Excreție Definiție
Excreția este procesul pe care organismele biologice îl folosesc pentru a expulza sau elimina deșeurile produse de metabolismul lor. Pentru ca celulele să supraviețuiască, ele trebuie să efectueze anumite reacții biochimice; pe măsură ce aceste reacții au loc, se formează unii subproduse care pot fi toxice sau letale pentru celule dacă se lasă să se acumuleze. Procesul de excreție colectează aceste deșeuri și le elimină din celulă. La organismele pluricelulare, aceste deșeuri trebuie apoi să fie excretate din corp.
Excreția este o parte importantă a osmoreglementării, sau a încercărilor unui organism de a controla mediul din interiorul celulelor sale. Osmoreglarea este importantă din mai multe motive, în principal pentru că reacțiile biochimice necesare pentru ca viața să apară necesită condiții precise. Fără o aciditate și o concentrație adecvată a moleculelor, anumite reacții, cum ar fi sinteza ADN și producerea de ATP, nu ar putea avea loc. Mai mult, substanțe precum amoniacul (un produs secundar al descompunerii aminoacizilor), pot fi toxice pentru celule.
Excreția poate fi comparată cu secreția, procesul prin care feromonii, hormonii și alte substanțe active sunt secretate din celulă. În cazul procesului de excreție, scopul eliminării substanțelor din celulă este pur și simplu pentru că substanțele sunt deșeuri și, uneori, toxice. În cazul secreției, substanțele în sine au un scop în afara celulei, cum ar fi coordonarea creșterii într-un organism sau atragerea unui partener.
Toate organismele au o anumită metodă de excreție. Excreția funcționează printr-o serie de metode diferite, în funcție de specie. Organismele unicelulare au adesea metode foarte simple de excreție, care implică aruncarea deșeurilor în exteriorul celulei. Organismele pluricelulare trebuie să se ocupe de excreție pe mai multe fronturi. După ce celulele individuale își expulzează deșeurile, acestea sunt pur și simplu depozitate într-o cavitate a corpului sau într-un vas de sânge. De aici, substanțele excretate trebuie să își croiască drumul spre exteriorul organismului. Mai jos sunt prezentate câteva exemple de excreție în diferite organisme.
Exemple de excreție
Excreție în organismele unicelulare
În organismele unicelulare, excreția este destul de simplă. Majoritatea organismelor unicelulare se hrănesc prin procesul de fagocitoză, în timpul căruia membrana celulară este pliată în interior pentru a crea o veziculă alimentară. Acest pachet legat de membrană este preluat în citoplasma celulei, unde sunt introduse enzimele digestive. Odată ce alimentele sunt digerate, tot ceea ce rămâne în veziculă sunt produsele reziduale rămase. Majoritatea celulelor folosesc apoi procesul de exocitoză pentru a elimina aceste deșeuri. Exocitoza este pur și simplu inversa fagocitozei, în sensul că vezicula alimentară fuzionează cu membrana celulară, iar conținutul este aruncat în exteriorul celulei.
Mulți protiști de apă dulce au, de asemenea, o vacuolă contractilă. Acest organit intern colectează apa care curge în celulă și o forțează să iasă prin stoarcerea vacuolului. Organismele de apă dulce, de obicei, spre deosebire de cele marine, sunt hipertonice față de mediul lor. Deși trebuie să mențină un nivel ridicat de substanțe dizolvate în comparație cu apa din jurul lor, acest lucru face ca apa să curgă în celulele lor. Excreția acestei ape le asigură menținerea homeostaziei.
Excreția la animale
În timp ce excreția nu se schimbă neapărat la nivel celular, majoritatea organismelor multicelulare necesită mijloace suplimentare de excreție. Unele organisme multicelulare mici excretă pur și simplu substanțele prin piele, permițându-le să se difuzeze în timp. Acest lucru funcționează doar pentru cele mai mici și mai subțiri organisme. Cu toate acestea, majoritatea animalelor au organe și sisteme specializate concepute în întregime pentru excreție.
Toate animalele, prin procesul de respirație celulară, produc apă și dioxid de carbon ca produs secundar. Mai mult, toate animalele folosesc aminoacizi pentru a-și construi și menține ADN-ul, precum și pentru a descompune aminoacizii în alte produse celulare. Deși aceste substanțe pot fi excretate cu ușurință din celule, ele rămân blocate în interiorul corpului în lipsa unor organe care să le elimine. Dioxidul de carbon, care există sub formă de gaz dizolvat, poate fi excretat prin plămâni sau branhii, pe măsură ce un organism respiră.
Apa și aminoacizii descompusi trebuie excretați în alt mod. În acest scop, majoritatea animalelor au unul sau mai multe organe cu structuri minuscule numite nefridii. Nefridiile sunt mici tubuli cu celule specializate care le înconjoară. Pe măsură ce fluidele corporale sunt trase în tubuli, acestea trec prin diferite zone care sunt reglate osmotic pentru a extrage produsele reziduale din fluide. La majoritatea animalelor marine, principalul produs rezidual creat de aminoacizi este amoniacul. Deoarece există o disponibilitate amplă de apă, peștii și alte organisme marine pur și simplu elimină amoniacul din sistemele lor folosind cantități ample de apă.
Organismele terestre nu au acest avantaj. Dacă aceste organisme ar produce amoniac, s-ar deshidrata încercând să îl elimine pe tot. Astfel, organismele terestre au adesea nefridii mai avansate, adăpostite în organe mai complexe. Majoritatea organismelor terestre au un rinichi, care adăpostește nefridia, precum și un ficat care contribuie, de asemenea, la filtrarea fluidelor corporale. Animalele terestre, folosesc aceste organe mai puternice pentru a concentra amoniacul fie în uree (mamifere), fie în acid uric (păsări și unele reptile). Aceste metode pot fi stocate mai mult timp, fără a fi nevoie de atât de multă apă. Sistemul de nefroni folosit de animale pentru excreție poate fi văzut în imaginea de mai jos.
Încă alte animale au metode de excreție care au evoluat diferit. Insectele, de exemplu, au dezvoltat sistemul de tubuli Malpighian, care funcționează în mod similar cu nefridiile, dar a apărut independent în istoria evoluției. Aceste serii de tubuli, care nu sunt conținute într-un organ care primește sânge, cum ar fi un rinichi, se extind în lichidul corporal pe tot corpul. Ei se atașează la intestine, unde depozitează excrementele de deșeuri. Acest proces de excreție este diferit de cel al mamiferelor și al altor animale familiare, dar îndeplinește aceeași funcție.
Excreția la plante
Plantele suferă, de asemenea, procesul de excreție. Plantele simple, mici, excretă deșeuri pe suprafețele celulelor lor. Plantele mai mari, vasculare, au dezvoltat metode de excreție care implică frunza ca organ excretor. La plantele vasculare mari, celulele interne ale plantei nu au acces la mediul exterior. Ca și celulele animalelor, ele își secretă deșeurile în spațiile intracelulare. Deșeurile plantelor sunt ușor diferite de cele ale animalelor prin faptul că oxigenul este principalul produs gazos al deșeurilor. Pentru a scăpa de acest oxigen și a aduce dioxid de carbon proaspăt, plantele se bazează pe o serie de deschideri în frunze, numite stome. Un stom microscopic este ilustrat mai jos, prezentat în poziție deschisă.
Prin aceste stome pot fi eliminate deșeurile. De asemenea, esențiale în acest proces sunt xilemul și floemul, țesuturi din plante care permit transportul apei, zahărului și mineralelor în jurul plantei. Atunci când stomele sunt deschise, are loc schimbul de gaze și excreția. Celulele din întreaga plantă își aruncă deșeurile în apa care călătorește spre frunze, care este apoi aruncată afară prin stoma.
Quiz
.