Tekanan osmotik adalah ukuran kecenderungan air untuk berpindah dari satu larutan ke larutan lainnya melalui osmosis. Semakin tinggi tekanan osmotik suatu larutan, semakin banyak air yang bergerak ke dalamnya.
Tekanan harus diberikan pada sisi hipertonik dari membran selektif permeabel untuk mencegah difusi air dengan osmosis dari sisi yang mengandung air murni.
Organisme di lingkungan akuatik dan terestrial harus mempertahankan konsentrasi zat terlarut dan jumlah air yang tepat dalam cairan tubuh mereka; hal ini melibatkan ekskresi (menyingkirkan limbah nitrogen metabolik dan zat lain seperti hormon yang akan beracun jika dibiarkan terakumulasi dalam darah) melalui organ-organ seperti kulit dan ginjal.
Regulator dan konformer
Dua jenis utama osmoregulasi adalah osmokonformer dan osmoregulator.Osmokonformer mencocokkan osmolaritas tubuh suatu organisme dengan lingkungan mereka secara aktif atau pasif. Kebanyakan invertebrata laut adalah osmokonformer, meskipun komposisi ionik mereka mungkin berbeda dari air laut.
Osmoregulator secara ketat mengatur osmolaritas tubuh suatu organisme, menjaga kondisi internal yang konstan. Mereka lebih umum ditemui dalam kerajaan hewan. Osmoregulator secara aktif mengontrol konsentrasi garam di lingkungan.
Contohnya adalah ikan air tawar. Insang mereka aktif mengambil garam dari lingkungan dengan menggunakan sel-sel yang kaya mitokondria. Air akan berdifusi ke dalam tubuh ikan, sehingga mengeluarkan urin yang sangat hipotonik (encer) untuk mengurangi kelebihan air.
Ikan laut memiliki konsentrasi osmotik internal lebih rendah daripada air laut sekitarnya, sehingga cenderung kehilangan air dan mendapatkan garam.
Secara aktif mengeluarkan garam dari insang. Sebagian besar ikan adalah stenohaline, yang berarti mereka terbatas pada garam atau air tawar dan tidak dapat bertahan hidup di air dengan konsentrasi garam yang berbeda dari yang diadaptasikan.
Namun, beberapa ikan menunjukkan kemampuan luar biasa untuk melakukan osmoregulasi secara efektif di berbagai salinitas; ikan dengan kemampuan ini dikenal sebagai spesies euryhaline, misalnya, Flounder.
Flounder telah diamati mampu menghuni dua lingkungan yang benar-benar berbeda — laut dan air tawar — dan mereka inheren untuk beradaptasi dengan keduanya dengan membawa modifikasi perilaku dan fisiologis.
Pada tanaman
Meskipun tidak ada organ osmoregulasi khusus pada tumbuhan tingkat tinggi, stomata penting dalam mengatur kehilangan air melalui evapotranspirasi, dan pada tingkat sel, vakuola sangat penting dalam mengatur konsentrasi zat terlarut di sitoplasma.Angin kencang, kelembaban rendah dan suhu tinggi semuanya meningkatkan evapotranspirasi dari daun. Abscisic acid adalah hormon penting dalam membantu tanaman untuk menghemat air, hormon ini menyebabkan stomata menutup dan merangsang pertumbuhan akar sehingga lebih banyak air dapat diserap.
Tanaman berbagi dengan hewan masalah mendapatkan air tetapi, tidak seperti pada hewan, hilangnya air di tanaman sangat penting untuk menciptakan kekuatan pendorong untuk memindahkan nutrisi dari tanah ke jaringan. Tanaman tertentu telah berevolusi metode konservasi air.
Xerofit adalah tanaman yang dapat bertahan hidup di habitat kering, seperti gurun, dan mampu menahan periode kekurangan air yang berkepanjangan.
Tanaman sukulen seperti kaktus menyimpan vakuola di jaringan parenkim besar. Tanaman lain memiliki modifikasi daun untuk mengurangi kehilangan air, seperti daun berbentuk jarum, cekung stomata, dan kutikula yang tebal, seperti pada pinus.
Hidrofit adalah tumbuhan di habitat air. Mereka kebanyakan tumbuh di air atau di tempat basah maupun lembab. Pada tanaman ini penyerapan air terjadi melalui seluruh permukaan tanaman, misalnya, lili air.
Halofit adalah tanaman yang hidup di daerah berawa (dekat ke laut). Mereka harus menyerap air dari tanah seperti itu yang memiliki konsentrasi garam lebih tinggi dan karena itu potensi air yang lebih rendah (tekanan osmotik yang lebih tinggi).
Halofit mengatasi situasi ini dengan mengaktifkan garam di akar mereka. Sebagai akibatnya, sel-sel akar mengembangkan potensi air yang lebih rendah yang membawa air melalui osmosis. Kelebihan garam dapat disimpan dalam sel atau dikeluarkan dari kelenjar garam pada daun.
Garam yang disekresikan oleh beberapa spesies membantu mereka untuk menjebak uap air dari udara, yang diserap dalam cairan oleh sel-sel daun. Oleh karena itu, ini adalah cara lain untuk mendapatkan air tambahan dari udara, misalnya, glasswort dan rumput tali.
Mesofit adalah tumbuhan yang hidup di daerah beriklim sedang, tumbuh di tanah yang berair. Mereka dapat dengan mudah mengkompensasi air yang hilang dengan transpirasi melalui menyerap air dari tanah. Untuk mencegah transpirasi yang berlebihan, mereka telah mengembangkan lapisan eksternal kedap air yang disebut kutikula.
Pada hewan & manusia
Ginjal memainkan peran yang sangat besar dalam osmoregulasi manusia dengan mengatur jumlah air yang diserap kembali dari filtrat glomerular di tubulus ginjal, yang dikendalikan oleh hormon seperti hormon antidiuretik (ADH), aldosteron, dan angiotensin II .Misalnya, penurunan potensi air terdeteksi oleh osmoreseptor di hipotalamus, yang merangsang pelepasan ADH dari kelenjar pituitari untuk meningkatkan permeabilitas dinding duktus pengumpul di ginjal.
Oleh karena itu, sebagian besar air diserap dari cairan di ginjal untuk mencegah terlalu banyak air dikeluarkan.
Cara utama hewan telah berevolusi kemampuan untuk osmoregulasi adalah dengan mengendalikan jumlah air yang hilang melalui sistem ekskretoris.
Pada protista
Amoeba memanfaatkan vakuola kontraktil untuk mengumpulkan limbah ekskretoris, seperti amonia , dari cairan intraseluler dengan difusi dan transpor aktif. Saat aksi osmotik mendorong air dari lingkungan ke dalam sitoplasma, vakuola bergerak ke permukaan dan membuang isinya ke lingkungan.Pada bakteri
Bakteri menanggapi stres osmotik dengan cepat mengumpulkan elektrolit atau zat terlarut organik kecil melalui transporter yang kegiatannya dirangsang oleh peningkatan osmolaritas.Bakteri juga dapat mengaktifkan gen yang mengkode transporter osmolitas dan enzim yang mensintesis osmoprotektan.
Sistem dua komponen EnvZ / OmpR , yang mengatur ekspresi porins, dicirikan dengan baik dalam organisme model E. coli.