Ekskrēcija ir process, kurā vielmaiņas atkritumi tiek izvadīti no organisma. Mugurkaulniekiem to galvenokārt veic plaušas, nieres un āda. Process kontrastē ar sekrēciju, kad vielai pēc iziešanas no šūnas var būt noteikti uzdevumi. Izvadīšana ir svarīga visu dzīvības formu sastāvdaļa. Piemēram, zīdītājiem urīns tiek izvadīts caur urīnizvadkanālu, kas ir daļa no ekskrēcijas sistēmas. Vienšūnu organismos atkritumi tiek izmesti tieši caur šūnas virsmu.
Kāda ir izdalīšanās bioloģiskā nozīme?
Ikvienam organismam, no mazākā protista līdz lielākajam zīdītājam, ir jāatbrīvojas no potenciāli kaitīgiem sava dzīvības blakusproduktiem. Šo procesu dzīvās būtnēs sauc par elimināciju, ko var uzskatīt par aptverošu visus dažādos mehānismus, ar kuriem dzīvības formas iznīcina vai izmet atkritumus, toksiskas vielas un mirušās ķermeņa daļas. Procesa raksturs un specializētās struktūras, kas izstrādātas atkritumu apglabāšanai, ļoti atšķiras atkarībā no izmēra un sarežģītības.organisms.
Terminoloģija
Četri termini parasti tiek saistīti ar atkritumu apglabāšanas procesiem un bieži tiek lietoti savstarpēji aizstājami, lai gan ne vienmēr pareizi: izdalīšanās, sekrēcija, izdalīšana un izdalīšana.
Izdalīšana ir vispārīgs termins, kas attiecas uz atkritumproduktu vai toksisku vielu atdalīšanu un izmešanu no auga vai dzīvnieka šūnām un audiem.
Daudzšūnu organismu šūnu funkciju rezultātā radušos noteiktu produktu atdalīšanu, attīstību un izvadīšanu sauc par sekrēciju. Lai gan šīs vielas var būt tās šūnas atkritumu produkts, kas tās ražo, tās bieži vien ir labvēlīgas citām ķermeņa šūnām. Sekrēcijas piemēri ir gremošanas enzīmi, ko ražo mugurkaulnieku zarnu un aizkuņģa dziedzera audu šūnas, hormoni, ko sintezē specializētās dziedzeru šūnas augos un dzīvniekiem, un sviedri, ko izdala dziedzeru šūnas dažu zīdītāju ādā. Sekrēcija nozīmē, ka izdalītos ķīmiskos savienojumus sintezē specializētas šūnas. Viņiem ir funkcionāla vērtība ķermenim. Tāpēc parasto atkritumu iznīcināšanu nevajadzētu uzskatīt par sekrēciju.
Izolācija ir nelietojama vai nesagremota materiāla izņemšana no šūnas (gan vienšūnu organismu gadījumā, gan no daudzšūnu dzīvnieku gremošanas trakta).
Samazinājums - šī noņemšana plaši nosaka atkritumu apglabāšanas mehānismus dzīvās sistēmās visos sarežģītības līmeņos. Šo terminu var lietot aizvietojami ar uzsvaru.
Šūnas
Šūnu elpošana ir tad, kad organismā notiek vairākas ķīmiskas reakcijas. Tie ir pazīstami kā vielmaiņa. Šīs ķīmiskās reakcijas rada atkritumus, piemēram, oglekļa dioksīdu, ūdeni, sāļus, urīnvielu un urīnskābi. Šo atkritumu produktu uzkrāšanās ārpus ķermeņa līmeņa ir kaitīga. Ekskrēcijas orgāni tos noņem. Izvadīšana ir vielmaiņas atkritumu izvadīšanas process no organisma.
Augos
Zaļie augi ražo oglekļa dioksīdu un ūdeni kā elpceļu produktus. Zaļajos augos fotosintēzes laikā tiek izmantots ogļskābās gāzes, kas izdalās elpošanas laikā. Skābeklis ir blakusprodukts, kas rodas fotosintēzes laikā un iziet caur stomatiem, sakņu šūnu sieniņām un citiem ceļiem. Augi var atbrīvoties no liekā ūdens, veicot transpirāciju un ķidāšanu.
Ir pierādīts, ka lapa darbojas kā "ekskrētofors", un papildus tam, ka tā ir galvenais fotosintēzes orgāns, tā tiek izmantota arī kā ceļi toksisko atkritumu produktu izvadīšanai difūzijas ceļā. Citi atkritumi, ko izdala daži augi (sveķi, sulas, latekss utt.), tiek izspiesti no auga iekšpuses ar hidrostatisko spiedienu augā un augu šūnu absorbējošiem spēkiem. Tomēr pirmsizbiršanas fāzē lapas vielmaiņas ātrums ir augsts. Augi arī izdala dažus atkritumus apkārtējā augsnē. Šajā gadījumā izdalīšanās ir pasīvs process, jo tas nav nepieciešamspapildu enerģija.
Ūdensdzīvnieki
Ūdensdzīvnieki parasti izdala amonjaku tieši vidē, jo šim savienojumam ir augsta šķīdība. Turklāt atšķaidīšanai ir pietiekami daudz ūdens. Sauszemes dzīvniekiem amonjaka savienojumi tiek pārvērsti citos slāpekli saturošos materiālos, jo vidē ir mazāk ūdens un pats amonjaks ir toksisks.
Putni
Putni izdalās ar slāpekli saturošiem urīnskābes atkritumiem pastas veidā. Lai gan šis process vielmaiņas ziņā ir dārgāks, tas ļauj efektīvāk aizturēt ūdeni. Turklāt to ir vieglāk uzglabāt olā. Daudzas putnu sugas, īpaši jūras putni, var izdalīt sāli arī caur īpašiem deguna sāls dziedzeriem, sāļu šķīdumu, kas izplūst caur nāsīm knābī.
Kukaiņi
Kukaiņiem Malpighian kanāliņu sistēma tiek izmantota vielmaiņas atkritumu izvadīšanai. Metabolisma atkritumi izkliedējas vai tiek aktīvi transportēti kanāliņos, kas pārnes atkritumus uz zarnām. Vielmaiņas atkritumi pēc tam tiek izvadīti no organisma kopā ar fekālijām.
Dzīvniekiem
Dzīvniekiem galvenie ekskrēcijas produkti ir oglekļa dioksīds, amonjaks (ammonioteliķos), urīnviela (urethotelics), urīnskābe (urikotelīni), guanīns (zirnekļveidīgajiem) un kreatīns. Aknas un nieres attīra asinis no daudzām vielām (piemēram, izdalot caur nierēm), un pēc tam attīrītās vielas tiek izvadītas no organisma ar urīnu un fekālijām.
Ūdens zudums, izdaloties laikāūdens molekulu iziešanu cauri plānai membrānai, kurā ir pārāk lielas poras, lai pārnēsātu molekulas, sauc par osmozi - procesu, kas notiek spontāni un neprasa enerģiju. Šo procesu var mainīt, šķīdumam pieliekot hidrostatisko spiedienu.
Hidrostatiskā spiediena līmeni, kurā ūdens nepārvietojas nevienā virzienā pa membrānu, sauc par konkrētā šķīduma osmotisko spiedienu; jo lielāka ir izšķīdušo molekulu koncentrācija, jo lielāks ir osmotiskais spiediens un lielāks spēks, kas nepieciešams ūdens noņemšanai no šķīduma.
