مُتَوَافِقٌ أُسْمُوَرِّبٌ

الكائنات المتوافقة أسموزيًا هي كائنات بحرية تحافظ على بيئة داخلية متساوية التوتر مع بيئتها الخارجية. [ 1 ] وهذا يعني أن الضغط الأسموزي لخلايا الكائن الحي يساوي الضغط الأسموزي لبيئته المحيطة. ومن خلال تقليل التدرج الأسموزي، يتم تقليل صافي تدفق الماء إلى داخل وخارج الخلايا. وعلى الرغم من أن البيئة الداخلية للكائنات المتوافقة أسموزيًا متساوية التوتر مع بيئتها الخارجية، فإن أنواع الأيونات في البيئتين تختلف اختلافًا كبيرًا للسماح بحدوث الوظائف البيولوجية الحيوية. [ 2 ]

تتمثل إحدى مزايا التكيف الأسموزي في أن هذه الكائنات لا تحتاج إلى بذل طاقة كبيرة مثل الكائنات المنظمة للأسموزية لتنظيم تدرجات الأيونات . ومع ذلك، ولضمان وجود الأنواع الصحيحة من الأيونات في الموقع المطلوب، يتم بذل قدر ضئيل من الطاقة في نقل الأيونات . ومن عيوب التكيف الأسموزي أن هذه الكائنات عرضة للتغيرات في أسمولية بيئتها. [ 3 ]

أمثلة

اللافقاريات

معظم الكائنات المتوافقة مع الضغط الأسموزي هي لافقاريات بحرية مثل شوكيات الجلد (مثل نجم البحر)، وبلح البحر ، وسرطان البحر، وجراد البحر ، وقناديل البحر ، والأسيديات ( حبال البحر - وهي من الحبليات البدائية)، والأسقلوب . بعض الحشرات أيضاً من الكائنات المتوافقة مع الضغط الأسموزي. [ 3 ] بعض هذه الكائنات، مثل شوكيات الجلد، ضيقة النطاق الملحي، أي أنها لا تستطيع البقاء إلا في نطاق محدود من التركيزات الأسموزية الخارجية. وبالتالي، فإن بقاء هذه الكائنات يعتمد على ثبات بيئتها الأسموزية الخارجية نسبياً. [ 3 ] من ناحية أخرى، تُصنف بعض الكائنات المتوافقة مع الضغط الأسموزي على أنها واسعة النطاق الملحي ، أي أنها تستطيع البقاء في نطاق واسع من التركيزات الأسموزية الخارجية. يُعد بلح البحر مثالاً بارزاً على الكائنات واسعة النطاق الملحي المتوافقة مع الضغط الأسموزي. تكيفت بلح البحر للبقاء على قيد الحياة في نطاق واسع من الملوحة الخارجية بفضل قدرتها على إغلاق أصدافها مما يسمح لها بعزل نفسها عن البيئات الخارجية غير المواتية. [ 3 ]

الفقاريات

توجد أمثلة عديدة على الكائنات الحية التي تتكيف مع الضغط الأسموزي، وهي من الفقاريات مثل أسماك الهاجفيش والشفنين وأسماك القرش . يكون سائل أجسامها متساوي الضغط الأسموزي مع مياه البحر، ولكن يتم الحفاظ على ارتفاع الأسمولية لديها عن طريق زيادة تركيز المواد العضوية المذابة بشكل غير طبيعي. تُركز أسماك القرش اليوريا في أجسامها، ولأن اليوريا تُسبب تلف البروتينات عند التركيزات العالية، فإنها تُراكم أيضًا أكسيد ثلاثي ميثيل أمين (TMAO) لموازنة هذا التأثير. تُعدل أسماك القرش ضغطها الأسموزي الداخلي وفقًا لضغط مياه البحر المحيطة بها. وبدلًا من ابتلاع مياه البحر لتغيير ملوحتها الداخلية، تستطيع أسماك القرش امتصاص مياه البحر مباشرةً. ويعود ذلك إلى التركيز العالي لليوريا الموجود داخل أجسامها. يُنشئ هذا التركيز العالي لليوريا تدرجًا في الانتشار يسمح لسمكة القرش بامتصاص الماء لمعادلة فرق التركيز. [ 4 ] يُعدّ ضفدع آكل السرطان ، أو رانا كانكريفورا، مثالًا على الفقاريات المتوافقة أسموزيًا. كما يُنظّم هذا الضفدع معدلات احتباس اليوريا وإخراجها، مما يسمح له بالبقاء والحفاظ على وضعه ككائن متوافق أسموزيًا في نطاق واسع من الملوحة الخارجية. [ 3 ] تحتفظ أسماك الهاج بتركيب أيوني داخلي في البلازما يختلف عن تركيب مياه البحر. تحتوي البيئة الأيونية الداخلية لأسماك الهاج على تركيز أقل من الأيونات ثنائية التكافؤ (Ca2+، Mg2+، SO42-) وتركيز أعلى قليلًا من الأيونات أحادية التكافؤ . [ 5 ] لذلك، يتعين على أسماك الهاج بذل بعض الطاقة لتنظيم الضغط الأسموزي.

الكيمياء الحيوية

تُعدّ تدرجات الأيونات بالغة الأهمية للعديد من الوظائف البيولوجية الرئيسية على المستوى الخلوي. ونتيجةً لذلك، يخضع التركيب الأيوني للبيئة الداخلية للكائن الحي لتنظيم دقيق مقارنةً ببيئته الخارجية. وقد تكيّفت الكائنات المُتَمَوِّجة بالتغيرات الأسموزية بحيث تستفيد من التركيب الأيوني لبيئتها الخارجية، والتي عادةً ما تكون مياه البحر، لدعم وظائف بيولوجية هامة. فعلى سبيل المثال، تحتوي مياه البحر على تركيز عالٍ من أيونات الصوديوم ، مما يُساعد على دعم انقباض العضلات والإشارات العصبية عند اقترانها بتركيزات داخلية عالية من أيونات البوتاسيوم . [ 3 ]

مراجع

  1. ماكلاري، د. ماريون (19 أغسطس 2008). "متوافق أسموزي" . موسوعة الأرض . تم الاسترجاع في 13 مارس 2015 .
  2. كامبل، نيل أ.؛ لورانس، جي. ميتشل؛ ريس، جين ب. (2000). "التحكم في البيئة الداخلية". مفاهيم وروابط علم الأحياء . بنجامين/كومينغز. ص 506-507 . 
  3. 1 2 3 4 5 6 برادلي، تيموثي ج. (2009). التنظيم الأسموزي للحيوانات . مطبعة جامعة أكسفورد. ص 58-71 . 
  4. جيبسون، أميليا. "أسماك القرش" . معلومات عن أسماك القرش .
  5. ^ يورغنسن، يورغن موروب (1998). بيولوجيا أسماك الجريث . رقم ISBN 9780412785306.