Sivuston teko on kesken

Pääsivu - Sivukartta - Akvaario - Osmoosi

M.

Osmoosi

Kun johonkin vettä sisältävä astia jaetaan kahtia puoliläpäisevällä kalvolla ja toiseen puoliskoon lisätään jotain veteen hyvin liukenevaa suolaa, niin lämpöliikkeen seurauksena vesimolekyylit ja liuenneen suolan ionit alkavat liikkua vedessä. Puoliläpäisevä kalvo on sellainen että vesimolekyylit mahtuvat sen rei'istä läpi, mutta suolaionit eivät mahdu. Tällöin vettä pyrkii siirtymään jatkuvasti suolaliuoksen puolelle, kunnes pitoisuus on molemmilla puolilla sama. Näin ei kuitenkaan pääse tapahtumaan sillä suolaliuos alkaa laimentua, kun sen puolelle tulee lisää vettä. Tällöin veden pinta suolaliuoksen puolella nousee ja vastaavasti veden puolella laskee. Syntyy paine-ero noiden puoliskojen välille. Mitä vahvempi tuo suolaliuos alunperin on, sitä suuremmaksi tuo paine-ero kasvaa.

Myös kaikkien elävien olentojen solujen pinnalla oleva soluketto on tuollainen puoliläpäisevä kalvo. Solussa on erityisiä mekanismeja (ionipumppuja),jotka pyrkivät pitämmän solun sisällä olevan solunesteen suolapitoisuuden ja ionikoostumuksen tietyllä tasolla. Solu vahingoittuu jos ulkopuoleinen suolapitoisuus on liian suuri tai liian pieni.


Puoliläpäisevän kalvon jakamassa astiassa on toisella puolella tislattua vettä ja toisella puolella siihen on lisätty ruokasuolaa. Vesi pyrkii siirtymään suolaliuoksen puolelle, jolloin vedenpinta siellä nousee. Puoliskojen välille muodostuu paine-ero, jota kutsutaan osmoottiseksi paineeksi.


Ylempi solu on vedessä, jossa on liian vähän suoloja solunesteeseen verrattuna. Solu turpoaa ja se voi kuolla.
Alemmassa solu on liian suolapitoisessa vedessä. Solu painuu kasaan ja voi kuolla.
Varsinkin monien kalojen mätimunat eivät kykene säätelemään osmoottista tasapainoa kuin suhteellisen ahtaissa rajoissa.

Jos ympäröivän nesteen kanssa osmoottisessa tasapainossa oleva solu siirretään toiseen liuokseen, jonka osmoottinen paine on edellistä matalampi (hypotoninen), häiriintyy tasapainotila (isotoninen tila) ja solu alkaa paisua, koska vesi pyrkii virtaamaan solun sisälle. Siirrettäessä edellistä väkevämpään liuokseen (hypertoninen), solu alkaa kutistua, koska ympäröivä liuos pyrkii laimentumaan solun sisällä olevalla vedellä.

Vesi on erinomainen liuotin, ja siksi luonnonvesissäkin on liuenneina mitä moninaisempia aineita. Hiilihappoa sisältävä sadevesi liuottaa hitaasti kallioita ja maa-aineksia. Osa liuenneista aineista on suoloja, jotka hajoavat vedessä sähköisesti varatuiksi ioneiksi.

Näillä ioneilla on yksi tai useampia sähköisiä varauksia. Kaikki veteen liuenneet anionit, joilla on kaksi tai useampia positiivisia varauksia muodostavat veteen kovuutta. Tätä kutsutaan kokonaiskovuudeksi. Veden sanotaan olevan sitä kovempaa mitä enemmän siinä on kaksi- tai useampiarvoisia anioneja.

Makeassa vedessä näitä anioneja ovat lähinnä kalsium (Ca++) ja magnesium (Mg++).

Mutta makeaan veteen on myös liuennut natriumia (Na+) ja kaliumia (K+) sekä muitakin yksiarvoisia ioneja.

Noiden plus-ionien vastapainoksi suoloista muodostuu myös miinus-ioneja, jotka nekin ovat yksi tai useampiarvoisia.

Kaloille veden kovuudella sinänsä ei ole mitään merkitystä. Kala ei mitenkään aisti vettä kovaksi tai pehmeäksi.

Tärkeää sen sijaan ovat eri ionit, niiden keskinäiset määräsuhteet ja niiden kaikkien yhteisvaikutuksena veden osmoottinen paine.

Monia kaloja pidettiin ja osaa yhä pidetään vaikeina viljellä. Syynä on yleensä ollut virheellinen, liian suolapitoinen vesi. Mätijyvänen on mennyt kasaan ja kuollut. Monissa tropiikin sademetsissä on sadeaikaan, jolloin monet pikkukalat kutevat lädes puhdasta sadevettä, johon on liuennut vain vähän humusta karikkeesta ja irtaimista maalajeista.

Akvaarioharrastuksessa puhutaan yleisesti "kovan veden" ja "pehmeän veden kaloista". Mitä nuo ilmaukset sisällään pitävät, ei tunnu olevan ainakaan kaikille ihan selvää.

Akvaariokasviharrastajat tuntevat kasvien lannoittamisen merkityksen, mutta kalojen ionitarpeesta ei yleensä isommin keskustella.

Kalat saavat tarvitsemansa ravinteet ruoastaan, mutta osan myös vedestä. on siksi tärkeää että vedessä on kaikkia kalojen tarvitsemia aineita sopivassa suhteessa ja oikeina pitoisuuksina.

Useimmiten kovaa vettä vaativille kaloille esitetään lisättäväksi kipsiä ja ruokasoodaa (ja/tai kalkkia). Näistä kalat saavat sekä kalsiumia että natriumia, mutta magnesium ja kalium esimerkiksi jäävät puuttumaan.

Luonnossa kaloja esiintyy kovin erilaisissa makeissakin vesissä, joiden ionikoostumus ja -pitoisuus on kovin erilainen. Sen mukaan miten nuo pitoisuudet kalojen luontaisilla esiintymisalueilla vaihtelevat, vaihtelee myös kalojen sopeutumiskyky erilaisiin olosuhteisiin. Jotkut lajit sopeutuvat hyvin, kun taas toiset sairastuvat ja kuolevat ennen aikojaan mm. osmoottiseen epätasapainoon.

Kullakin lajilla perinnnöllinen sietoalue ympäristötekijän suhteen. Kalat kuitenkin vaikka näennäisesti sopeutuisivatkin, joutuvat tekemään elimistössään ylimääräistä työtä niille vieraan osmoottisen paineen ja suolatasapainon säätelemiseksi. Tuollainen ylimääräinen työ stressaa ja rasittaa kalan elimistöä joskus jopa kohtuuttomasti.

Erityisesti kalojen munuaiset joutuvat koville erittäessään liian ioniköyhässä vedessä runsaita vesimääriä. Vastaavasti kovaa vettä tarvitsevien kalojen munuaiset käyvät aliteholla, mistä yleensä seuraa munuaistiehyeiden kalkkiutuminen.

Siksi on erittäin tärkeää pitää kutakin kalalajia sille mahdollisimman hyvissä olosuhteissa. Suomessa monesti veteen lisätään kalkkia, putkien syöpymisen estämiseksi. Moniin trooppisiin vesiin verrattuna vesijohtovesi on tällöin luonnotonta, koska siinä ionikoostumus ei vastaa luonnonvesiä. Kalsiumia suhteessa muihin ioneihin (magnesium, natrium, kalium jne.) on liikaa.

Vettä kovetettaessa pitääkin lisätä magnesiumia (kloridina tai sulfaattina) sekä natriumia ja kaliumia karbonaatteina ja/tai vetykarbonaatteina (tosin karbonaatit nostavat myös veden pH-arvoa, mikä varsinkin kovissa vesissä on yleensä toivottavaa).