为什么合弓纲以尿素的形式排出体内含氮废料，而蜥形纲则以尿酸的形式排出？ 第1页

“以尿素形式排泄含氮废物”在自然界是普遍存在的，许多单细胞生物就有尿素循环了，排泄尿酸较为少见，一般认为出现在“氮代谢过程中使用的水比较少”的物种身上。

这些区别在根本上来自演化过程中常见的基因丢失与假基因化：

• 细胞失去了过去依靠的特定基因，不得不另找办法应付；
• 应付的手段若能维持生存繁殖，便可能作为新的可遗传性状传给后代。

动物演化过程中，参与嘌呤代谢和含氮废物排出的酶对应的基因屡次丢失，相关代谢途径多次简化。水生动物排泄的含氮废物主要是氨，其毒性较高，排泄过程需要大量的水来稀释^[1]。陆生动物丢失了尿素酶^[2]基因，将尿酸、尿素之类排出是另找的办法，并各自有一些优点。

题目所说的“感觉完全不如”的感觉是不准确的：

• 排泄尿酸比排泄尿素需要更多的能量，其优点在于尿酸低毒、在水中的溶解度低，可以浓缩成少量的白色糊状物，节约排泄使用的水；
• 一些两栖类和大部分哺乳类排泄尿素所用的尿液，其实也比排氨节水得多^[3]，而且可以在排泄尿素的同时送出更多的肌酸酐等代谢废物、送出一些电解质来调节身体的电解质平衡；
• 斑点狗主要排泄尿酸，而不是尿素，因为其尿素循环所需的一个转换酶基因意外损坏。该犬种的排泄系统并不比其它犬节约水，还更容易发生尿酸盐结石型的肾结石（尤其多见于十岁以上的雄性犬），你由此可以预期“哺乳类在当前的肾构造下突变成排泄尿酸，并不能算有利性状”；
• 非人哺乳类通常靠尿酸氧化酶将血中的尿酸转化为5-羟基异尿酸，该物质与过氧化物反应形成尿囊素，可进一步转化为尿囊酸、乙醛酸、尿素等，有效地排出体外，基本上不会发生痛风。
• 相比之下，鸟类、大多数爬行类的尿酸排泄能力较为有限，人养殖的鸟类和爬行类宠物有时会出现痛风发作，一些恐龙化石上也有痛风留下的痕迹。

灵长类的祖先在数千万年前丢失了自行制造维生素C的能力，尿酸有较强的抗氧化能力、ROS清除能力，演化促使灵长类的血尿酸水平升高。

1000万年到2200万前，人类·黑猩猩·大猩猩的共同祖先、长臂猿的祖先各自发生了“尿酸氧化酶基因突变为假基因”的事件，不再能将尿酸代谢为尿囊素，血尿酸浓度变得比过去高3到10倍。这使人科动物比其它生物更容易患痛风。

与此同时，尿酸可以帮助维持血压，并有一定的神经刺激作用和免疫相关调节作用，这可能在一定程度上使人科动物变得更适合直立行走、反应更敏捷，并在一定范围内帮助调节免疫功能。

在人身上，除了随尿排出，尿酸转运蛋白还可以将尿酸弄进肠道，让肠道细菌去分解。一些痛风病例的病因是突变引起的尿酸转运蛋白缺陷。

参考

1. ^ 一般需要500毫升水来排除1克氮
2. ^ 催化尿素水解成氨和二氧化碳的酶
3. ^ 一般需要50毫升水来排除1克氮