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23.1: Qu'est-ce que l'osmorégulation et l'excrétion ?
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What Are Osmoregulation and Excretion?
 
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23.1: What Are Osmoregulation and Excretion?

23.1: Qu'est-ce que l'osmorégulation et l'excrétion ?

Organisms must keep bodily fluids at a constant temperature and pH while maintaining specific solute concentrations in order to support life functions. Osmoregulation is the process that balances solute and water levels.

Osmosis is the tendency of water to move from solutions with lower ion concentrations, or osmolarities, to those with higher ion concentrations. Osmosis occurs in response to differences in the molecular concentrations of solutions separated by a semipermeable membrane.

Bodily fluids, which are separated by such membranes, contain water, non-electrolytes, and electrolytes—solutes that dissolve into ions in water. Both electrolytes and non-electrolytes influence osmotic balance. However, since the more important factor to osmosis is solute number, rather than size, the contribution of electrolytes is more significant.

Unlike water, electrolytes cannot diffuse passively through membranes but rely on facilitated diffusion and active transport. In facilitated diffusion, protein-based channels move solutes across membranes. Conversely, energy is used to move ions against concentration gradients in active transport.

When animals ingest food, material that cannot be used is excreted from the body. Excretory systems in nature involve tradeoffs between conserving energy and water.

Nitrogen is among the most significant kinds of waste in the body. Excess nitrogen forms ammonia, which is toxic and must be discarded. Some animals directly excrete ammonia; others first convert it into urea or uric acid, which are less toxic. Ammonia conversion requires more energy than direct excretion, however, it conserves more water.

Transport epithelia often mediate osmoregulation and excretion. These specialized cells move solutes and are found in excretory organs throughout the animal kingdom: from insect Malpighian tubules to fish gills to vertebrate kidneys.

Typically organized in tube-shaped networks with large surface areas, transport epithelia often assist with both water balance and waste removal. For example, some seabirds have nasal glands that remove salt from the blood and excrete it from the nostrils, enabling them to consume seawater.

Les organismes doivent maintenir les fluides corporels à une température et un pH constants tout en maintenant des concentrations spécifiques de soluté afin de soutenir les fonctions vitales. L’osmorégulation est le processus qui équilibre les niveaux de soluté et d’eau.

L’osmose est la tendance de l’eau à passer de solutions avec des concentrations d’ions plus faibles, ou osmolarités, à celles avec des concentrations d’ions plus élevées. L’osmose se produit en réponse aux différences dans les concentrations moléculaires des solutions séparées par une membrane semi-perméable.

Les fluides corporels, qui sont séparés par ces membranes, contiennent de l’eau, des non-électrolytes et des électrolytes, des solutés qui se dissolvent dans les ions dans l’eau. Les électrolytes et les non-électrolytes influencent l’équilibre osmotique. Cependant, puisque le facteur le plus important à l’osmose est le nombre soluté, plutôt que la taille, la contribution des électrolytes est plus importante.

Contrairement à l’eau, les électrolytes ne peuvent pas se diffuser passivement à travers les membranes, mais s’appuient sur une diffusion facilitée et un transport actif. Dans la diffusion facilitée, les canaux à base de protéines déplacent les solutés à travers les membranes. Inversement, l’énergie est utilisée pour déplacer les ions contre les gradients de concentration dans le transport actif.

Lorsque les animaux ingent de la nourriture, le matériel qui ne peut pas être utilisé est excrété du corps. Les systèmes excrétoires dans la nature impliquent des compromis entre la conservation de l’énergie et de l’eau.

L’azote est l’un des types de déchets les plus importants dans le corps. L’excès d’azote forme de l’ammoniac, qui est toxique et doit être jeté. Certains animaux excrètent directement l’ammoniac; d’autres le convertissent d’abord en urée ou en acide urique, qui sont moins toxiques. La conversion de l’ammoniac nécessite plus d’énergie que l’excrétion directe, cependant, elle conserve plus d’eau.

L’épithélie de transport prône souvent l’osmorégulation et l’excrétion. Ces cellules spécialisées déplacent les solutés et se trouvent dans les organes excrétoires dans tout le règne animal : des tubules d’insectes malpighiens aux branchies de poissons aux reins vertébrés.

Généralement organisé en réseaux en forme de tube avec de grandes surfaces, le transport épithelia aident souvent à la fois à l’équilibre de l’eau et à l’élimination des déchets. Par exemple, certains oiseaux de mer ont des glandes nasales qui enlèvent le sel du sang et l’excréter des narines, ce qui leur permet de consommer de l’eau de mer.


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