التنظيم في الأسماك: المعنى ، المشاكل والتحكمات (مع الرسم التخطيطي)

في هذه المقالة سوف نناقش حول: - 1. معنى التنظيم العضوي 2. مشاكل التنظيم العضوي 3. العوامل المؤثرة على التبادلات الإلزامية 4. المنظمون المزاملون ومنظمو الأسمدة 5. التنظيم العضوي في أسماك المياه العذبة 6. التنظيم في الأسماك البحرية 7. التحكم.

محتويات:

  1. معنى التنظيم العضلي
  2. مشاكل التنظيم العضلي
  3. العوامل المؤثرة على التبادلات الإجبارية
  4. Osmoreculators و Osmoconfirmers
  5. التنظيم في أسماك المياه العذبة
  6. التنظيم في أسماك المياه البحرية
  7. ضوابط التنظيم


1. معنى التنظيم:

التنظيم العضلي في الأسماك الناقلية ، سواء أكانوا يعيشون في المياه العذبة أو البحر ، يرتبط نشاطه الفسيولوجي ارتباطًا وثيقًا ببقائه على الرغم من ذلك ، وعلى الرغم من أهمية التنظيم العضلي ، إلا أنه لا يُعرف الكثير عن الطريقة التي تتعامل بها الأسماك مع المشاكل الفسيولوجية المتأصلة في العيش البيئات التناضحي و hyperosmotic.

إن قدرة بعض الأسماك (على سبيل المثال ،. السلمون) على التنظيم في كلا البيئتين أثناء الهجرة هي موضع اهتمام كبير. تم إجراء المراجعة الكلاسيكية لعملية التنظيم المنظم في الحيوانات المائية بواسطة كروغ (1939) ، و Pyefinch (1955).

في الأسماك تلعب الكلى دورًا مهمًا في التنظيم العضلي ، لكن الجزء الأكبر من الوظائف التناظرية ينفذ من قبل أعضاء أخرى مثل الخياشيم ، والنسيج وحتى الأمعاء. يمكن تعريف التنظيم التنظيمي بأنه "القدرة على الحفاظ على بيئة داخلية مناسبة في مواجهة الضغط التناضحي".

ونتيجة لذلك ، يوجد فرق دائم بين التركيزات المثلى بين الخلايا وخارج الخلية من الأيونات. في جسم السمكة ، يتم عدد الآليات لحل المشاكل التناضحية وتنظيم الفارق.

ومن أكثرها شيوعًا:

(1) بين حجرة داخلية وخارج الخلية

(2) بين الحجرة خارج الخلية والبيئة الخارجية. وكلاهما يطلق عليهما بشكل جماعي "آليات تنظيمية" ، وهو مصطلح صاغه رودولف هوبر.


2. مشاكل التنظيم العضلي:

تعيش الأسماك بشكل عام في حالة تناضحية ثابتة على الرغم من الاختلافات المتكررة في التوازن التناضحي. وهذا يعني ، في المتوسط ​​، أن المدخلات والمخرجات تكون متساوية على مدى فترة زمنية طويلة تصل إلى الصفر (الشكل 10.1).

التبادلات التناضحية التي تحدث بين الأسماك وبيئتها قد تكون من نوعين:

(ط) التبادل الإلزامي:

يحدث عادة استجابة للعوامل الفيزيائية التي لا يوجد للحيوانات فيها سوى القليل من السيطرة الفسيولوجية أو لا

(2) التبادل التنظيمي:

هذه هي التبادلات التي تسيطر عليها من الناحية الفسيولوجية وتساعد في الحفاظ على التوازن الداخلي.


3. العوامل التي تؤثر على التبادلات التبادلية:

أنا. التدرج بين الحجرة خارج الخلية والبيئة:

كلما زاد الفرق الأيوني بين سائل الجسم والوسيط الخارجي ، كلما ازداد ميل الانتشار الصافي إلى التركيزات المنخفضة. وبالتالي ، فإن الأسماك العظمية في مياه البحر تتأثر بمشكلة فقدان الماء في مياه البحر الضخمة.

ثانيا. نسبة السطح / الحجم:

عموما الحيوان مع الجسم الصغير الحجم المجفف (أو هيدرات) بسرعة أكبر من حيوان أكبر من نفس الشكل.

ثالثا. نفاذية الخياشيم:

تكون خياشيم السمك نافعة بالضرورة للماء والمذيبات لأنها الموقع الرئيسي لتبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بين الدم والماء. كما يحدث النقل الفعال للأملاح في الخياشيم. تتكيف الأسماك الأيرلندية (التي تتمتع بتفاوت في نطاق واسع من الأسمولية) بشكل جيد مع المياه المالحة عن طريق تقليل النفاذية إلى الماء.

د. تغذية:

تأخذ الأسماك الماء والمذاب مع التغذية. تأخذ الخيشوم كمية كبيرة من الملح أكثر من الماء في وقت التغذية على اللافقاريات على شاطئ البحر ، لذلك يجب أن يكون لهذه الأسماك بعض الأجهزة الخاصة للتخلص من الملح الزائد. ومع ذلك ، فإن سمكة المياه العذبة تستهلك كمية كبيرة من الماء من الملح ، وبالتالي تحتاج إلى وسائل خاصة للحفاظ على الملح.


4. المنظمون النفيسون ومندوبو الأسمدة:

المنظمون Osmoregulators هم الحيوانات التي تستطيع الحفاظ على الأسمولية الداخلية مختلفة عن الوسط الذي تعيش فيه. أما الأسماك ، باستثناء سمك الها ha الذي يهاجر بين المياه العذبة والمياه المالحة ، فيتم التغلب على الإجهاد الأسموزي المتغير بسبب التغيرات البيئية بمساعدة آلية الغدد الصماء (الجدول 1).

Osmoconfirmers هي تلك الحيوانات غير القادرة على السيطرة على الحالة التناضحية لسوائل الجسم ولكنها تؤكد على الأسمولية للوسط المحيط. معظم الأسماك إما تعيش في المياه العذبة أو في المياه المالحة (يعيش عدد قليل منها في المياه المالحة).

بسبب العمليات الفيزيولوجية المختلفة ، تتم إزالة النفايات الأيضية من الجسم في الفقاريات بواسطة الأمعاء والجلد والكليتين. ولكن في الأسماك والحيوانات المائية تتسرب الخياشيم والأغشية الفموية لكل من المياه والأملاح في البيئة البحرية ، ويكون الملح أكثر في الماء ضد الملح داخل سائل الجسم ، وبالتالي يتحرك الماء للخارج بسبب عملية التناضح.

يمكن تعريف "التناضح" بأنه "إذا تم فصل محلين من تركيزات مختلفة بغشاء نصف نافذ ، فإن المذيب من الجزء الأقل تركيزًا يتحرك خلال الغشاء إلى محلول أكثر تركيزًا". ومن ثم لتعويض فقد الماء للأسماك البحرية تشرب ماء.

يدخل الملح إلى الجسم بسبب تدرج التركيز ، وبالتالي يكون الملح أكثر داخل الجسم. من ناحية أخرى ، في أسماك المياه العذبة ، سوف ينتقل الملح إلى البيئة لأن تركيز الملح سيكون أكثر داخل سائل الجسم. سوف يتحرك الماء داخل الجسم بسبب التناضح من خلال الغشاء المنفصل جزئيا.

وهذا يعني أن المذيب سوف يمر في محلول أكثر تركيزًا ، ولكن المذاب سيمر أيضًا في الاتجاه المعاكس. ومع ذلك ، سيكون هناك اختلاف في المعدل المعتمد على النفاذية النسبية لنوعين من الجزيئات التي يمر المذيب عادة بسرعة.


5. التنظيم في أسماك المياه العذبة:

إن سائل جسم أسماك المياه العذبة هو مفرط الضغط عموما في وسط مائي. وبالتالي يتم طرحها مع نوعين من المشاكل osmoregulatory.

أنا. بسبب سائل الجسم hyperosmotic يتعرضون للتورم عن طريق حركة الماء في الجسم بسبب التدرج التناضحي.

ثانيا. بما أن الوسط المحيط به تركيز منخفض من الملح ، فإنه يواجه اختفاء أملاح الجسم من خلال الخسارة المستمرة في البيئة. وبالتالي يجب أن تمنع أسماك المياه العذبة من تحقيق صافي ربح المياه وصافي فقدان الأملاح. يتم منع تناول الصافي من المياه عن طريق الكلى لأنها تنتج البول المخفف ، وأكثر غنى (أي ، مخففة وبالتالي مخفف) البول (الشكل 10.2).

يتم الاحتفاظ الأملاح المفيدة إلى حد كبير عن طريق إعادة الامتصاص في الدم في الأنابيب الكلى ، ويخرج البول المخفف. على الرغم من أن بعض الأملاح يتم إزالتها أيضًا مع البول مما يخلق فقدًا فادحًا لبعض بيولوجيًا ؛ الأملاح الهامة مثل KCl ، كلوريد الصوديوم ، CaCl 2 و MgCl 2 والتي يتم استبدالها في أجزاء مختلفة.

تتمتع أسماك المياه العذبة بسعة ملحوظة لاستخراج Na + و CI - من خلال الخياشيم من المياه المحيطة التي تحتوي على أقل من متر مكعب من NaCl ، على الرغم من أن تركيز ملح البلازما يتجاوز 100 م / ل كلوريد الصوديوم.

وبالتالي نقل كلوريد الصوديوم بنشاط في الخياشيم ضد تدرج تركيز يزيد على 100 مرة. في هذه الأسماك يتم تقليل فقدان الملح وامتصاص الماء من خلال تكامل كبير مع نفاذية منخفضة أو عدم نفاذية لكل من الماء والملح أيضا عن طريق عدم شرب الماء (الشكل 10.3).


6. التنظيم في أسماك المياه البحرية:

في الأسماك البحرية ، يتشابه تركيز سائل الجسم والماء البحري تقريبًا. لذلك ، فهي لا تحتاج إلى الكثير من الطاقة للحفاظ على الأسمولية لسوائل الجسم. المثال الكلاسيكي هو سمك الها ha ، ميكسين الذي تكون بلازماه iso-osmotic في البيئة. يحافظ هاغفيش على تركيز Ca ++ و Mg ++ و SO 4 بشكل كبير و Na + و CI أعلى مقارنة بمياه البحر.

أسماك المياه البحرية الأخرى مثل أسماك القرش ، والأشعة ، والزلاجات والكانيلاكية البدائية ، لاتيماريا ، تحتوي على بلازما iso-osmotic لمياه البحر. وهي تختلف عن سمك الها ha في وجود القدرة على الحفاظ على تركيزات منخفضة جدا من الإلكتروليت (أي أيونات غير عضوية).

لديهم أيضا اختلاف مع osmolytes العضوية مثل اليوريا وأكسيد إثيلامين trim. تفرز الكليتان من الكولاكانث والمااسوبراكيريتس فائض الأملاح غير العضوية مثل كلوريد الصوديوم.

أيضا الغدة المستقيم الموجود في نهاية القناة الهضمية يشارك في إفراز كلوريد الصوديوم. للأسماك العظمية الحديثة (teleost البحرية) سائل مائي ناقص التوتر إلى ماء البحر ، لذلك لديهم ميل لفقدان المياه إلى المناطق المحيطة ، لا سيما من الخياشيم عبر الظهارة. يتم استبدال حجم الماء المفقود بشرب المياه المالحة (الشكل 10.3).

حوالي 70-80 ٪ من مياه البحر التي تحتوي على كلوريد الصوديوم و KCL يدخل مجرى الدم عن طريق الامتصاص عبر ظهارة الأمعاء. ومع ذلك ، فإن معظم الكاتيونات ثنائية التكافؤ مثل Ca ++ ، Mg + + و SO4 التي تترك في الأمعاء تفرز أخيرًا.

يتم استلام الأملاح الزائدة الممتصة مع مياه البحر في نهاية المطاف من الدم بمساعدة الخياشيم بواسطة النقل النشط لـ Na + Cl - وأحيانًا K + وإزالتها إلى مياه البحر. ومع ذلك ، يتم إفراز أيونات ثنائي التكافؤ في الكلى (الشكل 10.4).

وهكذا ، يكون البول متجاوراً للدم ، ولكنه غني في تلك الأملاح ، خاصة Mg ++ ، Ca ++ و SO4 - التي لا تفرزها الخياشيم. أدى العمل التناضحي المشترك من الخياشيم والكلى في النواقل البحرية إلى الاحتفاظ الصافي بالمياه التي تكون خافضة الوطأة لكل من المياه والبول.

من خلال استخدام آلية مشابهة ، فإن بعض الأنواع النائية مثل سمك السلمون في المحيط الهادئ الشمالي تحافظ بشكل أو بآخر على الأسمولية البلازمية الثابتة على الرغم من كونها مهاجرة بين البيئة البحرية وبيئة المياه العذبة.

وفقا لمويلي وتشيك. الابن (1982) يمكن تقسيم الأسماك إلى أربع مجموعات على استراتيجيات تنظيم المياه الداخلية وتركيزات المذاب الكلية.


7. ضوابط التنظيم:

يتم التحكم في تركيز وتخفيف البول عن طريق الهرمونات ، مما يؤثر على معدل الترشيح الكلوي عن طريق تغيير ضغط الدم وبالتالي السيطرة على كمية البول. الهرمونات تؤثر أيضا على معدل الانتشار والامتصاص عبر ظهارة الخيشومية. تفرز الغدة الدرقية والهيئات فوق العالية هرمونات قشرة adrenocortical التي تتحكم في التنظيم العضوي في الأسماك.