El meollo de esta pregunta es el metabolismo del nitrógeno, así que lo mencionaré. Como se menciona en la respuesta de Joshua Engel, la razón más grande e importante para que los animales terrestres almacenen urea en un recipiente separado (la vejiga) es permitir la retención de agua. Tenga en cuenta que los riñones proporcionan esta función; la vejiga es simplemente una bolsa con suministro de sangre y algunos nervios. No todos los animales tienen / necesitan vejigas. La razón por la que nosotros, los humanos y otros mamíferos, necesitamos una vejiga es porque excretamos urea. Hay otras formas de procesar el nitrógeno: comenzando por convertirlo en amoníaco [4], luego en urea [3] y finalmente en ácido úrico [5] (en orden descendente de toxicidad, pero aumentando el uso de energía para la conversión). Debo señalar que el primer subproducto de cualquier proceso de descomposición nitrogénica es el amoníaco.
Los animales acuáticos, digamos un pez genérico, no necesitan ni usan una vejiga. Utilizan la menor cantidad de energía posible para metabolizar el nitrógeno y, como consecuencia, quedan con amoníaco como subproducto. Sin embargo, el amoníaco es altamente tóxico ya que es un anión y puede interferir con mucha actividad nerviosa y / o comer el tejido biológico que está cerca. La solución del pez para esto es simplemente dejar salir el amoníaco al agua. ¿Por qué almacenar algo tan peligroso cuando estás literalmente sumergido en un sustrato que disolverá el amoníaco? Sin embargo, se necesitan aproximadamente 400 ml de agua para absorber 1 g de amoníaco [1]. Esto no tendría sentido para los animales terrestres.
Luego llegamos a los mamíferos, para lo cual usaré a los humanos como modelo. Como nos hemos desarrollado lejos del agua salada, es de suma importancia para nosotros ahorrar tanta agua dulce como sea posible. Esto tiene un precio en lo que respecta al consumo de nitrógeno: gastamos mucha energía convirtiendo amoníaco en urea en el hígado, y usamos los riñones para reabsorber el agua que transporta la urea. Si desea obtener más información al respecto, observe la nefrona dentro del riñón [2]. Una ventaja adicional para nosotros es que, además de filtrar el agua, los riñones también absorben las sales necesarias e incluso (potencialmente) proteínas pequeñas. Nuestros cuerpos están preparados para mantenerse tanto como sea posible, manteniéndonos en funcionamiento hasta que encontremos las siguientes fuentes de agua y alimentos. Puede que ahora no parezca tener sentido, ya que seguramente podríamos correr la ducha todo el día y sangrar el amoníaco en el agua, pero eso parece poco práctico. La razón por la que mantenemos la urea en la vejiga es porque todavía necesita un poco de agua para mantenerla a un pH seguro. Debo señalar que, aunque no es tan tóxica como el amoníaco, la urea no es segura por sí sola. Si tuviéramos que enviar la urea a través de los intestinos, se reabsorbería de nuevo en el cuerpo, lo que provocaría una acumulación tóxica, o se condensaría en el intestino grueso y causaría una descomposición tóxica del tejido local.
Finalmente, podemos observar a las aves (o reptiles, que hacen más o menos lo mismo). Es decir, en lugar de tratar de almacenar amoníaco, o incluso urea, las aves convierten ese amoníaco en ácido úrico. El ácido úrico suena como un ácido y, por lo tanto, es peligroso, pero en realidad es la forma menos tóxica para los subproductos de nitrógeno. Esto significa que se puede almacenar en cantidades más altas y / o más concentradas antes de la excreción. Esto tiene el costo de una acción metabólica altamente incrementada (requiere la mayor cantidad de energía). Las aves excretan el ácido úrico en sus heces para permitir la máxima reabsorción de agua útil. Tanto las aves como los reptiles, si es necesario, pueden ingerir agua salada para ayudar a diluir el ácido úrico. Separan las sales y excretan el exceso de sal en sus narices, que son óseas y no se ven dañadas por esta acumulación iónica.
Entonces, al final, los humanos y otros mamíferos orinan para deshacerse de la urea. Pero para hacerlo, necesitamos mantener la urea rodeada por al menos un poco de agua, ya que todavía es relativamente tóxica. El globo que es nuestra vejiga se usa como contenedor y realmente no es mucho más, y secuestra la urea potencialmente peligrosa. Todo se reduce al equilibrio metabólico: utilizamos más energía que los peces, pero menos que las aves. Excretamos un subproducto menos peligroso que el pescado, pero un subproducto más peligroso que las aves y los reptiles.
Puede encontrar más información sobre el consumo de nitrógeno, el procesamiento y la excreción entre los tres tipos diferentes de animales enumerados anteriormente en este excelente artículo de revisión: [1].
Editar: Encontré esto fascinante mientras leía el artículo [1], así que pensé en citarlo:
Durante la evolución de los animales terrestres, el agua
La conservación se convirtió en una preocupación importante. Más terrestre
los animales convierten el amoniaco en urea o ácido úrico,
compuestos que pueden concentrarse en los fluidos corporales a un mayor
extensión que el amoniaco sin efecto tóxico. La urea requiere aproximadamente
10 veces menos agua que el amoníaco para la excreción, mientras que úrico
el ácido es altamente insoluble y requiere aproximadamente 50 veces menos agua.
Los animales terrestres, por lo tanto, pueden conservar simultáneamente
agua y eliminar desechos nitrogenados.
[1] http://jeb.biologists.org/conten …
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Nep …
[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Ure …
[4] http://en.wikipedia.org/wiki/Amm …
[5] http://en.wikipedia.org/wiki/Uri …
