Osmoregulasi pada Ikan: Makna, Masalah dan Kontrol (Dengan Diagram)

Pada artikel ini akan dibahas tentang:- 1. Pengertian Osmoregulasi 2. Masalah Osmoregulasi 3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertukaran Wajib 4. Osmoregulator dan Osmokonfirmer 5. Osmoregulasi pada Ikan Air Tawar 6. Osmoregulasi pada Ikan Air Laut 7. Kontrol.

Isi:

1. Pengertian Osmoregulasi
2. Masalah Osmoregulasi
3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertukaran Wajib
4. Osmoregulator dan Osmoconfirmers
5. Osmoregulasi pada Ikan Air Tawar
6. Osmoregulasi pada Ikan Air Laut
7. Kontrol Osmoregulasi

1. Arti Osmoregulasi:

Osmoregulasi pada ikan teleost, apakah mereka hidup di air tawar atau laut, ­aktivitas fisiologisnya sangat erat kaitannya dengan kelangsungan hidup mereka, namun terlepas dari pentingnya osmoregulasi secara mengejutkan sedikit yang diketahui tentang bagaimana ikan menghadapi masalah fisiologis yang melekat dalam kehidupan di hipotermia. – lingkungan osmotik dan hiperosmotik

Kemampuan beberapa ikan (misalnya, .salmon) untuk mengatur di kedua lingkungan selama migrasi sangat menarik. Tinjauan klasik tentang osmoregulasi pada hewan akuatik telah dilakukan oleh Krogh (1939), dan Pyefinch (1955).

Pada ikan, ginjal memainkan peran penting dalam osmoregulasi, tetapi sebagian besar fungsi osmoregulasi dilakukan oleh organ lain seperti insang, integumen, dan bahkan usus. Osmoregulasi dapat didefinisikan sebagai “kemampuan untuk mempertahankan lingkungan internal yang sesuai ­dalam menghadapi stres osmotik”.

Akibatnya ­selalu ada perbedaan antara konsentrasi optimal ion intraseluler dan ekstraseluler. Dalam tubuh ikan, sejumlah mekanisme terjadi untuk mengatasi masalah osmotik dan mengatur perbedaannya.

Yang paling umum adalah:

(i) Antara ­kompartemen intraseluler dan ekstraseluler

(ii) Antara kompartemen ekstraseluler dan lingkungan eksternal. Keduanya secara kolektif disebut ‘mekanisme osmoregulasi ­’, sebuah istilah yang diciptakan oleh Rudolf Hober.

2. Masalah Osmoregulasi:

Umumnya ikan hidup dalam keadaan stabil osmotik meskipun sering terjadi variasi dalam keseimbangan osmotik. Artinya, secara rata-rata, input dan output menjadi sama dalam jangka waktu yang lama hingga berjumlah nol (Gbr. 10.1).

Pertukaran osmotik yang terjadi antara ikan dan lingkungannya dapat terdiri dari dua jenis:

(i) Pertukaran Wajib:

Ini biasanya terjadi sebagai respons terhadap faktor fisik di mana hewan memiliki sedikit atau tidak ada kontrol fisiologis dan

(ii) Pertukaran Regulasi:

Ini adalah pertukaran yang secara fisiologis terkontrol dengan baik dan membantu dalam pemeliharaan homeostasis internal.

3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertukaran Wajib:

saya. Gradien Antara Kompartemen Ekstraseluler dan Lingkungan:

Semakin besar perbedaan ionik antara cairan tubuh dan media eksternal, semakin besar kecenderungan difusi bersih ke konsentrasi rendah. Jadi, ikan bertulang dalam air laut dipengaruhi oleh masalah kehilangan air ke dalam air laut hipertonik.

1. Rasio Permukaan/Volume:

Umumnya hewan dengan ukuran tubuh kecil mengering (atau terhidrasi) lebih cepat daripada hewan yang lebih besar dengan bentuk yang sama.

aku aku aku. Permeabilitas Insang:

Insang ikan harus permeabel terhadap air dan zat terlarut karena merupakan tempat utama pertukaran oksigen dan karbon dioksida antara darah dan air. Transportasi aktif garam juga terjadi di insang. Ikan Euryhaline (yang memiliki toleransi kisaran osmolaritas yang luas) beradaptasi dengan baik terhadap air asin dengan mengurangi permeabilitas terhadap air.

1. Makanan:

Ikan mengambil air dan zat terlarut bersama dengan pemberian makan. Insang membutuhkan jumlah garam yang lebih tinggi daripada air pada saat memakan invertebrata pantai, oleh karena itu, ikan ini harus memiliki alat khusus untuk mengeluarkan kelebihan garam. Namun, ikan air tawar menelan lebih banyak air daripada garam dan karenanya membutuhkan cara khusus untuk konservasi garam.

4. Osmoregulator dan Osmokonfirmer:

Osmoregulator adalah hewan yang dapat mempertahankan osmolaritas internal yang berbeda dari media tempat mereka hidup. Ikan, kecuali hagfish yang bermigrasi antara air tawar dan air asin, tekanan osmotik yang berubah akibat perubahan lingkungan diatasi dengan bantuan mekanisme endokrin (Tabel 1).

Osmoconfirmers adalah hewan yang tidak dapat mengontrol keadaan osmotik cairan tubuhnya tetapi menegaskan osmolaritas media sekitar. Sebagian besar ikan hidup di air tawar atau air asin (beberapa hidup di air payau).

Karena berbagai proses fisiologis, limbah metabolisme dikeluarkan dari tubuh vertebrata melalui usus, kulit, dan ginjal. Tetapi pada ikan dan hewan air insang dan selaput mulutnya permeabel terhadap air dan garam di lingkungan laut, garam di air lebih banyak melawan garam di dalam cairan tubuh, sehingga air keluar karena proses ‘osmosis’.

‘Osmosis’ dapat didefinisikan sebagai “jika dua larutan dengan konsentrasi berbeda dipisahkan oleh membran semipermeabel, pelarut dari bagian yang kurang pekat akan bergerak melalui membran ke larutan yang lebih pekat.” Oleh karena itu untuk ­mengkompensasi hilangnya air ikan laut minum air.

Garam akan masuk ke dalam tubuh karena adanya gradien konsentrasi sehingga garam akan lebih banyak berada di dalam tubuh. Sebaliknya pada ikan air tawar, garam akan keluar ke lingkungan karena konsentrasi garam lebih banyak di dalam cairan tubuh. Air akan bergerak di dalam tubuh karena osmosis melalui membran permeabel sebagian.

Ini berarti pelarut akan masuk ke larutan yang lebih pekat, tetapi zat terlarut juga akan lewat ke arah yang berlawanan. Namun, akan ada perbedaan dalam laju yang bergantung pada permeabilitas relatif untuk dua jenis molekul yang biasanya larut dengan cepat.

5. Osmoregulasi pada Ikan Air Tawar:

Cairan tubuh ikan air tawar umumnya hiperosmotik terhadap media airnya. Jadi mereka menghadapi dua jenis masalah osmoregulasi ­.

saya. Karena cairan tubuh hiperosmotik mereka mengalami pembengkakan oleh pergerakan air ke dalam tubuh mereka karena gradien osmotik.

10. Karena media sekitarnya memiliki konsentrasi garam yang rendah, mereka dihadapkan pada hilangnya garam tubuh mereka dengan kehilangan lingkungan secara terus-menerus. Jadi ikan air tawar harus mencegah perolehan bersih air dan kehilangan garam. Asupan bersih air dicegah oleh ginjal karena menghasilkan urin yang encer, lebih banyak (yaitu, tanaman sehingga encer) (Gbr. 10.2).

Garam-garam yang bermanfaat sebagian besar dipertahankan oleh reabsorpsi ke dalam darah di tubulus ginjal, dan urin yang encer dikeluarkan. Meskipun beberapa garam juga dikeluarkan bersama dengan urin yang menyebabkan hilangnya sebagian secara biologis; garam-garam penting seperti KCl, NaCl, CaCl ₂ dan MgCl ₂ yang diganti di berbagai bagian.

Ikan air tawar memiliki kapasitas yang luar biasa untuk mengekstraksi Na ⁺ dan CI ^– melalui insangnya dari air sekitar yang memiliki kurang dari 1 m M/L NaCl, meskipun konsentrasi plasma garamnya melebihi 100 m M/L NaCl.

Jadi NaCl diangkut secara aktif dalam insang melawan gradien konsentrasi lebih dari 100 kali. Pada ikan-ikan ini kehilangan garam dan serapan air dikurangi dengan integumen yang cukup besar dengan permeabilitas rendah atau impermeabilitas terhadap air dan garam juga dengan tidak meminum air (Gbr. 10.3).

6. Osmoregulasi pada Ikan Air Laut:

Pada ikan laut, konsentrasi cairan tubuh dan air laut hampir sama. Oleh karena itu, mereka tidak membutuhkan banyak energi untuk mempertahankan osmolaritas cairan tubuhnya. Contoh klasiknya adalah hagfish, Myxine yang plasmanya iso-osmotik terhadap lingkungan. Hagfish mempertahankan konsentrasi Ca ⁺⁺ , Mg ⁺⁺ dan SO ₄ secara signifikan lebih rendah dan Na ⁺ dan CI lebih tinggi dibandingkan dengan air laut.

Ikan air laut lainnya seperti hiu, pari, skate dan coelacanth primitif, Latimaria, memiliki plasma yang iso-osmotik terhadap air laut. Mereka berbeda dari hagfish karena memiliki kapasitas untuk mempertahankan konsentrasi elektrolit (yaitu ion anorganik) yang sangat rendah.

Mereka juga memiliki perbedaan dengan osmolit organik seperti urea dan trim-etilamina oksida. Ginjal coelacanth dan elasmobranch mengeluarkan kelebihan garam anorganik seperti NaCl.

Juga kelenjar dubur yang terletak di ujung saluran pencernaan mengambil bagian dalam ekskresi NaCl. Ikan bertulang modern (marine teleost) memiliki cairan tubuh yang hipotonik terhadap air laut, sehingga memiliki kecenderungan untuk melepaskan air ke lingkungan terutama dari insang melalui epitel. Volume air yang hilang diganti dengan meminum air asin (Gbr. 10.3).

Sekitar 70-80% air laut yang mengandung NaCl dan KCl memasuki aliran darah melalui penyerapan melintasi epitel usus. Namun, sebagian besar kation divalen seperti Ca ⁺⁺ , Mg ⁺⁺ dan SO4 yang tertinggal di usus akhirnya dikeluarkan.

Kelebihan garam yang diserap bersama air laut pada akhirnya diterima dari darah dengan bantuan insang melalui transpor aktif Na ⁺ Cl ^– terkadang K ⁺ dan dibuang ke air laut. Namun, ion divalen disekresikan ke dalam ginjal (Gbr. 10.4).

Dengan demikian, urin bersifat isosmotik terhadap darah tetapi kaya akan garam-garam tersebut, terutama Mg ⁺⁺ , Ca ⁺⁺ dan SO ₄ ^{– –} yang tidak disekresikan oleh insang. Gabungan aksi osmotik insang dan ginjal pada teleost laut menghasilkan retensi bersih air yang bersifat hipotonik baik untuk air yang dicerna maupun urin.

Dengan menggunakan mekanisme serupa, beberapa spesies teleost seperti salmon dari barat laut pasifik mempertahankan osmolaritas plasma yang kurang lebih konstan meskipun bermigrasi antara lingkungan laut dan air tawar.

Menurut Moyle dan Cech. Jr (1982) ikan dapat dibagi menjadi empat kelompok pada strategi pengaturan air internal dan konsentrasi zat terlarut total.

7. Kontrol Osmoregulasi:

Konsentrasi dan pengenceran urin dikendalikan oleh hormon, yang mempengaruhi laju filtrasi ginjal dengan mengubah tekanan darah dan dengan demikian mengontrol kuantitas urin. Hormon juga mempengaruhi laju difusi dan penyerapan di seluruh epitel insang. Kelenjar tiroid dan badan suprarenal mengeluarkan hormon adrenokortikal yang mengontrol osmoregulasi pada ikan.