إفراغ

قبل الخوض في التفاصيل، الإفراغ أو الإخراج هو التخلص من الفضلات الأيضيَّة، وهي عمليةٌ أساسيَّةٌ في الكائنات الحيَّة جميعها. تحدث في الفقاريات بشكلٍ أساسيٍ عبر الرئتين و والجلد، وتختلف عن الإفراز بأنَّ المادة المُفرَزة ذات مهامٍ محددةٍ بعد مغادرة الخلية. مثلًا تفرغ الثدييات المشيميَّة البول من المثانة عبر الإحليل، وهو جزءٌ من الجهاز الإفراغي. كما أنَّ الكائنات وحيدة الخليَّة تفرغ الفضلات مباشرةً عبر سطح الخليَّة. ونتناول فيما يلي مزيدًا من التفاصيل.

وعلى صعيد آخر، تفرغ الطيور فضلاتها النيتروجينيَّة على شكل حمض البول ويكون مشابهًا للعجينة، وعلى الرغم أنَّ هذه العملية أكثر كلفةً من الناحية الأيضيَّة، إلا أنها تسمح بالاحتفاظ بالماء بكفاءةٍ أكبر ويمكن تخزينها بسهولة أكبر في . كما يمكن للعديد من أنواع الطيور، وخاصةً الطيور البحرية، إفراغ الملح عبر الغدد الملحيَّة الأنفيَّة المتخصصة، حيث يخرج المحلول الملحي من خلال فتحات الأنف في المنقار.

وفي السياق ذاته، تحدث عدة تفاعلاتٍ كيميائيَّة في الجسم أثناء الأنشطة الحياتية مثل التنفس الخلوي، وتُعرف هذه التفاعلات باسم الأيض، حيث تُنتج فضلاتٍ مثل ثنائي أكسيد الكربون والماء والأملاح واليوريا وحمض البول. يؤدي تراكم هذه الفضلات بمستوياتٍ تتجاوز حدًا معينًا داخل الجسم إلى الإضرار به، لذلك تعمل الأعضاء الإفراغيَّة أو الإخراجيَّة على إزالة هذه الفضلات الأيضيَّة.

ومن ناحية أخرى، تفرغ النباتات الخضراء ثنائي أكسيد الكربون والماء باعتبارها نواتج تنفسيَّة. تستعمل هذه النباتات ثنائي أكسيد الكربون الناتج عن عملية التنفس في عملية التخليق الضوئي، أما الأكسجين فيُعتبر منتجًا ثانويًا عن هذه العمليَّة، فإنه يخرج عبر الثغور وجدران الخلايا الجذريَّة وغيرها من الطرق. قد تتخلص النباتات من الماء الزائد عبر النَتْح أو التعرُّق . لقد ثبت أنَّ الورقة تعمل حاملةً للإفراغ، وذلك علاوةً لكونها عضوًا أساسيًا في عملية التخليق الضوئي، تُستعمل كذلك لإفراغ الفضلات السامّة عبر الانتشار. تُطرح الفضلات الأخرى التي تفرزها بعض النباتات، مثل الراتنج واللثى والعصارات وغيرها، من داخلها بواسطة الضغوط الهيدروستاتيكيَّة داخل النبات وبواسطة قوى الامتصاص لخلايا النبات. لا تحتاج هذه العمليات الأخيرة إلى طاقةٍ إضافيَّة، فهي تعمل بشكلٍ سلبي. ومع ذلك، خلال مرحلة ما قبل الانفصال، تكون المستويات الأيضيَّة للورقة مرتفعة. تفرغ النباتات كذلك بعض الفضلات في التربة المحيطة بها.

وفي هذا السياق، المنتجات الإفراغيَّة الرئيسية في الحيوانات هي ثنائي أكسيد الكربون والأمونيا (في مفرغات الأمونيا) واليوريا (في مفرغات اليوريا) وحمض البول (في مفرغات البول) والغوانين (في العنكبيات) والكرياتين. يُصفِّي الكبد والكلى الكثير من المواد من الدم (مثلًا عبر الإفراغ الكلوي)، ثم تفرغ المواد المصفّاة من الجسم في البول والبراز.

ومن ناحية أخرى، تفرغ الحيوانات المائيَّة عادةً الأمونيا مباشرةً في البيئة الخارجيَّة، حيث يتمتع هذا المركب بقابليةٍ عالية للذوبان ويتوفر الكثير من الماء لتخفيفه. أما في الحيوانات الأرضيَّة، تحوّل المركبات الشبيهة بالأمونيا إلى موادٍ نيتروجينية أخرى، أي اليوريا، والتي تكون أقل ضررًا حيث توجد كمية أقل من الماء في البيئة، كما أنَّ الأمونيا نفسها سامة. تسمى هذه العملية بإزالة السميَّة .

وفي السياق ذاته، أما في الحشرات، فيستعمل نظامُ يتضمن نبيبات ملبيغي لإفراغ الفضلات الأيضيَّة، حيث تنتشر هذه الفضلات أو تنقل بشكلٍ نشطٍ إلى الأنبوب، والذي ينقلها بدوره إلى الأمعاء، ثم تطرح من الجسم مع المادة البرازيَّة.