23.7: Сравнительные системы экскреции

Животные разработали разные стратегии выведения шлаков из организма. Большинство отходов должно быть растворено в воде, чтобы вывести их из организма, поэтому выделительная стратегия животного напрямую влияет на его водный баланс.

Азотистые отходы являются одними из наиболее значимых форм отходов животноводства. Азот выделяется, когда белки и нуклеиновые кислоты расщепляются на энергию или превращаются в углеводы и жиры. Белки расщепляются на аминокислоты, а нуклеиновые кислоты – на азотистые основания. Затем азотсодержащие аминогруппы аминокислот и азотистые основания превращаются в азотистые отходы.

Типичные азотсодержащие отходы, выделяемые животными, включают аммиак, мочевину и мочевую кислоту. Эти выделительные стратегии предполагают компромисс между экономией энергии и воды.

Различные азотистые отходы отражают различные среды обитания и историю эволюции. Например, большинство водных животных являются аммонотеликами, что означает, что они напрямую выделяют аммиак. Этот подход менее энергоемок, чем преобразование аммиака в мочевину или мочевую кислоту перед выделением, но также требует большего количества воды. Для наземных организмов, которые, возможно, не сталкиваются с более серьезной нормативной угрозой, чем обезвоживание, экономия воды стоит дополнительных затрат энергии.

Уреотелические животные, такие как млекопитающие и акулы, перед выделением превращают аммиак в мочевину. Мочевина менее токсична, чем аммиак, и для ее удаления из организма требуется меньше воды. Многие амфибии, перемещающиеся из водных в наземные среды обитания, выделяют аммиак – как головастики, которые, будучи взрослыми, на суше выделяют в основном мочевину.

Урикотелические организмы, в том числе рептилии, птицы и многие насекомые, перед выделением превращают аммиак в мочевую кислоту. Мочевая кислота не растворима в воде и выводится в виде пасты или порошка с очень небольшим количеством воды. Мочевая кислота даже менее токсична, чем мочевина. Однако преобразование аммиака в мочевую кислоту требует ещё больше энергии, чем преобразование в мочевину.

Эти различные выделительные стратегии позволяют животным удовлетворять уникальные потребности окружающей среды в воде и энергии.