Kiedy łosoś przesuwa się z oceanu słonej do rzeki słodkowodnej, napotyka znaczącą zmianę w środowisku osmotycznym. Ocean jest środowiskiem hipertonicznym, co oznacza, że ma wyższe stężenie rozpuszczonych substancji rozpuszczonych w porównaniu do rzeki słodkowodnej, która jest środowiskiem hipotonicznym. Aby przetrwać, łosoś musi zachować wewnętrzną równowagę osmotyczną poprzez regulację ruchu wody i substancji rozpuszczonych przez błony komórkowe. Oto przegląd zmian fizjologicznych, które występują w komórkach łososia podczas tego przejścia:
1. W oceanie (środowisko hipertoniczne):
- Komórki łososia są narażone na wyższe stężenie substancji rozpuszczonych w wodzie oceanicznej w porównaniu do ich wewnętrznego środowiska.
- Aby zapobiec utratę wody i utrzymanie objętości komórek, łosoś aktywnie transportuje jony (takie jak sód i chlorek) do jego komórek, zwiększając wewnętrzne stężenie substancji rozpuszczonej.
- Proces ten wymaga energii w postaci ATP i jest przeprowadzany przez pompy jonowe, takie jak pompa ATPazy sodu, znajdująca się na błonie komórkowej.
- Aktywny transport jonów pomaga utrzymać równowagę osmotyczną i zapobiega skurczowi komórek.
2. Przejście do słodkiej wody (środowisko hipotoniczne):
- Gdy łosoś porusza się do rzeki słodkowodnej, zewnętrzne ciśnienie osmotyczne zmniejsza się, tworząc środowisko hipotoniczne.
- Niższe stężenie substancji rozpuszczonych w słodkiej wodzie powoduje, że woda porusza się biernie do komórek łososia przez osmozę.
- Aby zapobiec nadmiernego obrzęku i potencjalnego pęknięcia komórek, łosoś dostosowuje procesy transportu jonów.
- Zmniejsza aktywny transport jonów do jego komórek, a nawet może odwrócić proces, aktywnie transportując jony z komórek.
- Ta zmiana transportu jonów pomaga regulować ruch wody i utrzymuje objętość komórek.
3. Regulacja jonów:
- Zmiana środowiska powoduje korekty ekspresji i aktywności białek transportu jonów w komórkach łososia.
- Zwiększona aktywność określonych kanałów jonowych i pomp, takich jak pompa ATPazy sodu, pozwala łososowi dostosować się do nowych warunków osmotycznych.
- Regulacja stężeń jonów, zwłaszcza sodu i potasu, ma kluczowe znaczenie dla utrzymania odpowiednich gradientów elektrochemicznych między błonami komórkowymi i zapewnienia niezbędnych funkcji komórkowych.
4. Funkcja nerki i skrzela:
- Nerki i skrzela odgrywają istotną rolę w osmoregulacji w łososie.
- Nerki są odpowiedzialne za regulację wydalania wody i jonów, pomagając łososowi zrównoważyć wewnętrzną objętość płynu.
- Modyfikacje produkcji moczu i reabsorpcji jonowej występują w odpowiedzi na zmianę zasolenia.
- Skrzela są również zaangażowane w transport jonowy i wymianę gazu. Pomagają w pobieraniu niezbędnych jonów, takich jak sód i chlorek, oraz wydalanie produktów odpadowych.
Ogólnie rzecz biorąc, gdy łosoś przesuwa się z oceanu do rzeki słodkowodnej, jego komórki ulegają adaptacjom fizjologicznym w celu utrzymania równowagi osmotycznej i przetrwania w zmieniających się środowiskach. Dostosowania te obejmują dostosowania procesów transportu jonów, regulację ruchu wody i modyfikacji w funkcji nerek i skrzeli.