魚はエラ、腎臓、腸を通じて浸透圧を調節します。塩分の多い海水に住む魚は、摂取した水のほとんどを吸収し、エネルギーを消費して、腎臓と鰓から余分な塩分を排泄します。淡水魚は大量の水分を排出し、ほとんどのイオンと尿素を保持します。
海岸に立っている人にとって、海はおそらく単一の水の広がりのように見えます。どちらも「同じ」地球でできています。
地球上の水域には、淡水と海水の 2 つのタイプの住居があります。淡水は、特に塩化ナトリウムに関して、塩分が少ないです。海水の海はその名の通り塩辛い。淡水域の塩分含有量は 1% 未満ですが、海水 (通常は塩分が強い) の平均塩分含有量は海水重量の 3.5% 以上です。
魚は塩気や塩分不足にどのように対処しますかなぜ塩分濃度が重要なのですか?
まず第一に、すべての魚がすべてのレベルの塩分に対応できるわけではありません。塩分濃度の大きな変化に対応できない魚は、ステノハリン魚と呼ばれます。彼らは、体が生理学的に適応している居心地の良い少量の塩分濃度を好みます。塩分レベルの変動に耐えて適応できる魚は、Euryhaline 魚と呼ばれます。
あなたの愛らしい金魚は、塩分がほとんどない淡水の生息地を好む、強塩性の魚です。
一方、サーモンとトラウトはユーリ塩系の魚で、生活の一部を淡水で過ごした後、海水の生息地に移動します。
魚は水の中に住んでいますが、脱水症状 (より論理的に言えば、水分過剰) になる危険性があります。これを防ぐために、魚は非常に興味深い戦術を採用しています。
塩への対処:浸透圧調節
すべての生命は水によって支えられています。このように、私たちを構成するすべての有機物は、水に浮いたり、何らかの形で相互作用したりします。しかし、生命が維持しなければならない水分と塩分の重要なバランスがあります。どちらかが多すぎても少なすぎても、人生は幸せではありません（または生きていません）。生物は、私たちが浸透圧調節と呼んでいる浸透の調節を通じて、水の必要量のバランスをとっています。
浸透とは、水が半透膜を通過して低濃度の溶液から高濃度の溶液に移動するプロセスです。これを単純化すると、浸透とは、水が多い地域から非常に少ない地域に水が移動し、半透膜 (水または同様のサイズの分子のみが通過できる膜) を通過することです。願わくば、この図が理解しやすくなることを願っています。
浸透の図式表現 (写真提供:Nasky/Shutterstock)
トニシティ
淡水魚が海水で生き残れない理由、またはその逆の理由は、あらゆる液体の等張性と呼ばれる性質に大きく関係しています。簡単に言えば、膜に浸透圧をかける溶液の能力です。
トニシティには、高張性、低張性、等張性の 3 つのタイプがあります。この記事の範囲では、最初の 2 つだけに関心があります。
低張および高張ソリューション
低張溶液は、細胞の外側よりも細胞内の溶質（溶質は溶液に溶解した物質です。たとえば、砂糖は砂糖溶液の溶質です）の濃度が低くなります。一方、高張溶液は、細胞内よりも細胞外に溶質の濃度が高くなります。
浸透圧調節に戻る:淡水魚と海水魚が対応する水域で生き残る方法
海水はそこに住む魚にとって高張性であり、周囲の水の塩分が魚の内部よりも高いことを意味します。その結果、浸透によって体内の水分が周囲の海水に失われます。
一方、淡水はそこに住む魚にとって低張性です。つまり、魚の体内の塩分は周囲の水の塩分よりも高くなります。したがって、浸透により、水が継続的に体内に流れ込みます (溶質濃度の高い領域、この場合は塩が溶質です)。
魚に対する高張周囲 (上) と低張 (下) の効果。
ここで、浸透圧調節の出番です。魚は微調整された浸透圧調節システムを備えており、海の海水魚が大量の水分を失って脱水状態になるのを防ぎ、淡水魚が水分過剰になるのを防ぎます。
この水分の損失を補うために、海水魚は大量の水を飲むため、塩分の高い海で生き残ることができます。淡水魚は水分過剰を防ぐために大量の水分を排出します。
しかし、この水を飲んだり排泄したりするだけでは十分ではありません。
魚は、腎臓、腸、鰓を使って浸透圧を調節します (他のいくつかの構造とともに)。これらの器官はすべて、水やイオンの排泄または吸収に関与しているため、それらの機能を調整することで、魚が特定の環境に適応し、幸せに暮らすことができます。
淡水に生息する魚は、水分の過剰摂取を防ぐために大量の水を排出します
腎臓は明らかに非常に重要であり、恒常性を維持するために適切な量の水とイオンを排出する役割を担っています.この絶え間ない水の供給に直面して生き残るために、淡水魚は非常に頻繁に排尿しなければなりませんが、海洋魚は濃縮された尿素と塩を排泄し、できるだけ多くの水を保持します.
海産魚、さらには海鳥、ウミガメ、および一部の爬虫類は、血液からナトリウムと塩化物を積極的に除去し、濃縮溶液として排泄する塩腺を持っています.
鰓は重要な浸透圧調節器です。海産魚の鰓にある塩化物細胞またはイオノサイトと呼ばれる細胞は、ATP を犠牲にして鰓からナトリウムを排出するイオン チャネル Na+/K+ ATPase を生成します。ナトリウムやその他のイオンが濃度に逆らって送り出されるため、ATP が必要です。 勾配、細胞内のナトリウム濃度の低いものから海水のナトリウム濃度の高いものまで。
魚類、特に真性塩類の魚類は、環境中の塩分の変化を検出することができ、それが一連の生理学的および行動的反応を引き起こします。真性塩類魚の浸透圧調節は興味深いものです。これらの魚は、体のいくつかの印象的なスイッチを通じて、塩分の大きな変化に適応できます。塩分の変化を感知すると、排泄または吸収と飲酒行動の間で切り替えを開始します。変化に対処し、鰓の細胞構造を再構築するために、さまざまなタンパク質が合成されます。
内部の塩分濃度を周囲の塩分濃度と一致させることによって浸透圧を調節する第 3 の種類の魚がいます。オスモコンフォーマーと呼ばれるこれらの魚は、尿素を排泄するのではなく保持して合成します。細胞外の浸透圧と周囲の水の浸透圧が同じであるため、細胞内から水分が失われることはありません。サメはオスモコンフォーマーの代表的な例です。
浸透圧調節はエネルギー的にコストがかかり、戦略を変更すると魚のエネルギー需要が増加する可能性があります。細胞外液または環境からイオンを排出または吸収するイオン輸送ポンプは、ATP (身体のエネルギー通貨) に依存しています。尿素を排泄または保持するプロセスもエネルギーを利用しますが、特に後者はそうです。
魚は、生息する水の塩分のわずかな変動にも非常に敏感です。そのため、魚を家の水槽に入れる前に、魚の生物学的要件を完全に理解することをお勧めします!
