Išskyrimas yra procesas, kurio metu medžiagų apykaitos atliekos pašalinamos iš organizmo. Stuburiniams gyvūnams jį pirmiausia atlieka plaučiai, inkstai ir oda. Procesas prieštarauja sekrecijai, kai medžiaga, išėjusi iš ląstelės, gali atlikti specifines užduotis. Išskyrimas yra svarbus visų gyvybės formų komponentas. Pavyzdžiui, žinduolių šlapimas išsiskiria per šlaplę, kuri yra šalinimo sistemos dalis. Vienaląsčiuose organizmuose atliekos išmetamos tiesiai per ląstelės paviršių.
Kokia biologinė išskyrimo reikšmė?
Kiekvienas organizmas, nuo mažiausio protisto iki didžiausio žinduolio, turi atsikratyti potencialiai kenksmingų šalutinių savo gyvybės produktų. Šis gyvų būtybių procesas vadinamas pašalinimu, kuris gali būti vertinamas kaip apimantis visus įvairius mechanizmus, kuriais gyvybės formos pašalina atliekas, toksines medžiagas ir negyvas kūno dalis. Proceso pobūdis ir specializuotos atliekoms šalinti sukurtos struktūros labai skiriasi priklausomai nuo dydžio ir sudėtingumo.organizmas.
Terminologija
Keturi terminai dažniausiai siejami su atliekų šalinimo procesais ir dažnai vartojami pakaitomis, nors ne visada teisingai: išskyrimas, sekrecija, išskyrimas ir išskyrimas.
Išskyrimas yra bendras terminas, reiškiantis atliekų arba toksiškų medžiagų atskyrimą ir išmetimą iš augalo ar gyvūno ląstelių ir audinių.
Tam tikrų produktų, atsirandančių dėl daugialąsčių organizmų ląstelių funkcijų, atskyrimas, vystymasis ir pašalinimas vadinamas sekrecija. Nors šios medžiagos gali būti jas gaminančios ląstelės atliekos, jos dažnai yra naudingos kitoms kūno ląstelėms. Sekrecijos pavyzdžiai yra virškinimo fermentai, kuriuos gamina stuburinių gyvūnų žarnyno ir kasos audinių ląstelės, hormonai, kuriuos sintetina specializuotos augalų ir gyvūnų liaukos ląstelės, ir kai kurių žinduolių odos liaukinių ląstelių išskiriamas prakaitas. Sekrecija reiškia, kad išskiriamus cheminius junginius sintetina specializuotos ląstelės. Jie turi funkcinę vertę kūnui. Todėl įprastų atliekų šalinimas neturėtų būti laikomas paslaptingu.
Izoliavimas – tai netinkamos ar nesuvirškintos medžiagos pašalinimas iš ląstelės (tiek vienaląsčių organizmų atveju, tiek iš daugialąsčių gyvūnų virškinimo trakto).
Sumažėjimas – šis pašalinimas plačiai apibrėžia visų sudėtingumo lygių gyvų sistemų atliekų šalinimo mechanizmus. Terminas gali būti vartojamas pakaitomis, pabrėžiant.
Ląstelės
Ląstelių kvėpavimas yra tada, kai organizme vyksta kelios cheminės reakcijos. Jie žinomi kaip metabolizmas. Dėl šių cheminių reakcijų susidaro atliekų, tokių kaip anglies dioksidas, vanduo, druskos, karbamidas ir šlapimo rūgštis. Šių atliekų kaupimasis už kūno ribų yra žalingas. Išskyrimo organai juos pašalina. Išskyrimas yra medžiagų apykaitos atliekų pašalinimo iš organizmo procesas.
Augaluose
Žalieji augalai gamina anglies dioksidą ir vandenį kaip kvėpavimo takų produktus. Žaliuosiuose augaluose fotosintezės metu panaudojamas kvėpuojant išsiskiriantis anglies dioksidas. Deguonis yra šalutinis produktas, susidarantis fotosintezės metu ir išeinantis per stomas, šaknų ląstelių sieneles ir kitus kelius. Augalai gali atsikratyti vandens pertekliaus transpiruodami ir išdarydami.
Įrodyta, kad lapas veikia kaip „ekskretoforas“ir, be to, kad yra pagrindinis fotosintezės organas, taip pat naudojamas kaip toksiškų atliekų šalinimo būdas difuzijos būdu. Kitos kai kurių augalų išskiriamos atliekos (derva, sultys, lateksas ir kt.) yra išstumiamos iš augalo dėl hidrostatinio slėgio augalo viduje ir augalų ląstelių sugeriančių jėgų. Tačiau prieš slinkimą lapų medžiagų apykaita yra didelė. Augalai taip pat išleidžia kai kurias atliekas į aplinkinį dirvožemį. Šiuo atveju išskyrimas yra pasyvus procesas, nes jo nereikiapapildomos energijos.
Vandens gyvūnai
Vandens gyvūnai paprastai išskiria amoniaką tiesiai į aplinką, nes šis junginys labai tirpsta. Be to, praskiedimui pakanka vandens. Sausumos gyvūnuose amoniako junginiai paverčiami kitomis azotinėmis medžiagomis, nes aplinkoje yra mažiau vandens, o pats amoniakas yra toksiškas.
Paukščiai
Paukščiai išsiskiria per azotines šlapimo rūgšties atliekas pastos pavidalu. Nors šis procesas metaboliškai brangesnis, jis leidžia efektyviau sulaikyti vandenį. Be to, jį lengviau laikyti kiaušinyje. Daugelis paukščių rūšių, ypač jūros paukščiai, taip pat gali išskirti druską per specialias nosies druskos liaukas – druskos tirpalą, kuris išeina per snapo šnerves.
Vabzdžiai
Vabzdžiams Malpigijos kanalėlių sistema naudojama medžiagų apykaitos atliekoms pašalinti. Metabolinės atliekos pasklinda arba aktyviai transportuojamos į kanalėlius, kurie perneša atliekas į žarnyną. Tada medžiagų apykaitos atliekos iš organizmo pašalinamos kartu su išmatomis.
Gyvūnuose
Gyvūnams pagrindiniai išskyrimo produktai yra anglies dioksidas, amoniakas (ammoniotelikuose), karbamidas (urethotelics), šlapimo rūgštis (urikotelinai), guaninas (voragyviams) ir kreatinas. Kepenys ir inkstai išvalo kraują nuo daugelio medžiagų (pavyzdžiui, išsiskiriant per inkstus), o išgrynintos medžiagos vėliau išsiskiria iš organizmo su šlapimu ir išmatomis.
Vandens netekimas išskyrimo metuvandens molekulių prasiskverbimas per ploną membraną, kurioje yra per didelės poros, kad galėtų pernešti molekules, vadinamas osmosu – procesu, kuris vyksta spontaniškai ir nereikalauja energijos. Šį procesą galima pakeisti atvirkščiai, taikant tirpalą hidrostatiniu slėgiu.
Hidrostatinio slėgio lygis, kai vanduo nejuda jokia kryptimi per membraną, vadinamas to konkretaus tirpalo osmosiniu slėgiu; kuo didesnė ištirpusių molekulių koncentracija, tuo didesnis osmosinis slėgis ir didesnė jėga, reikalinga vandeniui pašalinti iš tirpalo.
