Resíduos Nitrogênicos
A natureza está repleta de fenômenos belos e majestosos. Pôr do sol, a neve macia de uma manhã fria de inverno, flores desabrochando na primavera. Cocô de pássaro. Ok, algumas partes da natureza não são tão majestosas, mas ainda são importantes. A vida existe porque a energia pode ser transferida entre as moléculas, mas esse processo nunca é perfeito e quase sempre resulta em algo sendo desperdiçado. Agora, se um organismo desperdiça alguma coisa, é porque simplesmente não pode usar, e isso significa que esse produto residual é provavelmente prejudicial.
Agora, criaturas vivas que não criam sua própria energia por processos como a fotossíntese extraem grande parte dela consumindo moléculas de proteína. Quando os aminoácidos dentro das proteínas são quebrados para gerar energia, os pedaços restantes formam a molécula de amônia , três átomos de hidrogênio ligados a um nitrogênio, que é uma substância muito tóxica. Então, o organismo precisa se livrar disso. Resíduos à base de nitrogênio formados a partir de processos metabólicos, ou resíduos nitrogenados, podem ser expelidos de uma série de maneiras. Não é exatamente algo para se fazer um pôster motivacional, mas ainda é tão importante quanto qualquer outra coisa na majestade da natureza.
Formas de Resíduos Nitrogênicos
Tudo bem, então quais são as formas básicas de resíduos nitrogenados? O primeiro é simplesmente amônia , um resíduo nitrogenado com uma única molécula de nitrogênio. Como eu disse, a amônia é muito tóxica, mas para eliminá-la do corpo é preciso muita água. No entanto, como se trata de uma molécula tão simples, não é preciso muito esforço para fazer e expelir do sistema – apenas muita e muita água.
A próxima forma de resíduo nitrogenado é a uréia , uma molécula de resíduo nitrogenado com dois átomos de nitrogênio. A uréia é menos tóxica do que a amônia, então pode permanecer no corpo um pouco mais e precisa de menos água para ser eliminada. Mas, também requer mais energia para produzir.
A terceira forma principal de resíduo nitrogenado é o ácido úrico , uma molécula nitrogenada com quatro átomos de nitrogênio. Este é o mais complexo dos resíduos nitrogenados comuns e requer mais energia para a produção de uma célula, mas também retira a maior parte do nitrogênio do corpo, não é tóxico e requer muito pouca água para retirá-lo do corpo.
Resíduos e Meio Ambiente
Então, por que os seres vivos precisam de três tipos diferentes de resíduos nitrogenados? Por que todos os organismos que produzem esse tipo de resíduo não podem depender apenas da amônia? Bem, lembra como a amônia é realmente tóxica e precisa de muita água para se livrar? Quantas criaturas têm acesso constante, e quero dizer constante, a tanta água? Os únicos animais que podem eliminar continuamente essa quantidade de amônia de seus sistemas são aqueles que vivem na água, coisas como águas-vivas e peixes ósseos. Como essas criaturas estão constantemente rodeadas por água, elas são capazes de expelir amônia continuamente.
Isso não é verdade para outras criaturas. Os mamíferos, por exemplo, geralmente não estão rodeados de água o tempo todo, então não podemos nos livrar constantemente da amônia, que se acumularia em nossos sistemas e nos envenenaria. Portanto, os mamíferos embalam e diluem a amônia como uréia. É menos tóxico, por isso pode permanecer no sistema o tempo suficiente para que o corpo acumule água suficiente para eliminá-lo.
Deixe-me perguntar, o que acontece quando você bebe muita água? A urina é a principal forma de os animais se livrarem da uréia. Esse sistema teve que se desenvolver porque os mamíferos evoluíram em terra firme e não conseguiam eliminar constantemente a amônia de seus sistemas. Mesmo os mamíferos marinhos, como os golfinhos, processam resíduos nitrogenados como uréia, graças à ancestralidade evolutiva compartilhada com os mamíferos terrestres.
Então, quem cria o último resíduo nitrogenado? O ácido úrico é criado por répteis e pássaros. Os répteis estavam entre as primeiras espécies a evoluir totalmente em terra, e o fato de poderem embalar e descartar resíduos nitrogenados com tão pouca água é um artefato antigo desse processo evolutivo. Da mesma forma, uma das maneiras pelas quais podemos olhar para a ancestralidade evolucionária compartilhada entre pássaros e répteis é porque ambos processam resíduos nitrogenados da mesma maneira.
Então, por que os mamíferos não? Bem, o que mais pássaros e répteis têm em comum que os mamíferos não têm? Ovos com casca dura. Os ovos de peixe têm cascas macias por onde a amônia pode penetrar. Os embriões de mamíferos se desenvolvem dentro de um saco amniótico sem casca dura, de modo que a uréia pode ser descartada. Porém, ovos de répteis e aves têm cascas duras e não podem expelir resíduos. Assim, com o tempo, até mesmo a uréia menos tóxica acabaria envenenando o embrião. O ácido úrico não é tóxico e pode ser armazenado com segurança dentro dos ovos sem envenenar os organismos em desenvolvimento. Majestoso? Não, mas útil? Pode apostar.
Resumo da lição
Para organismos como nós, que não podem produzir sua própria energia, nossas células frequentemente convertem energia de proteínas. Conforme os aminoácidos dentro das proteínas são quebrados, eles deixam para trás alguns átomos que a célula não pode usar, que se juntam para formar um resíduo nitrogenado , um resíduo à base de nitrogênio. Existem três tipos principais.
O mais básico é a amônia , uma molécula altamente tóxica com um único nitrogênio que é o subproduto natural da quebra de aminoácidos. A amônia precisa ser constantemente eliminada do corpo e requer muita água para isso, portanto, criaturas que evoluíram e vivem na água geralmente descartam os resíduos dessa maneira, como os peixes.
Outro resíduo nitrogenado é a uréia , uma molécula ligeiramente tóxica com dois átomos de nitrogênio. Os mamíferos descartam os resíduos de nitrogênio como uréia, que requer mais energia para ser produzida, mas menos água para ser eliminada, de modo que pode se acumular no corpo um pouco mais.
A última das principais formas de resíduo é o ácido úrico , uma molécula não tóxica com quatro átomos de nitrogênio. Isso requer mais energia para produzir, mas elimina a maior parte do nitrogênio, requer pouca água e não é tóxico, por isso é útil para animais que colocam ovos duros como répteis e pássaros. Nem tudo na natureza daria um grande protetor de tela, mas quando você pensa em como isso funciona bem, tem que admitir que é muito legal.