Karşılaştırmalı Boşaltım Sistemleri

19.2K views02:24 min

- [Eğitmen] Biyolojik makro moleküller, karbonhidratlar, lipitler, proteinler ve nükleik asitler, vücuttaki en önemli büyük moleküllerdir. Proteinler ve nükleik asitler, bu moleküller parçalanınca genellikle bir yan ürün olan nitrojen içerirler. Vücuttaki fazla nitrojen amonyak oluşturmaya meyillidir, amonyak çok toksiktir ve ya doğrudan ya da üreye ya da ürik aside dönüştürüldükten sonra atılmalıdır.

Suda yaşayan çoğu hayvan amonyağı çevrelerine bırakır. Amonyağın çoğu difüzyonla kaybolur, yani bu proses enerji yoğun değildir. Ama, amonyak sadece düşük yoğunluklarda tolere edilebilir, bu nedenle bu hayvanlar amonyağı seyreltmek için çok miktarda suya ihtiyaç duyar.

Çoğu organizma için bu suyun maliyeti çok ağırdır. Memeliler, çoğu yetişkin amfibi canlı, ve bazı deniz organizmaları amonyağı, vücuttan atmadan önce üreye dönüştürür. Üre amonyaktan çok daha az toksiktir, bu nedenle atılması için daha az su gerekir.

Ama, amonyağın üreye dönüştürülmesi enerji gerektirir. Kuşlar, sürüngenler ve böcekler amonyağı öncelikle ürik aside dönüştürür. Ürik asit daha katı bir şekilde vücuttan atılabilir ve çok az su gerektirir.

Ama, amonyağın ürik aside dönüştürülmesi üreye dönüştürülmesinden daha da enerji yoğundur. Bu amonyak atma yöntemlerinin avantajları ve maliyetleri, doğrudan bırakma veya üreye veya ürik aside dönüştürme, organizmaların farklı ortamlara uyum sağlamalarını yansıtır. Fosil kanıtları yaşamın suda başladığını göstermektedir.

Organizmalar karaya geçtikçe, kuru koşullar muhtemelen ürik asit yolunun evrimleşmesini teşvik etmiş, ve hayvanların suyu tutmalarını sağlamıştır. Farklı çoğalma özellikleri de farklı nitrojenli atık boşaltma yöntemlerini tercih etmiştir. Örneğin, ürenin suda çözünebilmesi memeli embriyolarının atığı annelerinin kanına boşaltmasını sağlar.

Diğer yandan, ürik asidin katı yapısı kuş embriyolarının atığının yumurtaların içinde zararsız öbekler oluşturmasını sağlar, çünkü yumurtalar, ürenin geçemeyeceği katı kabuklara sahiptir.

Overview

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hayvanlar, vücuttan atılan atıkların uzaklaştırılması için farklı stratejiler geliştirdiler. Çoğu atığın atılması için suda çözülmesi gerekir, bu nedenle bir hayvanın boşaltım stratejisi su dengesini doğrudan etkiler.

Azotlu atıklar, en önemli hayvan atığı türlerinden bazılarıdır. Azot, proteinler ve nükleik asitler enerji veya karbonhidrat ve yağlara dönüştürülmek üzere parçalandığında açığa çıkar. Proteinler amino asitlere ve nükleik asitler azotlu bazlara ayrılır. Amino asitlerin ve azotlu bazların nitrojen içeren amino grupları daha sonra azotlu atıklara dönüştürülür.

Hayvanlar tarafından salınan tipik azotlu atıklar arasında amonyak, üre ve ürik asit bulunur. Bu boşaltım stratejileri, enerji ve su tasarrufu arasındaki dengeleri içerir.

Çeşitli azotlu atıklar, farklı habitatları ve evrimsel geçmişleri yansıtır. Örneğin, suda yaşayan hayvanların çoğu ammonoteliktir, yani doğrudan amonyak salgılarlar. Bu yaklaşım, amonyağı atılmadan önce üre veya ürik aside dönüştürmekten daha az enerji gerektirir, ancak aynı zamanda daha fazla su gerektirir. Dehidrasyon kadar önemli bir düzenleyici tehditle karşılaşmayan karasal organizmalar için su tasarrufu, ekstra enerji maliyetine değer.

Memeliler ve köpekbalıkları gibi ürotelik hayvanlar, amonyağı atılmadan önce üreye dönüştürür. Üre, amonyaktan daha az toksiktir ve vücuttan atılması için daha az su gerektirir. Sudaki yaşam alanlarından karasal habitatlara geçen birçok amfibi, amonyağı esas olarak kurbağa yavrusu olarak salgılar, ancak karada yetişkinler olarak çoğunlukla üre salgılar.

Sürüngenler, kuşlar ve birçok böcek dahil ürikotik organizmalar, amonyağı atılmadan önce ürik aside dönüştürür. Ürik asit suda çözünmez ve çok az su kullanılarak macun veya toz olarak atılır. Ürik asit, üreden bile daha az toksiktir. Bununla birlikte, amonyağı ürik aside dönüştürmek, üreye dönüştürmekten daha fazla enerji gerektirir.

Bu farklı boşaltım stratejileri, hayvanların çevrelerinin benzersiz su ve enerji taleplerini karşılamasına olanak tanır.