Wydalanie to proces, w którym odpady metaboliczne są wydalane z organizmu. U kręgowców jest ona wykonywana głównie przez płuca, nerki i skórę. Proces ten kontrastuje z sekrecją, w której substancja może pełnić określone zadania po opuszczeniu komórki. Wydalanie jest ważnym składnikiem wszystkich form życia. Na przykład u ssaków mocz jest wydalany przez cewkę moczową, która jest częścią układu wydalniczego. W organizmach jednokomórkowych odpady są wyrzucane bezpośrednio przez powierzchnię komórki.
Jakie jest biologiczne znaczenie wydalania?
Każdy organizm, od najmniejszego protisty do największego ssaka, musi pozbyć się potencjalnie szkodliwych produktów ubocznych swojego życia. Ten proces u żywych istot nazywa się eliminacją, co może być postrzegane jako obejmujące wszystkie różne mechanizmy, dzięki którym formy życia pozbywają się lub odrzucają odpady, substancje toksyczne i martwe części ciała. Charakter procesu i wyspecjalizowane struktury opracowane do usuwania odpadów różnią się znacznie w zależności od rozmiaru i złożoności.organizm.
Terminologia
Cztery terminy są powszechnie kojarzone z procesami usuwania odpadów i są często używane zamiennie, choć nie zawsze poprawnie: wydalanie, wydzielanie, wydalanie i wydalanie.
Wydalanie to ogólny termin odnoszący się do oddzielania i wyrzucania produktów odpadowych lub substancji toksycznych z komórek i tkanek roślin lub zwierząt.
Oddzielenie, rozwój i eliminacja niektórych produktów wynikających z funkcji komórkowych organizmów wielokomórkowych nazywa się sekrecją. Chociaż te substancje mogą być produktem odpadowym komórki, która je wytwarza, często są korzystne dla innych komórek w ciele. Przykładami sekrecji są enzymy trawienne wytwarzane przez komórki tkanek jelitowych i trzustkowych kręgowców, hormony syntetyzowane przez wyspecjalizowane komórki gruczołowe roślin i zwierząt oraz pot wydzielany przez komórki gruczołowe skóry niektórych ssaków. Wydzielanie oznacza, że wydzielane związki chemiczne są syntetyzowane przez wyspecjalizowane komórki. Mają wartość funkcjonalną dla organizmu. Dlatego usuwanie zwykłych odpadów nie powinno być uważane za sekretne.
Izolacja to czynność usuwania nienadającego się do użytku lub niestrawionego materiału z komórki (zarówno w przypadku organizmów jednokomórkowych, jak iz przewodu pokarmowego zwierząt wielokomórkowych).
Zmniejsz - to usuwanie szeroko definiuje mechanizmy usuwania odpadów przez żywe systemy na wszystkich poziomach złożoności. Termin może być używany zamiennie z podkreśleniem.
Komórki
Oddychanie komórkowe ma miejsce, gdy w organizmie zachodzi kilka reakcji chemicznych. Są znane jako metabolizm. W wyniku tych reakcji chemicznych powstają produkty odpadowe, takie jak dwutlenek węgla, woda, sole, mocznik i kwas moczowy. Nagromadzenie tych produktów przemiany materii powyżej poziomu w organizmie jest szkodliwe. Organy wydalnicze usuwają je. Wydalanie to proces usuwania produktów przemiany materii z organizmu.
W roślinach
Zielone rośliny produkują dwutlenek węgla i wodę jako produkty oddechowe. W roślinach zielonych podczas fotosyntezy wykorzystywany jest dwutlenek węgla uwalniany podczas oddychania. Tlen jest produktem ubocznym powstającym podczas fotosyntezy i wydostaje się przez aparaty szparkowe, ściany komórek korzenia i inne szlaki. Rośliny mogą pozbyć się nadmiaru wody poprzez transpirację i patroszenie.
Wykazano, że liść działa jak „ekskretofor”, a oprócz tego, że jest głównym organem fotosyntezy, jest również wykorzystywany jako ścieżki do wydalania toksycznych produktów odpadowych poprzez dyfuzję. Inne produkty odpadowe emitowane przez niektóre rośliny (żywica, soki, lateks itp.) są wypychane z wnętrza rośliny przez ciśnienie hydrostatyczne wewnątrz rośliny oraz przez siły absorbujące komórki roślinne. Jednak w fazie przed zrzucaniem tempo metabolizmu liścia jest wysokie. Rośliny uwalniają również trochę odpadów do otaczającej ich gleby. W tym przypadku wydalanie jest procesem pasywnym, ponieważ nie jest koniecznedodatkowa energia.
Zwierzęta wodne
Zwierzęta wodne zwykle uwalniają amoniak bezpośrednio do środowiska, ponieważ związek ten ma wysoką rozpuszczalność. Dodatkowo jest wystarczająca ilość wody do rozcieńczenia. U zwierząt lądowych związki amoniaku są przekształcane w inne materiały azotowe, ponieważ w środowisku jest mniej wody, a sam amoniak jest toksyczny.
Ptaki
Wydalanie u ptaków następuje poprzez azotowe odpady kwasu moczowego w postaci pasty. Chociaż proces ten jest metabolicznie droższy, pozwala na bardziej wydajną retencję wody. Ponadto łatwiej jest przechowywać w jajku. Wiele gatunków ptaków, zwłaszcza ptaków morskich, może również wydalać sól przez specjalne nosowe gruczoły solne, roztwór soli, który wydostaje się przez nozdrza w dziobie.
Owady
U owadów system kanalików Malpigha jest używany do wydalania produktów przemiany materii. Odpady metaboliczne dyfundują lub są aktywnie transportowane do kanalika, który przenosi je do jelita. Odpady metaboliczne są następnie wydalane z organizmu wraz z kałem.
U zwierząt
U zwierząt głównymi produktami wydalniczymi są dwutlenek węgla, amoniak (w amoniotelikach), mocznik (uretoteliki), kwas moczowy (urykoteliny), guanina (w pajęczakach) i kreatyna. Wątroba i nerki oczyszczają krew z wielu substancji (na przykład przez wydalanie przez nerki), a oczyszczone substancje są następnie wydalane z organizmu wraz z moczem i kałem.
Utrata wody przez wydalanie podczasprzechodzenie cząsteczek wody przez cienką membranę zawierającą pory zbyt duże, aby przenosić cząsteczki, nazywa się osmozą, procesem, który zachodzi spontanicznie i nie wymaga energii. Proces ten można odwrócić, przykładając do roztworu ciśnienie hydrostatyczne.
Poziom ciśnienia hydrostatycznego, przy którym nie występuje ruch netto wody w żadnym kierunku przez membranę, nazywany jest ciśnieniem osmotycznym tego konkretnego roztworu; im większe stężenie rozpuszczonych cząsteczek, tym większe ciśnienie osmotyczne i większa siła wymagana do usunięcia wody z roztworu.
