Осмотическая регуляция в пресной воде у животных
Рассмотрим важнейшую проблему, с которой сталкивается всякое животное, будь то простейшее или рыба, когда оно вдруг попадает в пресную воду, где концентрация ионов намного ниже их содержания в тканевых жидкостях.
Отдельные участки покровов животного проницаемы для мелких молекул и ионов (в любом случае у животного, по крайней мере, есть дыхательная поверхность), а так как ионы и сама вода стремятся двигаться по концентрационному градиенту, он обязательно устанавливается на таких проницаемых участках. В результате уже известного нам процесса диффузии через проницаемую мембрану, или осмоса, соли теряются организмом, а вода проникает внутрь, причем последний процесс идет намного быстрее первого, потому что вода вообще легко проходит через живые мембраны и помимо мелких ионов внутренние жидкости содержат большое количество крупных молекул, которые либо вовсе не выходят наружу, либо диффундируют в очень слабой степени. А поступление воды внутрь и выход ионов и мелких молекул наружу ведет к прогрессирующему разбавлению водой внутренних жидкостей.
В случае отсутствия контроля этот процесс приводит к постепенному разбуханию и гибели животного. Все пресноводные животные добиваются осмотического гомеостаза за счет деятельности какой-либо выделительной системы, которая «выбрасывает» избыток поступающей внутрь воды. А так как избыток воды нужно удалять, а ионы сохранить, моча более разбавлена, чем кровь и тканевые жидкости. Отделение такого разбавленного раствора от внутренних жидкостей требует активной химической работы со стороны специализированных клеток, из которых обычно и состоят выделительные органы. Это регуляторное выделение настолько важно, что при некоторых условиях потребляет значительную долю общей энергии основного обмена.
pv8
Даже у простейших есть органелла, которая выполняет выделительные функции, — сократительная вакуоль. Она представляет собой заполненную жидкостью полость в протоплазме, которая регулярно медленно расширяется и затем изливает свое содержимое во внешнюю среду. Жидкости в таких вакуолях более разбавлены, чем окружающая протоплазма. У пресноводных простейших сократительные вакуоли пульсируют с большей частотой, чем у близких к ним морских видов. Некоторые простейшие существуют в очень широком интервале солености, при этом, чем менее насыщен раствор, в котором они живут, тем чаще сокращается их выделительная вакуоль. Механизм наполнения сократительной вакуоли пока точно не выяснен, известно только, что ее стенка представляет собой мембрану, толщиной всего 60 А. Эту мембрану непосредственно окружают слой митохондрий и плотный слой вакуолей диаметром 200 – 2000 А, которые, вероятно, открываются в сократительную вакуоль и наполняют ее.
