OSMOREGULATION: มันคืออะไรในพืชในสัตว์ตัวอย่าง - ชีววิทยา - 2026

การดูดซึมเป็นกระบวนการที่รับผิดชอบในการรักษาสภาวะสมดุลของของเหลวในร่างกายโดยควบคุมความดันออสโมติกภายในอย่างแข็งขัน จุดประสงค์คือเพื่อรักษาปริมาตรและความเข้มข้นของออสโมลาร์ที่เพียงพอของช่องทางชีวภาพต่างๆซึ่งจำเป็นสำหรับการทำงานที่เหมาะสมของสิ่งมีชีวิต

น้ำชีวภาพสามารถพิจารณาได้ว่ากระจายอยู่ในช่องที่รวมถึงภายในเซลล์ (ช่องภายในเซลล์) และในกรณีของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ของเหลวที่อยู่รอบเซลล์ (นอกเซลล์หรือช่องคั่นระหว่างหน้า)

การเคลื่อนที่ของน้ำและไอออนในปลาเทโลสตัสน้ำจืด (ที่มา: Raver, Duane; แก้ไขโดย Biezl (งานของตัวเอง), ไม่ได้กำหนดแปลเป็นภาษาสเปนโดย –Cristina busch (พูดคุย) 20:53, 1 กันยายน 2014 (UTC) ผ่าน Wikimedia Commons )

นอกจากนี้ในสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนมากขึ้นช่องภายในหลอดเลือดที่นำของเหลวภายในและภายนอกเซลล์มาสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมภายนอก ช่องทั้งสามนี้ถูกคั่นด้วยเยื่อชีวภาพแบบเลือกได้ซึ่งช่วยให้น้ำไหลผ่านได้อย่างอิสระและ จำกัด การผ่านของอนุภาคที่พบในสารละลายในของเหลวนั้นให้มากขึ้นหรือน้อยลง

ทั้งน้ำและอนุภาคขนาดเล็กบางส่วนสามารถเคลื่อนที่ผ่านรูพรุนในเมมเบรนได้อย่างอิสระโดยการแพร่กระจายและตามการไล่ระดับความเข้มข้น อื่น ๆ ที่มีขนาดใหญ่กว่าหรือมีประจุไฟฟ้าสามารถผ่านจากด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่งโดยใช้โมเลกุลอื่นที่ใช้เป็นสื่อในการขนส่ง

กระบวนการออสโมติกเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของน้ำจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งตามการไล่ระดับความเข้มข้น นั่นคือมันย้ายจากช่องที่เธอมีสมาธิมากที่สุดไปยังช่องที่เธอมีสมาธิน้อยกว่า

น้ำมีความเข้มข้นมากขึ้นในสถานที่ที่ความเข้มข้นของออสโมลาร์ (ความเข้มข้นของอนุภาคที่ใช้งานออสโมโตริก) ต่ำกว่าและในทางกลับกัน จากนั้นกล่าวว่าน้ำจะเคลื่อนจากบริเวณที่มีความเข้มข้นของออสโมลาร์ต่ำไปยังอีกที่หนึ่งโดยมีความเข้มข้นของออสโมลาร์สูงกว่า

สิ่งมีชีวิตได้พัฒนากลไกที่ซับซ้อนเพื่อควบคุมสมดุลออสโมติกในภายในของพวกมันและควบคุมกระบวนการเข้าและออกของน้ำควบคุมการเข้าและ / หรือออกของตัวถูกละลายและนี่คือสิ่งที่ osmoregulation อ้างถึง

osmoregulation คืออะไร?

วัตถุประสงค์หลักของการควบคุมออสโมติกคือการปรับทางเข้าและทางออกของน้ำและตัวทำละลายเพื่อให้ทั้งปริมาตรและองค์ประกอบของช่องของเหลวคงที่

ในแง่นี้สามารถพิจารณาได้สองแง่มุมหนึ่งคือการแลกเปลี่ยนระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมและอีกด้านหนึ่งคือการแลกเปลี่ยนระหว่างส่วนต่างๆของร่างกาย

การเข้าและออกของน้ำและตัวถูกละลายเกิดขึ้นโดยกลไกต่างๆ:

- ในกรณีของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่สูงขึ้นเช่นรายได้จะถูกควบคุมโดยการบริโภคน้ำและตัวถูกละลายปัญหาที่จะขึ้นอยู่กับกิจกรรมของระบบประสาทและระบบต่อมไร้ท่อซึ่งจะเข้ามาแทรกแซงกฎระเบียบของ การขับสารเหล่านี้ออกทางไต

- ในกรณีของพืชที่มีหลอดเลือดการดูดซึมน้ำและตัวถูกละลายเกิดขึ้นเนื่องจากกระบวนการระเหยที่เกิดขึ้นในใบ กระบวนการเหล่านี้ "ดึง" คอลัมน์น้ำและขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ขึ้นด้านบนของพืชจากรากซึ่งเกี่ยวข้องกับศักยภาพของน้ำ

การแลกเปลี่ยนและความสมดุลระหว่างช่องต่างๆของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นโดยการสะสมของตัวถูกละลายในช่องใดช่องหนึ่งผ่านการขนส่งที่ใช้งานอยู่ ตัวอย่างเช่นการเพิ่มขึ้นของตัวถูกละลายภายในเซลล์จะกำหนดการเคลื่อนที่ของน้ำเข้าหาพวกมันและการเพิ่มขึ้นของปริมาตร

ความสมดุลในกรณีนี้ประกอบด้วยการรักษาความเข้มข้นของออสโมลาร์ภายในเซลล์ที่เพียงพอที่จะรักษาปริมาตรของเซลล์ให้คงที่และทำได้โดยการมีส่วนร่วมของโปรตีนกับกิจกรรมการขนส่งที่แตกต่างกันซึ่งปั๊ม ATPase และตัวขนส่งอื่น ๆ โดดเด่น .

Osmoregulation ในพืช

พืชต้องการน้ำในการดำรงชีวิตเช่นเดียวกับสัตว์และสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวอื่น ๆ ในพวกมันเช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดน้ำเป็นสิ่งสำคัญในการทำปฏิกิริยาการเผาผลาญทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตและการพัฒนาซึ่งเกี่ยวข้องกับการรักษารูปร่างและการเปลี่ยนแปลงของเซลล์

ในช่วงชีวิตของพวกเขาพวกเขาต้องเผชิญกับสภาวะไฮดริกที่ผันแปรซึ่งขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่อยู่รอบตัวโดยเฉพาะความชื้นในบรรยากาศและระดับของรังสีดวงอาทิตย์

ในสิ่งมีชีวิตของพืช osmoregulation ตอบสนองหน้าที่ในการรักษาศักยภาพของ turgor ผ่านการสะสมหรือการลดตัวถูกละลายเพื่อตอบสนองต่อความเครียดของน้ำซึ่งช่วยให้พวกมันเติบโตต่อไปได้

การเคลื่อนที่ของน้ำในเซลล์ราก (การขนส่งแบบง่ายและการขนส่งอะโพพลาสติก) (ที่มา: Dylan W. Schwilk จาก Wikimedia Commons)

น้ำที่พบระหว่างขนรากและเอ็นโดเดอร์มิสจะไหลระหว่างเซลล์รากผ่านช่องนอกเซลล์ที่เรียกว่าอะโพพลาสต์ (apoplastic transport) หรือผ่านการเชื่อมต่อไซโตพลาสซึม (การขนส่งแบบง่าย) จนกว่าจะถูกกรองพร้อมกับไอออนและ แร่ธาตุเข้าสู่เซลล์ของ endodermis แล้วเดินทางไปยังกลุ่มหลอดเลือด

เนื่องจากสารอาหารที่เป็นน้ำและแร่ธาตุถูกลำเลียงจากดินโดยรากไปยังอวัยวะในอากาศเซลล์ของเนื้อเยื่อต่าง ๆ ของร่างกายจึง "รับ" ปริมาณน้ำและปริมาณของตัวถูกละลายที่จำเป็นสำหรับการปฏิบัติหน้าที่ของมัน

ในพืชเช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตชั้นสูงหลายชนิดกระบวนการเข้าและการขับออกของน้ำจะถูกควบคุมโดยสารควบคุมการเจริญเติบโต (ไฟโตฮอร์โมน) ที่ปรับการตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันและปัจจัยภายในอื่น ๆ

- ศักย์น้ำและศักย์แรงดัน

เนื่องจากความเข้มข้นภายในเซลล์ของตัวถูกละลายในเซลล์พืชสูงกว่าสภาพแวดล้อมน้ำจึงมีแนวโน้มที่จะแพร่กระจายโดยการออสโมซิสเข้าสู่ภายในจนกว่าความดันที่อาจเกิดขึ้นจากผนังเซลล์จะยอมให้เกิดขึ้นและนี่คือสิ่งที่ทำให้เซลล์ เซลล์มีความมั่นคงหรือขุ่นมัว

ศักยภาพของน้ำเป็นปัจจัยหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนน้ำของพืชทั้งสองกับสิ่งแวดล้อมและเซลล์ของเนื้อเยื่อซึ่งกันและกัน

มันเกี่ยวข้องกับการวัดทิศทางการไหลของน้ำระหว่างสองช่องและประกอบด้วยผลรวมของศักย์ออสโมติกกับศักย์ความดันที่กระทำโดยผนังเซลล์

ในพืชเนื่องจากความเข้มข้นของตัวถูกละลายภายในเซลล์มักจะสูงกว่าสภาพแวดล้อมนอกเซลล์ศักยภาพในการออสโมติกจึงเป็นจำนวนลบ ในขณะที่ความดันมักจะเป็นบวก

โอกาสในการออสโมติกยิ่งต่ำความสามารถของน้ำก็จะยิ่งเป็นลบ หากถือว่าเป็นเซลล์ก็จะมีการกล่าวว่าน้ำจะเข้ามาตามการไล่ระดับสีที่อาจเกิดขึ้น

Osmoregulation ในสัตว์

สัตว์มีกระดูกสันหลังหลายเซลล์และสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังใช้ระบบต่าง ๆ เพื่อรักษาสภาวะสมดุลภายในโดยอาศัยที่อยู่อาศัยที่พวกมันอาศัยอยู่อย่างเข้มงวด นั่นคือกลไกการปรับตัวจะแตกต่างกันระหว่างสัตว์น้ำเค็มน้ำจืดและสัตว์บก

การปรับตัวที่แตกต่างกันมักขึ้นอยู่กับอวัยวะเฉพาะสำหรับการขยายตัว ในธรรมชาติอวัยวะที่พบมากที่สุดเรียกว่าอวัยวะไตซึ่งเป็นโครงสร้างการขับถ่ายเฉพาะที่ทำหน้าที่เป็นระบบของท่อที่เปิดออกสู่ภายนอกผ่านรูขุมขนที่เรียกว่าเนฟริดิโอปอร์

พยาธิตัวกลมมีโครงสร้างที่เรียกว่าโปรโตเนฟริเดียมในขณะที่แอนเนลิดและหอยมีเมตานิเฟริเดีย แมลงและแมงมุมมีอวัยวะของไตที่เรียกว่า Malpighi Tubules

ในสัตว์มีกระดูกสันหลังระบบขับถ่ายและระบบขับถ่ายสามารถทำได้ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยไต แต่ระบบประสาทและต่อมไร้ท่อระบบย่อยอาหารปอด (หรือเหงือก) และผิวหนังก็มีส่วนร่วมในกระบวนการรักษาสมดุลของน้ำเช่นกัน

- สัตว์น้ำ

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในทะเลถือเป็นสิ่งมีชีวิตที่ปรับตัวได้โดยออสโมเนื่องจากร่างกายของพวกมันอยู่ในสภาวะสมดุลออสโมติกกับน้ำที่ล้อมรอบพวกมัน น้ำและเกลือเข้าและออกโดยการแพร่กระจายเมื่อความเข้มข้นภายนอกเปลี่ยนไป

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่อาศัยอยู่ในบริเวณปากแม่น้ำซึ่งความเข้มข้นของน้ำเกลือแสดงให้เห็นถึงความผันผวนอย่างมีนัยสำคัญเรียกว่าสิ่งมีชีวิตที่มีการดูดซึมเนื่องจากมีกลไกการควบคุมที่ซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากความเข้มข้นของเกลือในน้ำนั้นแตกต่างจากน้ำที่พวกมันอาศัยอยู่

ปลาน้ำจืดมีความเข้มข้นของน้ำเกลืออยู่ภายในซึ่งสูงกว่าน้ำที่อยู่รอบตัวมากดังนั้นน้ำจำนวนมากจึงเข้าสู่ภายในโดยการออสโมซิส แต่จะถูกขับออกมาในรูปของปัสสาวะที่เจือจาง

นอกจากนี้ปลาบางชนิดยังมีเซลล์เหงือกสำหรับการเข้าของเกลือ

สัตว์มีกระดูกสันหลังในทะเลซึ่งมีความเข้มข้นของเกลือต่ำกว่าสภาพแวดล้อมได้รับน้ำโดยการดื่มจากทะเลและขับเกลือส่วนเกินออกทางปัสสาวะ นกและสัตว์เลื้อยคลานในทะเลหลายชนิดมี "ต่อมเกลือ" ที่ใช้ปล่อยเกลือส่วนเกินที่ได้รับหลังจากดื่มน้ำทะเล

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลส่วนใหญ่กินน้ำเกลือเมื่อพวกมันกินอาหาร แต่ภายในของมันมักจะมีความเข้มข้นของเกลือต่ำกว่า กลไกที่ใช้ในการรักษาสภาวะสมดุลคือการผลิตปัสสาวะที่มีเกลือและแอมโมเนียความเข้มข้นสูง

ความแตกต่างของ osmoregulation ระหว่างพืชและสัตว์

สถานะในอุดมคติของเซลล์พืชนั้นแตกต่างจากเซลล์สัตว์อย่างมากซึ่งเป็นความจริงที่เกี่ยวข้องกับการมีผนังเซลล์ที่ป้องกันการขยายตัวของเซลล์มากเกินไปเนื่องจากน้ำเข้า

ในสัตว์พื้นที่ภายในเซลล์อยู่ในสภาวะสมดุลออสโมติกโดยมีของเหลวนอกเซลล์และกระบวนการดูดซึมมีหน้าที่ในการรักษาสถานะนี้

ในทางกลับกันเซลล์พืชต้องการ turgor ซึ่งพวกมันทำได้โดยการทำให้ของเหลวภายในเซลล์มีความเข้มข้นมากกว่าสภาพแวดล้อมซึ่งเป็นสาเหตุที่น้ำมีแนวโน้มที่จะเข้าสู่พวกมัน

ตัวอย่าง

นอกเหนือจากทุกกรณีที่กล่าวถึงข้างต้นแล้วตัวอย่างที่ดีของระบบออสโมโกลคือสิ่งที่พบในร่างกายมนุษย์:

ในมนุษย์การรักษาปริมาตรปกติและออสโมลาริตีของของเหลวในร่างกายเกี่ยวข้องกับความสมดุลระหว่างอินพุตและเอาต์พุตของน้ำและตัวถูกละลายนั่นคือสมดุลที่อินพุตเท่ากับเอาต์พุต

เนื่องจากตัวถูกละลายนอกเซลล์หลักคือโซเดียมการควบคุมปริมาตรและความเป็นกรด - ด่างของของเหลวนอกเซลล์จึงขึ้นอยู่กับความสมดุลระหว่างน้ำและโซเดียมโดยเฉพาะ

น้ำเข้าสู่ร่างกายผ่านอาหารและของเหลวที่บริโภค (การควบคุมขึ้นอยู่กับกลไกของความกระหาย) และผลิตขึ้นภายในอันเป็นผลมาจากกระบวนการออกซิเดชั่นในอาหาร (น้ำเผาผลาญ)

การระบายออกของน้ำเกิดจากการสูญเสียที่ไม่สามารถสัมผัสได้โดยเหงื่ออุจจาระและปัสสาวะ ปริมาณปัสสาวะที่ขับออกมาถูกควบคุมโดยระดับฮอร์โมนแอนติไดยูเรติก (ADH) ในพลาสมา

โซเดียมเข้าสู่ร่างกายผ่านทางอาหารและของเหลวที่กินเข้าไป สูญเสียไปทางเหงื่ออุจจาระและปัสสาวะ การสูญเสียทางปัสสาวะเป็นกลไกหนึ่งในการควบคุมปริมาณโซเดียมของร่างกายและขึ้นอยู่กับการทำงานของไตที่ควบคุมโดยฮอร์โมนอัลโดสเตอโรน

อ้างอิง

1. Alberts, B. , Dennis, B. , Hopkin, K. , Johnson, A. , Lewis, J. , Raff, M. , … Walter, P. (2004). ชีววิทยาของเซลล์ที่จำเป็น Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group
2. คัชแมน, J. (2001). Osmoregulation ในพืช: ผลกระทบต่อการเกษตร. อาเมอร์ Zool. , 41, 758–769
3. มอร์แกน, JM (1984). Osmoregulation และความเครียดของน้ำในพืชชั้นสูง แอน รายได้พืช Physiol , 35, 299-319.
4. นาบอร์ม. (2547). ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับพฤกษศาสตร์ (ฉบับที่ 1). การศึกษาของเพียร์สัน.
5. Solomon, E. , Berg, L. , & Martin, D. (1999). ชีววิทยา (ฉบับที่ 5) Philadelphia, Pennsylvania: สำนักพิมพ์ Saunders College
6. เวสต์เจ. (1998). พื้นฐานทางสรีรวิทยาของการปฏิบัติทางการแพทย์ (ฉบับที่ 12) Mexico DF: กองบรรณาธิการMédica Panamericana