نظم الإخراج المقارن

طورت الحيوانات استراتيجيات مختلفة للإخراج ، و إزالة النفايات من الجسم. يجب إذابة معظم النفايات في الماء لإخراجها ، لذلك تؤثر استراتيجية إخراج الحيوان بشكل مباشر على توازنه المائي.

تعتبر النفايات النيتروجينية من أهم أشكال فضلات الحيوانات. يتم إطلاق النيتروجين عندما يتم تكسير البروتينات والأحماض النووية للحصول على الطاقة أو تحويلها إلى كربوهيدرات ودهون. يتم تقسيم البروتينات إلى أحماض أمينية والأحماض نووية إلى قواعد نيتروجينية. ثم يتم تحويل المجموعات الأمينية المحتوية على النيتروجين من الأحماض الأمينية والقواعد النيتروجينية إلى نفايات نيتروجينية.

تشمل النفايات النيتروجينية النموذجية التي تطلقها الحيوانات الأمونيا واليوريا وحمض البوليك. تتضمن استراتيجيات الإخراج هذه المفاضلات بين الحفاظ على الطاقة والمياه.

تعكس النفايات النيتروجينية المختلفة موائل مميزة وتاريخاً تطورياً. على سبيل المثال ، معظم الحيوانات المائية هي من مخرجي الأمونيا ، مما يعني أنها تفرز الأمونيا مباشرة. هذا النهج أقل استهلاكاً للطاقة من تحويل الأمونيا إلى يوريا أو حمض البوليك قبل الإخراج ، ولكنه يتطلب أيضاً المزيد من الماء. بالنسبة للكائنات الأرضية ، التي ربما لا تواجه تهديداً تنظيمياً أكبر من الجفاف ، فإن الحفاظ على المياه يستحق تكلفة الطاقة الإضافية.

تقوم الحيوانات مخرجات اليوريا ، مثل الثدييات وأسماك القرش ، بتحويل الأمونيا إلى يوريا قبل إخراجها. اليوريا أقل سمية من الأمونيا وتتطلب كمية أقل من الماء لإزالتها من الجسم. العديد من البرمائيات التي تنتقل من موائل مائية إلى موائل أرضية تفرز الأمونيا في المقام الأول على شكل شراغيف صغيرة ولكنها تفرز اليوريا في الغالب على الأرض.

تقوم الكائنات الحية المخرجة لليوريك ، بما في ذلك الزواحف والطيور والعديد من الحشرات ، بتحويل الأمونيا إلى حمض اليوريك قبل طرحها. حمض اليوريك غير قابل للذوبان في الماء ويتم إفرازه على شكل عجينة أو مسحوق ، باستخدام القليل من الماء. حمض اليوريك أقل سمية من اليوريا. ومع ذلك ، فإن تحويل الأمونيا إلى حمض اليوريك يتطلب طاقة أكبر من تحويلها إلى اليوريا.

تسمح استراتيجيات الإخراج المختلفة هذه للحيوانات بتلبية المتطلبات الفريدة للمياه والطاقة لبيئاتهم.