تنوع دفع و تنظیم اسمزی در جانداران

در تک یاختهای ها
در بسیاری از تک یاختهای ها تنظیم اسمزی با کمک انتشار انجام می شود. ولی در برخی دیگر مانند پارامسی، آبی که در نتیجه اسمز وارد می شود به همراه مواد دفعی توسط واکوئول های انقباضی(2 تا) دفع می شود. واکوئول های انقباضی نوعی واکوئول دفعی می باشند.

پارامسی: آغازی تک سلولی مژکدار ساکن آب شیرین

در بیمهرگان
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 میرود. نفریدی لوله ای است که با منفذی به بیرون باز و دفع از طریق آن انجام می شود.

آبشش:در سخت پوستان، مواد دفعی نیتروژن دار با انتشار ساده، از آبشش ها دفع می شوند.

لوله های مالپیگی:حشرات سامانه دفعی متصل به روده به نام لوله های مالپیگی دارند. ماده دفعی در حشرات، اوریک اسید است. اوریک اسید همراه با آب و یون ها از همولنف به لوله های مالپیگی وارد می شود. محتوای لوله های مالپیگی به روده، تخلیه و با عبور مایعات در روده، آب و یون ها به همولنف باز جذب می شوند. (در راست روده) اوریک اسید از طریق روده به همراه مواد دفعی دستگاه  گوارش دفع می شود. لوله های مالپیگی در یک انتها بسته و در یک انتها به روده باز می باشند.

در مهره داران
همهی مهره داران کلیه دارند. ماهیان غضروفی (مثل کوسه ها و سفره ماهی ها) که ساکن آب شور هستند، علاوه بر کلیه ها، دارای غدد راست روده ای هستند که محلول نمک (سدیم کلرید) بسیار غلیظ را به روده ترشح می کنند.
در ماهیان آب شیرین، فشار اسمزی مایعات بدن از محیط بیشتر است، بنابراین آب می تواند وارد بدن شود. برای مقابله با چنین مشکلی، ماهیان آب شیرین معمولا آب زیادی نمی نوشند (باز و بسته شدن دهان در ماهی ها تنها به منظور عبور آب  و تبادل گازها در آبشش هاست). این ماهی ها حجم زیادی از آب به صورت ادرار رقیق دفع می کنند.

در ماهیان آب شور فشار اسمزی مایعات بدن کمتر از فشار اسمزی محیط است، بنابراین آب، تمایل به خروج از بدن دارد. در نتیجه، ماهیان دریایی مقدار زیادی آب می نوشند. در این ماهیان برخی یون ها توسط کلیه به صورت ادرار غلیظ و برخی از طریق یاخته های آبشش دفع می شوند.

مثانه ی دوزیستان محل ذخیره آب و یون هاست. به هنگام خشک شدن محیط، دفع ادرار کم، و مثانه برای ذخیره بیشتر آب  بزرگتر می شود و سپس باز جذب آب از مثانه به خون افزایش پیدا می کند.کلیه در خزندگان و پرندگان توانمندی زیادی در باز جذب آب دارد. برخی از خزندگان و پرندگان دریایی و بیابانی که آب دریا یا غذای نمک دار مصرف می کنند، می توانند نمک اضافه را از طریق غدد نمکی نزدیک چشم یا زبان، به صورت قطره های غلیظ دفع کنند.

در این مرغ دریایی دو غده نمکی بالای چشم ها محلول نمکی غلیظ را توسط مجرا به سوراخ های بینی تخلیه کرده تا یا از آنجا با هوای بازدمی یا از نوک منقار خارج شود.

طبق شکل کتاب درسی واکوئول غذایی مجاور حفره دهانی تشکیل می شود اما واکوئول دفعی دور از حفره دهانی محتویات خود را به بیرون میریزد.

 واکوئول دفعی در گوارش غذا نقش ندارد.

 واکوئول انقباضی در پارامسی با مصرف ATP آب اضافی را به بیرون پیکر جاندار می ریزد تا فشار اسمزی حفظ شود.

در هیدر حفره گوراشی وجود دارد. حفره گوارشی علاوه بر گوارش غذا ، وظیفۀ گردش مواد را هم بر عهده دارد.  پارامسی حفره گوارشی ندارد. حفره دهانی دارد.

پارامسی تک سلولی است و خون و مویرگ ندارد.

 در پارامسی ، هیدر و کرم کدو ، هیچکدام از چهار روش اصلی برای تنفس وجود ندارد.

در پارامسی ، هیدر و بقیه جانداران هوازی ، عبور گازهای تنفسی از غشای یاخته از طریق انتشار ساده (بدون نیاز به پروتئین و مصرف انرژی زیستی) به انجام می رسد.

کرم کدو و پارامسی (مانند سایر تک سلولی ها) مواد زائد را از سطح بدن خود به محیط بیرون میریزند.

 ابتدای حفره وسیع تر و انتهای آن باریکتر است.

 پارامسی انشعابات تنفسی ندارد و تک سلولی است.

پارامسی قفسه سینه و شش ندارد.

 پارامسی تک سلولی است و بافت ، اندام ، دستگاه و مایع بین سلولی ندارد.

 پارامسی برای تنظیم فشار اسمزی خود ، از واکوئولهای انقباضی (نههه یک واکوئول انقباضی) استفاده می کند.

در پارامسی دفع آب اضافی توسط واکوئول انقباضی با مصرف انرژی زیستی انجام می شود.

کسب انرژی از مونومرهای غذایی توسط پارامسی صورت میگیرد.

نفریدی

نفریدی برای دفع ، تنظیم اسمزی یا هر دو مورد به کار میرود.

بیشتر بیمهرگان دارای ساختار مشخصی برای دفع هستند. یکی از این ساختارها نفریدی است. این ساختار برای جذب مواد غذایی استفاده نمیشود.

 نفریدی لوله ای است که با منفذی به بیرون باز و دفع از طریق آن انجام میشود.

همچین بهتره بدونید که پلاناریا ساختار تنفسی ویژه ندارد. خون ندارد . لوله گوارش هم ندارد

 کرم خاکی تنفس پوستی دارد و سطح تنفس آن (پوست) در سطح بدن است نه درون بدن.

 همه جانورانی که دستگاه عصبی دارند (ماهی ها ، دوزیستان ، خزندگان ، پرندگان ، پستانداران ، کرم ها ، هیدر و …) ، به کمک یاخته های عصبی خود به محرک های محیطی پاسخ میدهند. (همه جانداران توانایی پاسخ دادن به محرک ها را دارند. فصل یک زیست دهم)

 پمپ فشار منفی در پستانداران وجود دارد نه بیمهرگان.

 بیمهرگان ، استخوان ، مغز استخوان ، سیستم هاورس و … ندارند.

 حشرات لوله مالپیگی دارند. دهانه لوله های مالپیگی با درون لوله گوارش (روده) ارتباط دارد.

همچین کرم خاکی سامانه گردش بسته دارد.  همولنف ویژه سامانه گردش باز است.

آبشش

حشرات و سختپوستان نمونه هایی از جانوارن دارای اسکلت بیرونی هستند. در این جانوران ، اسکلت علاوه بر کمک به حرکت ، وظیفه حفاظتی نیز بر عهده دارد.

با افزایش اندازه جانور (حشرات و سخت پوستان)، اسکلت خارجی آن هم باید بزرگ تر و ضخیم تر شود.

 بزرگ بودن اسکلت خارجی ، باعث سنگین تر شدن آن می شود که در حرکات جانور محدودیت ایجاد میکند. به همین علت ، اندازه این جانوران از حد خاصی بیشتر نمیشود. (حشرات + سختپوستان)

این گروه جانوری (حشرات و سخت پوستان) حداقل در بخشی از زندگی خود می توانند از جایی به جای دیگری حرکت کنند.

آبشش سطح تنفسی جانوران مذکور است (سخت پوستان)، از آبشش CO2 و آمونیاک (طی انتشار ساده = بدون صرف انرژی زیستی + بدون نیاز به پروتئین) دفع و اکسیژن طی انتشار ساده وارد بدن میشود.

سخت پوستان مانند حشرات ، لوله گوارش دارند و آنزیمهای گوارشی به درون بدن خود (خارج از محیط داخلی – مانند لوله گوارش) وارد کرده و درشت مولکول های غذایی را به مونومر تبدیل می کنند و سپس مونومر به یاخته های بدن جانور میرسد.

ایجاد جریان پیوسته از هوای تازه ، ویژه مهره داران شش دار است.

 کیسه های هوادار ویژه پرندگان است نه سخت پوستان.

لوله های مالپیگی

حشرات سامانۀ دفعی متصل به روده به نام لوله های مالپیگ ی دارند. ماده دفعی در حشرات، اوریک اسید است. اوریک اسید همراه با آب و یونها (از همولنف) به لوله های مالپیگی وارد می شود.

 محتوای لوله های مالپیگی 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 ابتدا وارد راست روده شده و سپس از طریق مخرج دفع میشود.

 طبق شکل کتاب درسی محتویات لوله های مالپیگی توسط چندین منفذ به درون روده ریخته میشود.

 لوله های مالپیگی از یک سو بن بست و از سوی دیگر باز هستند. بخش بن بست آنها در تماس با همولنف (مایع میان بافتی) بوده و بخش دیگر روبه درون روده باز است. اوریک اسید ، آب و یونهایی از همولنف وارد این لوله ها شده و سپس به روده ریخته میشوند.

دیواره لوله مالپیگی ، روده ، راست روده و … از یک ردیف سلول تشکیل شده است.

 طبق شکل کتاب درسی دو لوله مالپیگی مجاور در محل اتصال به درون روده ابتدا به یکدیگر ملحق شده و سپس دهانه بزرگتری به درون روده تشکیل میدهند.

 آب و یون های خارج شده از سامانه دفعی مالپیگی توسط روده بازجذب می شود.

 ماده دفعی (اوریک اسید) خروجی از لوله های مالپیگی ابتدا وارد روده و سپس وارد راست روده میشود در نهایت توسط مخرج از بدن جانور خارج میشود.

 لوله های مالپیگی آنزیم گوارشی ترشح نمی کنند.

 غدد بزاقی تقریبا زیر بخش انتهایی مری و بخش ابتدایی چینهدان قرار گرفته است. 

 محل جذب مواد غذایی در ملخ ، معده جانور است.

طبق شکل کتاب درسی اندازه سلول های روده متنوع است. (بعضی بزرگتر و کشیدهتر هستند. )

نکته : یاخته های دیواره لوله گوارش (که در تماس با محتویات درون لوله گوارش هستند.) و یاخته های دیواره لوله های مالپیگی ، تک هسته ای هستند.

یک جفت پاهای عقبی ملخ نسبت به 2 جفت پاهای جلویی بلندتر است. لوله های مالپیگی نسبت به معده ، پیش معده ، چینهدان ، کیسههای معده و … به پاهای عقبی جانور نزدیک ترا ند.

در حشرات تنفس نایدیس ی وجود دارد. در این نوع تنفس اکسیژن مستقیما به یاخته ها می رسد و دستگاه گردش مواد دخالت ندارد.

آمیلاز در بزاق وجود دارد. گوارش شیمیایی توسط بزاق از دهان آغاز می شود.

ماهیان آب شور و آب شیرین

 طبق شکل کتاب درسی ، جهت حرکت محتویات لوله های مالپیگی ماهیان غضروفی (مثل کوسه ها و سفره ماهی ها) که ساکن آب شور هستند، علاوه بر کلیه ها، دارا ی غدد راست روده ای هستند که محلول نمک (سدیم کلرید) بسیار غلیظ را به روده ترشح میکنند.

در حشرات ، دفع دی اکسید کربن توسط نایدیس ، دفع اوریکاسید توسط لولههای مالپیگی – در ماهیان غضروفی ، دفع از طریق کلیه ، غدد راست روده ای و آبشش.

 در حشرات اوریکاسید به همراه مواد دفعی موجود در لوله گوارش به بیرون رانده می شود. – در ماهیان غضروفی محلول نمک بسیار غلیظ پس از ورود به روده توسط لوله گوارش دفع میشود.

 غدد راست روده ای ، نمک (سدیم کلرید) را از خون دریافت کرده و به روده می ریزند. نمک وارد شده به روده توسط مواد دفعی دستگاه گوارش به بیرون از بدن رانده می شود.

سرخرگ با خون روشن و نمک زیاد وارد غدد راست روده ای شده و پس از تشکیل مویرگ ، اکسیژن رسانی به غدد راست روده ای انجام می دهد و توسط یاخته های غدد راست روده ای نمک به درون روده جانور وارد می شود. خون خروجی از غدد راست روده ای ، تیره بوده و نمک کمتری نسبت به سرخرگ ورودی دارد.

 در ماهیان آب شور فشار اسمزی مایعات بدن کمتر از فشار اسمز ی محیط است ؛ بنابراین آب، تمایل به خروج از بدن دارد.

 ماهیان دریایی مقدار ز یادی آب می نوشند. در این ماهیان برخی یون ها توسط کلیه به صورت ادرار غلی ظ و برخی ازیون ها از طریق یاخته های آبشش دفع میشوند.

 در ماهیان آب شیرین ، فشار اسمزی مایعات بدن از محیط بیشتر است ؛ بنابراین آب میتواند وارد بدن شود.

 ماهیان ساکن آب شیرین ، حجم زیادی از آب را به صورت ادرار رقیق دفع میکنند.

نکته : ادرار ماهیان آب شور ، غلیظ است اما ادرار ماهیان آب شیرین ، رقیق است.

 ماهیان غضروفی (کوسه ها + سفره ماهی) با فعالیت غدد راست روده ای خود ، محلول غلیظ نمک را به درون روده ریخته و سپس توسط دستگاه گوارش از بدن دفع میکنند.

در ماهیان آب شور فشار اسمزی مایعات بدن کمتر از فشار اسمز ی محیط است ؛ بنابرای ن آب، تمایل به خروج از بدن دارد. این گروه از ماهیان ادرار غلیظ تولید میکنند.

  کوسه و سفره ماهی ، ساکن آب شور هستند و از طریق آبشش برخی از یون ها را دفع میکنند. (نههه جذب)

 باز و بسته شدن دهان ماهیان آب شیرین ، تنها به منظور عبور آب و تبادل گازها در آبشش هاست. (این عبارت برای ماهیان ساکن آب شور (کوسه و سفره ماهی و … ) صادق نیست.) به صورت زیر است :
1 -در گروهی (که اطراف معده قرار دارند) جهت حرکت محتویات لوله ها ، از جلوی بدن به سمت عقب است.
2 -در گروهی دیگر (که اطراف روده قرار دارند) جهت حرکت محتویات لوله ها ، از عقب بدن به سمت جلو است.