Beträchtliche Ausscheidungssysteme

Tiere haben verschiedene Strategien für die Ausscheidung bzw. Beseitigung von Abfallstoffen entwickelt. Die meisten Abfallstoffe müssen im Wasser gelöst werden, damit sie ausgeschieden werden können, dadurch wirkt sich die jeweilige Strategie der Ausscheidung eines Tieres direkt auf den Wasserhaushalt aus.

Stickstoffhaltige Ausscheidungen zählen zu den wichtigsten Formen der tierischen Abfälle. Stickstoff wird freigesetzt, wenn Proteine und Nukleinsäuren zur Energiegewinnung oder bei der Umwandlung in Kohlenhydrate und Fette abgebaut werden. Dabei werden Proteine in Aminosäuren und Nukleinsäuren in stickstoffhaltige Nukleinbasen zerlegt. Die stickstoffhaltigen Aminogruppen der Aminosäuren und die stickstoffhaltigen Nukleinbasen werden dann in stickstoffhaltige Abfälle umgewandelt.

Typische stickstoffhaltige Abfälle, die von Tieren freigesetzt werden, sind Ammoniak, Harnstoff und Harnsäure. Diese Ausscheidungsstrategien umfassen Kompromisse zwischen Energie- und Wassereinsparung.

Die verschiedenen Strategien der Ausscheidung der stickstoffhaltigen Abfälle spiegeln unterschiedliche Lebensräume und Entwicklungsgeschichten wider. So scheiden beispielsweise die meisten Wasserorganismen Ammoniak direkt aus und werden daher als ammonotelische Tiere bezeichnet. Dieser Ansatz ist weniger energieintensiv als die Umwandlung von Ammoniak in Harnstoff oder Harnsäure vor der Ausscheidung, benötigt aber auch mehr Wasser. Für terrestrische Organismen, die vielleicht keiner größeren Bedrohung als die Dehydrierung ausgesetzt sind, ist die Wassereinsparung die zusätzlichen Energiekosten wert.

Ureotelischen Tiere, wie Säugetiere und Haie, wandeln Ammoniak vor der Ausscheidung in Harnstoff um. Harnstoff ist weniger giftig als Ammoniak und benötigt weniger Wasser für die Ausscheidung aus dem Körper. Viele Amphibien, die sich von aquatischen zu terrestrischen Lebensräumen bewegen, scheiden Ammoniak in erster Linie als Kaulquappen aus, aber scheiden hauptsächlich Harnstoff als Erwachsene an Land aus.

Uricotelische Organismen, zu denen Reptilien, Vögel und viele Insekten gehören, wandeln Ammoniak vor der Ausscheidung in Harnsäure um. Harnsäure ist nicht wasserlöslich und wird als Paste oder Pulver mit sehr wenig Wasser ausgeschieden. Harnsäure ist sogar noch weniger giftig als Harnstoff. Die Umwandlung von Ammoniak in Harnsäure erfordert jedoch noch mehr Energie als die Umwandlung in Harnstoff.

Diese verschiedenen Ausscheidungsstrategien ermöglichen den Tieren, den einzigartigen Wasser-und Energiebedarf ihrer Umgebung zu erfüllen.