उत्सर्जन संस्था | Excretory System

उत्सर्जन प्रणाली ही एक महत्त्वाची जैविक यंत्रणा आहे, जी सजीवाच्या शरीरातून चयापचयातून निर्माण होणारे टाकाऊ व विषारी पदार्थ शरीराबाहेर काढून टाकण्याचे कार्य करते. MPSC व इतर स्पर्धा परीक्षांच्या सामान्य विज्ञान घटकात हा एक महत्त्वाचा टॉपिक आहे.

प्राण्यांची उत्सर्जन प्रणाली

प्राण्यांच्या शरीरात चयापचय क्रियांच्या परिणामी अमोनिया, युरिया, यूरिक ऍसिड यांसारखे नायट्रोजनयुक्त उत्सर्जित पदार्थ तयार होतात. हे पदार्थ सामान्यतः लघवी व घामाद्वारे शरीराबाहेर टाकले जातात. याशिवाय कार्बन डायऑक्साइड, कीटोन बॉडीज, बिलीरुबिन, बिलीव्हरडिन हे पदार्थही उत्सर्जित होतात.

प्राणी उत्सर्जित करत असलेल्या नायट्रोजनयुक्त टाकाऊ पदार्थांच्या स्वरूपानुसार त्यांचे वर्गीकरण केले जाते — मासे व बहुतेक जलचर प्राणी अमोनिया उत्सर्जित करतात (Ammonotelic), सस्तन प्राणी व बहुतांश प्रौढ उभयचर युरिया उत्सर्जित करतात (Ureotelic), तर पक्षी व सरपटणारे प्राणी यूरिक ऍसिड उत्सर्जित करतात (Uricotelic).

प्राण्यांच्या उत्सर्जन प्रणालीचे प्रकार

प्रोटोनेफ्रिडिया (ज्वाला पेशी)

प्लॅनेरियासारख्या फ्लॅटवर्म्समध्ये (प्लेटिहेल्मिंथिस) आढळतात. या रचनेत 'ज्वाला पेशी' (Flame cells) नावाच्या विशेष पेशी असतात, ज्या शरीरातील द्रवपदार्थातून टाकाऊ पदार्थ गाळून घेतात व उत्सर्जित छिद्रांद्वारे बाहेर टाकतात.

मेटानेफ्रिडिया

गांडुळासारख्या खंडित वर्म्समध्ये (ॲनेलिडा) आढळतात. शरीराच्या प्रत्येक खंडात मेटानेफ्रिडियाची एक जोडी असते, जी कोलोमिक द्रव गाळून रक्तातील टाकाऊ पदार्थ शरीराच्या पृष्ठभागावरील छिद्रांद्वारे बाहेर टाकते.

मालपिघियन नलिका

कीटक व इतर काही आर्थ्रोपॉड्समध्ये आढळतात. या नलिका हिमोलिम्फ (कीटकांचे रक्त) मधून टाकाऊ पदार्थ गाळून पचनमार्गात सोडतात, जे पुढे विष्ठेवाटे शरीराबाहेर टाकले जातात.

नेफ्रॉन

पृष्ठवंशीय प्राण्यांच्या (मासे, उभयचर, सरपटणारे प्राणी, पक्षी, सस्तन प्राणी) मूत्रपिंडाचे हे कार्यात्मक एकक आहे. नेफ्रॉन रक्त गाळतात, आवश्यक घटकांचे पुनर्शोषण करतात आणि लघवीच्या स्वरूपात टाकाऊ पदार्थ बाहेर टाकतात.

हरित ग्रंथी (अँटेनल ग्रंथी)

कोळंबी, खेकडे व लॉबस्टरसारख्या क्रस्टेशियन प्राण्यांमध्ये आढळणारी ही ग्रंथी अँटेनाच्या (शृंगिका) पायथ्याशी असते. ती हिमोलिम्फमधून अतिरिक्त क्षार व नायट्रोजनयुक्त टाकाऊ पदार्थ काढून मूत्राच्या स्वरूपात बाहेर टाकते.

लवण ग्रंथी

सागरी पक्षी व काही सरपटणारे प्राणी (उदा. सागरी इगुआना) यांमध्ये आढळणारी विशिष्ट ग्रंथी, जी शरीरातील अतिरिक्त मीठ बाहेर टाकून त्यांना समुद्राचे पाणी पिऊनही निर्जलीकरण टाळण्यास मदत करते.

गुदाशय ग्रंथी

शार्कसारख्या कार्टिलेजिनस (कूर्चायुक्त) माशांमध्ये आढळते. हायपरटॉनिक सागरी वातावरणात राहताना ही ग्रंथी अतिरिक्त मीठ स्रवून शरीरातील ऑस्मोटिक संतुलन राखते.

क्लोकल ग्रंथी

काही साप व सरडे यांसारख्या सरपटणाऱ्या प्राण्यांमध्ये आढळते. ही ग्रंथी यूरिक ऍसिड स्रवते व शरीरातील पाणी वाचवण्यास मदत करते.

उत्सर्जन प्रणालीची वैशिष्ट्ये

• उत्सर्जन प्रणालीत सामान्यतः विशेष अवयव असतात, जे टाकाऊ पदार्थ गाळून बाहेर टाकतात. हे अवयव खालच्या जीवांतील साध्या रचनांपासून उच्च जीवांतील गुंतागुंतीच्या प्रणालींपर्यंत बदलतात.
• सामान्य उत्सर्जित अवयवांत मूत्रपिंड, मालपिघियन नलिका, हरित ग्रंथी व नेफ्रिडिया यांचा समावेश होतो.
• सस्तन प्राणी, पक्षी व सरपटणारे प्राणी यांसह बहुतेक पृष्ठवंशी प्राण्यांच्या उत्सर्जन प्रणालीत मूत्रपिंड मध्यवर्ती भूमिका बजावते — रक्त गाळणे, आवश्यक घटकांचे (पाणी, आयन्स) पुनर्शोषण करणे व मूत्रात टाकाऊ पदार्थ घनरूप करणे ही त्याची कार्ये आहेत.
• नेफ्रॉन हे मूत्रपिंडाचे कार्यात्मक एकक आहे. त्यात ग्लोमेरुलस, नलिका (ट्यूब्यूल) व संबंधित रक्तवाहिन्या असतात.
• कीटक व इतर आर्थ्रोपॉड्समध्ये मालपिघियन नलिकांद्वारे उत्सर्जन होते.
• ॲनेलिड्समध्ये (खंडित वर्म्स) नेफ्रिडिया उत्सर्जनासाठी जबाबदार असतात — ते मूत्रपिंडासारखे कार्य करतात.
• उभयचरांसारखे काही प्राणी त्वचेतून किंवा फुफ्फुसातूनही टाकाऊ पदार्थ बाहेर टाकतात — उदा. बेडूक त्वचेतून अमोनिया सोडतात.
• उत्सर्जन प्रणालीचे अंतिम उत्पादन म्हणजे मूत्र, ज्यात युरिया, अमोनिया, यूरिक ऍसिड आणि अतिरिक्त पाणी व आयन्स असतात.
• प्राण्याच्या आहारावर व उत्सर्जित अवयवांच्या कार्यक्षमतेवर लघवीची रचना अवलंबून असते.
• शरीरातील पाणी व आयन्सचे संतुलन राखण्यातही उत्सर्जन प्रणाली महत्त्वाची भूमिका बजावते.
• विविध प्राणी गट वेगवेगळ्या प्रकारचे नायट्रोजनयुक्त टाकाऊ पदार्थ तयार करतात — सस्तन प्राणी व बहुतांश प्रौढ उभयचर युरिया, पक्षी व सरपटणारे प्राणी यूरिक ऍसिड, तर मासे अमोनिया उत्सर्जित करतात.
• शरीरातील द्रवपदार्थांतील आम्ल-आम्लारी (pH) पातळीचे नियमन करूनही उत्सर्जन प्रणाली शरीराच्या pH संतुलनात योगदान देते.

प्राण्यानिहाय उत्सर्जन यंत्रणा

अमीबाची उत्सर्जन यंत्रणा

अमीबासारख्या एकपेशीय जीवांची उत्सर्जन यंत्रणा साधारण सारखीच असते. चयापचयातील टाकाऊ पदार्थ पेशीपटलातून प्रसरण (Diffusion) क्रियेने बाहेर टाकले जातात किंवा संकोचशील रिक्तिकेत (Contractile vacuole) साठवले जातात. ही रिक्तिका हळूहळू फुगते, शरीराच्या पृष्ठभागापर्यंत पोहोचते व फुटून टाकाऊ पदार्थ बाहेर टाकते.

हायड्रा व स्पंजचे उत्सर्जन

हायड्राच्या शरीरात स्वतंत्र उत्सर्जन प्रणाली नसते. टाकाऊ पदार्थ साध्या प्रसरण क्रियेद्वारे शरीराबाहेर टाकले जातात. स्पंजची उत्सर्जन प्रणालीही याच पद्धतीने कार्य करते.

फ्लॅटवर्म्सचे उत्सर्जन

प्लॅनेरिया व टेपवर्म्ससह फ्लॅटवर्म्सचा मुख्य उत्सर्जन अवयव म्हणजे ज्वाला पेशी (Flame cells), ज्या प्रोटोनेफ्रिडिया या रचनेचा भाग आहेत.

गांडुळांचे उत्सर्जन

नेफ्रिडिया हा गांडुळाचा मुख्य उत्सर्जित अवयव आहे. बहुतेक गांडुळांच्या शरीरपोकळीच्या दोन्ही बाजूंना वळणदार नलिकांसारखे नेफ्रिडिया असतात. प्रत्येक नेफ्रिडियममध्ये कीपसारखी नेफ्रोस्टोम, अरुंद वळणदार नलिका व नेफ्रिडिओपोर असते. जळूंची उत्सर्जन प्रणाली गांडुळांसारखीच असते.

कोळंबीची उत्सर्जन प्रणाली

कोळंबीची उत्सर्जन प्रणाली म्हणजे हरित ग्रंथींची (Green glands) एक जोडी, जी दुसऱ्या अँटेनाच्या (शृंगिकेच्या) पायथ्याशी असते. ही ग्रंथी उत्सर्जन कोशिकेशी (bladder) पार्श्व नलिकांच्या दोन जोड्यांद्वारे जोडलेली असते.

कीटकांचे उत्सर्जन

कीटक, अर्किनिड्स व इतर काही आर्थ्रोपॉड्सची मुख्य उत्सर्जन प्रणाली म्हणजे मालपिघियन नलिका. कीटकांतील या नलिका केसांसारख्या पातळ असतात व मध्य-पश्च आतड्याच्या जंक्शनवर गुच्छांच्या स्वरूपात असतात.

खेकड्यांचे उत्सर्जन

खेकड्यांचा उत्सर्जन अवयव हरित ग्रंथी (अँटेनल ग्रंथी) आहे, जी अँटेनाच्या पायथ्याशी स्थित असते. प्रत्येक ग्रंथीत मोठी सॅक्युल किंवा वळणदार नलिका (labyrinth) व लहान मूत्राशय (bladder) असते.

लक्षात ठेवा: कॉक्सल ग्रंथी ही कोळी (spider) व विंचवासारख्या अर्किनिड्समध्ये आढळणारी उत्सर्जन रचना आहे — खेकड्यांत नाही. खेकडे व कोळंबीचा उत्सर्जन अवयव हरित ग्रंथी (अँटेनल ग्रंथी) आहे.

पृष्ठवंशीय प्राण्यांचे उत्सर्जन

मूत्रपिंड हा पृष्ठवंशी प्राण्यांचा मुख्य उत्सर्जन अवयव आहे. मूत्रपिंडात मूत्र तयार होऊन स्रवले जाते. पृष्ठवंशी प्राण्यांमध्ये (मासे, उभयचर, सरपटणारे प्राणी, पक्षी व सस्तन प्राणी) मणक्याच्या दोन्ही बाजूंना, पृष्ठभागाच्या भिंतीलगत असलेल्या शरीरपोकळीत दोन मूत्रपिंड असतात.

तुलनात्मक तक्ता — प्राणी व त्यांचे उत्सर्जन अवयव

प्राणी व त्यांचे उत्सर्जन अवयव — तुलनात्मक तक्ता

MPSC परीक्षेसाठी महत्त्वाचे मुद्दे

• अमिबा — संकोचशील रिक्तिकेद्वारे उत्सर्जन (कोणताही निश्चित अवयव नाही)
• फ्लॅटवर्म्स (प्लॅनेरिया) — ज्वाला पेशी / प्रोटोनेफ्रिडिया
• गांडूळ, जळू — नेफ्रिडिया
• कोळंबी, खेकडे, लॉबस्टर — हरित ग्रंथी / अँटेनल ग्रंथी (अँटेनाच्या पायथ्याशी)
• कीटक — मालपिघियन नलिका
• कोळी, विंचू — कॉक्सल ग्रंथी
• पृष्ठवंशी प्राणी — मूत्रपिंड (नेफ्रॉन हे कार्यात्मक एकक)
• सस्तन प्राणी, प्रौढ उभयचर — युरिया उत्सर्जित (Ureotelic)
• पक्षी, सरपटणारे प्राणी — यूरिक ऍसिड उत्सर्जित (Uricotelic)
• मासे व बहुतांश जलचर प्राणी — अमोनिया उत्सर्जित (Ammonotelic)