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23.6: Vergleichende Ausscheidungssysteme
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Comparative Excretory Systems
 
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23.6: Comparative Excretory Systems

23.6: Vergleichende Ausscheidungssysteme

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.

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

Stickstoffhaltige Ausscheidungen zählen zu den wichtigsten Formen tierischer Abfälle. Stickstoff wird freigesetzt, wenn Proteine und Nucleinsäuren zur Energiegewinnung oder zur Umwandlung in Kohlenhydrate und Fette abgebaut werden. Proteine werden in Aminosäuren und Nucleinsäuren in stickstoffhaltige Basen zerlegt. Die stickstoffhaltigen Aminogruppen von Aminosäuren und stickstoffhaltigen Basen werden dann in stickstoffhaltige Abfälle umgesetzt.

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 von stickstoffhaltigen Abfälleb spiegeln unterschiedliche Lebensräume und Entwicklungsgeschichten wider. So sind beispielsweise die meisten Wassertiere ammonotisch. Sie scheiden Ammoniak also direkt aus. 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 regulatorischen Bedrohung ausgesetzt sind als der Dehydrierung, ist die Wassereinsparung die zusätzlichen Energiekosten wert.

Ureotische 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 an Land scheiden sie hauptsächlich Harnstoff als Erwachsene aus.

Urokotische 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 weniger giftig als Harnstoff. Die Umwandlung von Ammoniak in Harnsäure erfordert jedoch noch mehr Energie als die Umwandlung in Harnstoff.

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


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