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為什麽合弓綱以尿素的形式排出體內含氮廢料,而蜥形綱則以尿酸的形式排出?

2021-02-22科學

「以尿素形式排泄含氮廢物」在自然界是普遍存在的,許多單細胞生物就有尿素迴圈了,排泄尿酸較為少見,一般認為出現在「氮代謝過程中使用的水比較少」的物種身上。

這些區別在根本上來自演化過程中常見的基因遺失與假基因化:

  • 細胞失去了過去依靠的特定基因,不得不另找辦法應付;
  • 應付的手段若能維持生存繁殖,便可能作為新的可遺傳性狀傳給後代。
  • 動物演化過程中,參與嘌呤代謝和含氮廢物排出的酶對應的基因 屢次 遺失,相關代謝途徑多次簡化。水生動物排泄的含氮廢物主要是氨,其毒性較高,排泄過程需要大量的水來稀釋 [1] 陸生動物遺失了尿素酶 [2] 基因 ,將尿酸、尿素之類排出是另找的辦法,並各自有一些優點。

    題目所說的「感覺完全不如」的感覺是不準確的:

  • 排泄尿酸比排泄尿素需要更多的能量 ,其優點在於尿酸低毒、在水中的溶解度低,可以濃縮成少量的白色糊狀物,節約排泄使用的水;
  • 一些兩棲類和大部份哺乳類排泄尿素所用的尿液, 其實也比排氨節水得多 [3] ,而且可以在排泄尿素的同時送出更多的肌酸酐等代謝廢物、送出一些電解質來調節身體的電解質平
  • 參考

    1. ^ 一般需要500毫升水來排除1克氮
    2. ^ 催化尿素水解成氨和二氧化碳的酶
    3. ^ 一般需要50毫升水來排除1克氮