渗透调节
渗透调节指植物生长在渗透胁迫条件下,其细胞在渗透上有活性和无毒害的作用的主动净增长过程。有活性溶质增长的结果是细胞浓度增大渗透势降低,使其在低渗透势生境中能够吸收水分,此过程为渗透调节(osmotic adjustment)。
参与盐渍中植物渗透调节过程渗透调节物质基本上有两大类,一是外界环境进入植物细胞内的无机离子。如K+和Cl-和无机酸盐等。二是在细胞合成的有机溶质。有机和无机渗透调节物质在植物对盐胁迫的适应中都有重要作用。其中有机小分子,包括脯氨酸、甜菜碱、甘油等还包括一些代谢中间产物,如糖类及其衍生物等。
渗透调节的意义: 维持无机离子的适当浓度, 维持适当的水含量, 维持一定的渗透浓度,清除代谢终产物,清除异物及其代谢产物。
渗透调节 osmoregulation, osmotic regulation
动物体内的渗透浓度,通过调节总是或多或少保持着一定的值。淡水原生动物的收缩胞能进行渗透调节;但在多细胞动物,其体内的介质体液可直接参与渗透调节。一般地说淡水动物,其外部渗透压(△e)要比内部渗透压(△i)低,水通过渗透作用而进入,而盐则相反地渗出外部。所以,(1)体表时渗透性最大限度地变小,以限制水的渗入;(2)具有生成多量低渗尿的排泄器官(例如蝲蛄的触角腺和淡水鱼的肾状),以便与进入量保持平衡;(3)从体表的一部分(例如蝲蛄和淡水鱼的鳃、蛙的皮肤)自动摄取盐类,使内部介质的渗透压保持正常值(冰点下降度△=0.2—0.8℃)。与淡水鱼的△i几乎相等的海产硬骨鱼类则△e>△i,因此(1)与脱水相反,饮入海水时,一价离子与水同时被肠壁所吸收;(2)尿量少,渗透浓度与血液的接近,由肠吸收的部分二价离子由尿排出;(3)过剩的一价离子由鳃的盐细胞排出。淡海水鱼及回游鱼等广盐性鱼类,能够进行淡水型与海水型的渗透调节机制的转换,即渗透适应(os-motic adaptation)。淡水适应,催乳素的调节是重要的;而海水适应,皮质醇(氢可的松的调节是重要的。海产软骨鱼类,在血液中保有尿素,使△i保持比海水△e较高的状态。从而不会发生脱水的危险,过剩的盐由尿和直肠腺排出。以空气为外部介质的陆生动物(△i=0.5—0.8),其防止因蒸发而失水的机构很发达。脊椎动物和昆虫,都具有防水的皮肤,同时,排泄器官(肾小管、马耳皮基氏管)对水和盐的再吸收可减少水、盐的排出。脊椎动物,抗利尿素(ADH)促进体内保水,而盐皮质类固醇(醛固酮)促进体内保Na+。一般在作为变渗透动物的海产无脊椎动物中,有的沿岸性的甲壳类,由于可从鳃吸收盐而获得等渗透性,耐受稀释海水中的生活,成为广盐性生物。在植物,当水分吸收困难时,其细胞液变浓,增加渗透价,提高吸水力。另外,在淀粉酵解成糖时,出现水溶性物质的极速增加(增张现象)。相反,细胞吸收多量水分时,具有渗透性作用的物质,通过化学变化而有减少(减张现象)的倾向。
水生动物的渗透压调节
1、海洋动物
海洋动物的两种渗透压调节类型:
a、动物的血液或体液的渗透浓度与海水的总渗透浓度相等或接近(包括略高于海水总渗透浓度);
b、动物的血液或体液大大低于海水的渗透浓度。