تنوع دفع و تنظیم اسمزی در جانداران

دفع و تنظیم اسمزی در تک یاخته ای ها

در بسیاری از تک یاخته ای ها تنظیم اسمزی با کمک انتشار انجام می شود. ولی در برخی دیگر مانند پارامسی، آبی که در نتیجۀ اسمز وارد می شود به همراه مواد دفعی توسط کُریچه های انقباضی( یا همون واکوئول‌های ضربان‌دار) دفع می شود. اما یک یاد آوری از انواع واکوئول داشته باشیم، نه ؟ 

کریچه (واکوئول) : 
 کریچه‌ها اندامکی درون سلوله‌ای یوکاریوت‌های هستند که شکل‌ها و اندازه‌های متفاوت و همچنین اعمال گوناگونی دارند. برای مثال گونه‌ای از کریچه‌ها، کریچه‌ها‌ی غذایی اند که با لیزوزم همکاری دارند و دسته دیگری از کریچه‌ها کریچه‌های مرکزی گیاهان می‌باشند که به بزرگ شدن  سلول از طریق جذب آب کمک می‌کنند و نیز می‌تواند مواد شیمیایی حیاتی یا محصولات دفعی متابولیسم سلولی را در خود ذخیره نمایند. کُریچه در گیاهان محل ذخیرۀ آب، ترکیبات پروتئینی، اسیدی و رنگی است که در گیاه ساخته می شوند واکوئل‌های مرکزی در گلبرگ‌های گل ممکن است رنگدانه‌هایی داشته باشد که درجذب حشرات گرده افشان نقش دارند. در برخی از گیاهان این واکوئل‌ها دارای سم‌هایی هستند که گیاه را در برابر جانواران گیاه‌خوار حفاظت می‌کند.

کُریچه های انقباضی(واکوئل ضربان‌دار) : 

کُریچه‌های  انقباضی(یا ضربان دار) در سلوله‌ای جانوری برای بیرون راندن آب اضافی به کار می‌رود. برخی آغازیان آب شیرین مانند پارامسی که از گونه مژک داران است کُریچه های  انقباضی دارند. در این آغازی دو نوع واکوئل ضربان دار وجود دارد که همانند توپی چرخ دوچرخه با پره‌های انشعابی آن می‌باشد پره‌ها آب اضافی را به بیرون از سلول هدایت می‌کنند. این عمل برای آغازیان ساکن آب شیرین ضروری است. زیرا آب به طور دائم طبق پدیده اسمز وارد بدن آنها می‌شود. بدون راهکارهایی برای دفع آب اضافی سلول مایع سلولی آنچنان رقیق می‌شود که نمی‌تواند زندگی سلولی را حفظ نماید و نهایتاً سلول باد کرده و ومنفجر خواهد شد.
اما پارامسی ها چه هستند ؟ 

نکته : مواد دفعی در پارامسی به دو طریق انجام می‌شود :  هم از طریق واکوئل های ضربان دار و همراه با آب صورت می گیرد و هم از طریق واکوئل های دفعی.
نکته : انواع واکوئل ها در پارامسی :  واکوئل غذایی،  واکوئول دفعی  واکوئل ضربان دار
نکته: همانطور که دیدیم پارامسی برای خروج آب و مواد دفعی از کریچه‌های ضربان دار خود استفاده می‌کند کریچه‌های ضربان دار برای انقباض خود با انرژی زیستی نیازمند هستند ولی آب برای وارد شدن به پارامسی نیاز به صرف انرژی ندارد و با استفاده از اسمز اینکار انجام می‌شود چون فشار اسمزی درون پارامسی بیشتر از محیط پیرامونش است و آب از محیط با فشار اسمزی پایین تر به محیط با فشار اسمزی بیشتر منتشر می‌شود.

دفع و تنظیم اسمزی در بی مهرگان

نفریدی: 
بیشتر بی مهرگان دارای ساختار مشخصی برای دفع هستند. یکی از این ساختارها نفریدی است که برای دفع، تنظیم اسمزی یا هر دو مورد به کار می رود. نفریدی لوله ای است که با منفذی به بیرون باز می شود. 
نفریدی دو نوع است: پروتونفریدی و متانفریدی. 
پروتونفریدی
سامانۀ دفعی پروتونفریدی، شبکه‌ای از کانال هاست که از طریق منافذ دفعی به خارج بدن راه می یابند. سامانۀ دفعی در پلاناریا از نوع پروتونفریدی است که کار اصلی آن، دفع آب اضافی است. 
نکته : بیشتر دفع نیتروژن(که به صورت آمونیاک است)، از طریق سطح بدن و از طریق همه‌ی سلول های بدن انجام می شود( نه از طریق منافذ دفعی)
 در طول کانال های پروتونفریدی، یاخته های شعله ای قرار دارند. انتخاب این اسم بخاطر این است که مژک‌های داخلی این سلول‌ها شبیه شعله های شمع است. مایعات بدن از فضای بین یاخته ای و پس از عبور از غشای پلاسمایی یاخته‌ی شعله‌ای به یاخته های شعله ای وارد می شوند و ضربان مژه های این یاخته (که ظاهری شبیه شعلۀ شمع دارند) مایعات را به کانال های دفعی هدایت، و از منافذ دفعی خارج می کند.

تمامی سلول های مژکدار کتاب دهم و یازدهم : 

کتاب درسی یازدهم	کتاب درسی دهم
مژک های یاخته گیرندۀ شنوایی	مژک‌های پارامسی
دندریت‌های مژکدار گیرنده‌های بویایی	سلول های استوانه ای مژک دار مخاط نای و نایژه
مژک ‌های گیرنده‌های چشایی	سلول قیف مژک دار در متا نفریدی ها
یاخته مژک‌دار گیرنده‌های حسی در خط جانبی ماهی‌ها
مژک‌های بافت پوششی داخل لوله های رحم

 

متانفریدی : 
نوع پیشرفته تر سامانۀ دفعی در بی مهرگان، متانفریدی است. متانفریدی لوله ای است که در جلو، قیف مژک دار و در نزدیک انتها، دارای مثانه است که به منفذ ادراری در خارج از بدن ختم می شود. دهانۀ این قیف به طور مستقیم با مایعات بدن ارتباط دارد. زنش مژک‌های دانه قیف باعث ورود مایعات بین سلولی بدن به داخل آن می‌شود. بیشتر کرم های حلقوی (نظیر کرم خاکی) و نرم تنان سامانۀ دفعی متانفریدی دارند. بدن کرم خاکی از حلقه هایی تشکیل شده که هرکدام یک جفت متانفریدی دارند.

توجه : در شکل بالا یکی از دو متا نفریدی نشان داده شده و متا نفریدی دیگر در پشت این متا نفریدی است.
نکته :  طبق شکل دو قیف مژک دار شبکه‌ی متانفریدی هر حلقه با گذر از جداره  در حلقه‌ی مجاور وجود دارد. یعنی مایعات و مواد دفعی حلقی بعدی توسط شبکه متانفریدی حلقه قبلی دفع می‌شود.
نکته : شبکه‌ی مویرگی متانفریدی در پیرامون بخش‌های نازکتر آن قرار دارد.
نکته: طبق شکل حجم متانفریدی در طول آن ثابت نیست .بخش گشاد متانفریدی در نزدیکی انتهای آن است.

 

 

 

تحلیل شکل متا نفریدی : 

بعضی کرم‌های حلقوی از جمله کرم خاکی درون خاک خیس زندگی می‌کند. بنابراین آب به همراه املاح آن از طریق پوست این جانور جذب می‌شود. متا نفریدی میزان آب ورودی و خروجی بدن را به وسیله تولید ادرار رقیق متعادل می‌کنند. بسیاری از یون‌ها و مواد مورد نیاز  بدن کرم از طریق مویرگ‌های اطراف لوله‌های متانفریدی دوباره جذب بدن می‌شود و مواد زايد نیتروژندار در این لوله ها باقی مانده تا در نهایت در مثانه ذخیره و کم کم دفع شود.

نکته :  طبق جملات بالا می‌توان فهمید میزان غلظت و یون‌های موجود در قیف مژک دار و ابتدای لوله‌های نفریدی بیشتر از انتهای لوله نفریدی و مثانه است.
نکته : مثانه و شبکه مویرگی نه در تنها در مهره‌داران بلکه در  برخی بی‌مهره‌گان نیز می‌تواند وجود داشته باشد. ولی تمامی مهره‌داران دارای شبکه مویرگی و کلیه هستند.

غدد شاخکی: 
در سخت پوستان، مواد دفعی نیتروژن دار با انتشار ساده، از آبشش‌ها دفع می شوند. برخی از سخت پوستان (مثل میگوها و خرچنگ ها) غدد شاخکی دارند. مایعات دفعی، از حفرۀ عمومی به این غده تراوش و از منفذ دفعی نزدیک شاخک، دفع می‌شوند.
نکته : در اغلب بیمهرگان(به جز خارپوستان مثل ستاره‌ی دریایی)، آبشش ها به نواحی خاص محدود می شوند که مواد دفعی نیتروژن دار با انتشار ساده، ازین مناطق به خارج از بدن انتقال می‌یابند.(فصل۳)

 

نکته : میگو و خرچنگ دراز دارای آبشش هستند و از این طریق نیز مواد دفعی خود را به خارج از بدن انتقال می‌دهند. 

 

 

 

 

لوله های مالپیگی:

 حشرات سامانۀ دفعی متصل به روده به نام لوله‌های مالپیگی دارند. برای دفع مواد زاید در  حشرات به ترتیب موارد زیر انجام می‌شود : 
 یون‌های پتاسیم و کلر از همولنف به لوله های مالپیگی ترشح می‌شود با اینکار فشار اسمزی درون لوله‌های ماپیگی افزایش می‌یابد.
 در پی افزایش فشار اسمزی درون لوله‌های مالپیگی آب از طریق اسمز وارد این لوله ها می‌شود. 
 سپس اوریک اسید با انتقال فعال و صرف 1TP به لوله ها ترشح می‌شود.
 محتوای لوله‌های مالپیگی(بدون صرف انرژی) به روده، تخلیه و با عبور مایعات در روده، آب و یون ها بازجذب می شوند.
 اوریک اسید از طریق روده به همراه مواد دفعی دستگاه گوارش دفع می شود.
نکته : اوریک اسید برخلاف آب و یون‌ها در راست روده بازجذب نمی‌شود و از طریق مخرج دفع می‌شود.
نکته : 

محل انجام در ملخ و انسان	فرآیند‌ها
روده ملخ و روده بزرگ و کلیه در انسان	جذب آب و یون
معده ملخ و روده باریک انسان	تجزیه و جذب مولکول‌های آلی

 

در مهره‌داران
انواعی از راهکارها در مهره داران برای مقابله با مسائل تنظیم اسمزی وجود دارد و بیشتر آنها سازگاری هایی در دستگاه ادراری است. همۀ مهره‌ داران کلیه دارند که ساختار متفاوت، ولی عملکرد مشابهی در میان آنها دارد. مهره داران همچنین سیستم گردش خون بسته دارند که خون در آن تحت فشار است. این فشار، خون را از غشاها به کلیه‌ها تراوش می کند. 
ماهیان غضروفی(مثل کوسه ها و سفره ماهی ها) علاوه بر کلیه ها، دارای غدد راست روده ای هستند که محلول نمک (سدیم کلرید) بسیار غلیظ را به روده ترشح می کنند.
نکته : همه‌ی مهره‌داران اسکلت درونی دارند در برخی از آن ها اسکلت غضروفی است و در بسیاری دیگر استخوانی به همراه غضروف است.

 

تمامی غضروف‌های کتاب دهم و یازدهم : 
ماهیان غضروفی(مثل کوسه ها و سفره ماهی ها) دیواره‌ی غضروفی حنجره،دیواره‌ی نای و نایژه، جمجمه غضروفی، بافت غضروفی سر مفاصل، دو صفحۀ غضروفی رشد

 

ماهیان آب شیرین
در ماهیان آب شیرین، فشار اسمزی مایعات بدن از آب بیشتر است بنابراین آب می تواند وارد بدن شود (همانند پارامسی). چرا فشار اسمزیش بیشتره؟
به این دلیل که املاح و یون‌های موجود در مایعات بدن ماهی آب شیرین بیشتر از غلظت یون‌های محلول در آب است؛ همانطور که در ابتدای درس اشاره کردیم هر جا غلظت یون های محلول در آب کمتر باشد فشار اسمزی پایین‌تری دارد و  بالعکس.
 برای مقابله با چنین مشکلی، ماهیان آب شیرین معمولاً آب زیادی نمی نوشند باز و بسته شدن دهان در ماهی قرمز تنها به منظور عبور آب و تبادل گازها در آبشش هاست. همچنین بدن آنها با مادۀ مخاطی پوشیده شده است که مانع ورود آب به بدن می شود. جذب نمک و یون ها با انتقال فعّال از آبشش هاست. این ماهی‌ها حجم زیادی از آب را به صورت ادرار رقیق دفع می کنند. 

 

ماهیان آب شیرین

آب کم میخورند جذب نمک و یون ها با انتقال فعّال از آبشش دفع آب زیاد به صورت ادرار رقیق

 

ماهیان آب شور
در ماهیان دریایی(که غلظت املاح و یون‌های آب دریا بیشتره) فشار اسمزی مایعات بدن کمتر از آب دریاست. آب، تمایل به خروج از بدن دارد. برای جبران، ماهیان دریایی مقدار زیادی آب می نوشند. در این ماهیان برخی از یون ها از طریق یاخته های آبشش و برخی، توسط کلیه به صورت ادرار غلیظ دفع می‌شوند.

 

دوزیستان ؛
کلیۀ دوزیستان مشابه ماهیان آب شیرین است. مثانۀ این جانوران محل ذخیرۀ آب و یون هاست. به هنگام خشک شدن محیط، دفع ادرار کم، و مثانه برای ذخیرۀ بیشتر آب بزرگ تر می شود و سپس بازجذب آب از مثانه به خون افزایش پیدا می کند.

خزندگان، پرندگان و پستانداران، پیچیده ترین شکل کلیه را دارند که متناسب با واپایش تعادل اسمزی مایعات بدن آنهاست. ساختار کلیه در خزندگان و پرندگان مشابه است و توانمندی بازجذب آب زیادی دارد. برخی از خزندگان و پرندگان دریایی و بیابانی که آب دریا یا غذای نمک دار مصرف می کنند میتوانند نمک اضافه را از طریق غدد نمکی نزدیک چشم یا زبان، به صورت قطره های غلیظ دفع کنند. 

 

جانوران	در تک یاخته ای	بیشتر انتشار
		برخی کریچه‌ی انقباضی دارند.(ساکنین آب شیرین مانند مژکداران)
	بی مهره‌گان	پلاناریا	پروتونفریدی
		کرم خاکی	متا نفریدی
		میگو	غدد شاخکی
		حشرات	لوله های مالپیگی
	مهره‌داران (همگی کلیه دارند)	ماهیان غضروفی ( کوسه و سفره ماهی)	علاوه بر کلیه ها، دارای غدد راست روده ای هستند که محلول نمک (سدیم کلرید) بسیار غلیظ را به روده ترشح می کنند.(همانند پرندگان)
		ماهیان استخوانی	آب شیرین	آب کم میخورند جذب نمک و یون ها با انتقال فعّال از آبشش دفع آب زیاد به صورت ادرار رقیق
			آب شور	آب زیاد می‌خورند دفع برخی از یون ها از طریق یاخته های آبشش و برخی، توسط کلیه دفع آب کم و ادرار غلیظ است
		دوزیستان		کلیه دوزیستان مشابه ماهیان آب شیرین  مثانۀ این جانوران محل ذخیرۀ آب و یون
		خزندگان و پرندگان		برخی از خزندگان و پرندگان دریایی و بیابانی دفع نمک اضافه از طریق غدد نمکی نزدیک چشم یا زبان، به صورت قطره های غلیظ(غدد راست روده‌ای در ماهیان غضروفی نیز  محلول نمک دفع می‌کند.)

 

تذکر : بد نیست که ویژگی های مهره‌داران را از کتاب دهم و یازدهم یک جا بلد باشید چون در خیلی مواقع طراح کنکور سوالاتی طرح میکنه که شما فقط در صورتی قادر به پاسخگویی این سوالات هستید که همه‌ی ویژگیهای گروه‌های جانوری را یکجا در ذهن داشته باشید.

ویژگی مهره‌داران : (کتاب دهم و یازدهم)

مولف : علیرضا سیاحی

ارتباط با من از طریق واتساپ یا تلگرام : ۰۹۳۵۹۳۰۹۰۶۶

مفهوم زندگی . تلاش دایمی است . پس هیچگاه آرام و ساکن ننشین - چارلز داروین