planten van Vanilla planifolia L., bladbegonia (Begonia spec.), ficus (Ficus elastica L.) en hyacinth (Hyacinth spec.).
scheermesjes. pincet. object- en dekglazen. microscoop. verdund azijnzuur. Uitvoering:
a. Vacuolen van Vanilla planifolia
maak in de bovenkant van een ouder blad met een scheermesje een aantal evenwijdig lopende oppervlakkige sneden.
trek met een pincet kleine stukjes van de epidermis uit het blad. bekijk met sterke vergroting en zoek cellen met kristallen op. teken enige cellen met kristallen.
breng vervolgens wat verdund azijnzuur op het preparaat en ga na of de oxalaatkristallen oplossen.
b. Vacuolen van Bladbegonia
maak een dunne dwarsdoorsnede door de bladsteel.
bekijk met sterke vergroting en zoek cellen met kristallen op. teken enige cellen met kristallen.
breng vervolgens wat verdund azijnzuur op het preparaat en ga na of de oxalaatkristallen oplossen.
c. Vacuolen van Ficus
maak een dwarsdoorsnede door het blad.
bekijk met sterke vergroting en zoek cellen met kristallen op. teken enige cellen met kristallen (cystolieten).
d. Vacuolen van Hyacinth
maak enkele coupes van een schutblaadje.
bekijk met sterke vergroting en zoek enkele kristallen op.
Het zijn kristalnaalden van calciumoxalaat, die parallel aan elkaar liggen en bundels vormen.
T-52 Uitscheiding bij planten
Benodigdheden: stekken van siernetel (Coleus blumei Beuth.). pokon.
reageerbuizen. reageerbuisrek. watten.
Uitvoering:
maak zes pokon-oplossingen van verschillende concentratie door per liter achtereenvolgens 1 gram pokon tot 6 gram pokon op te lossen.
verdeel de verkregen oplossingen over 6 reageerbuizen.
plaats in iedere reageerbuis een stek van Coleus (rode siernetel) en zet deze met een wattenprop vast.
Vragen:
1. Aan welke kant van de bladeren bevinden zich zoutkristallen? Verklaar dit. 2. Zou deze proef ook lukken met bewortelde stekken? Motiveer het antwoord. 3. Wat zal er met de stekken gebeuren wanneer men te hoge concentraties pokon
toepast?
4. Uit welke stoffen is pokon samengesteld?
T-53 Osmoregulatie
De organismen welke tijdens de evolutie het eerst ontstaan zijn hadden een omgeving met een zeer constante samenstelling namelijk de zee. De ionenconcentraties van de lichaamsvloeistof kwamen zeer waarschijnlijk overeen met de ionenconcentraties van het zeewater. Ook de verhouding waarin de verschillende ionen in de lichaamsvloeistof voorkwamen was waarschijnlijk praktisch gelijk aan de verhouding waarin deze ionen in het zeewater voorkwamen. Deze organismen hadden geen behoefte aan
uitscheidingsorganen welke de ionenconcentraties en ionenverhoudingen constant
moesten houden, daar een vrije uitwisseling van ionen tussen het inwendig milieu en het uitwendig milieu al tot het gewenste resultaat leidde. Anders werd het, toen de
organismen overgingen van de vrije zee naar brak water en naar zoet water. Het uitwendig milieu had daarna een lagere concentratie dan het inwendig milieu hetgeen onder andere leidde tot het osmotisch opnemen van water door het lichaamsoppervlak. Om de osmotische waarde van het inwendig milieu constant te houden moest er een water uitscheidend systeem tot ontwikkeling komen, zoals bijvoorbeeld een kloppende vacuole bij eencelligen. De totale concentratie ionen in de lichaamsvloeistof is tijdens het overgaan van zout naar zoet water lager geworden. Zoetwatervissen hebben een lichaamsvloeistof die isotonisch is met een NaCl-oplossing van 0,9%, terwijl zeewater een zoutconcentratie heeft van 3,2%. De verhouding van de verschillende ionen vertoont bij de meeste dieren een opvallende gelijkenis met de verhouding waarin de betreffende ionen in zeewater voorkomen. (Zie tabel 13.)
Tabel 13 Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- SO4 -ZEEWATER 100 2,2 2,2 11,5 118 5,8 C. EVERTEBRATA COELENTERATA: AURELIA 100 2,2 2,1 11,2 122 3,2 ANNELIDA: ARENICOLA 100 2,2 2,2 11,4 117 5,3 ARTHROPODA: NEPHROPS 100 1,5 2,7 1,7 100 3,4 HOMARUS 100 2,1 3,3 1,4 100 - MOLLUSCA: MYTILUS 100 2,5 2,5 11,1 117 5,9 ECHINODERMATA: ECHINUS 100 2,2 2,2 11,3 118 7,7 D. VERTEBRATA PISCES: MYXINE 100 2,1 1.4 4,2 126 1,4 RAJA 100 3,1 2,4 1,0 100 - COREGONUS 100 2,7 1,9 1,2 83 1,6 MAMMALIA: RATTUS 100 4,3 2,1 1,1 80 - CANIS 100 2,9 3,5 1.2 71 1.3
De overgang van zout naar zoet water heeft een grote invloed gehad op de regeling van het osmotisch evenwicht. Het door osmose in het lichaam opgenomen water werd uitgescheiden door sterk verdunde urine te vormen. Het tekort aan ionen werd door de kieuwen actief uit het zoet water aangevuld. Deze mogelijkheid ging verloren bij de overgang van de organismen naar het landleven. Het lichaamsoppervlak werd slecht waterdoorlatend om te sterk waterverlies tegen te gaan (figuur 45)
Figuur 45. Diagram van het waterverlies door verdamping bij een aantal dieren van ongeveer gelijke grootte, die in verschillende milieus leven (n. Lockwood).
Als belangrijkste regulatiesystemen bleven beschikbaar: de nier, de longen, het
darmoppervlak en de zweetkliertjes. Dit was voldoende voor dieren die met hun voedsel en met hun drinkwater in het totaal een waterhoeveelheid binnen kregen die een lagere ionenconcentratie had dan de concentratie van de lichaamsvloeistof.
Het overtollige water kon gebruikt worden om ionen en andere afvalstoffen zoals ureum af te voeren. Een vaak vergeten ‘waterbron’ is het water dat tijdens de stofwisseling ontstaat doordat de in het voedsel gebonden waterstof via de ademhalingsketen aan ingeademde zuurstof gebonden wordt (metabolisch water). Dit is voor de woestijnrat zelfs het enige water dat hij gebruikt (figuur 46).
Dieren die water drinken met een hogere osmotische waarde dan hun lichaamsvloeistof moesten speciale organen ontwikkelen om het overschot aan zouten, dat met dit water in het lichaam kwam, kwijt te raken. Voorbeelden van dit soort organen vinden we bij de zeevogels, zoals zeemeeuwen en albatrossen en bij zeeschildpadden. Deze dieren hebben zoutklieren bij het oog welke een vocht uit scheiden
Figuur 46. Diagram van de hoeveelheid water, die nodig is om het verlies door verdamping, urine-excretie en faeces te dekken bij verschillende dieren. Wit: verdamping. Gearceerd; urine. Zwart: faeces (n. Schmidt-Nielsen e.a.).
met een zoutconcentratie van ongeveer 5% (figuur 47). Indien zij zeewater drinken dat een zoutconcentratie van ongeveer 3% heeft wordt het daarin aanwezige zout in een kleinere hoeveelheid water via de zoutklieren uitgescheiden en blijft de rest van het water over voor het verdunnen van het inwendig milieu of voor het uitscheiden van tijdens de stofwisseling ontstane, in water oplosbare, afvalstoffen. Het zal duidelijk zijn dat de hoeveelheid zeewater, die op deze manier bruikbaar gemaakt kan worden,
beperkt wordt door de capaciteit van de zoutklieren. Een voordeel voor deze diergroep is het feit dat zij overtollige stikstof-
Tabel 14 NH4+ of NH3 Ureum Urinezuur Zeekat 67 1,7 2,1 Karper 60 6,2 0,2 Python 8,7 - 89 Klauwkikker, larve 78 22 - Klauwkikker, volw. 75 25 -
Groene kikker, volw. 3,2 84 0,4
Kip 3,4 10 87
Hond 2,7 88 0,4
Figuur 47, De ligging boven, voor of achter het oog van de zoutklieren (gestippeld) bij A. stormvogel, B schildpad, C. aalscholver en D. meeuw. De stormvogel schiet druppels geoncentreerde zoutoplossing weg uit de neusbuis. De schildpad voert zoutdruppels af via de buitenhoek van het oog. De aalscholver heeft een afvoer langs de bovenzijde van de snavel. De meeuw laat de druppels weglopen via de snavelpunt.
verbindingen niet uitscheiden in de vorm van ureum, dat in vrij veel water uitgescheiden moet worden, maar in de vorm van urinezuur waarbij veel minder water nodig is. Dieren die niet zuinig hoeven te zijn met water kunnen het overtollige stikstofdeel van aminozuren als NH4+ in zeer veel water uitscheiden. (Zie tabel 14.)