Osmoregulation, exkretion och reproduktion Flashcards
(36 cards)
Vilka strategier finns för att möta joniska utmaningar?
Jonconformer: Ingen kontroll över elektrolytsammansättningen. Uteslutande i marina djur, t.ex i många ryggradslösa djur
Jonregulator
Kontroll över elektrolytsammansättningen, t.ex de flesta ryggradsdjur
Vilka strategier finns för att möta osmotiska utmaningar?
osmoconformer: djuret är isoosmotiskt till omgivningen, alltså ingen kontoll över den interna osmolariteten. Alla kända osmokonformerer är marina djur.
Osmoregulator
kontollerar inre osmosbalans oberoende av den yttre miljön. I en hypoosmotisk miljö måste en osmoregulator släppa ut överflödigt vatten. I en hyperosmotisk miljö måste den istället ta in vatten för att kompensera för osmotisk förlust.
Vilken osmolaritet har marina/sötvattenlevande fiskar i relation till som omgivning och varför?
Marina fiskar är hypoosmotiska i relation till omgivningen, alltså har en lägre jonkonc än omgivande vatten och förlorar därför vatten till omgivningen. De får salt genom
diffusion och från föda och balanserar vattenförlust genom att dricka
havsvatten och utsöndra salter.
Sötvattenfiskar är hyperosmotiska i relation till omgivningen, vilket innebär att vätska vill diffundera in från omgivningen och salter ut. De förlorar salter genom diffusion och upprätthåller vattenbalansen genom att utsöndra stora mängder utspädd urin.
Salter förlorats genom diffusion och ersätts via födointag av föda och genom upptag över gälarna
Landlevande djur har inte ständigt tillgång till vatten, anpassningar för att minska vattenförlusten är därför nyckeln till överlevnad på land. Vilka anpassningar har utvecklats för att undvika uttorkning?
- Skyddande lager på utsidan av kroppen: som hud av döda keratinceller, päls, fjärdrar, vaxlager utanpå exoskelett osv.
- dricka vatten och äta fuktig mat
- producera vatten metaboliskt
genom cellulär andning - leva en nattlig livsstil för att minska vattenförlust via förångning, nattluft också fuktigare.
Saltkörtlar finns hos bl.a. fåglar, sköldpaddor och marina leguaner. Hur fungerar saltkörtlar?
Saltkörtlarna består av ett nätverk av tubformade transport-epitel som är omgivet av kapillärer. Transportepitelet tar in joner från blodet som flödar i kapillärerna med aktiv transport och högkoncentrerad saltlösning (hyperosmotisk) töms ut ur öppningar nära näsborrarna. Detta ger exkretion av salt utan stora vattenförluster.
Varför är inga sötvattenlevande djur osmokonformerer?
Sötvatten har en extremt låg osmotisk koncentration (0.5–15 mOsm/L) och celler skulle inte klara sig med en så låg osmotisk koncentration.
Ammonium (NH3) som produceras vid nedbrytning av aminosyror är giftig och måste utsöndras. Kväveutsöndring sker i huvudsak i tre former, vilka?
- Ammoniak (giftig)
- Urinsyra (energikrävande att producera)
- urea (inte giftig)
Ge exempel på en djurgrupp som utsöndrar kväve i form av: ammoniak, urinsyra och urea.
Benfiskar utsöndrar kväve i ammoniak, eftersom de lever i vatten är tillgång på vatten inget problem så de kan utsöndra mycket vatten ofta. Ammoniak är giftigt men eftersom de kan utsöndra det närsomhelst gör det ingen skada. Tolereras bara i låga koncentrationer.
Fåglar och insekter utsöndrar kväve i form av urinsyra. Urinsyra är inte speciellt giftigt och löser sig inte så mycket i vatten. Trots att det är energikrävande att producera (kräver ATP) ger det en mindre vattenförlust , samt mindre tyngd i kroppen när det lagras.
Människor (alla däggdjur) och hajar utsöndrar kväve i form av urea. Fördelen är att det inte är giftigt så det kan lagras i kroppen under längre perioder. Urea löser sig mycket i vatten vilket ger en viss tyngd men inte ett problem i stora djur som inte ska flyga. Ger en måttlig vattenförlust. Det är mer energikrävande att producera än ammoniak men mindre energikrävande än urinsyra.
Kväveutsöndringen kan också förändras i olika steg i livscykeln efter behov. Tex grodyngel är vattenlevande och kan därför exkretera ammoniak. Vuxna grodor är landlevande och producerar istället urea.
Kväveutsöndringsformen är också relaterad till typen av ägg djuret producerar. Hur?
Vattenlevane djur och amfibier lägger ägg i vatten utan skal, kväve kan därför söndras ut genom diffusion ur ägget, så ammoniak fungerar som utsöndringsform. Däggdjur har inte heller ägg med hårda skal, kväve som utsöndras från embryot kan transporteras med diffusion till mammans blod och exkreteras, urea fungerar som utsöndringsform.
Fåglar och reptilers ägg är hårda och impermeabla vilket innebär att de inte kan utsöndra kväve i giftig eller vattenlöslig form. Urinsyra är därför perfekt då det inte är giftigt samt vattenolösligt så att det inte diffunderar in i embryot igen.
Ange de fyra olika stegen i ett generellt exkretionsorgan.
- Filtration: Blodet filtreras genom ett semipermeabelt membran på ett transportepitel, stora molekyler och celler kommer ej igenom och den resulterande värskan kallas primärfiltrat.
- Reabsorbtion: Primärfiltratet går genom tubsystem med transportepitel med olika permeabilitet, ett återupptag sker av ämnen som ska stanna i kroppen, tex vatten, vissa joner, näringsämnen.
- sekretion: Samtidigt som reabsorbtion sker så sekreteras ämnen in i filtratet genom transportepitel som inte behövs i kroppen, tex gifter, metaboliska restprodukter eller överflödiga joner.
- Exkretion: Den kvarvarande lösningen (urin) utsöndras genom öppning i kroppen.
Vilka olika typer av exkretionssystem ser vi i djurvärden? Ge tre exempel.
Protonefridia (tex plattmaskar, Metanefridia (tex daggmaskar) och malphigiska kärl (insekter).
Hur fungerar protonefridia?
Protonefridia används av tex plattmaskar och vissa andra ryggradslösa djur. Ett system av förgenade kanaler med flamceller (flame bulbs) som sticker ut. I flamcellerna sitter kluster av cilier som tar upp ämnen från kroppsvätskan som ska stanna i kroppen, den filtrerade vätskan går sedan genom kanalerna och ut genom kroppsöppningar. Kanalerna utsöndrar en utspädd vätska och har en viktig funktion i osmoregulation.
Malpighiska kärl är insekters motsvarighet till högre djurs njurar. Hur fungerar malphagiska kärl?
Malphigiska kärl utgör ett tubsystem runt mag/tarmsystemet och mynnar ut i tarmkanalen där det blandas med maginnehållet. De malphigiska kärlen utför ingen filtrering, utan transportepitelet sekreterar ut komponenter från hemolymfen som joner och kväveavfall och transporterar ut det i tarmen för exkretion. I kärlen påväg till tarmen sker reabsorbtion av vatten och annat. Har en viktig roll i osmotisk balans. Eftersom insekter producerar kväveavfall i form av urinsyra bildar filtratet en tjockare massa - nästan ingen vätskeförlust vilket är viktigt för terrestra miljöer.
Njurarna är människans (och övriga däggdjurs) primära exkretionsorgan. Vad heter de individuella delarna av njuren som utför exkretion och hur är de uppbyggda?
Filtrationsenheterna i njuren kallas nephroner och finns i två former: Juxtamedullära (spinner över både cortex och medulla av njuren) och cortikala nephroner (går bara i cortex av njuren).
Beskriv hur en nephron ser ut, ange alla viktiga komponenter.
Blodkärl från kroppen går in i genom den afferenta arteriolen till Bowmans capsule där blodkärlen förgrenas kraftigt i en struktur som kallas glomerulus. I Bowmans kapsel är glomeruluskärlen täckta av podocyter som utgör en semipermeablel barriär som släpper igenom små ämnen som vatten, joner, näringsämnen men inte celler eller stora proteiner mm. Blodet som är kvar går ut genom den efferenta arteriolen tillbaka till blodsystemet. Primärfiltratet går ut i den proximala tuben där viss reabsorbtion sker, både aktiv och passiv, och sedan ner i henles slynga där osmolariteten av filtratet ökar ju längre ner i slyngan den kommer pga reabsorbtion av vatten mm. Efter slyngan går filtratet genom den distala tuben och därifrån till ett samlingsrör. Runt hela tubsystemet finns kapillärer. Samlingsrör från massor av nephroner går sedan samman och filtratet som nu är urin leds ner i urinblåsan.
Vilken har störst radie, den afferenta eller efferenta arteriolen? Varför?
Den afferenta arteriolen har en större radie än den efferenta. Detta för att blodet ska få så högt tryck som möjligt i glomerulus vilket pressar blodet med högt tryck så att maximalt med filtrat bildas. Radien på båda kan regleras som svar på olika stimuli. Tex om blodtrycket i kroppen går ner ökar radien på den afferenta och den efferenta radien minskar för att höja trycket i glomerulus.
Vilka ämnen reabsorberas/sekreteras i den proximala tuben vs den distala tuben?
I den proximala tuben (början på primärfiltratets väg) reabsorberas näringsämnen som glukos och NaCl aktivt samt vatten, K+ och i viss mån HCO3 passivt. I den distala tuben (slutet av primärfiltratets väg) reabsorberas NaCl, HCO3 aktivt, vatten passivt - här och i samlingsrörer sekreteras toxiner, överflödiga joner osv.
Hur förändras osmolariteten i henles slynga? Varför?
Osmolariteten av vätskan går upp på nervägen och går ner igen på uppvägen. På nedvägen i slyngan reabsorberas vatten i stora mängder för att osmolariteten i omgivningen är högre (pga urea), och detta leder till att osmolariteten höjs. På uppåtvägen sänks osmolariteten igen pga uppdag av NaCl. längst ner på uppåtvägen sker passiv reabsorbtion av NaCl och lite under mitten förändras permeabiliteten av tuben så att det blir ogenomsläppligt för vatten (För att hindra att vatten strömmar in). Där tas NaCl upp aktivt. När filtraret når den distala tuben har det en låg osmolaritet. När den går ner i samlingsröret sker ännu mer reabsorbtion av vatten pga att osmolaritet i omgivning går upp och osmolariteten på vätskan som går ut ur nephronen blir hög.
Vilken funktion har ADH (antidiuretiskt hormon)?
ADH utsöndras i neurohypofysen som svar på att kemoreceptorer i kroppen har signalerat till hypotalamus att saltbalansen är off. ADH ökar permeabiliteten av vatten i samlingsrör i njurarna genom att ADH binder till receptor i de distala kärlen vilket leder till produktion av cAMP som får vesiklar fyllda med aquaporiner att fusera med membranet i de distala kärlen och mer vatten kan reabsorberas.
Hur påverkar alkohol vattenbalansen i kroppen?
Alkohol kan påverka ADH, vilket gör att vattenbalansen inte kan regleras på rätt sätt.
Alkohol påverkar receptorn för ADH så att det inte kan binda, vilket gör att inga aquaporin-vesiklar fuserar med membranet och det gör att vatten inte kan absorberas lika effektivt i samlingsrören.
Vilka olika mekanismer för asexuell reproduktion finns i djurvärlden?
- Knoppning: nya individer uppstår från utväxter av befintliga individer
- Fragmentering: bitar av kroppen utvecklas
till vuxna. Fragmentering måste åtföljas av
förnyelse, regenerering av förlorade
kroppsdelar - Partenogenes: jungfrufödsel utvecklingen av en ny individ från ett obefruktat ägg, ingen manlig gamet krävs
Vilken form av reproduktion producerar flest avkommor generellt? Varför används det inte av alla djur?
Asexuell reproduktion leder generellt till fler avkommor, men kloner. Anledningen till att detta inte förekommer för alla djur är att fördelarna med sexuell reproduktion är så många. Sexuell reproduktion ger stor genetisk variation, vilket i sin tur leder till mycket bättre anpassningsförmåga i skiftande miljöer. Även bra för att skadliga gener elimineras, fördelaktiga gener förs vidare i större omfattning.
Vad innebär ägglossning? Hur regleras det i djur?
Frisättningen av mogna ägg mitt i en honlig
reproduktionscykel. De flesta djur har reproduktionscykler som följer förändringar under årstiderna, hormoner och signaler från omgivningen styr.
Eftersom säsongstemperaturen ofta är en viktig signal i reproduktionen kan klimat-förändringar påverka reproduktiv framgång.
Ange stegen från befruktning till könsmognad för djur generellt och översiktligt.
- Befruktning: två gameter (n) fuserar och bildar en encellig zygot (2n).
- Tillväxt och differentiering: Zygoten delas massor med gånger och bildar blastula, sedan gastrula och sedan differentierar sig cellerna till olika organ mm. Body plan börjar framgå.
- Könsbestämning och könsdifferentiering: Embryot genomgår könsbestämning, gener/hormoner/temperatur bestämmer kön som djuret utvecklas till.
- Gametogenes: Djuret börjar utveckla gameter, vanligt att honors gameter skapas innan födsel och mognar allt eftersom (oogenes), hanar har ofta en kontinuerlig gametproduktion (spermatogenes).
- Sexual mognad (puberty): Djuret genomgår förändringar senare under tillväxten som gör djuret redo för reproduktion, styrt av hormoner.
- Parning: Djuret kan reproducera sig.
