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代謝廃棄物または排泄物は、代謝プロセス（細胞呼吸など）から残った物質で、生物によって使用できず（余剰または有毒）、排泄される必要があります。これには、窒素化合物、水、二酸化炭素、リン酸塩、硫酸塩などが含まれます。動物はこれらの化合物を排泄物として扱います。植物には、それらの一部（主に酸素化合物）を有用な物質に変換する 代謝経路があります。
代謝老廃物はすべて、排泄器官（腎、マルピーギ尿細管、腎臓）から水溶 性溶質の形で排泄されますが、二酸化炭素は例外で、二酸化炭素は肺から水蒸気とともに排泄されます。これらの化合物の除去により、生物の 化学的恒常性が維持されます。
窒素廃棄物
過剰な窒素を生物から排除する窒素化合物は、窒素老廃物( / n aɪ ˈ t r ɒ dʒ ɪ n ə s / ) または窒素老廃物と呼ばれます。これらは、アンモニア、尿素、尿酸、クレアチニンです。これらの物質はすべて、タンパク質代謝によって生成されます。多くの動物では、尿がそのような老廃物の主な排泄経路ですが、一部の動物では、糞便が排泄経路となります。
アンモノテリズム
アンモニア排泄とは、アンモニアおよびアンモニウムイオンの排泄である。アンモニア（NH 3）は、タンパク質が炭水化物に変換されるときに除去されるアミノ基（-NH 2）の酸化によって形成される。これは組織に対して非常に有毒な物質であり、水に非常に溶けやすい。アンモニアとともに除去されるのは窒素原子1個のみである。アンモニアの排泄には大量の水が必要であり、毒性を防ぐために排泄液中のアンモニア濃度を体液中の濃度より低く維持するには、窒素1gあたり約0.5Lの水が必要である。[要出典]したがって、海洋生物はアンモニアを水中に直接排泄し、アンモニア排泄性と呼ばれる。[2]アンモニア排泄性の動物には、甲殻類、扁形動物、刺胞動物、海綿動物、棘皮動物、およびその他の水生無脊椎動物 が含まれる。 [3]
尿道刺激
尿素の排泄は尿素排出と呼ばれます。陸生動物、主に両生類と哺乳類は、肝臓と腎臓で起こるプロセスによってアンモニアを尿素に変換します。これらの動物は尿素排出性と呼ばれます。[3]尿素はアンモニアよりも毒性の低い化合物です。尿素によって2つの窒素原子が排出され、排泄に必要な水が少なくなります。尿素は1gの窒素を排泄するのに0.05Lの水を必要としますが、これはアンモニア排出性生物に必要な量の約10%にすぎません。[要出典]
尿毒症
尿酸排泄症は、過剰な窒素を尿酸の形で排泄することです。[4]尿酸 排泄症の動物には、昆虫、鳥類、ほとんどの爬虫類が含まれます。尿酸は尿素よりも多くの代謝エネルギーを必要としますが、毒性が低く水への溶解度が低いため、哺乳類の液体の尿と比較して、糞便中で少量のペースト状の白い懸濁液に濃縮されます。[3]ただし、類人猿とヒトは尿酸排泄症であると同時に、尿酸が腎臓結石や痛風などの問題を引き起こす可能性があるという点で、わずかながら尿酸排泄症でもありますが、血液の抗酸化物質としても機能します。
水とガス
これらの化合物は、凝縮反応における炭水化物と脂質の異化、およびアミノ酸のその他の代謝反応中に形成されます。酸素は植物と一部の細菌による光合成で生成され、 CO2はすべての動物と植物の廃棄物です。窒素ガスは脱窒細菌によって生成され、廃棄物として、そしてほとんどの無脊椎動物と脊椎動物と同様に、細菌はアンモニアを生成します。水は動物と光合成植物からの唯一の液体廃棄物です。[5]
固体
硝酸塩と亜硝酸塩は硝化細菌によって生成される廃棄物であり、硫黄と硫酸塩は 硫黄還元細菌と硫酸還元細菌によって生成される。不溶性の鉄廃棄物は、可溶性形態を使用して鉄細菌によって生成される。植物では、樹脂、脂肪、ワックス、および複雑な有機化学物質が植物から滲出しており、たとえばゴムの木やトウワタのラテックスなどです。固形廃棄物は、ヘモグロビンなどの色素の分解から得られる有機色素として製造される場合があり、炭酸塩、重炭酸塩、リン酸などの無機塩は、イオン形態または分子形態にかかわらず、固形物として排泄されます。[5]
参照
参考文献
- ^ マーヴァリー・H・ウェイク（1992年9月15日）。ハイマンの比較脊椎動物解剖学。シカゴ大学出版局。pp.583– 。ISBN 978-0-226-87013-7. 2013年5月6日閲覧。
- ^ Chris M. Wood、RS Munger、DP Toews (1989)。「両生類におけるアンモニア、尿素、H+分布と尿素遊離の進化」(PDF)。実験生物学ジャーナル。144 : 215– 233。
- ^ abc S. Sreekumar (2010). 基礎生理学. PHI Learning Pvt. Ltd. pp. 180– 181. ISBN 9788120341074。
- ^ Pandey, Bam Deo ( 2014-01-01). 一目でわかる動物学。Scientific Publishers。ISBN 978-93-86237-57-6。
- ^ ab 「排泄」。ブリタニカ百科事典。ブリタニカ百科事典 Ultimate Reference Suite。シカゴ：ブリタニカ百科事典、2010年。