Солевой обмен
Пассивный солевой обмен. Физико-химические процессы выравнивания концентраций ионов, находящихся по обе стороны покрова организмов, тем интенсивнее, чем сильнее ионный состав организма отличается от того, какой имеется в окружающей среде, и тем слабее, чем менее проницаемы для ионов покровы тела. Как правило, морские организмы по сравнению с окружающей водой богаче калием, но беднее магнием и сульфатами.
Сохранение определенного солевого состава соков у гидробионтов возможно прежде всего благодари малой проницаемости покровов в отношении различных веществ, которая зависит от величины и степени поляризации растворенных частиц. Чем меньше частицы, тем они легче проходят через оболочки, а частицы с нулевой полярностью проникают легко вне зависимости от их величины. Труднее проникают поляризованные молекулы. Их полярность, как известно, определяется тем, что электрические заряды распределены между атомами неравномерно: в одной части молекулы могут преобладать положительные заряды, в другой - отрицательные. Степень полярности молекул определяется дипольным моментом - произведением величины разноименных зарядов на расстояние между ними.
Особенно велик дипольный момент у электролитов, и потому они наиболее трудно проникают через клеточные оболочки. Меньшей полярностью и, следовательно, большей проницаемостью обладают карбоксильные, гидроксильные и аминные группы. Неполярны углеводородные группы (СН4, CH2). Молекулы воды, обладающие полярностью, легко проникают сквозь клеточные оболочки, очевидно, вследствие своего небольшого размера. Различием скорости проникновения через покровы ионов электролитов и молекул воды объясняется изменение веса животных после осолонения или опреснения воды. В случае резкого осолонения среды осмотическое равновесие достигается не столько поступлением ионов в организм, сколько миграцией воды наружу, и вес животных уменьшается. Резкое опреснение среды сопровождается выравниванием осмотического градиента а первую очередь за счет проникновения воды внутрь тела, и вес организмов увеличивается. Постепенно выравнивание давлений все и большей степени обусловливается миграцией ионов, и вес животных в сильно опресненной или осолоненной воде возвращается к норме.
Скорость миграции ионов через клеточные мембраны с повышением температуры возрастает и, следовательно, в этих условиях пассивный солевой обмен гидробионтов заметно увеличивается. Это имеет большое экологическое значение для многих водных организмов, так как влияет на их выживаемость в средах с высокой и низкой соленостью.
Активный солевой обмен. Механизмы активного солевого обмена не только поддерживают определенный уровень общего содержания солей в жидкостях тела, но, что не менее важно, обеспечивают стабильность концентрации в организме отдельных ионов и их соотношения.
Активный солевой обмен, связанный со способностью некоторых клеток захватывать ионы из воды или выделять их из тела вопреки физико-химическим силам, свойствен как растениям, так и животным. У планктонной сифонной водоросли Halicystisи диатомовой Entomodiscusrex, прослежено избирательное выведение из клеток тяжелых ионов Mg, Ca и SO4, благодаря чему повышается их плавучесть.
Содержание К+ в теле S. ambiquumвсе время оставалось примерно в 10 раз более высоким, чем в воде, а концентрация Na+ увеличивалась всего с 1,08 до 1,49 мМ/л, в то время как в среде она возрастала от 1,2 до 4,1 мМ/л. Рачок Pontogammarusrobustoidesрегулирует уровень К+ при колебании его содержания в воде от 20 до 120 мг/л (Иоффе, 1958), водяной ослик Asellusaquaticusподдерживает постоянство концентрации в своем теле Na+ при содержании этого иона в воде свыше 90 мМ/л. Большим постоянством концентрации различных ионов отличаются ткани рыб.
У пресноводных гидробионтов стабильная концентрация ионов в теле связана с их сорбцией клетками, лежащими на поверхности тела или в специальных экскреторных органах. Ручейники Limnophilusaffinisдля повышения концентрации ионов заглатывают окружающую воду и выделяют гипотоничную ректальную жидкость, образующуюся в мальпигиевых сосудах. Таким же образом обеспечивается ионная регуляция у личинок вислокрылки Sialis.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.