почему морские рыбы выделяют меньше мочи чем пресноводные

Почему морские и пресноводные рыбы выделяют разное кол-во мочевой жидкости?

Строение почек и их функционирование у разных групп рыб связаны с особенностями осморегуляции. У морских хрящевых рыб кровь и тканевые жидкости изотоничны по отношению к окружающей среде, у пресноводных костистых гипертоничны, а у морских костистых гипотоничны. В связи с этим и осморегуляция у них осуществляется по-разному.

У морских хрящевых рыб изотоничность внутренней и внешней среды обеспечивается за счет удержания в крови и тканевых жидкостях мочевины и солей, в результате чего концентрация мочевины в крови у них достигает 2,0—2,5%. Клубочковый аппарат почек развит хорошо, но наружу выводятся лишь излишки мочевины, солей и воды, поэтому количество выделяемой мочи невелико (2—50 мл на 1 кг массы тела в сутки). Для выведения избытка солей у этих рыб есть особая ректальная железа, открывающаяся в прямую кишку.

В связи с тем что у пресноводных рыб осмотическое давление крови и тканевых жидкостей выше, чем в окружающей среде, вода проникает в организм через кожу, жабры, с пищей. Для предупреждения обводнения у них хорошо развит фильтрационный аппарат почек и выделяется большое количество мочи (50—300 мл на 1 кг массы тела в сутки). Потеря солей с мочой компенсируется активной реабсорбцией их в почечных канальцах и поглощением жабрами из воды.

Морские костистые рыбы живут в гипертонической среде, и вода выходит из организма через кожу, жабры, с мочой и фекалиями. Поэтому во избежание иссушения морские костистые рыбы пьют соленую воду, которая из кишечника всасывается в кровь. Часть солей из кишечника удаляется с фекалиями, другая часть выводится секреторными (хлоридными) клетками жаберного аппарата, и таким образом в жидкостях тела поддерживается относительно небольшое осмотическое давление. Клубочковая фильтрация развита слабо, и почки выводят небольшое количество мочи (0,5—20 мл на 1 кг массы тела в сутки). У некоторых рыб в процессе эволюции клубочки исчезают совсем (морская игла, морской черт).

Проходные рыбы при переходе из одной среды в другую могут изменять способ осморегуляции: в морской среде она осуществляется как у морских рыб, а в пресной — как у пресноводных, поддерживая осмотическое давление крови и тканевых жидкостей на определенном уровне.

Источник

Почему морские рыбы выделяют меньше мочи чем пресноводные

Вы когда-нибудь слышали фразу «пить как рыба»? Ну, если вы не обитаете в океане, это, вероятно, означает оставаться трезвым. Потому что пресноводные рыбы не пьют! С другой стороны, морская рыба? Они постоянно пьют. Но если какая-то рыба все время пьет, а другая вообще не пьет, остается очевидный вопрос: писает ли рыба? Что… вы никогда не задумывались об этом?!

Вода необходима для жизни, какой мы ее знаем. Чтобы химические реакции в организме шли гладко, живые существа нуждаются в необходимом количестве воды в своих телах. Вы можете подумать, что рыба это делает, когда дело доходит до обезвоживания, но все не так просто. Жабры рыб пропускают кислород в их тела, но они также позволяют воде постоянно выходить. Океанская вода более соленая, чем внутренности рыбы. Таким образом, вода хочет выходить из нее, чтобы сбалансировать. Это проблема, если ты рыба, которая хочет остаться в живых. Это процесс называется осмос, и это можно продемонстрировать с помощью яиц. Растворив скорлупу, оставив мембрану, которая позволит воде пройти. Одно покрыто чистой водой. Другое сахарным сиропом. Сироп содержит много молекул сахара, и не так много воды, поэтому вода приходит из яйца, чтобы сбалансировать его, и яйцо сжимается! Жизнь — это равновесие. Мы сохраняем баланс солей и растворенных химикатов в крови, промывая лишнее через почки и выпивая свежую воду, когда хотим пить.

Но у океанских рыб есть только один вариант: пить соленую воду, чтобы получить пресную, они должны остаться в живых. И большинство из них делают это часто. Но им нужно избавиться от соли без обезвоживания, что они и делают, используя специальные клетки в жабрах, которые откачивают лишнее. Океанские рыбы выделяют лишь крошечное количество мочи, и то, что они делают, почти так же солено, как бассейн, в который они мочатся. Пресноводные рыбы имеют противоположную проблему. Их внутренности соленее, чем там, где они живут, поэтому вода постоянно просачивается через их кожу и жабры. Это как голое яйцо, которое мы кладем в чистую воду. Внутри яйца соленее, чем вода вокруг него, поэтому вода течет и яйцо набухает! Кроме того, они получают еще больше воды из пищи. Так что даже в их влажном мире им никогда не нужно пить. Пресноводные рыбы должны «избавляться» от воды постоянно, чтобы их клетки не лопались, а это значит, что они «мочатся» много. Они почти все время мочатся. Если бы мы мочились столько же, сколько пресноводная рыба, мы бы выпускали до 28 литров в день, что примерно в 20 раз больше обычного.

Для рыбы мочиться во дворе — большая помощь соседям. Рыба моча полна аммиака, азотсодержащего соединения и фосфора, которыми питаются растения. Они помогают питаться водорослям и коралловым рифам, как жидкое удобрение, которое помогает сохранить водные экосистемы здоровыми. Рыбы мало плавают, мочатся, перерабатывают питательные вещества. Некоторые рыбы сходят с ума от этого баланса соли и воды. Некоторые из них могут жить в воде настолько соленой, что им трудно оставаться под поверхностью. Другие, как лосось, могут изменить химический состав своего тела, чтобы перейти от соленой к пресной воде. Акулы и их родственники особенно странные, когда дело доходит до соленого баланса. Используя специальный фермент, они наполняют свои ткани мочевиной – еще одним азотсодержащим соединением. Загружая свои внутренности другим ионом, они не дают воде вырваться из тел. Именно поэтому их мясо пахнет мочой. К счастью, мы не делаем этого. Мы обязаны нашей способности регулировать воду и соль нашим рыбным предкам. Ученые считают, что здоровый уровень соли в организме большинства живых животных примерно такой же, как в древних океанах, где зародилась жизнь. У вас даже есть доказательства этого в вашем теле. До нашего рождения у эмбрионов человека развиваются три разных типа почек. Две поглощаются, а одна в конце концов становится последней парой. Лишние органы — это эволюционные остатки: ранние почки, которые мы также видим у примитивных рыб, которые используют их, чтобы сбалансировать свои соленые тела.

Нашли ошибку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter

Источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

В одном литре морской воды растворено около 35 граммов соли, в основном поваренной. Однако в крови и тканевой жидкости большинства морских рыб концентрация солей втрое ниже.

Это создает сильное осмотическое давление (то есть давление, возникающее между растворами разной концентрации при их соприкосновении). Оно «отсасывает» воду из организма рыбы. И хотя ее покровы препятствуют оттоку жидкости, некоторое количество воды все же теряется через жабры, слизь, экскременты и т. д. Восполняя этот убыток, рыбы пьют морскую воду и внутри организма «опресняют» ее, выводя лишние соли — частично через кишечник, но в основном через жабры.

За это отвечают так называемые клетки Кейс — Вильмера, в мембранах которых расположены специальные белки, выносящие ионы солей во внешнюю среду. Поскольку этот перенос производится в сторону морской воды (где концентрация солей выше), то он требует затрат энергии. У пресноводных рыб те же белки действуют в обратном направлении, захватывая ионы извне. У проходных рыб, которые для нереста перебираются из морей в реки или наоборот, эти белки переключаются из одного режима в другой.

Закон осмотического давления можно использовать для расчета молекулярной массы данного вещества.

1. Количество воды, которое поглощают морские рыбы, зависит от степени се солености. Чем солонее вода, тем больше рыба пьет.
2. Жабры рыбы, которая живет в соленой воде, впитывают некоторое количество соли.
3. Под действием осмоса рыбы могут пропускать через жабры большое количество воды.
4. Излишки соли выводятся с мочой.
5. Вода, проглоченная соленоводной рыбой, всасывается кишечником.

Пресноводные рыбы выделяют соль и впитывают воду через кожу, поэтому им не нужно пить воду. Уровень соли в организме пресноводных рыб восполняется с пищей и ионами (соли), оседающей в жабрах.

1. Движимая силой осмоса, вода поступает в тело рыбы через жабры.
2. Часть соли теряется жабрами в результате осмоса.
3. Пресноводные рыбы имеют излишки воды, которые они выделяют в виде очень разбавленной мочи.

Если рыб поменять местами

В своем привычном доме морские рыбы поддерживают нормальный водно-солевой баланс, выпивая большое количество воды и выделяя излишки соли. В пресной воде морская рыба впитывает воду, разбавляя ею жидкую среду своего организма. Неспособная удержать соль или избавиться от излишков воды, рыба погибает. Обычно пресноводная рыба регулирует уровень соли в тканях своего тела, впитывая соль и выделяя воду. В соленой воде рыба теряет воду, которую не может возместить; содержание соли в ее теле возрастает до смертельного уровня.

Несколько видов рыб являются диадромными — это означает, что они могут жить и в соленой и в пресной воде, регулируя жидкий состав своего организма в соответствии с условиями окружающей среды. Они пьют воду — или воздерживаются от нее — в зависимости от концентрации соли в месте их обитания. Кроме того, их жабры и почки способны быстро перестроиться с перерабатывания соленой воды на пресную, и наоборот. Лососи, которые живут в океане, а нерестятся в реках, а также осетры, пузанки и миноги, обитающие в устьях рек, тоже принадлежат к числу легко адаптирующихся рыб. Некоторые виды диадромных рыб показаны на иллюстрации сверху.

Источник

Аммиак, ТМАО, мочевина, мочевая кислота

Неожиданно начнем с диабета. Кроме хорошо известного в народе сахарного диабета, связанного с нарушением обмена глюкозы, существует еще несахарный диабет – его причиной является недостаточное выделение гипофизом гормона вазопрессина, отвечающего за обратное всасывание воды в почках. Количество мочи, выделяемое в день больными несахарным диабетом, достигает 5-15 литров (при норме 1,5-2 л). Следовательно, такой человек должен выпивать в день 5-15 л воды – т.е. постоянно сидеть рядом с краном и пить. В книгах пишут, что у таких больных нарушается сон и возникает эмоциональная неуравновешенность – а еще бы она не возникла! (Эта информация должна была подтолкнуть вас к простой мысли: тяжело нам, сухопутным животным, все время пúсать – для этого надо все время пить.)

Это не является проблемой для пресноводных рыб и личинок земноводных. Им даже не надо пить – вода и так сама заходит в их организмы за счет осмоса, ее остается только выписать. Таким образом, пресноводные рыбы и головастики постоянно выделяют очень большое количество очень разбавленной мочи, содержащей аммиак.

Детский вывод: любой пресный водоем полностью состоит из рыбьей мочи. Учительский ответ: вряд ли вам удастся найти на планете хоть один атом кислорода, который ни разу за миллионолетнюю историю земной жизни не был ничьей мочой.

Известно, что люди, потерпевшие кораблекрушение, погибают от жажды прямо посередине океана: человек не может пить морскую воду. Почему? – Потому что морская вода более концентрирована, чем человеческая моча. Человек, пьющий морскую воду, будет получать больше солей, чем выделять, и погибнет от пересоления организма.

«Французский врач А.Бомбар проделал смелый эксперимент, чтобы доказать: все необходимое для жизни человека в океане есть, и потерпевшие кораблекрушение могут остаться живы. Для этого он отправился через Атлантический океан в небольшой резиновой лодочке, питаясь пойманной по дороге рыбой. Вместо воды он пил жидкость, выжимаемую из тела рыб (она содержит очень немного солей). Бомбару удалось за 65 дней пересечь океан, проделав путь из Европы в Америку. И хотя подобный способ питания значительно подорвал здоровье ученого, он доказал возможность жизни человека в океане»*.

Как удается морским рыбам иметь внутри себя небольшую концентрацию солей? – Лишние соли, которые поступают в их организм с морской водой, выводятся наружу через жабры (почки при этом отдыхают: количество мочи и содержание в ней солей у морских рыб небольшое). Чтобы не перегружать жабры-опреснители лишней работой, морским рыбам желательно поменьше пить – следовательно, поменьше писать. А для этого нужно сделать выделяемое с мочой вещество не очень ядовитым, чтобы его можно было концентрировать. – Пожалуйста: морские костистые рыбы превращают аммиак в не очень ядовитый триметиламиноксид (ТМАО). В ГСТ** написано, что именно это вещество придает рыбам характерный «запах рыбы».

У нас с вами (у млекопитающих и взрослых земноводных) в печени из углекислого газа и аммиака делается не очень ядовитая мочевина. В стремлении тратить как можно меньше воды наш организм концентрирует мочу до упора: возможно, вы знаете о её «едучих» свойствах. (Знающие люди советуют: если у вас нет ни йода, ни зеленки, ни спирта, ни перекиси водорода, но нужно срочно обработать рану – помочитесь на нее, действие будет примерно таким же.)

В лихие девяностые в рекламе жвачек гордо сообщалось, что они «содержат ксилит и карбамид». Потом случилось страшное: какой-то студент неожиданно проснулся на лекции по органической химии и услышал, что «карбамид» по-русски называется «мочевина». Получается, что жвачки «содержат ксилит и мочевину»?! Как-то это не звучит, и мочевину из жвачек убрали. Но разрешение использовать пищевую добавку E927b при производстве продуктов питания на территории России – оставили. – А что такого, совершенно безопасное вещество, содержится в нашей собственной крови. (Сама по себе мочевина – белый порошок без вкуса и запаха. Несвежая моча пахнет аммиаком, который образуется из мочевины под действием бактерий.)

И возвращаемся на три абзаца назад: зачем морские рыбы имеют внутреннюю среду, более пресную, чем окружающая морская вода – им что, других проблем мало? Ведь остальные морские жители живут спокойно – большинство беспозвоночных имеет такую же концентрацию, как и окружающая морская вода. А позвоночные-акулы даже перевыполнили план: за счет растворенных в их крови мочевины и ТМАО они стали более концентрированными, чем море, и осмотически всасывают воду – как будто в речке живут. (Акул, прежде чем есть, долго вымачивают в воде – чтобы котлета не пахла мочой.) Ответ: не зачем, а почему. Группа современных костистых рыб сформировалась в пресных водоемах, где было выгодно быть не очень солеными, и только потом перебралась назад в моря.

Если идти до конца, то можно превратить выделяемое вещество в нерастворимое и неядовитое – тогда его можно, собственно, и не выделять, а оставить внутри тела. Но понятно, что затраты на это превращение будут очень велики, зачем же так напрягаться?

Первая причина – сильный дефицит воды, вторая – полная невозможность ее выделять. Так жестоко жизнь пошутила над наземными организмами, которые развиваются в герметичном яйце (птицы, пресмыкающиеся и насекомые). Продукт своего обмена им приходится складывать здесь же, внутри яйца, поэтому он должен быть нерастворимым и неядовитым – знакомьтесь, это мочевая кислота. Она остается главным продуктом выделения птиц, пресмыкающихся и насекомых и после их вылупления из яйца – это, кстати, позволяет им при выделении обходиться небольшим количеством воды.

Мочевая кислота в небольших количествах образуется и в нашем организме – из пуриновых оснований – аденина и гуанина, которые входят в состав ДНК, РНК и АТФ.*** Особенно много пуриновых оснований содержится в мясе и рыбе. Иван Андреевич Крылов, известный баснописец и обжора, как и положено тогдашним аристократам, питался почти исключительно мясом (жареные поросята, запеченные рябчики, тушеные перепела. фаршированные осетры. сушеные кабаны. ) Могучий организм Ивана Андреевича не смог справиться с выделением такого большого количества мочевой кислоты, и ему пришлось откладывать ее в виде кристаллов в суставах (подагра) и в виде камней в почках и мочевом пузыре. (Эта информация должна была подтолкнуть вас к простой мысли: безвредность любого соединения имеет свои границы, при желании можно насмерть отравиться совершенно чистой водой).

===============
*Сергеев Б.Ф. Занимательная физиология. Книга для чтения. Москва, Просвещение, 2001
** Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. В трех томах. Москва, Мир,1993.
*** Мочевая кислота является конечным продуктом обмена пуринов только у приматов, а у всех нормальных млекопитающих она окисляется дальше – до аллантоина.

Источник