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23.6: 비교 배설계

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Comparative Excretory Systems

23.6: Comparative Excretory Systems

23.6: 비교 배설계

Animals have evolved different strategies for excretion, the removal of waste from the body. Most waste must be dissolved in water to be excreted, so an animal’s excretory strategy directly affects its water balance.

Nitrogenous wastes are some of the most significant forms of animal waste. Nitrogen is released when proteins and nucleic acids are broken down for energy or conversion into carbohydrates and fats. Proteins are broken down into amino acids and nucleic acids into nitrogenous bases. The nitrogen-containing amino groups of amino acids and nitrogenous bases are then converted into nitrogenous wastes.

Typical nitrogenous wastes released by animals include ammonia, urea, and uric acid. These excretory strategies involve tradeoffs between conserving energy and water.

The various nitrogenous wastes reflect distinct habitats and evolutionary histories. For example, most aquatic animals are ammonotelic, meaning they directly excrete ammonia. This approach is less energy-intensive than converting ammonia into urea or uric acid before excretion, but also requires more water. For terrestrial organisms, which face perhaps no more significant regulatory threat than dehydration, water conservation is worth the extra energy cost.

Ureotelic animals, like mammals and sharks, convert ammonia into urea before excretion. Urea is less toxic than ammonia and requires less water for removal from the body. Many amphibians that move from aquatic to terrestrial habitats excrete ammonia primarily as tadpoles but excrete mostly urea as adults on land.

Uricotelic organisms, including reptiles, birds, and many insects, convert ammonia into uric acid before excretion. Uric acid is not water-soluble and is excreted as a paste or powder, using very little water. Uric acid is even less toxic than urea. However, converting ammonia into uric acid requires even more energy than conversion into urea.

These different excretory strategies allow animals to meet the unique water and energy demands of their environments.

동물은 배설, 신체에서 폐기물의 제거에 대한 다른 전략을 진화했다. 대부분의 폐기물은 배설하기 위해 물에 용해되어야 하므로 동물의 배설 전략은 물 균형에 직접적인 영향을 미칩니다.

질소 폐기물은 동물 폐기물의 가장 중요한 형태 중 일부입니다. 질소는 단백질과 핵산이 에너지 또는 탄수화물과 지방으로 변환하기 위해 분해될 때 방출됩니다. 단백질은 아미노산과 핵산으로 분해되어 질소 염기체로 분해됩니다. 아미노산과 질소 염기의 질소 함유 아미노산 그룹은 질소 폐기물로 변환됩니다.

동물에 의해 풀어 놓인 전형적인 질소 폐기물은 암모니아, 우레아 및 요산을 포함합니다. 이러한 배설 전략은 에너지와 물을 보존하는 것 사이의 절충을 수반합니다.

다양한 질소 폐기물은 뚜렷한 서식지와 진화 적 역사를 반영합니다. 예를 들어, 대부분의 수생 동물은 암모니아를 직접 배설한다는 것을 의미하는 탄약입니다. 이 접근법은 암모니아를 배설 전에 요료 또는 요산으로 변환하는 것보다 에너지 집약적이지 않지만 더 많은 물이 필요합니다. 탈수보다 더 중요한 규제 위협에 직면한 육상 생물의 경우 물 절약은 추가 에너지 비용의 가치가 있습니다.

포유류와 상어와 같은 요로테릭 동물은 암모니아를 배설하기 전에 우레아로 변환합니다. 우레아는 암모니아보다 독성이 적고 몸에서 제거하기 위해 물을 적게 필요로 합니다. 수중에서 지상 서식지로 이동하는 많은 양서류는 주로 올챙이로 암모니아를 배설하지만 대부분 육지에서 성인으로 우레아를 배설합니다.

파충류, 조류 및 많은 곤충을 포함한 우리코텔류 유기체는 암모니아를 배설 전에 요산으로 변환합니다. 요산은 수용성이 아니며 거의 물을 사용하여 페이스트 또는 분말로 배설됩니다. 요산은 우레아보다 독성이 적습니다. 그러나 암모니아를 요산으로 변환하려면 우레아로 전환하는 것보다 훨씬 더 많은 에너지가 필요합니다.

이러한 다양한 배설 전략을 통해 동물은 환경의 고유한 물과 에너지 수요를 충족할 수 있습니다.

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