Trionix penyu menghilangkan urea melalui mulut dan tidak melalui buah pinggang • Barbara Vedenina • Berita sains mengenai "Unsur" • Fisiologi, Zoologi

Penyu trionix menghilangkan urea melalui mulut, bukan melalui buah pinggang.

Ketua Trionix Cina Pelodiscus sinenesis. Imej dari turtlesandmoreturtles.blogspot.ca

Para saintis dari Singapura telah menemui satu kaedah ekskresi urea yang luar biasa di salah satu penyu yang paling terkenal berbadan lembut – Trionix Cina. Ternyata urea dikumuhkan oleh papillae, yang terletak berhampiran kura-kura di mulut. Trionix menarik air ke dalam mulut dan meludahkannya, dengan itu membersihkan urea. Pada masa yang sama, ia juga boleh bernafas, kerana papillae ini juga membawa fungsi pernafasan.

Trionix Cina, atau Pelodiscus (Trionix) sinenesis, – salah satu kura-kura lembut yang paling terkenal, yang tersebar luas di Asia, termasuk di selatan Timur Jauh. Spesies penyu ini sering disimpan di aquaterrariums, kerana ia adalah mudah untuk mengekalkannya dan pada masa yang sama ia mempunyai banyak ciri-ciri yang luar biasa. Terutama perlu diberi perhatian ialah leher panjang dan hujung muncung, memanjangkan ke dalam proboscis lembut yang panjang, di mana lubang hidungnya terbuka. Hujung tepi mulut ditutup dengan lipatan tebal yang tebal – "bibir". Trionyx Cina mendiami sungai dan tasik yang bergerak lambat, termasuk payau payau. Penyu sering mendaki ke permukaan, tetapi ia juga dapat mengubur sendiri untuk waktu yang lama dalam pasir basah atau masuk ke dalam air.

Hakikat bahawa penyu boleh tinggal di bawah air untuk jangka masa yang panjang telah lama menarik perhatian ahli biologi. Pada akhir abad ke-19, banyak berkas papillae ditemui pada membran mukus mulut trionix, yang disebabkan oleh fungsi organ pernafasan tambahan. Kemudian ia mendapati bahawa papillae ini ditembusi oleh kapilari dan mengandungi sel dengan sejumlah besar mitokondria, yang mengesahkan fungsi pernafasan mereka. Tinggal lama di bawah air di trionix membawa kepada apnea yang dipanggil – menghentikan pernafasan pernafasan. Daripada bernafas dengan paru-paru, kura-kura mengambil air ke dalam mulut dan meludahkannya, dengan itu membasuh papilla dengan air dan mengeluarkan oksigen darinya.

Pada masa yang sama, beberapa tingkah laku trionix tidak dapat dijelaskan. Contohnya, diperhatikan bahawa kura-kura kerap membenamkan kepala mereka di dalam lopak air, sambil tinggal di darat, dan menghasilkan gerakan pharyngeal berirama di atas. Sekiranya fungsi pergerakan tersebut adalah pernafasan, kenapakah ia di atas tanah jika anda boleh bernafas dengan cara biasa?

Di nitrogen trionix dilepaskan sebanyak 70% dalam bentuk urea, dan dalam erti ini, penyu ini tidak begitu berbeza dengan kami.Tetapi para penyelidik bingung dengan bagaimana trionix mengatasi dengan pembebasan urea melalui buah pinggang, memandangkan hakikat bahawa ia sering mendiami kolam payau. Untuk mengeluarkan urea melalui buah pinggang, seseorang perlu minum kerap, dan jika anda minum air garam, masalah timbul. Sebagai contoh, dalam kes ini, kepekatan ion natrium dan klorin dalam plasma darah sangat meningkat, dan buah pinggang Trionix tidak dapat menangkap ion-ion ini secara aktif terhadap kecerunan tumpuan dan menghasilkan air kencing hiperosmotik (lihat osmosis).

Sekumpulan penyelidik Singapura dari Universiti Kebangsaan Singapura dan Universiti Teknologi Nanyang baru-baru ini telah menjalankan kajian komprehensif mengenai trionik, yang menguji fungsi excretory dari papillae rongga mulut. Kerja ini terdiri daripada beberapa peringkat. Pada peringkat pertama, air kencing dikumpulkan dari trionik, melampirkan beg plastik khas di sekitar ekor di sebelah lubang bolong dan merendam penyu di akuarium selama 6 hari. Sampel cecair dikumpulkan setiap hari dari beg dan hanya dari akuarium, dan kepekatan ammonia dan urea dalam cairan yang dikumpul dianalisis. Ternyata hanya 6% urea yang dikeluarkan dalam air kencing, dan ammonia menguasai.Sebaliknya, terdapat lebih banyak urea di air sekitar daripada ammonia.

Di peringkat seterusnya, penyu disimpan di darat, di atas platform khusus, dan mereka diletakkan di hadapannya mangkuk dengan air, di mana penyu dapat menenggelamkan kepala mereka. Di samping itu, dulang pengumpulan air kencing yang sama diletakkan di bawah ekor. Analisis air di mana kura-kura merendam kepala mereka, dan analisis air kencing dilakukan setiap hari selama 6 hari. Apa yang berlaku? Pengekstrakan Urea melalui mulut jauh lebih tinggi daripada melalui cloaca. Sebaliknya, perkumuhan ammonia melalui mulut dan melalui kloaka adalah sebanding. Penulis mendakwa bahawa kura-kura merendam kepala mereka di dalam air untuk tempoh yang cukup lama – dari 20 hingga 100 minit – dan pada masa ini mereka secara berkala merampas air dengan mulut dan meludahnya. Adalah jelas bahawa rendaman kepala di dalam air untuk jangka masa yang panjang membawa kepada apnea, dan dalam tempoh ini, trionyx mesti meneruskan pernafasan pipi-pharyngeal. Oleh itu, kepekatan oksigen diukur dalam hidangan dengan air. Dianggap bahawa apabila trionix meletupkan air, kepekatan oksigen akan berkurang, dan kepekatan urea akan meningkat. Ternyata begitu. Dalam ara. 1 ia dapat dilihat bahawa peningkatan dalam kepekatan urea dalam air berlaku tepat apabila kepekatan oksigen menurun.

Rajah. 1. Apabila trionix menenggelamkan kepala di dalam air, jumlah oksigen dalam air ini jatuh (lihat minima pada graf), dan selepas itu tahap peningkatan urea (diukur oleh tahap nitrogen dan ditandakan di atas graf oleh anak panah). Pengukuran dilakukan pada tiga kura-kura. Jumlah air dalam setiap kes adalah 100 ml. Imej dari artikel dalam perbincangan Jurnal Biologi Eksperimen

Peringkat seterusnya kerja itu terdiri dalam analisis air liur trionix. Masuk ke dalam mulut kura-kura hidup agak sukar kerana agresif yang terkenal dari makhluk ini. Oleh itu, binatang itu dibaringkan untuk tidur. Tiga jam sebelum haiwan dikosongkan, bahan-bahan yang berbeza dicetuskan: satu kumpulan disuntik dengan amonium klorida (amonia), yang lain dengan urea, dan yang ketiga dengan salin fisiologi (0.9% natrium klorida larutan berair, hanya natrium klorida). Dalam penyu anestetik, swab diambil dari pelbagai daerah rongga mulut – dari rahang atas lebih dekat ke hidung, dari rahang atas lebih dekat ke esofagus dan dari rahang bawah. Di samping itu, ujian darah diambil dari penyu.

Dalam penyu yang disuntik dengan larutan garam meja, kepekatan tinggi urea didapati dalam air liur, tetapi tidak dalam plasma darah.Suntikan ammonium klorida tidak menyebabkan peningkatan kepekatan urea dalam air liur, tetapi suntikan urea menyebabkan peningkatan kepekatannya dalam air liur, dan sedikit peningkatan dalam plasma darah. Apa maksudnya? Ini menunjukkan bahawa epitel di kawasan pipi-pharyngeal mampu pengangkutan urea aktif, sama seperti yang diterangkan untuk tubulus buah pinggang. Proses ini melibatkan protein tertentu – pembawa urea (lihat transporter Urea, disingkat UT), yang membantu mengangkut molekul urea melintasi membran sel. Dalam mamalia, protein ini dinyatakan dalam buah pinggang, pada vertebrata lain, mereka juga dinyatakan dalam pundi kencing dan (untuk pemilik insang) di insang. Sebagai peraturan, setiap spesies mempunyai beberapa jenis protein ini, masing-masing diwakili oleh beberapa isoforms.

Pengarang mencadangkan bahawa UT-protein juga terlibat dalam pengangkutan urea dalam epitelium faryngeal buccal buccal. Mereka dapat mengasingkan protein ini dan membandingkan urutannya dengan urutan protein UT (terpencil terutamanya dari tisu ginjal) dari haiwan lain. Di pokok filogenetik, jelas bahawa trionix adalah yang paling dekat dengan penyu air tawar merah dalam tupai ini. Trachemys scripta elegans; kesamaan protein trionix ini dengan protein UT dan manusia UT adalah kira-kira 70% (Rajah 2).

Rajah. 2 Pokok filogenetik yang menggambarkan hubungan antara urutan asid amino pengangkut protein UT di UT dalam haiwan yang berbeza. Di Trionix, (mengelilingi bingkaia) protein yang diasingkan dari epitelum rongga mulut. Imej dari artikel dalam perbincangan Jurnal Biologi Eksperimen

Akhirnya, penulis melihat tahap ekspresi gen RNA. UT dalam tisu yang berbeza dari trionix: di bahagian berlainan rongga mulut, esofagus, usus, buah pinggang dan pundi kencing. Ternyata gen ini hanya dinyatakan dalam rongga mulut (Rajah 3).

Rajah. 3 Ekspresi RNA protein urea transfer protein gen dalam tisu yang berbeza dari Trionix. Imej dari artikel dalam perbincangan Jurnal Biologi Eksperimen

Oleh itu, pengarang agak meyakinkan menunjukkan bahawa trionix menggunakan kaedah penyingkiran urea yang sangat luar biasa untuk vertebrata yang lebih tinggi.

Jawapan kepada persoalan mengenai kelebihan yang diberikan oleh kaedah pemilihan ini agak jelas, dan kami telah membincangkannya secara separa. Sistem perkumuhan ini tidak memerlukan air minum yang banyak, jadi trionik disesuaikan dengan kehidupan di badan air payau dan bahkan berlaku di laut.Perkembangan ruang air dengan kemasinan yang tinggi membolehkan lebih banyak akses kepada sumber makanan dan mengurangkan persaingan dalam badan air tawar yang kaya dengan penyu lain.

Penulis melihat persamaan antara pembebasan urea pipi-pharyngeal dari trionix dan keupayaan beberapa mamalia, seperti kelawar atau ruminan, untuk merembes urea ke dalam air liur. Dalam ruminan, urea memudahkan proses penapaian di bahagian pertama perut, yang dipanggil "parut". Oleh itu, pembebasan urea dalam rongga buccal-pharyngeal bukan pengambilalihan unik trionik. Tetapi apakah fungsi utamanya seperti pelepasan urea masih tidak jelas. Penulis artikel ini percaya bahawa, di Trionix, mulutnya papillae mulanya berfungsi sebagai organ-organ perkumuhan, dan hanya kemudiannya mula digunakan untuk bernafas. Tetapi ini adalah hipotesis, dan ia masih perlu diperiksa.

Sumber: Yuen K. Ip, Ai M. Loong, Serene M. L. Lee, Jasmine L. Y. Ong, Wai P. Wong, Shit F. Chew. Penyu berkulit lembut Cina, Pelodiscus sinensis, mengeluarkan urea terutamanya melalui buah pinggang // Jurnal Biologi Eksperimen. 2012. V. 215. P. 3723-3733.

Varvara Vedenina


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: