Vergelijkbare uitscheidingssystemen

Dieren hebben verschillende strategieën ontwikkeld voor uitscheiding, het verwijderen van afval uit het lichaam. Het meeste afval moet in water opgelost worden om uitgescheiden te worden, dus de uitscheidingsstrategie van een dier heeft rechtstreeks invloed op zijn waterbalans.

Stikstofhoudend afval is een van de belangrijkste vormen van dierlijk afval. Stikstof komt vrij wanneer eiwitten en nucleïnezuren afgebroken worden om energie te generen of voor de omzetting in koolhydraten en vetten. Eiwitten worden afgebroken tot aminozuren en nucleïnezuren tot stikstofbasen. De stikstofhoudende aminogroepen van aminozuren en stikstofhoudende basen worden vervolgens omgezet in stikstofhoudend afval.

Typische stikstofhoudende afvalstoffen die door dieren vrijkomen, zijn ammoniak, ureum en urinezuur. Deze uitscheidingsstrategieën omvatten afwegingen tussen het besparen van energie en water.

De verschillende stikstofhoudende afvalstoffen weerspiegelen verschillende leefomgevingen en evolutionaire geschiedenissen. De meeste waterdieren zijn bijvoorbeeld ammonotelisch, wat betekent dat ze rechtstreeks ammoniak uitscheiden. Deze methode vereist minder energie dan het omzetten van ammoniak in ureum of urinezuur voordat het wordt uitgescheiden, maar vereist ook meer water. Voor terrestrische organismen, die wellicht niet meer bedreigd worden dan dat ze het risico lopen om uit te drogen, is het de moeite waard om energie te gebruiken om water te besparen.

Ureotelische dieren, zoals zoogdieren en haaien, zetten ammoniak om in ureum voordat ze worden uitgescheiden. Ureum is minder giftig dan ammoniak en heeft minder water nodig om uit het lichaam te worden verwijderd. Veel amfibieën die van aquatische naar terrestrische leefomgevingen gaan, scheiden ammoniak voornamelijk uit als kikkervisjes, maar scheiden voornamelijk ureum uit als volwassen dieren op het land.

Uricotelische organismen, waaronder reptielen, vogels en vele insecten, zetten ammoniak om in urinezuur voordat ze worden uitgescheiden. Urinezuur is niet oplosbaar in water oplosbaar en wordt met zeer weinig water als pasta of poeder uitgescheiden. Urinezuur is zelfs minder giftig dan ureum. Het omzetten van ammoniak in urinezuur kost echter nog meer energie dan het omzetten in ureum.

Deze verschillende uitscheidingsstrategieën stelt dieren in staat om zich aan de unieke water- en energiebehoeften van hun omgeving aan te passen.