Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
4. Регуляция содержания воды в жидкостях тела. Содержание воды в жидкостях тела и его регуляция — одна из основных проблем, с которыми сталкивались организмы при освоении многих экологических ниш на планете. В ходе решения этих проблем сформировался ряд важнейших структурных и функциональных приспособлений. Механизмы, обеспечивающие получение воды, ее сохранение и выведение, весьма разнообразны, но все они, как мы увидим позже, имеют огромное значение для поддержания осмотического давления и объема жидкости тела на стабильном уровне. Прежде чем перейти к рассмотрению этих механизмов, необходимо подчеркнуть, что осмотическое давление жидкостей тела зависит от количественного соотношения между растворенными веществами и растворителем, т. е. водой. Регуляция относительных концентраций
растворенных веществ и воды называется осморегуляцией.
5. Регуляция концентрации водородных ионов в жидкостях тела. Природа pH и методы его измерения описаны в приложении 1.1.5, а механизмы экскреции ионов, (например, H+ и НСОз"), оказывающих наиболее существенное влияние на эту величину, рассмотрены в настоящей главе. Например, pH мочи человека может колебаться от 4,5 до 8, благодаря чему pH жидкостей тела поддерживается на достаточно постоянном уровне.
20.1.1. Продукты, подлежащие экскреции
Основные продукты, экскретируемые животными и растениями, и их источники следующие.
1. Азотистые соединения, в частности мочевина, аммиак и мочевая кислота. Они образуются при распаде белков, нуклеиновых кислот или избыточных аминокислот. Подробнее эти экскреты рассмотрены в разд. 20.2.
2. Кислород, образующийся при фотосинтезе у
растений, водорослей и некоторых бактерий. Часть его может использоваться организмом для дыхания.
3. Диоксид углерода, образующийся при клеточном дыхании. Автотрофными организмами он может использоваться как источник углерода.
4. Желчные пигменты, образующиеся при разрушении гема в печени.
20.1.2. Выделительные структуры
Для экскреции животными используются следующие структуры:
1) наружная клеточная мембрана (плазма-лемма) — одноклеточными организмами;
2) мальпигиевы трубочки (сосуды) и трахеи — членистоногими;
3) почки, печень, жабры и кожа — рыбами и амфибиями;
4) почки, печень, легкие и кожа — наземными позвоночными.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
Клетки относительно просто устроенных организмов обычно непосредственно контактируют с окружающей средой, и их экскреты сразу же удаляются путем диффузии. По мере усложнения организации животных у них развиваются выделительные органы, осуществляющие выведение отходов из организма в окружающую среду. Среди таких органов наиболее важными для позвоночных являются кожа, легкие, печень и почки. Сначала мы вкратце рассмотрим роль первых трех органов.
Кожа
Вода, мочевина и соли активно выводятся из кожных капилляров в протоки потовых желез. Выделившись на поверхность кожи, пот испаряется, что приводит к потере тепла и способствует терморегуляции.
Легкие
Диоксид углерода (СО2) и водяные пары диффундируют с влажной поверхности легочных альвеол. Легкие у млекопитающих — единственный орган, осуществляющий выделение СО2. Часть воды, испаряющейся в легких, представляет собой метаболическую воду, т. е. продукт клеточного дыхания, который можно было бы считать экскретом, но истинное происхождение этой воды не так уж важно ввиду большого общего объема воды, содержащейся в организме.
Печень
Учитывая многочисленные гомеостатические функции печени, описанные в разд. 19.6.2, вряд ли стоит удивляться тому, что в число этих функций входит и экскреция. Выводимыми продуктами являются желчные пигменты, образующиеся при разрушении гемоглобина старых эритроцитов. В составе желчи эти пигменты поступают в двенадцатиперстную кишку и выводятся из организма вместе с калом, которому они придают характерный цвет. Но наиболее важная роль, которую печень играет в процессе экскреции, — это образование мочевины из избытка аминокислот (разд. 20.4).
_Экскреция и осморегуляция 7
20.1.3. Экскреция у растений
У растений экскреция не связана с таким множеством проблем, как у животных. Это объясняется фундаментальными различиями в физиологии и образе жизни растений и животных. Растения являются первичными продуцентами и синтезируют в нужном количестве все необходимые им органические соединения. Например, в растениях образуется лишь столько белка, сколько его необходимо в данный момент. Они никогда не синтезируют белок в избытке и поэтому выделяют очень мало азотистых отходов, образующихся при расщеплении белков. Если же белки расщепляются до аминокислот, то последние могут быть использованы для синтеза новых белков. Три конечных продукта, образующихся в ходе определенных обменных процессов — О2, СО2 и вода, — используются растениями как исходные вещества для других реакций; это в особенности относится к СО2 и воде. Вода является также растворителем. Единственный газообразный продукт, выделяемый растениями в большом количестве — это молекулярный кислород. На свету в растении образуется намного больше О2, чем ему нужно для дыхания, и этот избыток кислорода переходит в окружающую среду путем диффузии.
