Osmoregulation

Osmoregulation, 1) Tiere: alle Vorgänge, die der Konstanthaltung eines »inneren Milieus«, d.h. eines eigenen osmotischen Wertes der extrazellulären Körperflüssigkeiten (Blut, Interzellularflüssigkeit) gegenüber dem Außenmedium, dienen. Erst nach Erwerb dieser Fähigkeit konnten Tiere Süßwasser und Land besiedeln. Viele marine wirbellose Tiere haben diese Fähigkeit nicht, ihr osmotischer Wert stimmt mit dem Außenmedium überein und ändert sich mit diesem (poikilosmotische Tiere). Die meisten von ihnen können in Brack- und Süßwasser nicht überleben; sie sind stenohalin, da sie auf eine bestimmte Ionenkonzentration ihres Außenmediums festgelegt sind (z.B. viele Cnidarier, Polychaeten, Mollusken, Crustaceen, Echinodermen, Tunicaten). Alle anderen Tiere sind zur O. befähigt, sie sind homoiosmotisch. Die homoiosmotischen marinen Knochenfische haben in ihrer extrazellulären Flüssigkeit einen niedrigeren osmotischen Wert als das umgebende Meerwasser und verlieren deshalb ständig Wasser. Sie trinken große Wassermengen. Die überschüssigen Ionen können sie nicht durch die Nieren ausscheiden, da diese keinen Harn mit einer höheren Salzkonzentration als die Körperflüssigkeit erzeugen können. Die marinen Knochenfische müssen folglich diese Ionen durch aktiven Transport über die Kiemen ausscheiden. Die

Haie haben in ihren Körperflüssigkeiten gelösten Harnstoff, sodass deren osmotischer Wert etwa dem des Meerwassers entspricht. Die Meeresreptilien und Meeresvögel geben überschüssige Ionen über Salzdrüsen ab, Meeressäuger über einen Harn, dessen osmotischer Wert höher ist als der des Blutes. Die extrazellulären Flüssigkeiten der Süßwassertiere haben höhere Konzentrationen an gelösten Stoffen als ihr Außenmedium. Sie müssen deshalb eingeströmtes Wasser abgeben. Einzeller tun dies mit Hilfe von ⇒ pulsierenden Vacuolen, Süßwasserfische durch große Urinmengen (täglich bis zu einem Drittel ihres Körpergewichts). Da Ionen ins Außenmedium diffundieren, müssen manche Organismen zusätzlich zur Nahrung aktiv Ionen aus dem Außenmedium aufnehmen (z.B. Süßwasserfische und -krebse über die Kiemen, Frösche über die Haut). Nur wenige Fische können sowohl im Meer als auch im Süßwasser leben; dazu gehören die Lachse und Aale, die diesen Wechsel in ihrer Ontogenese durchführen und dabei je nach Außenmedien über ihre Kiemen Ionen aktiv abgeben oder aufnehmen. Landtiere einschließlich des Menschen tauschen mit ihrer Umgebung nicht direkt Wasser und Ionen aus. Sie müssen einem zu großen Wasserverlust entgegenwirken. Viele von ihnen leben in feuchten Lebensräumen (z.B. Oligochaeten, Weichtiere, Amphibien) oder sind nachtaktiv. Durch Konzen-

trierung des Harns, weitgehend wasserundurchlässige Körperoberflächen (z.B. Verhornung der Oberhaut, Cuticula, Schleimhüllen) und Verlagerung der respiratorischen Oberflächen ins Körperinnere wird die Wasserabgabe gering gehalten. Die meisten Wirbellosen und die Frösche nehmen durch die Haut Wasser auf, die anderen Landtiere gleichen ihre Wasserverluste durch Trinken aus. Mit Urin und Schweiß scheiden die Landtiere immer auch Salze aus, die sie mit der Nahrung ersetzen müssen. Eng verknüpft mit der O. sind die ⇒ Ionenregulation, d.h. die Konstanthaltung der Ionenzusammensetzung, und die ⇒ Exkretion. 2) Pflanzen: Konstanthaltung oder Veränderung des osmotischen Werts von Zellen; erfolgt häufig über Veränderungen der Zellsaftkonzentration in der Vacuole.