Определение экскреции
Выделение – это процесс, который биологические организмы используют для удаления или уничтожения отходов, образующихся в результате их метаболизма. Чтобы клетки выжили, им необходимо выполнить определенные биохимические реакции, так как эти реакции имеют место, образуются некоторые побочные продукты, которые могут быть токсичными или смертельными для клеток, если им позволено накапливаться. Процесс выделения собирает эти отходы и избавляет их от клетка, В многоклеточный организмы, эти отходы должны затем выводиться из организма.
Экскреция является важной частью осморегуляции, или организм Попытки контролировать окружающую среду в своих клетках. Осморегуляция важна по ряду причин, главным образом из-за того, что биохимические реакции, необходимые для возникновения жизни, требуют точных условий. Без надлежащей кислотности и концентрации молекул определенные реакции, такие как синтез ДНК и производство АТФ, не могли бы произойти. Кроме того, такие вещества, как аммиак (побочный продукт распада аминокислоты ), может быть токсичным для клеток.
Экскрецию можно сравнить с секреция процесс, с помощью которого феромоны, гормоны и другие активные вещества выделяются из клетки. С процессом выведения, цель удаления веществ из клетки просто потому, что вещества являются отходами, а иногда и токсичными. При секреции вещества сами по себе служат за пределами клетки, например, координируют рост в организме или привлекают партнера.
У всех организмов есть какой-то метод выведения. Экскреция осуществляется с помощью ряда различных методов, в зависимости от вид, одноклеточный организмы часто имеют очень простые методы выведения, включающие сброс отходов наружу клетки. Многоклеточным организмам приходится иметь дело с экскрецией по ряду направлений. После того, как отдельные клетки удаляют свои отходы, отходы просто откладываются в полость тела или кровь судно. Отсюда выделенные вещества должны выходить из организма. Ниже приведены несколько примеров экскреции у разных организмов.
Примеры экскреции
Экскреция в одноклеточных организмах
У одноклеточных организмов экскреция довольно проста. Большинство одноклеточных организмов питаются в процессе фагоцитоз во время которого клеточная мембрана складывается внутрь, чтобы создать еду везикул, Эта мембранно-связанная упаковка берется в цитоплазма клетки, где вводятся пищеварительные ферменты. Как только пища переваривается, все, что остается в пузырьке, – это оставшиеся отходы. Большинство клеток затем используют процесс экзоцитоза для удаления этих отходов. Экзоцитоз – это просто обратная сторона фагоцитоза, в котором пищевой пузырьок сливается с клеточной мембраной, а содержимое сбрасывается с наружной стороны клетки.
Многие пресноводные протисты также имеют сократительный вакуоль, Это внутренний органеллы собирает воду, текущую в клетку, и выталкивает ее, сжимая вакуоль. Пресноводные организмы, как правило, в отличие от морских организмов, являются гипертонический к их среде. Хотя они должны поддерживать высокий уровень растворенных веществ по сравнению с водой вокруг них, это также вызывает попадание воды в их клетки. Выведение этой воды гарантирует, что они поддерживают гомеостаз.
Экскреция у животных
Хотя экскреция не изменяется на клеточном уровне обязательно, большинству многоклеточных организмов требуются дополнительные средства экскреции. Некоторые маленькие многоклеточные организмы просто выделяют вещества через свои кожа, позволяя им рассеиваться со временем. Это работает только для самых маленьких и самых тонких организмов. Большинство животных, однако, имеют специализированные органы и системы, предназначенные исключительно для выведения.
Все животные, в процессе клеточное дыхание, производить воду и углекислый газ в качестве побочного продукта. Кроме того, все животные используют аминокислоты для построения и поддержания своей ДНК, а также расщепления аминокислот на другие клеточные продукты. Хотя эти вещества могут легко выводиться из клеток, они попадают в организм без органов, из которых они выводятся. Углекислый газ, который существует в форме растворенного газа, может выводиться из легких или жабр по мере дыхания организма.
Вода и расщепленные аминокислоты должны выводиться другим путем. Для этого у большинства животных есть орган или органы с крошечными структурами, называемыми нефридиями. Нефридии представляют собой крошечные канальцы со специализированными клетками, окружающими их. Когда телесные жидкости втягиваются в канальцы, они проходят через различные области, которые осмотически регулируются для удаления отходов из жидкостей. У большинства морских животных основным продуктом отходов, создаваемым аминокислотами, является аммиак. Поскольку воды достаточно, рыба и другие морские организмы просто удаляют аммиак из своих систем, используя достаточное количество воды.
Земные организмы не имеют этого преимущества. Если бы эти организмы производили аммиак, они бы обезвоживались, пытаясь избавиться от всего этого. Таким образом, земные организмы часто имеют более развитые нефридии, размещенные в более сложных органах. У большинства наземных организмов есть почка, в которой находится нефридия, а также печень что также способствует фильтрации жидкостей организма. Наземные животные используют эти более мощные органы, чтобы сконцентрировать аммиак в мочевину (млекопитающие) или мочевую кислоту (птицы и некоторые рептилии). Эти методы могут храниться дольше, без необходимости в большом количестве воды. нефрона Система, используемая животными для выведения, может быть замечена в изображении ниже.
Еще у других животных по-разному развивались методы выведения. Например, насекомые разработали систему мальпигиевых канальцев, которая работает аналогично нефридии, но возникла независимо в истории эволюции. Эти серии канальцев, которые не содержатся в принимающем кровь органе, таком как почка, распространяются в жидкости организма по всему телу. Они прикрепляются к кишечнику, где откладывают экскременты отходов. Этот процесс выведения отличается от млекопитающих и других знакомых животных, но выполняет ту же функцию.
Экскреция в растениях
Растения также подвергаются процессу выведения. Простые, маленькие растения выделяют отходы на поверхности своих клеток. Более крупные сосудистые растения разработали методы выведения, которые включают лист как выделительный орган. У крупных сосудистых растений внутренние клетки растение не имеют доступа к внешней среде. Как и клетки животных, они выделяют свои отходы во внутриклеточные пространства. Растительные отходы немного отличаются от отходов животного происхождения тем, что кислород является основным газообразным продуктом отходов. Чтобы избавиться от этого кислорода и внести свежий углекислый газ, растения используют ряд отверстий в листьях, называемых устьице, Микроскопическая стома изображена ниже, показана в открытом положении.
Через эти стомы отходы могут быть устранены. Также важным в этом процессе являются ксилема а также флоэма ткани в растениях, которые позволяют воде, сахару и минералам транспортироваться вокруг растения. Когда стома открыта, происходит газообмен и выведение. Клетки со всего растения сбрасывают свои отходы в воду, которая попадает в листья, которые затем выбрасываются через стому.
викторина
Ссылки
- Brusca, R.C. & Brusca, G.J. (2003). Беспозвоночные. Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates, Inc.
- Pough, F. H., Janis, C.M. & Heiser, J. B. (2009). Жизнь позвоночных. Бостон: Пирсон Бенджамин Каммингс.
- Widmaier, E.P., Raff, H. & Strang, K.T. (2008). Человек Вандера физиология : Механизмы функции тела (11-е изд.). Бостон: Высшее образование МакГроу-Хилл.