배설계 비교

동물들은 배설, 즉 몸 속의 노폐물 제거에 대한 다양한 전략을 진화 시켜 왔습니다. 대부분의 노폐물은 배설되기 위해 물에 용해되어야 하므로 동물의 배설 전략은 물 균형에 직접적인 영향을 미칩니다.

질소성 노폐물은 동물 노폐물의 가장 중요한 형태 중 하나입니다. 질소는 단백질과 핵산을 에너지 또는 탄수화물과 지방으로 전환하기 위해 분해할 때 방출됩니다. 단백질은 아미노산으로, 핵산은 질소 염기로 분해됩니다. 아미노산과 질소 염기에서 질소를 포함하는 아미노기는 질소성 노폐물로 변환됩니다.

동물이 배출하는 전형적인 질소성 노폐물은 암모니아, 요소(urea), 요산(uric acid)입니다. 이러한 배설 전략은 에너지 절약과 물 절약 사이의 절충을 보여줍니다.

다양한 질소성 노폐물은 뚜렷한 서식지와 진화 역사를 반영합니다. 예를 들어, 대부분의 수생 동물은 암모니아를 직접 배설합니다 (ammonotelic). 이 접근 방식은 암모니아를 배설하기 전에 요소나 요산으로 변환하는 것보다 에너지를 덜 소모하지만, 더 많은 물이 필요합니다. 육지 생물에겐 탈수보다 더 위중한 위협은 드물기 때문에 물 보존을 위해 추가적인 에너지 비용을 낼 가치가 있습니다.

포유류나 상어 같은 동물은 배설하기 전에 암모니아를 요소로 변환합니다 (ureotelic). 요소는 암모니아보다 독성이 적고 제거를 위해 쓰이는 물이 덜 필요합니다. 수생 서식지에서 육지 서식지로 이동하는 많은 양서류는 올챙이일 땐 주로 암모니아를 배설하지만, 육지의 성인일 땐 대부분 요소를 배설합니다.

파충류, 새, 그리고 많은 곤충을 포함한 유기체는 배설하기 전에 암모니아를 요산으로 변환합니다 (uricotelic). 요산은 수용성이 없으며 따라서 물을 거의 사용하지 않는 반죽이나 가루로 배설됩니다. 요산은 요소보다 독성이 덜합니다. 하지만 암모니아를 요산으로 변환하는 것은 요소로 변환하는 것보다 훨씬 더 많은 에너지가 필요합니다.

위와 같은 다양한 배설 전략은 동물들이 자신의 환경에서 물과 에너지 수요를 충족시킬 수 있게 해줍니다.