Wydalanie to jeden z procesów fizjologicznych, który polega na usunięciu z organizmu zbędnych, często toksycznych, dla niego produktów przemiany materii. Związki te mogą mieć postać gazów, płynów lub substancji stałych. Duże znaczenie w wydalaniu odgrywa woda, która będąc uniwersalnym rozpuszczalnikiem ułatwia zachodzenie wielu reakcji biochemicznych, a także wchodząc w skład płynów ustrojowych ułatwia transport związków wydalanych do specjalnych przewodów i narządów wydalniczych, a następnie na zewnątrz organizmu. Wydalenie odbywa się za pomocą specjalnych narządów wydalniczych, poprzez płuca (dwutlenek węgla) i skórę. W zależności od zaawansowania budowy organizmu oraz środowiska życia, może on wydalać całą powierzchnią ciała, lub poprzez narządy wydalnicze o różnej budowie i udoskonaleniach. Poprzez wydalanie zmienia się jednocześnie ciśnienie osmotyczne w komórkach, co musi być zrekompensowane napływem wody do komórki na drodze dyfuzji. Narządy wydalnicze są także regulatorami ciśnienia osmotycznego komórek i tkanek.
Rozpoczynając od najprostszych organizmów, czyli pierwotniaków należy powiedzieć, że wiele z nich to organizmy jednokomórkowe, a zatem usuwają produkty przemiany materii całą powierzchnią ciała poprzez dyfuzję, a biorą w tym udział wakuole tętniące i błona komórkowa. W przypadku tych organizmów niezmiernie ważne jest utrzymanie turgoru i stężenia substancji rozpuszczonych w komórce na stałym poziomie. Problemy osmoregulacji uzależnione są ściśle od środowiska, w którym żyje dany organizm. W środowisku lądowym zazwyczaj nie ma dobrego dostępu do wody, a zatem organizmu muszą ją oszczędzać, natomiast w środowisku wodnym wody jest pod dostatkiem, natomiast problem stanowią różne związki w niej rozpuszczone, które wnikają do komórki, lub, gdy jest ich mniej w na zewnątrz powodują ich wydostawanie się z komórki. Często zdarza się, że funkcje wodniczki tętniącej w środowisku morskim zostają przejęte całkowicie przez błonę komórkową.
Gąbki są organizmami, których strategią życiową jest filtrowanie wody, z której czerpią zarówno tlen jak i cząstki pokarmowe. Woda dostaje się do organizmu poprzez liczne pory znajdujące się na zewnętrznej powierzchni ciała. U bardziej uorganizowanych grup woda przechodzi następnie przez system kanałów umieszczonych w ciele, gdzie oddaje tlen i substancje odżywcze, a następnie przechodzi do jamy paragastralnej, skąd poprzez otwór zwany osculum usuwana jest na zewnątrz organizmu. Wydalanie u gąbek polega na bezpośredniej dyfuzji produktów przemiany materii z komórek na zewnątrz organizmu, lub początkowo do mniejszych jam ciała, a później na zewnątrz.
Jamochłony są również bardzo prostymi organizmami dwuwarstwowymi (Diblastica). Centralną część ciała stanowi jama chłonąco-trawiąca, gdzie odbywa się trawienie pokarmu, a niestrawione resztki usuwane są na zewnątrz organizmu tym samym otworem gębowym, którym zostały one wprowadzone, a zatem jest to także otwór odbytowy. Po strawieniu pokarmów w komórkach produkty przemiany materii usuwane są bezpośrednio na drodze dyfuzji. Jamochłony nie wykształciły jeszcze żadnego układu wydalniczego, gdyż na ich poziomie rozwoju jest on jeszcze niepotrzebny, a więc wydalanie odbywa się całą powierzchnią ciała.
Substancją będącą końcowym produktem wydalanym u pierwotniaków, gąbek, jak i u jamochłonów jest amoniak.
Robaki płaskie, czyli płazińce wykształciły już pierwotny układ wydalniczy, zwany układem protonefrydialnym. Układ ten zbudowany jest z szeregu gwiaździstych komórek płomykowych, które są zakończeniami cienkich, kapilarnych przewodów, oplatających całe ciało. Te cienkie kapilary łączą się w coraz grubsze, które biegną parzyście po bokach ciała. Uchodzą one na zewnątrz zwykle w tylnej części ciała często wspólnym otworem wydalniczym. Komórka płomykowa ma gruszkowaty kształt i na końcu jest nieco spłaszczona. W tym miejscu zaopatrzona jest ona w szereg wyrostków plazmatycznych, które wnikają w przestrzenie między komórkami parenchymy, a poruszając się wywołują ruch cieczy, która następnie na zasadzie dyfuzji przemieszcza się do wnętrza komórki, a następnie do kanalika odprowadzającego. W cytoplazmie komórki płomykowej, pod jądrem komórkowym znajdują się wici zebrane w wiązkę, które skierowane są do światła kanalika, a przesuwając wydaliny zebrane z parenchymy. Zasadniczą i pierwotną funkcją tego układu u płazińców nie jest samo wydalanie produktów przemiany materii, a osmoregulacji. Dobrze jest to widoczne na przykładzie płazińców żyjących w wodach słodkich. Woda wnika do ich organizmów bezustannie, dlatego musiały one rozwiązać ten problem nadmiaru wody. O słuszności tego założenia może świadczyć fakt, że np. wirki morskie, żyjące w wodach słonych, (gdzie stężenie soli mineralnych i innych związków jest poza organizmem znacznie większe niż w wodach słodkich, przez co woda nie wnika do organizmu), które nie posiadają układu wydalniczego. Zasadniczo zbędne produkty przemiany materii u robaków płaskich gromadzone są w komórkach żernych, znajdujących się w parenchymie. Stosunkowo prostą budowę układu wydalniczego posiadają pasożyty wewnętrzne należące do robaków płaskich np. tasiemiec, natomiast nieco bardzie złożoną, z większą liczbą kanalików i komórek płomykowych możemy zaobserwować u przywr.
Obleńce posiadają zasadniczo układ wydalniczy typu protonefrydialnego, ale jest to układ znacznie uproszczony, zanikły, bowiem komórki płomykowe. Często są to tak jak u glisty ludzkiej dwa długie kanały biegnące wzdłuż całego ciała, po jego bokach, a umieszczone są w wałkowatych zgrubieniach hipodermy, zwanych liniami bocznymi. Te dwa kanały łączą się ze sobą w przedniej części ciała kanałem poprzecznym i uchodzą wspólnym otworem na zewnątrz. Końce kanałów są niedrożne, zakończone ślepo. Cały układ, patrząc na niego z góry przypomina kształtem literę "H". U niektórych przedstawicieli typu występuje tylko jeden a kanałów. Same kanały są utworzone przez jedną, lub czasem dwie komórki, posiadające duże jądro. Podobnie jak w przypadku robaków płaskich, także i w przypadku obleńców głównym zadaniem układu wydalniczego jest usuwanie z organizmu wody i ogólnie osmoregulacja. Właściwy proces wydalania produktów przemiany materii jest natomiast związany z występowaniem gwiaździstych komórek fagocytarnych. Mogą one wchłaniać obce ciała (np. komórki bakteryjne) i włączać je do obiegu. Formy wolno żyjące zaopatrzone są w jednokomórkowe gruczoły wydalnicze, które zwane są gruczołami szyjnymi i ogonowymi.
Pierścienice wykazują już większe zaawansowanie w budowie układu wydalniczego. Jest to układ typu metanefrydialnego, a jego budowa związana jest z metameryczną budową ciała pierścienic. W każdym segmencie znajduje się pojedyncze metanefrydium. Składa się ono z urzęsionego lejka, który skierowany jest do wtórnej jamy ciała oraz ze spiralnie skręconej cewki, która przebijając się przez przegrodę międzysegmentalną otwiera się w następnym segmencie z boku ciała i na zewnątrz. Taki układ metanefrydialny może być dodatkowo zmodyfikowany poprzez solenocyty. Są to komórki, które zamykają kanaliki wydalnicze, zamiast urzęsionych lejków, są one także otoczone niewielkimi, delikatnymi cewkami, których rozmieszczenie przypomina kształtem stożek. Ponadto każda z tych ceweczek posiada długą nić. Co ważne, u pierścienic po raz pierwszy układ wydalniczy oprócz funkcji osmoregulacyjnej służy także do wydalania produktów przemiany materii.
Stawonogi posiadają narządy wydalnicze podobne w budowie do gruczołów pierścienic, lub cewki Malpighiego, głównie w zależności od środowiska, w którym żyją. Organizmy żyjące w wodzie zwykle nie mają większych problemów z wydalaniem, dlatego układ wydalniczy jest zbudowany prosto (np. gruczoły czułkowe), a wydalany jest głównie amoniak. Stawonogi żyjące na lądzie muszą oszczędzać wodę, a więc wykształciły nieco bardziej skomplikowany układ wydalniczy (cewki Malpighiego). W zależności od tego, gdzie gruczoły są umieszczone wyróżnić można gruczoły czułkowe (np. u raka), gruczoły szczękowe (np. u rozwielitki) i gruczoły biodrowe (np. u młodych form pajęczaków). Wszystkie są gruczołami parzystymi, a u skorupiaków występują jednocześnie dwa typy (czułkowe i szczękowe), ale zazwyczaj tylko jedne z nich są czynne. Gruczoł czułkowy składa się z celomatycznego woreczka, labiryntu i przewodu wyprowadzającego z otworem otwierającym się na zewnątrz ciała. Cewki Malpighiego mają postać cienkich wypuklin jelita środkowego lub tylnego, które są ślepo zakończonymi rurkami rozmieszczonymi w całym organizmie. Opłukiwane są przez płyny ciała, a w tym czasie nabłonek cewek wychwytuje na drodze osmozy produkty przemiany materii, odprowadzając je następnie do jelita, a stąd już są one usuwane na zewnątrz. W tym przypadku produktem wydalanym jest kwas moczowy lub guanina.
U mięczaków mamy już do czynienia z pierwotną pranerką, która przypomina nieco zmodyfikowane metanefrydia. U różnych grup systematycznych może to być narząd parzysty lub nieparzysty (ślimaki). U małży występują parzyście i nazywane są narządami Bojanusa. Oprócz tego małże posiadają także organ Kebera, który znajduje się w przedniej ścianie osierdzia. U wszystkich mięczaków układ wydalniczy rozpoczyna się urzęsionymi lejkami, które przylegają do osierdzia, a które następnie przechodzą w nerki, o nieco workowatym pokroju z licznymi przegrodami. Produkty przemiany materii zbierane są z krwi przez nabłonek nerek, a następnie odprowadzane moczowodem do jamy płaszczowej, bezpośrednio lub poprzez wcześniejsze połączenie się z układem pokarmowym. Taki rodzaj narządów wydalniczych, jakie możemy obserwować u mięczaków nazwany został pranerką, ponieważ jeszcze, tak jak u pierścienic kontaktuje się ona z wtórną jamą ciała, ale także zbiera produkty poreakcyjne z krwi, co charakterystyczne jest dla nerek zwierząt wyżej uorganizowanych. Podobnie jak u stawonogów rodzaj wydalanych związków zależy od środowiska życia. W środowisku wodnym najczęściej wydalany jest amoniak, natomiast w lądowym kwas moczowy, który jest ciałem stałym i szybko wytrąca się z roztworu, a zatem zapewnia oszczędność wody podczas wydalania.
U szkarłupni, które żyją w ogromnej większości na dnie mórz o dość dużym zasoleniu, nie ma specjalnie wykształconego układu wydalniczego. Jego funkcje spełniają liczne komórki ameboidalne, które rozmieszczone są i krążą w obrębie wtórnej jamy ciała. Zbierają one produkty przemiany materii, a kiedy są one już nimi całkowicie wypełnione usuwane są na zewnątrz organizmu poprzez skrzela skórne lub poprzez układ ambulakralny (nóżki ambulakralne). Poza tym część szkodliwych produktów jest zwyczajnie gromadzona w niektórych częściach organizmu i niewydalana, pozostaje tam do końca życia. Ponadto w stosunku do otoczenia, w którym żyją są one izoosmotyczne, dlatego osmoregulacja nie sprawia im większych trudności.
Typ strunowców dzieli się na trzy podtypy, są to osłonice, bezczaszkowce i kręgowce. U osłonic brak jest jakiegokolwiek, wyspecjalizowanego układu wydalniczego, w związku z bardzo prymitywną, uwstecznioną budową całego organizmu. Funkcje układu wydalniczego pełnią u osłonic pojedyncze komórki (mogą występować także w skupieniach), które gromadzą produkty przemiany materii i są rozmieszczone w całym organizmie. Głównym przedstawicielem bezczaszkowców jest lancetnik. Występują u niego narządy wydalnicze przypominające metanefrydia pierścienic. Takich narządów występuje ok. 90 par, znajdują się one w okolicach szczelin skrzelowych, a zatem na dwie szczeliny skrzelowe przypada jedno nefrydium. Każda cewka nefrydialna połączona jest jedną stroną z wtórną jamą ciała, natomiast z drugiej strony komunikuje się z jamą okołoskrzelową, do której z kolei wydalane są produkty przemiany materii i ostatecznie usuwane z organizmu przez atrioporus. Końcowe odcinki narządów, skierowane do wtórnej jamy ciała pokryte są solenocytami, które, jak wspomniano wcześniej posiadają na swych końcach cieniutkie wici, które wywołują ruch dostających się do cewki produktów w stronę jamy okołoskrzelowej. Jako, że lancetnik jest zwierzęciem żyjącym w wodzie, produktem wydalania jest amoniak.
Najbardziej zróżnicowanych i zaawansowanym ewolucyjnie podtypem strunowców są kręgowce. U kręgowców głównym narządem układu wydalniczego są parzyste nerki o różnym stopniu zaawansowania w zależności od złożoności budowy gromady. Jednostką budującą nerki jest nefron, w którym zachodzi przesączanie płynów ciała i odbieranie produktów przemiany materii, a także nadmiaru wody z organizmu. Następnie przesącz może być kilkakrotnie filtrowany, a później usuwany z nerek moczowodem do kloaki, gdzie łączą się układy wydalniczy, rozrodczy i pokarmowy, lub bezpośrednio do otworu wydalniczego i na zewnątrz. Różnorodność budowy układu wydalniczego u kręgowców jest taka sama jak zróżnicowanie ich samych.
Najprymitywniejszą gromadą kręgowców są kręgouste (bezżuchwowce), do których zaliczamy m.in. minoga rzecznego. Układ wydalniczy stanowią u niego dwa pranercza, które położone są po grzbietowej stronie ciała. Przewody, które odchodzą on pranerek nazywane są kanałami Wolffa i uchodzą one w tylnej części ciała w zatoce moczopłciowej, które znajduje się poza otworem odbytowym. Pierwszymi żuchwowcami są ryby. Narządem układu wydalniczego są dwie pranerki u form dorosłych, natomiast u larwalnych występują przednerki, które u dorosłych występują w formie szczątkowej. Mają one wydłużony kształt i często są zrośnięte w przedniej lub tylnej części ciała. U kostnoszkieletowych i jesiotrowatych w przedniej części nerki brak jest ciałek Maplighiego. W tym miejscu nerka przerośnięta jest tkanką limfoidalną. Większość ryb, z wyjątkiem kostnoszkieletowych przekształciła przewody Müllera także w jajowody, natomiast przewody Wolffa pełnią rolę moczowodów u samic, a u samców pełnią także rolę nasieniowodów. U ryb kostnoszkieletowych przewody Wolffa pełnią tylko rolę moczowodów, podczas gdy kanały wyprowadzające układu rozrodczego wykształcają się zupełnie oddzielnie. Moczowody uchodzą na zewnątrz oddzielnym otworem lub w kloace. Ryby muszą także kontrolować zawartość wody i soli mineralnych w organizmie. Procesy te przebiegają inaczej w zależności od środowiska, w którym żyją (hipertoniczne - woda słodka i hipotoniczne - woda morska w stosunku do środowiska wewnętrznego organizmu). U płazów występują dwie spłaszczone pranerki, które znajdują się po obu stronach kręgosłupa w części grzbietowej. Nerki poprzez moczowody uchodzą do kloaki. Po przeciwnej stronie ujścia moczowodów do kloaki uchodzi także pęcherz moczowy, który wykształca się po brzusznej stronie kloaki. Oprócz tego, do nerek przylegają także nadnercza, które są istotnym narządem wydzielania wewnętrznego. Formy larwalne płazów (skrzelodyszne) wydalają mocznik, natomiast formy dorosłe mocznik. Gady wykształciły już zanercza, czyli nerki właściwe. Występują one także parzyście i mają postać zwartych tworów przylegających do tylnej ściany ciała w okolicy pasa miednicowego. Ich kształt jest zależny od grupy systematycznej. Nerki przechodzą w moczowód, który otwiera się do kloaki, lub jak u żółwi i niektórych jaszczurek do pęcherza moczowego. Układ rozrodczy i wydalniczy mają oddzielne ujścia. Produktem, który jest wydalany przez gady jest kwas moczowy. Narządy wydalnicze ptaków, podobnie jak gadów stanowią zanerki. Są one trójpłatowe i umieszczone po stronie grzbietowej w okolicy miednicy. Od każdej nerki odchodzi moczowód, który uchodzi w kloace, gdzie zostaje z niego odfiltrowana woda, która wykorzystywana jest ponownie przez organizm, a kał nabiera stałej konsystencji. W związku z tym, że ptaki nie posiadają pęcherza moczowego nie mogą zatrzymywać moczu w organizmie. Mocz składa się głównie z kwasu moczowego (kryształy) i wydalany jest razem z kałem, tworząc kałomocz. Ssaki to najwyżej uorganizowana gromada kręgowców. U nich także występują nerki ostateczne. Położone są na tylnej ścianie jamy brzusznej i połączone są z moczowodami, które uchodzą do pęcherza moczowego, a następnie do cewki moczowo-płciowej u samców i cewki moczowej u samic. Jednostką funkcjonalną, a także strukturalną nerki jest nefron, zbudowany z torebki Bowmana i długiego krętego kanalika, w którym zachodzi resorpcja wody i potrzebnych organizmowi związków, a pozostaje mocznik (dobrze rozpuszczalny w wodzie) i inne substancje toksyczne, które są wydalane.
Wraz z ewolucją organizmów, coraz większą komplikacją ich budowy i rosnącym tempem metabolizmu rosło także zaawansowanie budowy układu wydalniczego. Jest on, bowiem niezbędny do usuwania z organizmu szkodliwych produktów poreakcyjnych. Gdyby nie układ wydalniczy, zaczęłyby one zalegać w organizmie, czego rezultatem byłaby szybka śmierć, na skutek zatrucia.
