Quando le cellule sono collocate in un liquido ipotonico (basso contenuto di sale), possono gonfiarsi e scoppiare. Nel frattempo, le cellule in una soluzione ipertonica, con una maggiore concentrazione di sale, possono raggrinzirsi e morire. In che modo le cellule dei pesci evitano questi estenuanti destini in ambienti ipotonici d'acqua dolce o ipertonica?

I pesci utilizzano strategie osmoregolatori per bilanciare i livelli corporei di acqua e ioni disciolti (ad esempio, i soluti), come il sodio e il cloruro.

Immaginate due soluzioni separate da una membrana permeabile all'acqua. Anche se l'acqua attraversa la membrana in entrambe le direzioni, più flussi d'acqua (cioè, c'è movimento dell'acqua netta) nella soluzione con una maggiore concentrazione di soluto; questa è la parte essenziale dell'osmosi.

Il pesce mantiene l'equilibrio osmotico osmoformando o osmoregolando

Gli osmoconduttori mantengono una concentrazione interna soluta, o osmolarità, pari a quella dell'ambiente circostante, e quindi prosperano in ambienti senza frequenti fluttuazioni. Tutti gli osmoconformatori sono animali marini, anche se molti animali marini non sono osmoconformatori.

La maggior parte dei pesci sono osmoregolatori. Gli osmoregolatori mantengono l'osmolarità interna indipendente dall'ambiente, rendendoli adattabili agli ambienti mutevoli e attrezzati per la migrazione.

L'osmoregolazione richiede energia

L'osmosi tende a eguagliare le concentrazioni di ioni. Poiché i pesci richiedono livelli di ioni diversi dalle concentrazioni ambientali, hanno bisogno di energia per mantenere un gradiente soluto che ottimizzi il loro equilibrio osmotico.

L'energia necessaria per l'equilibrio osmotico dipende da molteplici fattori, tra cui la differenza tra le concentrazioni di ioni interne ed esterne. Quando le differenze di osmolarità sono minime, è necessaria meno energia.

Strategie osmotiche alternative

I fluidi corporei degli squali marini e la maggior parte degli altri pesci cartilagine contengono TMAO; questo permette loro di immagazzinare l'urea e di superare internamente l'osmolarità esterna, permettendo loro di assorbire l'acqua attraverso l'osmosi.

La maggior parte degli animali sono stenohalina, incapaci di tollerare grandi fluttuazioni esterne di osmolarità. Le specie euryhaline, come il salmone, possono cambiare lo status di osmoregolatore. Quando il salmone migra dall'acqua dolce all'oceano, subisce cambiamenti fisiologici, come la produzione di più cortisolo per far crescere le cellule secretrici del sale.