排泄系の比較

生体高分子、つまり 炭水化物、脂質、タンパク質、核酸は、体内で最も重要な高分子です。タンパク質と核酸には窒素が含まれており、これらの分子が分解されると 副産物として放出されます。体内の過剰な窒素はアンモニアを形成し，これは非常に有毒で，直接，または尿素か尿酸への変換で除去する必要があります。ほとんどの水生動物は、環境に直接アンモニアを放出します。アンモニアの多くは拡散によって失われるため、このプロセスはエネルギー集約型ではありません。ただし、アンモニアは低濃度でのみ 安全なため，こうした動物は希釈するために大量の水を必要とします。多くの生物にとって、この量の水は重荷となります。哺乳類、多くの成体両生類、および一部の海洋生物は、アンモニアを尿素に変換して 体内から排出します。尿素はアンモニアよりも毒性がはるかに低いため、除去に必要な水は少なくなります。ただし、アンモニアを尿素に変換するにはエネルギーが必要です。鳥、爬虫類、および昆虫は、アンモニアを主に尿酸に変換します。尿酸はより固体の形で排泄され、水をほとんど必要としません。しかし、アンモニアを尿酸に変換することは、尿素に変換することよりもさらにエネルギー集約的です。これらのアンモニア除去方法の利点とコスト、直接放出または尿素または尿酸への変換は、さまざまな生息地への生物による適応を反映しています。化石による証拠が，生命が水中で始まったことを示しています。生物が陸地に移動すると、乾燥した状態が尿酸経路の進化に拍車をかけ、動物がより多くの水を節約できるようになりました。異なる生殖特性も 窒素廃棄物除去の方法分化を促進しました。たとえば、尿素の水溶性により、哺乳類の胚は母親の血液中の老廃物を 除去できます。一方、尿酸の固体の性質により、鳥の胚からの排泄物は 卵の内部に無害な塊を形成することができます。卵は硬い殻を持ち、尿素は通過できません。