Sucul Hayvanlarda Boşaltım Sorunları

Hayvanlar, diğer birçoğunun yanısıra özellikle azotlu olan metabolik atıklarını uzaklaştırmak için çeşitli mekanizmalara gereksinim duyarlar. Bu işe yaramayan maddelerin, hatta zehirlerin salınım işlemleri ekskresyon olarak tanımlanır. Bu, eliminasyon (defekasyon) ile karıştırılmamalıdır. Ekskresyon, atık maddelerin hücre içinden, vücut sıvılarından ve kandan uzaklaştırılması; eliminasyon ise sindirim sistemi tarafından geri emilmemiş atık ürünlerin atılmasıdır.

Genel olarak, boşaltım mekanizmalarının çok önemli ikinci bir işlevi daha vardır: organizmanın su ve tuz dengesinin sağlanmasına yardımcı olmak. Ekskresyonu incelerken, birçok yönden birbirleriyle kaynaşmış olan bu iki görüş üzerinde birlikte duracağız.

Sucul Hayvanlar için Sorunlar

İlk azotlu atık, aminoasitlerin deaminasyonu sonucu şekillenen amonyaktır. Amonyak son derece zehirli bir bileşik olduğu için, vücut sıvılarında bunun derişimi yükseldiği zaman canlılık devam edemez. Fakat küçük ve çözünürlüğü yüksek bir molekül olan amonyak, hızla hücre zarından difüze olur ve eğer yeterli su temin ediliyorsa, amonyağın uzaklaştırılması büyük sorun değildir. Su, amonyak vücutta olduğu zaman amonyağın derişiminin düşmesini ve hızla vücuttan uzaklaştırılmasını sağlar. Bu nedenle, suda yaşayan hayvanlarda, azotlu boşaltım ürünlerinin çoğunluğunun amonyak olması şaşırtıcı değildir.

Deniz Omurgasızları

Birçok deniz omurgasızı, özel boşaltım sistemlerinden yoksundur. Bu tür organizmalarda su dengesinin sağlanması açısından, nadiren bazı sorunlar görülür; çünkü bunlar, kendilerini çevreleyen suyla izotoniktirler ve bu nedenle ne fazla su alır ne de fazla su kaybederler. Bu organizmaların bazıları, fagositik boşaltımla sağlanan bazı ek boşaltım mekanizmalarına sahiptir. Bazı hücreler, katı atık madde partiküllerini fagositoz ile alır ve daha sonra bu partiküllerin dışarı salınacağı vücut dış yüzeyine ya da sindirim kanalının yüzeyine hareket ederler. Denizde kaldıkları sürece deniz omurgasızları için, iç ortamın değişmez tutulması nispeten kolaydır. Bunlar nehir ağızlarının tuzlu sularından, nehirlerin ya da göllerin tatlısuları gibi hipotonik bir ortama geçtikleri zaman, koşullarda belirgin bir farklılık ortaya çıkar.
Birçok deniz hayvanı bu tür habitatlara geçememektedir; çünkü bunların vücut sıvıları kendi çevreleriyle aynı tuzluluğa ve ozmotik derişime gelinceye kadar tuz kaybeder. Bunların hücreleri, genellikle içinde bulundukları sıvıda meydana gelen değişmeleri çok fazla tolere edemedikleri için, bu hayvanlar, tuzlu ya da tatlısuya geçtikleri zaman, kısa bir süre içinde ölürler. Örümcek yengeç (Maia) buna bir örnektir.
Ancak, bazı deniz hayvanları, hipotonik ortama geçtikleri zaman yaşamalarına olanak veren bazı uyumlar geliştirmişlerdir. Bu uyumlar, nehir ağızlarındaki su gelgit döngülerinde çok seyreltik olduğu zaman, kabuklarını sıkıca kapayarak dışarıdaki suyu vücuda almayan midye ve istiridyelerde basit bir kaçınma davranışı şeklinde olabilir.
Fakat hem seyreltik ortamlarda yaşamı sürdürebilmek için ve hem de hayvanların evrimsel olarak tatlısuya geçişlerinde esas rolü oynayan en önemli uyumlar, hayvanların vücut sıvılarının ozmotik derişimlerini düzenleyebilme ve dış ortam değişikliklerine karşı, iç ortam sıvılarını değişmez tutulabilme yeteneğini kazanmasını sağlayanlardır. Bu organizmalar, ozmoregülasyon gücüne sahiptir.
Kıyı şeritlerinde yaşayan bir yengeç türü (Carcinus), hem deniz suyunda, hem de acı sularda yaşamalarına olanak veren ozmoregülasyon mekanizmalarına sahip deniz omurgasızlarına örnek olarak verilebilir.
Deniz suyunda yengecin vücut sıvıları ozmotik denge içindedir; fakat acı sularda vücut sıvıları kendilerini çevreleyen sıvıdan daha hipertoniktir. Acı sularda vücut içi sıvılarını normal derişimlerine yakın tutabilmek için, yengecin solungaç hücreleri, etraflarını çevreleyen sudan aldıkları tuzu aktif olarak kana verirken boşaltım organları da, devamlı olarak içeriye giren fazla suyu uzaklaştırır.

Tatlısu Hayvanları

Günümüzde yaşayan tatlısu hayvanlarının ataları, büyük bir olasılıkla nehir ağızları yoluyla tatlısu ortamına bir geçiş yaşamışlardır. Yeni ortamlarında kaldıkları sürece, vücut sıvılarının deniz suyu ile aynı derişimde kalması, gelecek kuşaklara çok büyük bir avantaj sağlamaz. Bu tür aşırı hipertonik iç ortam koşulları, yeterli tuz alınımı ve fazla suyun dışarı atılması problemlerini zorlaştırmaktadır.
Bu nedenle, öyle anlaşılmaktadır ki doğal seçilim, vücut sıvılarının ozmotik derişimlerinin, dokuların yaşamsal devamlılığı dahilinde düşmesini öngörmüş ve günümüz omurgalı ve omurgasız Tatlısu havvanlarının deniz suyundan daha düşük ozmotik derişime sahip olmaları sağlanmıştır. Bu, hücresel varlıkları ile zıt görünmektedir; ancak vücut sıvılarının tatlısı’ kadar seyreltik olmasını sağlamak için, hiçbir organizma tatlısu ortamı ile tam olarak izotonik olmadığı için, tatlısuda yaşayan hayvanların vücut sıvıları, deniz suyundan nispeten hipotonik; fakat tatlısudan hipertoniktir.
Eğer tatlısu hayvanları kendilerini çevreleyen ortama göre hipertonik olurlarsa, su büyük bir hızla organizmanın vücudu içine girme eğilimi gösterecek ve tuz da canlı vücudundan çevredeki suya geçecektir.
Bu sorunun evrimsel çözümü ilk bakışta vücudun tamamını çevreleyen ve geçirgen olmayan bir zarın gelişimi şeklinde görülebilir; fakat artan bilgilerimiz, gerçekten sucul bir canlının gaz alışverişinde geçirgen birtakım zarlara sahip olması zorunluluğu olduğu için, bu çözümün pratik olmadığını göstermiştir. Çünkü suda yaşayan memeliler hava solunumu yaparlar ve bu nedenle suya geçirgen solunum zarlarına hiçbir zaman gereksinme duymazlar; bunlar vücut sıvıları ile yaşadıkları su ortamı arasında geçirgen olmayan bir set oluşturabilirler. Fakat bütün deniz hayvanları bu özel korunma yöntemini kullanamazlar. Bunlar ayrıca aktif ozmoregülasyon mekanizmalarına sahip olmak zorundadırlar, bu mekanizmalar genellikle suyu içeri girdiği hızda dışarı atan boşaltım organlarını- tercihen vücut sıvılarından daha seyreltik olarak oluşturulan idrar yoluyla- ya da çevreden fazla suyu vücut içine alan ve kana veren vücudun her hangi bir yerinde bulunan özel sekretorik hücreleri içerir. Her iki düzenleyici önlemde de -seyreltik idrarın oluşturulması ve tuzların emilimi- materyallerin hareketi, derişim gradiyentine karşı olur ve bu nedenle de enerjiye gereksinim duyar.
Günümüzde yaşayan tipik kemikli tatlısu balıklarında su ve tuz düzenlenmesi yukarıda tanımlanan aşamalara iyi bir örnek olarak verilebilir. Bu özel yöntem, vücudunun büyük bölümü nispeten geçirgen olmayan deri ve pullarla örtülü olan ve neredeyse hiç su içmeyen balıklarda kullanılır. Ancak, solungaç zarlarından ve ağızdan suyun alınımı ozmotik kurallara göre sabit ve pasif olarak gerçekleşmektedir ve tuzun da aynı zarlardan sabit olarak geçişi difüzyon ile olmaktadır.
Oluşan dengesizliğin düzeltilmesi de iki yolla olur: fazla su, böbrekler tarafından son derece seyreltik ve bol idrar şeklinde çıkartılır ve tuz, solungaçlarda bulunan özelleşmiş hücreler tarafından aktif olarak emilir.

Deniz Omurgalıları


Denizlerde yaşayan kemikli balıklarda bu sorun tam tersinedir: bunlar suda yaşarlar; ancak yine de devamlı olarak su kaybederler ve devamlı olarak bir dehidrasyon tehlikesi içindedirler. Bu açıklama, kemikli balıkların atalarının denizlerde değil de Tatlısularda yaşadığını gösterir ve bunların torunları deniz ortamına geçtiği zaman vücut sıvıları deniz suyuna göre daha seyreltik kalır.
Deniz kemikli balıkları bu nedenle etraflarını çevreleyen sudan nispeten hipotonikltir ve fazla suyun kaybedilmesi ile fazla tuzun alınması sorunu vardır. Nispeten geçirgen olmayan deri ve pullar sayesinde sağlanan özel uyumun yanısıra, bu hayvanlar iki düzeltici mekanizma kullanırlar: devamlı olarak kaybedilen suyun yerine, sürekli olarak su alınması ve solungaçlardaki özelleşmiş hücreler yoluyla, suyla birlikte alınmış olan tuzun aktif olarak atılması.
Azotlu atıkların büyük çoğunluğu, solungaçlardan amonyak şeklinde atılır; bu nedenle idrarın yalnızca çok küçük bir miktarı böbrekler tarafından oluşturulur ve bu yolda çok az miktarda su kaybına gerek duyulur.
Açıkçası balıkların böbrekleri, kandan daha derişik idrar üretme kapasitesine sahip olarak evrimleşmemiştir ve bu nedenle tuz atılmasına yardımcı olamaz.
Kıkırdaklı deniz balıkları da (köpekbalıkları ve bunların akrabaları), belki tatlısularda yaşayan akrabalarından evrimleşmişlerdir; fakat bunlar ozmotik problemlerini çok farklı bir yolla çözmüşlerdir. Bunların kanları deniz kemikli balıklarının kanları ile yaklaşık olarak aynı tuz derişimine sahiptir; fakat kanları ayrıca yüksek derişimde üre de içerir. Bu üreye kıkırdaklı balıklar, birçok omurgalıya göre daha iyi tolerans gösterebilir. Atmak yerine, ürenin tutulması sayesinde, deniz kıkırdaklı balıkları kanlarındaki toplam ozmotik deniz suyundan bir miktar daha fazla tutabilirler. Bu nedenle bunların su kaybetmek gibi bir sorunları yoktur. Fazla tuz, rektumda bulunan özel bez hücreleri tarafından atılır.

Kaynakça:
https://www.sciencedirect.com

Yazar: Taner Tunç

Yorum Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This div height required for enabling the sticky sidebar
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :