Die Hauptfunktion der Aquaporine (AQPs) besteht nach allgemeiner Auffassung darin, den Wasserdurchfluss durch Membranen zu erhöhen, indem sie deren osmotische oder hydraulische Permeabilität steigern. Dies gilt auch für andere kleine gelöste Stoffe von physiologischer Bedeutung. Bemerkenswerte Anwendungen dieser “einfachen Permeabilitätshypothese” (SPH) sind der epitheliale Flüssigkeitstransport bei Tieren, der Wasseraustausch im Zusammenhang mit Transpiration, Wachstum und Stress bei Pflanzen und die Osmoregulation bei Mikroben. Wir analysieren zunächst den Bedarf an solchen erhöhten Permeabilitäten und kommen zu dem Schluss, dass die SPH in einer Reihe von Situationen auf zellulärer, subzellulärer und Gewebeebene das Vorhandensein von AQPs nicht zufriedenstellend erklären kann. Die Analyse umfasst eine Untersuchung der Auswirkungen der genetischen Ausschaltung oder Reduzierung von AQPs (Knockouts, Antisense-Transgene und Null-Mutanten). Diese haben entweder keine Wirkung oder eine teilweise Wirkung, die schwer zu erklären ist, und wir argumentieren, dass sie die Hypothese nicht über den Nachweis hinaus unterstützen, dass AQPs an dem untersuchten Prozess beteiligt sind. Wir gehen davon aus, dass AQPs, da sie allgegenwärtig sind, eine wichtige Funktion haben müssen, und schlagen vor, dass dies die Erkennung von osmotischen und Turgordruckgradienten ist. Es wird ein mechanistisches Modell vorgeschlagen – in Bezug auf die Monomerstruktur und Veränderungen in der tetrameren Konfiguration von AQPs in der Membran -, wie AQPs als Sensoren funktionieren könnten. Die Sensoren geben dann innerhalb der Zelle Signale zur Steuerung verschiedener Prozesse, wahrscheinlich als Teil von Rückkopplungsschleifen. Schließlich untersuchen wir, wie AQPs als Sensoren tierischen, pflanzlichen und mikrobiellen Zellen dienen können, und zeigen, dass diese Sensorhypothese eine Erklärung für viele grundlegende Prozesse liefern kann, an denen AQPs bereits beteiligt sind. Aquaporine sind Moleküle auf der Suche nach einer Funktion; Osmose- und Turgorsensoren sind Funktionen auf der Suche nach einem Molekül.