Sistemas Excretores Comparativos

As macromoléculas biológicas, carboidratos, lípidos, proteínas e ácidos nucleicos, são as moléculas grandes mais importantes do corpo. As proteínas e ácidos nucleicos contêm nitrogénio que é muitas vezes um subproduto quando essas moléculas são quebradas. O excesso de nitrogénio no corpo tende a formar amónia, que é altamente tóxica e deve ser removida diretamente ou após a conversão em ureia ou ácido úrico.

A maioria dos animais aquáticos liberam amónia diretamente em seu ambiente. Grande parte da amónia é perdida na difusão, portanto, este processo não consome muita energia. No entanto, a amónia só pode ser tolerada em baixas concentrações, então esses animais requerem muita água para diluí-la.

Para muitos organismos, este custo de água é muito alto. Mamíferos, muitos anfíbios adultos, e alguns organismos marinhos convertem amónia em ureia antes de expulsá-la do corpo. A ureia é muito menos tóxica do que a amónia, portanto, requer menos água para sua remoção.

No entanto, a conversão de amônia em ureia requer energia. Aves, répteis e insetos convertem amónia principalmente em ácido úrico. O ácido úrico pode ser excretado de uma forma mais sólida, exigindo muito pouca água.

No entanto, a conversão de amónia em ácido úrico é até mais intensa energeticamente do que a conversão em ureia. As vantagens e custos desses métodos de remoção de amónia, liberação direta ou conversão em ureia ou ácido úrico, refletem as adaptações dos organismos a diferentes habitats. Evidências fósseis indicam que a vida começou na água.

À medida que os organismos se moviam para a terra, as condições de seca provavelmente estimularam a evolução da via do ácido úrico, permitindo que os animais conservassem mais água. Diferentes características reprodutivas também favorecem métodos distintos de remoção de resíduos nitrogenados. Por exemplo, a solubilidade da ureia em água permite que embriões de mamíferos removam resíduos no sangue de sua mãe.

Por outro lado, a natureza sólida do ácido úrico permite que resíduos de embriões de pássaros formem caroços inofensivos dentro dos ovos, que possuem cascas duras que a ureia não conseguiria passar.