Lorsque les cellules sont placées dans un liquide hypotonique (faible en sel), elles peuvent gonfler et éclater. Pendant ce temps, les cellules d’une solution hypertonique, avec une concentration en sel plus élevée, peuvent se ratatiner et mourir. Comment les cellules de poissons évitent-elles ces destins affreux dans les milieux hypotoniques d’eau douce ou hypertoniques d’eau de mer ?

Les poissons utilisent des stratégies osmorégulatrices pour équilibrer les niveaux corporels d’eau et d’ions dissous (c.-à-d. les solutés), comme le sodium et le chlorure.

Imaginez deux solutions séparées par une membrane perméable à l’eau. Bien que l’eau traverse la membrane dans les deux directions, il y a plus d’eau qui s’écoule (c.-à-d. qu’il y a un mouvement net de l’eau) vers la solution avec une concentration en soluté plus élevée ; c’est la partie essentielle de l’osmose.

Les poissons maintiennent l'équilibre osmotique par l'osmoconformation ou l'osmorégulation.

Les osmoconformateurs maintiennent une concentration interne de soluté, ou osmolarité, égale à celle de leur environnement, et ainsi ils prospèrent dans des environnements sans fluctuations fréquentes. Tous les osmoconformateurs sont des animaux marins, bien que de nombreux animaux marins ne soient pas des osmoconformateurs.

La plupart des poissons sont des osmorégulateurs. Les osmorégulateurs maintiennent l’osmolarité interne indépendamment de l’environnement, ce qui les rend adaptables aux environnements changeants et équipés pour la migration.

L’osmorégulation nécessite de l’énergie

L’osmose a tendance à égaliser les concentrations en ions. Puisque les poissons ont besoin de niveaux d’ions différents des concentrations environnementales, ils ont besoin d’énergie pour maintenir un gradient de soluté qui optimise leur équilibre osmotique.

L’énergie requise pour l’équilibre osmotique dépend de plusieurs facteurs, y compris la différence entre les concentrations internes et externes en ions. Lorsque les différences d’osmolarité sont minimes, il faut moins d’énergie.

Stratégies osmotiques alternatives

Les fluides corporels des requins marins et de la plupart des autres poissons cartilagineux contiennent du TMAO ; cela leur permet de stocker l’urée et de dépasser l’osmolarité externe, ce qui leur permet d’absorber de l’eau par osmose.

La plupart des animaux sont sténohalines, incapables de tolérer de grandes fluctuations externes de l’osmolarité. Les espèces euryhalines, comme le saumon, peuvent changer le statut osmorégulateur. Lorsque les saumons migrent de l’eau douce vers l’océan, ils subissent des changements physiologiques, comme la production d’une plus grande quantité de cortisol pour développer des cellules sécrétant du sel.