Biológia szakirányú ismeretek II

Kontraktilis vakuolumok a mikroorganizmusokban

1. ábra. Egyes egysejtű szervezetek, mint például az amőba, endocitózissal veszik fel a táplálékot. A táplálékhólyag összeolvad egy lizoszómával, amely megemészti a táplálékot. A hulladék exocitózissal ürül ki.

Az élet legalapvetőbb jellemzője a sejt jelenléte. Más szóval a sejt az élet legegyszerűbb funkcionális egysége. A baktériumok egysejtű, prokarióta szervezetek, amelyek a legkevésbé összetett életfolyamatokkal rendelkeznek; azonban az olyan prokarióták, mint a baktériumok, nem tartalmaznak membránhoz kötött vakuolumokat. A mikroorganizmusok, például a baktériumok, az egysejtűek és a gombák sejtjeit sejtmembránok kötik, és ezeket használják a környezettel való kölcsönhatásra. Egyes sejtek, beleértve az emberek egyes leukocitáit is, endocitózissal – a sejtmembrán sejteken belüli visszahúzódásával történő vezikulumok képződésével – képesek a táplálékot elnyelni. Ugyanezek a vezikulák képesek kölcsönhatásba lépni és metabolitokat cserélni az intracelluláris környezettel. Néhány egysejtű eukarióta szervezetben, mint például az 1. ábrán látható amőba, a sejtszemét és a felesleges víz kiválasztása exocitózissal történik, amikor a kontraktilis vakuolumok összeolvadnak a sejtmembránnal, és a hulladékokat a környezetbe taszítják. A kontraktilis vakuolumok (CV) nem tévesztendők össze a vakuolumokkal, amelyek táplálékot vagy vizet tárolnak.

A planáriák lángsejtjei és a férgek nephridiumai

Amint a többsejtű rendszerek fejlődése során olyan szervrendszerek alakultak ki, amelyek megosztották a szervezet anyagcsere-szükségleteit, az egyes szervek a kiválasztási funkció ellátására alakultak ki. A planáriák édesvízben élő laposférgek. Kiválasztórendszerük két csőből áll, amelyek egy erősen elágazó csatornarendszerhez kapcsolódnak. A tubulusokban lévő sejteket lángsejteknek (vagy protonephrídiumoknak) nevezik, mivel mikroszkóp alatt vizsgálva a csillók csoportja úgy néz ki, mint egy pislákoló láng, amint azt a 2a. ábra szemlélteti. A csillók a salakanyagot a tubulusokon lefelé és a testfelszínen megnyíló kiválasztó pórusokon keresztül a testből kifelé terelik; a csillók vizet is szívnak a sejtközötti folyadékból, lehetővé téve a szűrést. Az értékes anyagcseretermékek visszaszívódnak a reabszorpció révén. A lángocskák megtalálhatók a laposférgekben, beleértve a parazita galandférgeket és a szabadon élő planáriákat. Ezek tartják fenn a szervezet ozmotikus egyensúlyát is.

A földigilisztáknak (annelidák) kissé fejlettebb kiválasztó szerkezeteik vannak, amelyeket nephridiáknak neveznek, és amelyeket a 2b. ábra szemléltet. A földigiliszta minden szegmensén egy pár nephrídia található. Abban hasonlítanak a lángsejtekhez, hogy csillókkal ellátott tubulussal rendelkeznek. A kiválasztás a nephridiopórusnak nevezett póruson keresztül történik. Fejlettebbek, mint a lángsejtek, mivel a kiválasztás előtt egy kapilláris hálózaton keresztül történő tubuláris reabszorpciós rendszerrel rendelkeznek.

2. ábra. A planáriák (a) kiválasztó rendszerében a lángsejtek csillói egy csősejt által alkotott tubuluson keresztül hajtják a hulladékot. A tubulusok elágazó struktúrákba kapcsolódnak, amelyek a test minden oldalán elhelyezkedő pórusokhoz vezetnek. A szűrlet ezeken a pórusokon keresztül választódik ki. A b) gyűrűsférgekben, például a földigilisztákban a nephridiumok folyadékot szűrnek a coelomból, vagyis a testüregből. A nephridiumok nyílásánál lévő lüktető csillók a coelomból egy tubulusba szívják a vizet. Ahogy a szűrlet lefelé halad a tubulusokban, a tápanyagokat és más oldott anyagokat a kapillárisok visszaszívják. A nitrogén- és egyéb salakanyagokat tartalmazó szűrt folyadékot egy hólyagban tárolják, majd a test oldalán lévő póruson keresztül kiválasztódnak.

Rovarok alpighiai tubulusai

Az alpighiai tubulusok az ízeltlábúak néhány fajának, például a 3. ábrán látható méhnek a bélrendszerét bélelik.

3. ábra. A rovarok és más szárazföldi ízeltlábúak malpighiai tubulusai eltávolítják a nitrogéntartalmú hulladékokat és más oldott anyagokat a hemolimfából. A Na+ és/vagy K+ ionokat aktívan szállítják a tubulusok lumenébe. A víz ezután ozmózis útján jut a tubulusokba, vizeletet képezve. A vizelet áthalad a beleken, majd a végbélbe jut. Ott a tápanyagok visszadiffundálnak a hemolimfába. A Na+ és/vagy K+ ionok a hemolimfába pumpálódnak, és a víz követi őket. A koncentrált salakanyag ezután kiválasztódik.

A csövek általában párban találhatók, és a tubulusok száma a rovarfajoktól függően változik. A malpighiai tubulusok tekervényesek, ami növeli a felületüket, és mikrovillákkal vannak bélelve a reabszorpció és az ozmotikus egyensúly fenntartása érdekében. A malpighiai tubulusok együttműködnek a végbél falában lévő speciális mirigyekkel. A testnedveket nem szűrik, mint a nephridiumok esetében; a vizeletet a hemolimfában (vér és interstitialis folyadék keveréke, amely a rovarokban és más ízeltlábúakban, valamint a legtöbb puhatestűben található) fürdő Malpighian-tubulusokat bélelő sejtek termelik tubuláris szekréciós mechanizmusok révén. Az anyagcsere-hulladékok, mint például a húgysav, szabadon diffundálnak a tubulusokba. A tubulusokat cserepumpák bélelik, amelyek aktívan szállítják a H+ ionokat a sejtbe és a K+ vagy Na+ ionokat kifelé; a víz passzívan követi őket, így képezve vizeletet. Az ionok kiválasztása megváltoztatja az ozmotikus nyomást, amely a vizet, az elektrolitokat és a nitrogéntartalmú hulladékokat (húgysav) a tubulusokba vonzza. A víz és az elektrolitok visszaszívódnak, amikor ezek az organizmusok vízszegény környezetbe kerülnek, a húgysav pedig sűrű paszta vagy por formájában ürül ki. Az, hogy a hulladékok nem oldódnak fel vízben, segít ezeknek az élőlényeknek a víz megőrzésében; ez különösen fontos a száraz környezetben való élet szempontjából.

Tegyél hozzá!

Javítsa ezt az oldaltTudjon meg többet