動物排除的含氮廢物種類

動物排除的含氮廢物種類 (Nitrogenous Wastes)
臺北市立建國高級中學生物科朱芳琳老師/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群助理 教授責任編輯

生物為了生存會進行各種代謝作用，生物體內主要的有機物：醣類、脂質與蛋白質經過代謝之後，會產生各種不同的代謝廢物，以醣類與脂質來說，主要產生的是二氧化碳與水，但若代謝的是蛋白質，除了二氧化碳與水之外，還會產生一種分子很小、但毒性很高的含氮廢物－氨。 氨毒性高且易溶於水，因此直接排除氨的動物多生活於水中。

由於氨非常容易通過細胞膜，因此可以快速的擴散到環境中，大多數的水生無脊椎動物是藉由體表擴散的方式排除氨，魚類則是以銨鹽的型式由鰓排出。 其他構造較複雜且非生活於水中的動物，則須將氨轉變為毒性較低的尿素或尿酸，但是此過程需要消耗能量，所以依據生物生存的條件與環境，尤其是獲得水的難易程度，而演化出特定的排除含氮廢物方式。

昆蟲、鳥類與許多爬蟲類由於生存於陸地上，無法獲得大量的水分以排除氨，都是以尿酸作為排除含氮廢物的形式。尿酸的溶解度相當低，通常會以半糊狀的形式排出，因此消耗的水相當少。對於水的來源較為困難的生物而言，這是一個非常省水的方式；但此方式並非沒有缺點，其缺點便是由氨轉變為尿酸的過程相當耗能，因此對於生物來說，這是一種以耗能來省水的生存方式。

排除尿酸的動物絕大多數是卵生的，因為對於卵必須在陸地上孵化的動物而言，卵的外側會有卵殼包裹，這意味著若胚胎製造溶解度低的尿酸，便可將尿酸由液體環境中分離出來，沉澱在卵殼內直到孵化，以降低對細胞的傷害。

哺乳類、兩生類成體等動物雖然也生存於陸地上，但是其肝臟以較簡單的方式將兩個氨結合一分子二氧化碳成為尿素，此方式較形成尿酸節省了許多能量。尿素的毒性雖然比尿酸高，但卻比氨低十萬倍，生物只需以少量水稀釋再儲存或排除即可。如此一來，以少許的能量加上少量的水，排除尿素的動物在耗能與節水之間取得了一個平衡點。

參考資料

Campbell, Reece著，胡明一等譯，生物學，偉明出版社