Proč žraloci nežijí ve sladké vodě. Osmotický tlak u ryb.

Proč nemohou žraloci, stejně jako mnoho mořských ryb, žít ve sladké vodě?
Důvod, jak asi tušíte, spočívá ve výměnných procesech mezi organismem a vnějším prostředím. Tyto procesy zanechaly stopy především na struktuře vylučovacího systému, jehož práce závisí na osmoregulaci organismu.

Osmotický tlak je tendence roztoku snižovat koncentraci minerálů a solí v něm obsažených při interakci s rozpouštědlem (bází roztoku).
U vyšších vodních živočichů je vnitřní prostředí organismu (krev, lymfa atd.) roztok, který interaguje s vnějším prostředím (vodou), které je rozpouštědlem, a má tendenci uvolňovat přebytečné rozpuštěné látky vodě, tj. rozpouštědlu. Zároveň, pokud je rozpouštědlo od roztoku odděleno polopropustnou membránou (v našem případě kůží), pak může proces probíhat pouze jedním směrem a lze měřit velikost osmotického tlaku.
Ryby, stejně jako všechna vyšší zvířata, jsou schopny udržovat konstantní osmotický tlak, který je nezbytný pro udržení rovnováhy vody a soli v těle.

Podívejme se, jak se liší osmotický tlak mořských ryb od osmotického tlaku sladkovodních ryb. Vzhledem k tomu, že sladkovodní ryby mají ve svém těle více solí než okolní voda, osmotický tlak způsobuje, že se voda neustále vstřebává do jejich těla – kůží, žábrami, ústy atd.
Aby nedošlo ke ztrátě soli v důsledku rozpouštění ve sladké vodě a aby se zabránilo narušení solné rovnováhy, mají sladkovodní ryby silně vyvinuté ledviny, které odstraňují přebytečnou vodu z těla močovinou a „filtrují“ z ní minerály a soli.

U žraloků je to naopak.
Slaná mořská voda pro ně nepůsobí jako rozpouštědlo, jako je tomu u sladkovodních ryb, ale jako druh roztoku, protože koncentrace minerálů, solí a dalších látek v ní je vyšší než ve vnitřním prostředí žraloka. Proto je osmotický tlak u žraloků směrován ven a snaží se uvolnit přebytečnou vlhkost do vnějšího prostředí přes kůži, žábry atd.
Proto ledviny jako vylučovací orgán v tělech žraloků fungují špatně a existují mechanismy pro odstraňování přebytečných solí z těla, například rektální žláza, která odvádí přebytečné soli do kloaky.

Mořské ryby neustále ztrácejí vodu – kůží, žábrami, močí, exkrementy. Prevence dehydratace těla a udržování osmotického tlaku na požadované úrovni (tj. nižší než v mořské vodě) se dosahuje pitím mořské vody, která se vstřebává stěnami žaludku a střev a přebytečné soli se vylučují střevy, žábrami a konečníkem.
Tělo mořských živočichů a ryb produkuje velmi málo moči, aby se zabránilo dehydrataci.

Celý tento systém funguje tak, aby v těle udržoval konstantní osmotický tlak. Pokud je sladkovodní ryba přemístěna do moře, může uhynout v důsledku narušení rovnováhy vody a soli v těle. Totéž čeká žraloka ve sladké vodě.

Některým lidem se může zdát podivné tvrzení, že voda (i mořská voda) může dehydratovat tělo. Zde je příklad.
Známé tragické události s křižníkem „Indianapolis“ vedly k tomu, že lidé strávili několik dní v oceánské vodě. Když dorazila pomoc a přeživší byli vytaženi z vody, téměř umírali dehydratací. Důvodem bylo, že slaná oceánská voda doslova nasávala lidem sladkou vodu skrz kůži. To je. osmóza.

Existují však i univerzální organismy, které mohou žít v širokém rozmezí slanosti vody. Mají kombinovaný mechanismus osmoregulace – ve slanějším prostředí funguje jako u mořských živočichů, ve sladkovodním – jako u sladkovodních živočichů. Dvojí mechanismus rovnováhy voda-sůl je vlastní mnoha anadromním a semianadromním rybám. Základ takové univerzálnosti osmoregulace je položen také ve vylučovacím systému sladkovodních žraloků.

U vyšších organismů schopných udržovat relativní stálost osmotického tlaku se průměrná hodnota a rozsah kolísání osmotického tlaku liší a závisí na prostředí. Sladkovodní ryby – 6,0-6,6 atm, mořské kostnaté ryby – 7,8-8,5 atm, mořské chrupavčité ryby – 22,3-23,2, savci – 6,6-8,0 atm.
Jak vidíte, chrupavčité ryby (žraloci a rejnoci) mají nejvyšší osmotický tlak, tj. jsou nejcitlivější na kolísání slanosti vody. Některé druhy se však dokázaly tomuto nedostatku přizpůsobit a v řekách a jezerech se cítí skvěle.