23.7
نظم الإخراج المقارن
الجزيئات الحيوية والكربوهيدرات والدهون والبروتينات والأحماض النووية،هي أهم الجزيئات الكبيرة في الجسم. تحتوي البروتينات والأحماض النووية على نيتروجين غالبًا ما يكون نتيجة ثانوية عندما يتم تكسير هذه الجزيئات. يميل النيتروجين الزائد في الجسم إلى تكوين الأمونيا،والتي تكون شديدة السمية ويجب إزالتها إما مباشرة أو بعد التحويل إلى اليوريا أو حمض اليوريك.
معظم الحيوانات المائية تطلق مباشرةًالأمونيا في بيئتها. يتم فقد جزء كبير من الأمونيا بسبب الانتشار،وبالتالي فإن هذه العملية ليست كثيفة الاستهلاك للطاقة. ومع ذلك،لا يمكن تحمل الأمونيا إلا بتركيزات منخفضة،لذلك تحتاج هذه الحيوانات إلى الكثير من الماء لتخفيفها.
بالنسبة للكثير من الكائنات،فإن تكلفة المياه باهظة للغاية. تحوّل الثدييات والعديد من البرمائيات البالغة وبعض الكائنات البحرية الأمونيا إلى يوريا قبل طردها من الجسم. اليوريا تكون أقل سمية بكثير من الأمونيا،لذلك يحتاج إلى كمية أقل من الماء لإزالتها.
ومع ذلك،فإن تحويل الأمونيا إلى اليوريا يتطلب طاقة. الطيور والزواحف والحشرات تحول الأمونيا في المقام الأول إلى حمض اليوريك. يمكن إفراز حمض اليوريك بشكل أكثر صلابة،حيث يتطلب القليل من الماء.
ومع ذلك،فإن تحويل الأمونيا إلى حمض اليوريك أكثر كثافة في استخدام الطاقة من التحويل إلى اليوريا. مزايا وتكاليف طرق إزالة الأمونيا هذه،الإطلاق المباشر أو التحويل إلى اليوريا أو حمض اليوريك،تعكس تكيفات الكائنات الحية مع موائل مختلفة. تشير الأدلة الأحفورية إلى أن الحياة بدأت في الماء.
مع انتقال الكائنات الحية إلى الأرض،من المحتمل أن تكون الظروف الجافة قد حفزت تطور مسار حمض اليوريك،مما أتاح للحيوانات الحفاظ على المزيد من المياه. تفضل الخصائص الإنجابية المختلفة أيضًا طرقًا متميزة لإزالة النفايات النيتروجينية. على سبيل المثال،تسمح ذوبان اليوريا في الماء لأجنة الثدييات بإزالة النفايات في دم الأم.
من ناحية أخرى،فإن الطبيعة الصلبة لحمض اليوريك تسمح للنفايات من أجنة الطيور بتكوين كتل غير ضارة داخل البيض،والتي لها قشور صلبة لن يتمكن اليوريا من المرور بها.
طورت الحيوانات استراتيجيات مختلفة للإخراج ، و إزالة النفايات من الجسم. يجب إذابة معظم النفايات في الماء لإخراجها ، لذلك تؤثر استراتيجية إخراج الحيوان بشكل مباشر على توازنه المائي.
تعتبر النفايات النيتروجينية من أهم أشكال فضلات الحيوانات. يتم إطلاق النيتروجين عندما يتم تكسير البروتينات والأحماض النووية للحصول على الطاقة أو تحويلها إلى كربوهيدرات ودهون. يتم تقسيم البروتينات إلى أحماض أمينية والأحماض نووية إلى قواعد نيتروجينية. ثم يتم تحويل المجموعات الأمينية المحتوية على النيتروجين من الأحماض الأمينية والقواعد النيتروجينية إلى نفايات نيتروجينية.
تشمل النفايات النيتروجينية النموذجية التي تطلقها الحيوانات الأمونيا واليوريا وحمض البوليك. تتضمن استراتيجيات الإخراج هذه المفاضلات بين الحفاظ على الطاقة والمياه.
تعكس النفايات النيتروجينية المختلفة موائل مميزة وتاريخاً تطورياً. على سبيل المثال ، معظم الحيوانات المائية هي من مخرجي الأمونيا ، مما يعني أنها تفرز الأمونيا مباشرة. هذا النهج أقل استهلاكاً للطاقة من تحويل الأمونيا إلى يوريا أو حمض البوليك قبل الإخراج ، ولكنه يتطلب أيضاً المزيد من الماء. بالنسبة للكائنات الأرضية ، التي ربما لا تواجه تهديداً تنظيمياً أكبر من الجفاف ، فإن الحفاظ على المياه يستحق تكلفة الطاقة الإضافية.
تقوم الحيوانات مخرجات اليوريا ، مثل الثدييات وأسماك القرش ، بتحويل الأمونيا إلى يوريا قبل إخراجها. اليوريا أقل سمية من الأمونيا وتتطلب كمية أقل من الماء لإزالتها من الجسم. العديد من البرمائيات التي تنتقل من موائل مائية إلى موائل أرضية تفرز الأمونيا في المقام الأول على شكل شراغيف صغيرة ولكنها تفرز اليوريا في الغالب على الأرض.
تقوم الكائنات الحية المخرجة لليوريك ، بما في ذلك الزواحف والطيور والعديد من الحشرات ، بتحويل الأمونيا إلى حمض اليوريك قبل طرحها. حمض اليوريك غير قابل للذوبان في الماء ويتم إفرازه على شكل عجينة أو مسحوق ، باستخدام القليل من الماء. حمض اليوريك أقل سمية من اليوريا. ومع ذلك ، فإن تحويل الأمونيا إلى حمض اليوريك يتطلب طاقة أكبر من تحويلها إلى اليوريا.
تسمح استراتيجيات الإخراج المختلفة هذه للحيوانات بتلبية المتطلبات الفريدة للمياه والطاقة لبيئاتهم.
الجزيئات الحيوية والكربوهيدرات والدهون والبروتينات والأحماض النووية،هي أهم الجزيئات الكبيرة في الجسم. تحتوي البروتينات والأحماض النووية على نيتروجين غالبًا ما يكون نتيجة ثانوية عندما يتم تكسير هذه الجزيئات. يميل النيتروجين الزائد في الجسم إلى تكوين الأمونيا،والتي تكون شديدة السمية ويجب إزالتها إما مباشرة أو بعد التحويل إلى اليوريا أو حمض اليوريك.
معظم الحيوانات المائية تطلق مباشرةًالأمونيا في بيئتها. يتم فقد جزء كبير من الأمونيا بسبب الانتشار،وبالتالي فإن هذه العملية ليست كثيفة الاستهلاك للطاقة. ومع ذلك،لا يمكن تحمل الأمونيا إلا بتركيزات منخفضة،لذلك تحتاج هذه الحيوانات إلى الكثير من الماء لتخفيفها.
بالنسبة للكثير من الكائنات،فإن تكلفة المياه باهظة للغاية. تحوّل الثدييات والعديد من البرمائيات البالغة وبعض الكائنات البحرية الأمونيا إلى يوريا قبل طردها من الجسم. اليوريا تكون أقل سمية بكثير من الأمونيا،لذلك يحتاج إلى كمية أقل من الماء لإزالتها.
ومع ذلك،فإن تحويل الأمونيا إلى اليوريا يتطلب طاقة. الطيور والزواحف والحشرات تحول الأمونيا في المقام الأول إلى حمض اليوريك. يمكن إفراز حمض اليوريك بشكل أكثر صلابة،حيث يتطلب القليل من الماء.
ومع ذلك،فإن تحويل الأمونيا إلى حمض اليوريك أكثر كثافة في استخدام الطاقة من التحويل إلى اليوريا. مزايا وتكاليف طرق إزالة الأمونيا هذه،الإطلاق المباشر أو التحويل إلى اليوريا أو حمض اليوريك،تعكس تكيفات الكائنات الحية مع موائل مختلفة. تشير الأدلة الأحفورية إلى أن الحياة بدأت في الماء.
مع انتقال الكائنات الحية إلى الأرض،من المحتمل أن تكون الظروف الجافة قد حفزت تطور مسار حمض اليوريك،مما أتاح للحيوانات الحفاظ على المزيد من المياه. تفضل الخصائص الإنجابية المختلفة أيضًا طرقًا متميزة لإزالة النفايات النيتروجينية. على سبيل المثال،تسمح ذوبان اليوريا في الماء لأجنة الثدييات بإزالة النفايات في دم الأم.
من ناحية أخرى،فإن الطبيعة الصلبة لحمض اليوريك تسمح للنفايات من أجنة الطيور بتكوين كتل غير ضارة داخل البيض،والتي لها قشور صلبة لن يتمكن اليوريا من المرور بها.
From Chapter 23:
Now Playing
23.7 : نظم الإخراج المقارن
Osmoregulation and Excretion
19.3K Views
23.1 : هيكل الكلى
Osmoregulation and Excretion
59.4K Views
23.2 : الترشيح
Osmoregulation and Excretion
39.7K Views
23.3 : دورة اليوريا
Osmoregulation and Excretion
45.5K Views
23.4 : التنظيم الهرموني
Osmoregulation and Excretion
30.9K Views
23.5 : التنظيم الأسموزي في الأسماك
Osmoregulation and Excretion
50.6K Views
23.6 : التنظيم الأسموزي في الحشرات
Osmoregulation and Excretion
15.8K Views
23.8 : ما هي التنظيم والإفراز؟
Osmoregulation and Excretion
31.1K Views