浅析脊椎动物含氮废物的排泄.doc

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1、浅析脊椎动物含氮废物的排泄浅析脊椎动物含氮废物的排泄脊椎动物体内新陈代谢产生的废物主要是含氮废物。含氮废物指氨（NH3）、尿素（CON2H4） 和尿酸（C5H4N4O3）。三种废物在每一种动物中都有一定量的排出，但其中一种占主要作用，见表。从表中可看出，除了哺乳类和鸟类都是以排泄一种主要含氮废物外，鱼类，两栖类，爬行类 都分别存在着在同一纲动物中有排泄不同含氮废物的种类，由此可以看出脊椎动物主要排泄何种 含氮废物是有其原因的。表表 脊椎动物含氮废物的排泄（脊椎动物含氮废物的排泄（% %）（一）与适应生活环境密切相关（一）与适应生活环境密切相关生活在容易得到水（淡水）的环境中的动物，一般排泄氨。

2、氨在水中有很高的溶解度，氨与 水形成氢氧化铵，氨和铵离子很容易通过水进行扩散，能很快地穿过细胞膜，这些动物很容易利 用鳃、皮肤等直接与水接触的器官将体内代谢的含氮废物以氨的形式快速地排到水环境中，如淡 水硬骨鱼、两栖类幼体、鳄鱼等。生活在潮湿或半干旱地区的动物一般排泄尿素，因为尿素比氨稍溶于水，故尿素的排出需要 一定量的水，但比排氨所需水少得多。又因为它相对的缺乏毒性，所以可被排泄器官浓缩而对其 并无损害，因此对于那些不是生活在缺水条件下，也不需要周围有大量水的半陆生动物来说，尿 素可谓是一种理想的排泄物，如两栖类成体、小齿陆龟等。生活在干旱地区的爬行类主要排泄尿酸，每一分子的尿酸其含氨量 2

3、 倍于尿素，而且它既不 溶于水也无毒，它可以被高度浓缩呈浓膏状排出，因此与尿素相比，排泄一分子的尿酸可以节约 2 倍的水分，这就特别适合于生活在缺水条件下的动物，如生活在沙漠中的希腊陆龟、蜥蜴、花 条蛇等。（二）与维持体内渗透压有关（二）与维持体内渗透压有关生活在海水中的鱼类，含氮排泄物主要是尿素，因为尿素毒性低，可安全地在体内有一定量 的存贮，当动物体内积累一定量的尿素后，可以提高内环境的渗透压。如海水软骨鱼，其含氮废 物变成尿素保留在血液里面，这样血液中积累大量尿素达到每 100ml 血液中有 2.02.5g 的高水 平（其它脊椎动物一般每 100ml 血液 0.010.03g 尿素），至

4、使其血液和体液的渗透压与海水的 渗透压几乎相等，这样体内的水分不会渗透出去，从而有效地保留了体内的水分，得以在海水中 生活。（三）与演化史上祖系所处环境有关（三）与演化史上祖系所处环境有关爬行类是真正地移居到陆地上生活的动物，为了适应于陆栖生活，尤其是胚胎发育期中，要 防止空气干旱而使体内水分蒸发，采取了在卵外面罩护上一层相当坚厚的外壳，可是这也同时妨 碍了废物的排泄，而废物积累多了又会给胚胎带来毒害，因此其原始祖先以排尿酸或沉淀出尿酸 盐来解决这个问题，这样可使正在发育的胚胎所产生的废物能够凝结成固体结晶无害地贮存在蛋 内直到孵化，成体后的爬行类含氮废物的排泄随其生活环境的不同而发生了改变，

5、如生活在干旱 地区的爬行动物为保存体内水分就保留了这个特征，而生活在水中或潮湿地区的爬行类，由于不 存在保留体内水分的问题，其排泄的含氮废物由胚胎期的尿酸转为尿素。鸟类是从爬行类进化而来的，二者之间亲缘关系较近，而因鸟类也是产包含胚胎的带壳的蛋， 同理鸟类在胚胎期排泄尿酸也是为其生理上的必需。成体的鸟由于要保持高而恒定的体温，进行 剧烈的代谢作用，更需要保留大量水分，这个特征也就保留至成体，所以不论是生活在水边的水 鸟还是生活在干旱地区的鸟类都以排泄尿酸为主。两栖类是由水中生活转向陆地生活的过渡动物，对于两栖类如何解决其登陆后防止体内水分 蒸发等一系列问题还没有建立起完善的相应的调节机制，因此

6、其原始祖先采取了将卵产在水中， 胚胎在水中发育，成体登陆（不能远离水域）的方式，这样两栖类的胚胎在发育过程中产生的代 谢废物可以以氨的形式排出体外，这个方式一直保留到幼体，成体的两栖类为适应陆上生活，由 排泄氨转变为排泄尿素。哺乳纲是从接近两栖纲的原初爬行动物祖系分化出来的一支，是真正的陆生动物，其各种行 为、生理、机能上的调节机制趋于完善，尽管它与两栖类相似，胚胎也是在水环境中发育，但这 个水环境则是在母体子宫内的液体（羊水）环境中，胚胎发育过程中排泄的代谢废物是通过胎盘 进入母体的血液内，然后通过母体的肾脏排出体外，因此，尿素由于它的无毒性和一定的溶解度 等特性被选为哺乳动物的胚胎期的主要含氮废物并保留终身。所以不论是生活在海洋中、沙漠中、 空中还是一般陆地上的各类哺乳动物均以排泄尿素为主。（来源：唐琳等，生物学通报）