动物进化出了许多机理来解决水平衡问题。在许多动物中,体内水分和无机盐,通常是作为代谢废物而由排泄系统排出。为达到同样的目的,原生生物则利用伸缩泡,如海绵。其它多细胞动物则通过一系列排泄管道Excretory(小管)将废物排出体外。pores对扁形虫来说,这些管道叫做原肾管(protonephridia),它在体内到处有分支,形成球状的焰细胞(flamecel1)(图58.9)。而这些简单的排泄结构都开口于体外,Flame在体内没有开口。当然,焰细胞中cellCilia的纤毛吸收体内的液体。最后,水Collecting和其它代谢产物经重吸收作用,最tubule后经排泄孔排出体外。图58.9扁形虫的原肾管。管状的分支系统,球状的焰细胞,和排泄其它无脊椎动物的导管在体内孔组成了扁形虫的原肾管。焰细胞内的纤毛通过摆动,吸收体内的液体,代谢产物和体外都有开口。在虾蚓体内,这通过开口向外的排泄孔排出体外。Excretorypores:排泄孔;flamecell:焰细些管道就是原肾(nephridia)(图胞cilia:纤毛;collectingtubule:收集导58.10中的蓝色结构)。原肾通过管。一个漏头状的结构—一肾BladderCapillarynetwork孔(nephrostome),经过滤作用从体腔内获得液体。“过滤”是指液体在O压力下通过小孔,因此,比孔大的分子就不能通过。由过滤得到的液体和PoreforNephrostomeCoelomicfluidurineexcretion体腔内液体是等渗的,但图58.10环节动物的肾。多数无脊椎动物,如这里的环节动物,都有原肾。它是在它通过肾脏导管时,由收集体液滤出液的导管组成,滤出液随后进入漏斗状的肾口。导管中的盐类可以被重吸收,剩余的液体主动运输除去了其中的即为尿,由排尿孔排出体外。Bladder:膀胱;NaC1。重吸收作用,是指capillarynetwork:毛细血管网:coelomicfluid:体液;poreforurineexcretion:排尿孔;nephrostome:肾口。11
11 图 58.9 扁形虫的原肾管。 管状的分支系统,球状的焰细胞,和排泄 孔组成了扁形虫的原肾管。焰细胞内的纤 毛通过摆动,吸收体内的液体,代谢产物 通过开口向外的排泄孔排出体外。 Excretory pores: 排泄孔; flame cell: 焰细 胞 cilia: 纤毛; collecting tubule: 收集导 管。 图 58.10 图 58.10环节动物的肾。 多数无脊椎动物,如这里的环节动物,都有原肾。它 由收集体液滤出液的导管组成,滤出液随后进入漏斗 状的肾口。导管中的盐类可以被重吸收,剩余的液体 即为尿,由排尿孔排出体外。Bladder:膀胱; capillary network: 毛细血管网;coelomic fluid: 体液; pore for urine excretion: 排尿孔;nephrostome: 肾口。 动物进化出了许多机理来解决水平衡问题。在许多动物中,体内水分和 无机盐,通常是作为代谢废物而由排泄系统排出。为达到同样的目的,原生生 物则利用伸缩泡,如海绵。其它多 细胞动物则通过一系列排泄管道 (小管)将废物排出体外。 对扁形虫来说,这些管道叫做 原肾管(protonephridia),它在 体内到处有分支,形成球状的焰细 胞(flame cell)(图 58.9)。而这 些简单的排泄结构都开口于体外, 在体内没有开口。当然,焰细胞中 的纤毛吸收体内的液体。最后,水 和其它代谢产物经重吸收作用,最 后经排泄孔排出体外。 其它无脊椎动物的导管在体内 和体外都有开口。在蚯蚓体内,这 些管道就是原肾(nephridia)(图 58.10 中的蓝色结构)。原肾通过 一个漏头状的结构——肾 孔(nephrostome),经 过滤作用从体腔内获得液 体。“过滤”是指液体在 压力下通过小孔,因此, 比孔大的分子就不能通 过。由过滤得到的液体和 体腔内液体是等渗的,但 是在它通过肾脏导管时, 主动运输除去了其中的 NaCl。重吸收作用,是指
将导管内的物质重新运回周围的体液中。由于盐被过滤作用重吸收了,排出的尿液要比体液稀(低渗)。软体动物的肾脏和甲壳类的排汇器官(文称“排泄腺(antennalAirsacgland)”)同样经Malpighiantubules过过滤作用排出尿Rectum-Malpighian液,并经过重吸收PoisonMidguttubulessac作用回收了一些离11子。Mid-gut昆虫的排泄器官是马氏管Intestine Hind-gut(Malpighian-Rectum-Anustubules,图图58.11昆虫的马氏管。(a)昆虫马氏管是消化管的延伸,收集体循环中的水和废物;(b)K被分泌到这些管道中,利58.11),是后肠用渗透作用吸收水分。其中许多水分(见箭头)被重吸收进入后肠。Malpighiantubules:马氏管:airsac:气囊;以前的消化腔管道rectum:直肠;poisonsac:毒囊;midgut:中肠;intestine:小肠;hindgut:后肠;anus:肛门。分支的延伸部分。因为体腔血液和细管之间没有压力差,所以在这些细管内,尿液不是由过滤作用形成的。废物分子和钾离子(K)是经主动运输进入到细管内的。分泌作用恰好和重吸收作用相反一一体液里的离子和分子被运输进细管。K的分泌作用建立了一个浓度梯度,使得开放体循环系统中的水分子渗透进细管。多数水分子和K经后肠的上皮细胞重吸收进入循环系统,只剩下小分子、废物与粪便,经直肠排出体外。马氏管提供了一种有效的保水方法。脊椎动物的肾脏,则不像昆虫的马氏管,它可以使血液在压力作用下过滤产生液体。除了有废物和水,过滤液中还有许多对动物致关重要的小分子,包括葡萄糖、氨基酸和维生素。这些物质和大部分的水,都经过重吸收作用进入血液,而废物始终在滤出液中。其它还有一些废物会由导管排出,添加到滤出液中,最终的排泄物一一尿,被排出体外。脊椎动物的肾脏可以从血浆中过滤几乎任何物质(除蛋白质,它的分子太大),然后又耗费能量,将机体所需的一些物质重新吸收,这看上去很奇怪。但是不同的脊椎动物进化出重吸收对各自生活习性十分重要的分子,因此选择12
12 图 58.11 图 58.11昆虫的马氏管。(a)昆虫马氏管是消化管的延伸 。 , 收集体循环中的水和废物;(b)K+被分泌到这些管道中,利 用渗透作用吸收水分。其中许多水分(见箭头)被重吸收进 入后肠。Malpighian tubules: 马氏管; air sac:气囊; rectum: 直肠;poison sac: 毒囊; midgut: 中肠;intestine: 小 肠;hindgut: 后肠; anus: 肛门。 将导管内的物质重新运回周围的体液中。由于盐被过滤作用重吸收了,排出的 尿液要比体液稀(低渗)。软体动物的肾脏和甲壳类的排汇器官(又称“排泄 腺(antennal gland)”)同样经 过过滤作用排出尿 液,并经过重吸收 作用回收了一些离 子。 昆虫的排泄器 官是马氏管 (Malpighian tubules,图 58.11),是后肠 以前的消化腔管道 分支的延伸部分。 因为体腔血液和细管之间没有压力差,所以在这些细管内,尿液不是由过滤作 用形成的。废物分子和钾离子(K+)是经主动运输进入到细管内的。分泌作用 恰好和重吸收作用相反——体液里的离子和分子被运输进细管。K+的分泌作用 建立了一个浓度梯度,使得开放体循环系统中的水分子渗透进细管。多数水分 子和 K +经后肠的上皮细胞重吸收进入循环系统,只剩下小分子、废物与粪便, 经直肠排出体外。马氏管提供了一种有效的保水方法。 脊椎动物的肾脏,则不像昆虫的马氏管,它可以使血液在压力作用下过滤 产生液体。除了有废物和水,过滤液中还有许多对动物致关重要的小分子,包 括葡萄糖、氨基酸和维生素。这些物质和大部分的水,都经过重吸收作用进入 血液,而废物始终在滤出液中。其它还有一些废物会由导管排出,添加到滤出 液中,最终的排泄物——尿,被排出体外。 脊椎动物的肾脏可以从血浆中过滤几乎任何物质(除蛋白质,它的分子太 大),然后又耗费能量,将机体所需的一些物质重新吸收,这看上去很奇怪。 但是不同的脊椎动物进化出重吸收对各自生活习性十分重要的分子,因此选择