Farklı Çevrelerde Su ve Tuz Dengesi
Hayvanların, kendilerini suyla dolduran tatlı suda, suyunu çeken deniz suyunda veya suyun değerli olduğu karasal ortamlarda ozmotik dengeyi nasıl koruduğu.
Tanım
Su ve tuz dengesi, bir hayvanın su ve çözünmüş iyon kazanımları ile kayıplarının, vücut sıvılarının konsantrasyonu ve hacminin tolere edilebilir sınırlar içinde kalmasını sağlayacak şekilde eşleştirilmesidir; bu denge, hayvanın çevresine uygun davranışsal, yapısal ve fizyolojik yollarla sağlanmaktadır.
Kapsam
Bu konu, farklı habitatların ozmotik zorluklarını ve hayvanların bunlarla başa çıkmak için kullandığı stratejileri ele almaktadır: ozmokonformiteye karşı ozmoregülasyon, tatlı su, deniz ve karasal yaşamın zıt sorunları, tuz bezlerinin kullanımı ve davranışsal su koruma ile değişen tuzluluğa tolerans. Konu, hayvanın tamamındaki su ve tuz kazanımları ile kayıpları arasındaki dengeyi incelemektedir. Kapsam karşılaştırmalı ve mekanistik bir yaklaşıma sahiptir.
Temel sorular
- Tatlı suda, deniz suyunda ve karada yaşayan hayvanlar neden farklı ozmotik sorunlarla karşılaşmaktadır?
- Ozmokonformer ile ozmoregülatör arasındaki fark nedir?
- Deniz kuşları, sürüngenler ve balıklar fazla tuzla nasıl başa çıkmaktadır?
- Çöl ve karasal hayvanlar su kaybını nasıl en aza indirmektedir?
Temel kuramlar
- Ozmokonformiteye karşı ozmoregülasyon
- Hayvanlar ya vücut sıvısı konsantrasyonlarının çevre ortamınkini takip etmesine izin verir (ozmokonformerler) ya da bunu çevreden farklı sabit bir değerde aktif olarak tutar (ozmoregülatörler); ikincisi, daha yüksek enerji maliyetiyle daha geniş bir tuzluluk aralığında yaşayabilmektedir.
- Tüm hayvanın su ve tuz bütçeleri
- Denge, su ve her bir ana iyon için toplam girdilerin çıktılara eşit olmasını sağlayacak şekilde, kazanım ve kayıpların tüm yollarının (içme, yiyecek, metabolik su, buharlaşma, boşaltım ve iyon taşınımı) ayarlanmasıyla sağlanmaktadır.
Mekanizmalar
Tatlı suda, hayvanlar çevrelerine göre hiperozmotiktir, bu nedenle su ozmotik olarak içeri girer ve tuzlar kaybedilir; bol miktarda seyreltik idrar atarlar ve solungaçlar veya deri yoluyla aktif olarak iyon alırlar. Deniz kemikli balıkları deniz suyuna göre hipoozmotiktir, su kaybeder ve tuz kazanırlar; deniz suyu içerler, bağırsakta tuzlarla birlikte suyu emerler ve solungaçlardaki klorür hücreleri aracılığıyla fazla tuzu salgılarlar, deniz kuşları ve sürüngenler ise tuz bezlerini kullanır. Deniz omurgasızları ve bofa balıkları (hagfish) büyük ölçüde ozmokonformerdir ve elasmobranchlar, tutulan üre ile iç ozmolaritelerini artırırlar. Karasal hayvanlar, konsantre idrar ve kuru dışkı üreterek, geçirimsiz yüzeyler ve davranış yoluyla buharlaşma kaybını azaltarak ve metabolik suya güvenerek su tasarrufu yaparlar; bazı çöl hayvanları hiç su içmeden hayatta kalır. Örihalin (euryhaline) türler, geniş bir tuzluluk aralığını yönetmek için taşıma yönünü değiştirirler.
Klinik önem
Aşırı ozmoregülatörlerin karşılaştırmalı çalışmaları, sıvı ve elektrolit homeostazının ilkelerini ve su dengesinin anlaşılmasının temelini oluşturan dehidrasyon ve tuz yüklenmesine verilen yanıtları açıklığa kavuşturmaktadır. Bu madde, tıbbi rehberlikten ziyade eğitici referans materyali niteliğindedir.
Tarihçe
Krogh'un tatlı su hayvanları tarafından aktif tuz alımı üzerine yaptığı deneyler, ozmoregülasyonun aktif bir süreç olduğunu göstermiştir ve Schmidt-Nielsen ile diğerlerinin deniz balıkları, tuz bezleri ve çöl memelileri üzerine yaptığı karşılaştırmalı çalışmalar, hayvanların çevrelerine karşı su ve tuz dengesini sağlamak için kullandığı stratejilerin çeşitliliğini ortaya koymuştur.
Öne çıkan isimler
- Knut Schmidt-Nielsen
- August Krogh
- Homer Smith
- James Gordon
İlgili konular
Temel eserler
- schmidtnielsen1997
- hill2016
- randall2002
Sıkça sorulan sorular
- Deniz kuşları susuz kalmadan deniz suyunu nasıl içmektedir?
- Genellikle gözlerin veya burun deliklerinin yakınında bulunan tuz bezleri vardır; bu bezler, deniz suyuyla alınan fazla tuzu uzaklaştıran ve kuşu dengede tutan çok konsantre bir tuz çözeltisi salgılamaktadır.
- Bazı hayvanlar çöl ortamında su içmeden yaşayabilir mi?
- Evet. Bazı çöl kemirgenleri, çok konsantre idrar, kuru dışkı ve su tasarrufu sağlayan davranışlar yoluyla kayıpları önemli ölçüde azaltırken, yiyeceklerinden ve metabolizmalarından yeterli suyu elde etmektedir.