OSMOREGULATION: APA ITU, PADA TUMBUHAN, HAIWAN, CONTOHNYA - BIOLOGI - 2026

The pengosmokawalaturan adalah satu proses yang bertanggungjawab untuk mengekalkan homeostasis cecair dalam badan dengan aktif mengawal tekanan osmosis dalamannya. Tujuannya adalah untuk mengekalkan jumlah dan kepekatan osmolar yang mencukupi dari pelbagai biologi, yang penting untuk fungsi organisma yang betul.

Air biologi dapat dianggap tersebar di petak yang merangkumi bahagian dalam sel (petak intraselular) dan, dalam hal organisma multisel, cairan yang mengelilingi sel (petak ekstraselular atau interstisial).

Pergerakan air dan ion dalam ikan telostus air tawar (Sumber: Raver, Duane; diubah suai oleh Biezl (Karya sendiri), tidak ditentukan Diterjemahkan ke bahasa Sepanyol oleh –Cristina busch (bincang) 20:53, 1 September 2014 (UTC) melalui Wikimedia Commons )

Terdapat juga, dalam organisma yang lebih kompleks, petak intravaskular yang membawa cecair intra dan ekstraselular bersentuhan dengan persekitaran luaran. Ketiga-tiga petak ini dipisahkan oleh selaput biologi kebolehtelapan selektif yang membenarkan laluan air bebas dan menyekat laluan zarah yang terdapat dalam larutan dalam cecair tersebut ke tahap yang lebih besar atau lebih rendah.

Air dan sebilangan zarah kecil dapat bergerak bebas melalui liang di membran, melalui penyebaran dan mengikuti kecerunan kepekatannya. Yang lain, yang lebih besar atau bermuatan elektrik, hanya dapat melintas dari satu sisi ke sisi lain dengan menggunakan molekul lain yang berfungsi sebagai alat pengangkutan.

Proses osmotik berkaitan dengan pergerakan air dari satu tempat ke tempat yang lain berikutan kecerunan kepekatannya. Iaitu, ia bergerak dari ruang di mana dia paling tertumpu ke tempat di mana tumpuannya kurang.

Air lebih pekat di tempat di mana kepekatan osmolar (kepekatan zarah aktif osmotik) lebih rendah dan sebaliknya. Air kemudiannya dikatakan bergerak dari satu lokasi dengan kepekatan osmolar rendah ke kawasan lain dengan kepekatan osmolar yang lebih tinggi.

Makhluk hidup telah mengembangkan mekanisme yang kompleks untuk mengawal keseimbangan osmotik di bahagian dalamnya dan mengatur proses masuk dan keluar air, mengatur masuk dan / atau keluar zat terlarut, dan inilah yang dimaksudkan oleh osmoregulasi.

Apa itu osmoregulasi?

Objektif utama peraturan osmotik adalah untuk mengatur masuk dan keluar air dan zat terlarut supaya kedua-dua isipadu dan komposisi bahagian cecair tetap tetap.

Dalam pengertian ini, dua aspek dapat dipertimbangkan, satu pertukaran antara organisma dan persekitaran dan yang lain pertukaran antara bahagian tubuh yang berbeza.

Masuk dan keluar air dan zat terlarut berlaku dengan mekanisme yang berbeza:

-Dalam kes haiwan vertebrata yang lebih tinggi, misalnya, pendapatan diatur oleh pengambilan air dan zat terlarut, masalah yang pada gilirannya bergantung pada aktiviti sistem saraf dan endokrin, yang juga campur tangan dalam peraturan perkumuhan buah pinggang dari bahan-bahan ini.

-Dalam kes tumbuhan vaskular, penyerapan air dan zat terlarut berlaku berkat proses evapotranspirasi yang berlaku di daun. Proses-proses ini "menarik" lajur air dan mendorong pergerakan ke atas melalui tanaman dari akar, yang berkaitan dengan potensi air.

Pertukaran dan keseimbangan antara kompartemen organisma yang berlainan berlaku dengan pengumpulan zat terlarut dalam satu atau petak lain melalui pengangkutan aktif mereka. Sebagai contoh, peningkatan zat terlarut di dalam sel menentukan pergerakan air ke arahnya dan peningkatan isipadu mereka.

Keseimbangan, dalam hal ini, terdiri daripada mengekalkan kepekatan osmolar intraselular yang mencukupi untuk mengekalkan jumlah sel yang tetap dan ini dicapai berkat penyertaan protein dengan aktiviti pengangkutan yang berbeza, di antaranya pam ATPase dan pengangkut lain menonjol. .

Osmoregulasi pada tumbuh-tumbuhan

Tumbuhan memerlukan air untuk hidup setara dengan haiwan dan organisma sel tunggal yang lain. Di dalamnya, seperti pada semua makhluk hidup, air sangat penting untuk melakukan semua reaksi metabolik yang berkaitan dengan pertumbuhan dan perkembangan, yang berkaitan dengan menjaga bentuk dan turgor sel mereka.

Selama hidup mereka, mereka terdedah kepada keadaan hidrik yang berubah-ubah yang bergantung pada persekitaran yang mengelilinginya, khususnya pada kelembapan atmosfera dan pada tahap radiasi matahari.

Dalam organisma tumbuhan, osmoregulasi memenuhi fungsi menjaga potensi turgor melalui pengumpulan atau pengurangan zat terlarut sebagai tindak balas terhadap tekanan air, yang memungkinkan mereka terus tumbuh.

Pergerakan air dalam sel akar (pengangkutan sederhana dan pengangkutan apoplastik) (Sumber: Dylan W. Schwilk melalui Wikimedia Commons)

Air yang terdapat di antara rambut akar dan endodermis mengalir di antara sel-sel akar melalui petak ekstraselular yang dikenali sebagai apoplast (pengangkutan apoplastik) atau melalui sambungan sitoplasma (pengangkutan sederhana), sehingga disaring bersama dengan ion dan mineral ke dalam sel endodermis dan kemudian bergerak ke bundle vaskular.

Oleh kerana nutrien air dan mineral diangkut dari tanah oleh akar ke organ udara, sel-sel dari tisu-tisu tubuh yang berlainan "mengambil" jumlah air dan jumlah zat terlarut yang diperlukan untuk pemenuhan fungsinya.

Pada tanaman, seperti pada banyak organisme yang lebih tinggi, proses masuk dan pengusiran air diatur oleh zat pengatur pertumbuhan (fitohormon) yang memodulasi tindak balas terhadap keadaan persekitaran yang berbeza dan faktor intrinsik lain.

- Potensi air dan potensi tekanan

Oleh kerana kepekatan intraselular zat terlarut dalam sel tumbuhan lebih tinggi daripada persekitarannya, air cenderung meresap oleh osmosis ke arah dalam sehingga potensi tekanan yang diberikan oleh dinding sel memungkinkannya dan inilah yang menjadikan sel sel tegas atau keruh.

Potensi air adalah salah satu faktor yang terlibat dalam pertukaran air kedua-dua tumbuhan dengan persekitarannya dan sel-sel tisu mereka satu sama lain.

Ini ada hubungannya dengan pengukuran arah aliran air antara dua ruang dan merangkumi jumlah potensi osmotik dengan potensi tekanan yang diberikan oleh dinding sel.

Pada tumbuhan, kerana kepekatan zat terlarut intraselular biasanya lebih tinggi daripada persekitaran ekstraselular, potensi osmotik adalah bilangan negatif; sementara potensi tekanan biasanya positif.

Semakin rendah potensi osmotik, semakin negatif potensi air. Sekiranya ia dianggap sebagai sel, maka dikatakan bahawa air akan memasukinya mengikuti kecerunan potensinya.

Osmoregulasi pada haiwan

Vertebrata dan invertebrata multiselular menggunakan sistem yang berbeza untuk mengekalkan homeostasis dalaman, ini bergantung sepenuhnya pada habitat yang mereka duduki; iaitu, mekanisme penyesuaian berbeza antara air masin, air tawar, dan haiwan darat.

Penyesuaian yang berbeza sering bergantung pada organ khusus untuk osmoregulasi. Secara semula jadi, yang paling umum dikenal sebagai organ nefridial, yang merupakan struktur perkumuhan khusus yang berfungsi sebagai sistem tiub yang terbuka ke luar melalui liang yang disebut nephridiopores.

Cacing pipih mempunyai struktur yang dikenali sebagai protonephridiums, sementara annelid dan moluska mempunyai metanephridia. Serangga dan labah-labah mempunyai versi organ nefridial yang disebut Malpighi Tubules.

Pada haiwan vertebrata, sistem osmoregulasi dan perkumuhan dicapai, terutama terdiri dari buah pinggang, tetapi sistem saraf dan endokrin, sistem pencernaan, paru-paru (atau insang) dan kulit juga berpartisipasi dalam proses pemuliharaan keseimbangan air ini.

- Haiwan akuatik

Invertebrata laut dianggap sebagai organisma penyesuaian osmo , kerana badannya berada dalam keseimbangan osmotik dengan air yang mengelilinginya. Air dan garam masuk dan keluar dengan penyebaran apabila kepekatan luaran berubah.

Invertebrata yang tinggal di muara di mana kepekatan garam menunjukkan turun naik yang ketara dikenali sebagai organisma osmoregulatory , kerana mereka mempunyai mekanisme peraturan yang lebih kompleks kerana fakta bahawa kepekatan garam di pedalamannya berbeza dengan air di mana mereka tinggal.

Ikan air tawar mempunyai kepekatan garam di pedalaman mereka yang jauh lebih tinggi daripada air yang mengelilinginya, sehingga banyak air masuk ke dalam mereka melalui osmosis, tetapi ini dikeluarkan dalam bentuk air kencing yang dicairkan.

Di samping itu, beberapa spesies ikan mempunyai sel insang untuk masuknya garam.

Vertebrata laut, yang kepekatan garamnya lebih rendah daripada lingkungannya, memperoleh air dengan meminumnya dari laut dan mengeluarkan lebihan garam dalam air kencing mereka. Banyak burung laut dan reptilia mempunyai "kelenjar garam" yang mereka gunakan untuk melepaskan lebihan garam yang mereka dapatkan setelah minum air laut.

Sebilangan besar mamalia laut memakan air garam ketika mereka makan, tetapi bahagian dalamnya biasanya mempunyai kepekatan garam yang lebih rendah. Mekanisme yang digunakan untuk mengekalkan homeostasis adalah pengeluaran air kencing dengan kandungan garam dan ammonia yang tinggi.

Perbezaan osmoregulasi antara tumbuhan dan haiwan

Keadaan ideal sel tumbuhan sangat berbeza dengan sel sel haiwan, fakta yang berkaitan dengan kehadiran dinding sel yang menghalang pengembangan sel yang berlebihan kerana masuknya air.

Pada haiwan, ruang intraselular berada dalam keseimbangan osmotik dengan cecair ekstraselular dan proses osmoregulasi bertanggungjawab untuk mengekalkan keadaan ini.

Sel tumbuhan, sebaliknya, memerlukan turgor, yang mereka capai dengan menjaga cairan intraselular lebih pekat daripada persekitarannya, itulah sebabnya air cenderung masuk ke dalamnya.

Contoh

Sebagai tambahan kepada semua kes yang dibincangkan di atas, contoh sistem osmoregulasi yang baik adalah yang terdapat di dalam tubuh manusia:

Pada manusia, mengekalkan isipadu normal dan osmolariti cairan tubuh melibatkan keseimbangan antara input dan output air dan zat terlarut, iaitu keseimbangan di mana input sama dengan output.

Oleh kerana zat terlarut ekstraselular utama adalah natrium, pengatur jumlah dan osmolariti cecair ekstraselular hampir secara eksklusif bergantung pada keseimbangan antara air dan natrium.

Air masuk ke dalam tubuh melalui makanan dan cairan yang dimakan (peraturannya bergantung pada mekanisme kehausan) dan dihasilkan secara dalaman sebagai hasil proses pengoksidaan dalam makanan (air metabolik).

Keluar air berlaku oleh kerugian yang tidak dapat dilihat, oleh peluh, najis dan air kencing. Isipadu air kencing yang dikeluarkan diatur oleh tahap hormon antidiuretik (ADH) plasma.

Natrium memasuki badan melalui makanan dan cairan yang tertelan. Ia hilang melalui peluh, najis, dan air kencing. Kehilangannya melalui air kencing adalah salah satu mekanisme untuk mengatur kandungan natrium dalam badan dan bergantung pada fungsi intrinsik buah pinggang, yang diatur oleh hormon aldosteron.

Rujukan

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Biologi Sel Penting. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Cushman, J. (2001). Osmoregulasi dalam Tumbuhan: Implikasi untuk Pertanian. Amer. Zool. , 41, 758–769.
3. Morgan, JM (1984). Osmoregulasi dan tekanan air pada tanaman yang lebih tinggi. Ann. Rev. Plant Physiol. , 35, 299-319.
4. Nabors, M. (2004). Pengenalan Botani (edisi pertama). Pendidikan Pearson.
5. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biologi (edisi ke-5). Philadelphia, Pennsylvania: Penerbitan Saunders College.
6. West, J. (1998). Asas Fisiologi Amalan Perubatan (edisi ke-12). Mexico DF: Editorial Médica Panamericana.