E53 Wasserhaushalt und Osmoregulation

Thema

Dieser Wasserhaushalt eines Insekts ist generell lebenswichtig: Das beträchtlich hohe Verhältnis von Körperoberfläche zu Körpervolumen macht es extrem anfällig für Austrocknung.

Der transepidermale Wasserverlust stellt den Hauptabfluss des gesamten Wasserhaushalts dar und wird durch die Epikutikularwachsschicht der Kutikula reguliert. Diese Schicht bildet ein weiteres Modell des Systems und fungiert als spezifische hydrophobe Barriere.

Die Permeabilität der Kutikula steigt oberhalb der Übergangstemperatur des Epikutikularwachses dramatisch an. Dieses spezifische Phasenübergangsphänomen erklärt den beschleunigten thermischen Tod des Insekts bei erhöhten Temperaturen, jenseits der Gleichgewichtstemperatur, die in einem anderen Modell des Systems definiert ist.

Der osmotische Druck nach Van’t Hoff quantifiziert hingegen die Hämolymphkonzentration und bildet somit ein weiteres Modell des Systems anhand seines spezifischen effektiven Drucks.

Derselbe Malpighische Gefäßstrang dieses Insekts funktioniert stattdessen wie eine Niere und konzentriert oder verdünnt die Ausscheidungen je nach Wasserbedarf des Insekts.

Dieses Modell, das die extreme Austrocknungsanfälligkeit des Insekts betont, ermöglicht es diesem Wüsteninsekt daher, durch seine besondere Hygroskopie Wasser aus der Luft zu gewinnen – genau wie einige Käfer in der Namib-Wüste. Dieser Prozess wird folglich durch Kelvins Gleichung für die Kapillarkondensation beschrieben. Die Tatsache, dass dieses Wüsteninsekt durch dieselbe Hygroskopie, mit der dieses Modell abgeschlossen ist, eine noch größere Menge Wasser aus der Luft gewinnt, bedeutet, dass seine extreme Austrocknungsanfälligkeit, mit der dieses Modell begonnen hat, folglich noch geringer ist.

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