga istraktura na kilala bilang mga protonephridium, habang ang mga annelids at mollusks ay may metanephridia. Ang mga insekto at spider ay may isang bersyon ng mga nephridial na organo na tinatawag na Malpighi Tubules.

Sa mga hayop ng vertebrate, nakamit ang isang osmoregulatory at excretory system, pangunahin na binubuo ng mga bato, ngunit ang mga nerbiyos at endocrine system, ang digestive system, ang baga (o gills) at ang balat ay nakikilahok din sa prosesong ito ng pag-iingat ng balanse ng tubig.

- Mga hayop sa Akademiko

Ang mga invertebrate sa dagat ay itinuturing na mga organismo na osmo-adaptive , dahil ang kanilang mga katawan ay nasa osmotic equilibrium na may tubig na nakapaligid sa kanila. Ang tubig at asin ay pumapasok at umalis sa pamamagitan ng pagsasabog kapag nagbabago ang mga panlabas na konsentrasyon.

Ang mga invertebrate na nakatira sa mga estuwaryo kung saan ang konsentrasyon ng asin ay nagpapakita ng mga makabuluhang pagbabagu-bago ay kilala bilang mga organiko na osmoregulatory , dahil mayroon silang mas kumplikadong mga mekanismo ng regulasyon dahil sa katotohanan na ang konsentrasyon ng mga asing-gamot sa kanilang panloob ay naiiba mula sa tubig kung saan sila nakatira.

Ang isda na may tubig na freshwater ay may konsentrasyon sa asin sa kanilang panloob na mas mataas kaysa sa tubig na pumapalibot sa kanila, nang sa gayon ang isang maraming tubig ay pumapasok sa kanilang panloob sa pamamagitan ng osmosis, ngunit pinalabas ito sa anyo ng natunaw na ihi.

Bilang karagdagan, ang ilang mga species ng isda ay may mga cell ng gill para sa pagpasok ng asin.

Ang mga vertebrates ng dagat, na ang konsentrasyon ng asin ay mas mababa kaysa sa kanilang kapaligiran, kumuha ng tubig sa pamamagitan ng pag-inom nito mula sa dagat at palayasin ang labis na asin sa kanilang ihi. Maraming mga ibon sa dagat at reptilya ang may "salt gland" na ginagamit nila upang palayain ang labis na asin na nakukuha nila pagkatapos uminom ng tubig sa dagat.

Karamihan sa mga mammal ng dagat ay pumapasok sa tubig ng asin kapag sila ay nagpapakain, ngunit ang kanilang panloob ay karaniwang may mas mababang konsentrasyon ng asin. Ang mekanismo na ginamit upang mapanatili ang homeostasis ay ang paggawa ng ihi na may mataas na konsentrasyon ng mga asing-gamot at ammonia.

Pagkakaiba sa osmoregulation sa pagitan ng mga halaman at hayop

Ang mainam na estado ng isang selula ng halaman ay naiiba mula sa isang cell ng hayop, isang katotohanan na nauugnay sa pagkakaroon ng cell wall na pumipigil sa labis na pagpapalawak ng cell dahil sa water ingress.

Sa mga hayop, ang puwang ng intracellular ay nasa osmotic equilibrium na may extracellular fluid at mga proseso ng osmoregulation ay responsable sa pagpapanatili ng estado na ito.

Ang mga cell cells, sa kabilang banda, ay nangangailangan ng turgor, na nakamit nila sa pamamagitan ng pagpapanatili ng likidong intracellular na mas puro kaysa sa kapaligiran nito, na kung saan ang tubig ay may posibilidad na makapasok sa kanila.

Mga halimbawa

Bilang karagdagan sa lahat ng mga kaso na tinalakay sa itaas, isang magandang halimbawa ng mga sistema ng osmoregulation ay ang isang matatagpuan sa katawan ng tao:

Sa mga tao, ang pagpapanatili ng normal na dami at osmolarity ng mga likido sa katawan ay nagsasangkot ng isang balanse sa pagitan ng input at output ng tubig at mga solute, iyon ay, isang balanse kung saan ang input ay katumbas ng output.

Dahil ang pangunahing extracellular solute ay sodium, ang regulasyon ng lakas ng tunog at osmolarity ng extracellular fluid ay nakasalalay halos eksklusibo sa mga balanse sa pagitan ng tubig at sodium.

Ang tubig ay pumapasok sa katawan sa pamamagitan ng pagkain at likido na natupok (ang regulasyon kung saan nakasalalay sa mga mekanismo ng pagkauhaw) at ginawa sa loob bilang isang resulta ng mga proseso ng oksihenasyon ng pagkain (metabolic water).

Ang paglabas ng tubig ay nangyayari sa pamamagitan ng hindi mababawas na pagkalugi, sa pamamagitan ng pawis, feces at ihi. Ang dami ng ihi na excreted ay kinokontrol ng antas ng plasma ng antidiuretic hormone (ADH).

Ang sodium ay pumapasok sa katawan sa pamamagitan ng nakakain na pagkain at likido. Nawala ito sa pamamagitan ng pawis, feces, at ihi. Ang pagkawala nito sa pamamagitan ng ihi ay isa sa mga mekanismo para sa pag-regulate ng nilalaman ng sodium ng katawan at nakasalalay sa intrinsic function ng bato, na kinokontrol ng hormon aldosteron.

Mga Sanggunian

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Mahalagang Cell Biology. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Cushman, J. (2001). Osmoregulation sa Mga Halaman: Mga Implikasyon para sa Agrikultura. Amer. Zool. , 41, 758-75.
3. Morgan, JM (1984). Osmoregulation at stress ng tubig sa mas mataas na halaman. Si Ann. Rev. Plant Physiol. , 35, 299-319.
4. Nabors, M. (2004). Panimula sa Botany (ika-1 ng ed.). Edukasyon sa Pearson.
5. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biology (Ika-5 ed.). Philadelphia, Pennsylvania: Pag-publish sa College ng Saunders.
6. Kanluran, J. (1998). Mga Paksa ng Pisyolohikal na Kasanayan sa Medikal (ika-12 ed.). Mexico DF: Editoryal na Médica Panamericana.