Osmoregulation in der Natur

Hallo! Habt ihr euch schon einmal gefragt, wie Einzellerpflanzen und Tiere es schaffen nahezu immer ihren Wasserhaushalt zu regulieren und die körpereigenen Normalwerte zu erreichen? Wie kommt ein Kamel so lange ohne Wasser aus und warum kann es so viel trinken? Wie schaffen es bestimmte Pflanzen auf salzigem Boden zu wachsen ohne zu vertrocknen? Und wie kommen Zellen mit wechselnden osmotischen Verhältnissen zurecht? Auf all diese Fragen soll das Video wesentliche Antworten geben. Das Thema heißt Osmoregulation. Als Vorwissen braucht ihr Kenntnisse über Diffusion und Osmosen. Vor einiger Zeit stellte ich einen Heuaufguss her. Ihr wisst, dass auf dem trockenen Heu Einzeller sind, deren Zellplasma durch den Wasserentzug in Stoffwechselruhe ist. Das Vermögen des entwässerten Zellplasmas Wasser aufzunehmen ist enorm. Es quillt schnell auf und innerhalb weniger Minuten waren aus kleinen, kugelförmigen Gebilden Heutierchen entstanden, wie uns die mikroskopische Aufnahme zeigt. Heutierchen regulieren ihren Wasserhaushalt mit pulsierenden, man sagt auch kontraktilen, Vakuolen. In den hypotonischen Zellleib strömt ständig Wasser ein. Überschüssiges Wasser wird aktiv gegen das Konzentrationsgefälle herausgepumpt. Wenn die Vakuole sich weitet, wird Wasser angesaugt und beim Kontrahieren wird es ausgepresst. Als ich das Präparat mit einer Salzlösung versetzte, versuchten die Heutierchen chemotaktisch auszuweichen. Blutzellen zu mikroskopieren ist schwierig, da Blut schnell gerinnt. Man muss das Blut hinreichend mit einer 0,9%-igen Kochsalzlösung verdünnen, um verwertbare Frischpräparate herstellen zu können. Ich konnte die bi-konkaven, flachen, kernlosen Elektrozyten sehen, die sich im Präparat leicht bewegten. Dann setzte ich an den Deckglasrand eine Lösung aus Emser-Salz. Mit dem Eindiffundieren der Lösung schrumpften die roten Blutkörperchen, bis sie eine Art Stechapfelform eingenommen hatten. Ergänzend sei das REM-Bild gezeigt. Hier sind die normalen Zellen, da die Stechapfelform. Teilweise sind sie von Gerinnungseiweißen bedeckt. Tierische Zellen haben keine Vakuolen. Sie reagieren demnach anders als Pflanzenzellen. Plasmolysen gibt es jedenfalls nicht, dennoch verlieren sie bis zum annähernden Konzentrationsausgleich Wasser an ein hypotonisches Medium. Andererseits können die Elektrozyten in destilliertem Wasser aufgrund der Wasseraufnahme platzen. Das geschieht bei Dromedaren und Kamelen nicht. Denn sie haben im Gegensatz zu anderen Säugetieren oval geformte rote Blutzellen. Ein Gerüstprotein bindet stark an die Elektrozytenmembran, sodass sie nicht aufreißen können. Nach einer Durstphase kann ein Kamel bis zu 120 Liter Wasser aufnehmen, um osmoregulatorisch die körpereigenen Optimalwerte wiederherzustellen. Daran sind die ovalen Blutzellen beteiligt, denn sie füllen sich und werden rund. Durch diese Anpassung können Kamele hohen osmotischen Belastungen widerstehen und sie brauchen lange nicht zu trinken. Salzwasserfische, hier ein Kabeljau, verlieren ständig osmotisch Körperwasser an das umgebende Meerwasser. Den Wasserverlust können sie nur ausgleichen, indem sie salziges Wasser trinken. Zwangsweise nehmen sie damit auch weiteres Salz zu sich. Die Natrium- und Chloridionen kann der Kabeljau aktiv über die Kiemen ausscheiden. Logischerweise kann er nur wenig Harn bilden und abgeben. Bei Süßwasserfischen strömt ständig Wasser in den hypertonischen Körper. Sie müssen deshalb das überschüssige Wasser mit großen Mengen Harn ausscheiden. Andererseits nehmen sie die körpernotwendigen Salze über die Kiemen auf. Viele Wasserbewohner ertragen nur geringe Schwankungen des Salzgehaltes ihres Lebensraumes. Für Brackwasserfische trifft das weniger zu. Sie tolerieren Schwankungen. So kann zum Beispiel der Zander im Süßwasser und in der gesamten Ostsee leben. Viele Meeresvögel ernähren sich von Fischen des Salzwassers. Albatrosse und Möwen haben eine Salzdrüse über ihren Augen, deren Ausführgang zur Schnabelspitze verläuft. Über diesen Ausführgang geben sie stark salzige Sekrete ab und so können sie der Übersalzung des Körpers widerstehen. Letztens untersuchte ich die purpurrote Taubnessel und stieß auf etwas, was ich nicht erwartete. Auf der Blattoberseite fand ich überraschenderweise Salzkristalle. Und bei genauerem Hinsehen sind sogar die Öffnungen der Salzdrüsenzellen, die der Sekretion von Salzwasser dienen, erkennbar. Aktiv wurden salzige Sekrete ausgeschieden, das Wasser verdunstete und die Salze kristallisierten aus. Die Pflanze, die Taubnessel, ist in der Lage die zelleigenen osmotischen Werte aktiv aufrecht zu erhalten. Zusammenfassend können wir sagen: Die Osmoregulation ist die Fähigkeit körpereigene osmotische Werte aufrecht zu erhalten, wobei der Wassergehalt und Salzkonzentration reguliert werden. Wir können weiterhin sagen, dass Zellen ohne Zellsafträume über die Fähigkeit der Osmoregulation durch das Zellplasma und deren Organellen verfügen. An Beispielen konnten wir kennenlernen, dass die osmotischen Belastungen von Zellen begrenzt sind. Insgesamt können wir aber feststellen, dass das Osmoregulationsvermögen von Lebewesen recht gut an die Lebensumstände angepasst ist. Ich danke für euer Interesse und sage tschüss, euer Octavus!