Общая характеристика типа Хордовых

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: бесчерепные, жаберные щели, внутренний скелет, земноводные, кожа, конечности и пояса конечностей, круги кровообращения, ланцетник, млекопитающие, нервная трубка, позвоночные животные, пресмыкающиеся, птицы, рефлексы, приспособления к образу жизни, рыбы, скелет костный, скелет хрящевой, хорда.

К типу Хордовые относятся животные, имеющие внутренний осевой скелет – хорду или позвоночный столб. Хордовые животные достигли в процессе эволюции наибольшего, по сравнению с остальными типами, уровня организации и расцвета. Они живут во всех областях земного шара и занимают все среды обитания.

Хордовые – это двусторонне-симметричные животные, имеющие вторичную полость тела и вторичный рот.

У хордовых наблюдается общий план строения и расположения внутренних органов:

– нервная трубка расположена над осевым скелетом;

– под ней расположена хорда;

– под хордой находится пищеварительный тракт;

– под пищеварительным трактом – сердце.

В типе Хордовые различают два подтипа – Бесчерепные и Позвоночные. К бесчерепным относится ланцетник. Все остальные известные сегодня хордовые животные, рассматриваемые в школьном курсе биологии, относятся к подтипу Позвоночные.

В подтип Позвоночные входят следующие классы животных: Рыбы, Земноводные, Пресмыкающиеся, Птицы, Млекопитающие.

Общая характеристика хордовых. Кожные покровы позвоночных предохраняют организм от механических повреждений и других воздействий внешней среды. Кожа участвует в газообмене и выведении продуктов распада.

Производными кожи являются волосы, когти, ногти, перья, копыта, чешуя, рога, иглы и др. В эпидермисе развиваются сальные и потовые железы.

Скелет, представителей типа хордовых может быть со– единительно-тканным, хрящевым и костным. У бесчерепных – соединительно-тканный скелет. У позвоночных – хрящевой, костно-хрящевой и костный.

Мускулатура – делится на поперечно-полосатую и гладкую. Поперечно-полосатые мышцы называются скелетными. Гладкая мускулатура образует мышечную систему челюстного аппарата, кишечника, желудка и других внутренних органов. Скелетная мускулатура сегментирована, хотя меньше чем у низших позвоночных. Гладкая мускулатура не имеет сегментации.

Пищеварительная система представлена ротовой полостью, глоткой, всегда связанной с органами дыхания, пищеводом, желудком, тонким и толстым кишечником, пищеварительными железами – печенью и поджелудочной железой, которые развиваются из стенки переднего отдела кишечника. В процессе эволюции хордовых длина пищеварительного тракта увеличивается, он становится более дифференцированным на отделы.

Дыхательная система образована жабрами (у рыб, личинок амфибий) или легкими (у наземных позвоночных). Дополнительным органом дыхания у многих служит кожа. Жаберный аппарат сообщается с глоткой. У рыб и некоторых других животных он образован жаберными дугами, на которых расположены жаберные лепестки.

Легкие в ходе эмбрионального развития формируются из выростов кишечника и имеют энтодермальное происхождение.

Кровеносная система замкнутая. Сердце состоит из двух, трех или четырех камер. Кровь поступает в предсердия, а направляется в кровеносное русло желудочками. Кругов кровообращения один (у рыб и личинок земноводных) или два (у всех остальных классов). Сердце рыб, личинок амфибий – двухкамерное. У взрослых амфибий и рептилий сердце трехкамерное. Однако у рептилий появляется неполная межжелудочковая перегородка. Рыбы, амфибии и пресмыкающиеся холоднокровные животные. У птиц и млекопитающих четырехкамерное сердце. Это теплокровные животные.

Кровеносные сосуды делятся на артерии, вены и капилляры.

Нервная система эктодермального происхождения. Закладывается в виде полой трубки на спинной стороне зародыша. Центральная нервная система образована головным и спинным мозгом. Периферическая нервная система образована черепно-мозговыми и спинномозговыми нервами и взаимосвязанными нервными узлами, лежащими вдоль позвоночного столба. Спинной мозг представляет собой длинный тяж, лежащий в спинномозговом канале. От спинного мозга отходят спинномозговые нервы.

Органы чувств хорошо развиты. У первичноводных животных есть органы боковой линии, воспринимающие давление, направление движения, скорость течения воды.

Органы выделения у всех позвоночных представлены почками. Строение и механизм функционирования почек изменяется в процессе эволюции.

Органы размножения. Позвоночные раздельнополы. Половые железы парные и развиваются из мезодермы. Половые протоки связаны с выделительными органами.

Надкласс Рыбы

Рыбы появились в силуре – девоне от бесчелюстных предков. Насчитывают около 20000 видов. Современные рыбы делятся на два класса – Хрящевые и Костные. К хрящевым рыбам относятся акулы и скаты, характеризующиеся хрящевым скелетом, наличием жаберных щелей, отсутствием плавательного пузыря. К костным рыбам относятся животные, имеющие костную чешую, костный скелет, жаберные щели, прикрытые жаберной крышкой. Появление рыб обусловлено следующими ароморфозами:

– возникновением хрящевого или костного позвоночника и черепа, прикрывающего спинной и головной мозг со всех сторон;

– появлением челюстей;

– появлением парных конечностей – брюшных и грудных плавников.

Все рыбы живут в воде, имеют обтекаемую форму тела, разделенного на голову, туловище и хвост. Хорошо развиты органы чувств – зрения, обоняния, слуха, вкуса, органы боковой линии, равновесия. Кожа двухслойная, тонкая, слизистая, покрытая чешуей. Мышцы почти не дифференцированы, за исключением мышц челюстей и мышц, прикрепляющихся к жаберным крышкам костных рыб.

Пищеварительная система хорошо дифференцирована на отделы. Есть печень с желчным пузырем и поджелудочная железа. У многих развиты зубы.

Органами дыхания рыб являются жабры, а у двоякодышащих – жабры и легкие. Дополнительную функцию дыхания выполняет плавательный пузырь у костных рыб. Он же выполняет гидростатическую функцию.

Кровеносная система замкнутая. Один круг кровообращения. Сердце состоит из предсердия и желудочка. Венозная кровь от сердца по приносящим жаберным артериям поступает в жабры, где происходит насыщение крови кислородом. Артериальная кровь по выносящим жаберным артериям поступают в спинную аорту, снабжающую кровью внутренние органы. У рыб существует воротная система печени и почек, обеспечивающая очистку крови от вредных веществ. Рыбы холоднокровные животные.

Выделительная система представлена лентовидными первичными почками. Моча поступает по мочеточникам в мочевой пузырь. У самцов мочеточник является и семявыносящим протоком. У самок существует самостоятельное выделительное отверстие.

Половые железы представлены парными семенниками у самцов и яичниками у самок. У многих рыб выражен половой диморфизм. Самцы ярче самок привлекают их своим видом, брачными танцами.

В нервной системе следует отметить развитие промежуточного и среднего мозга. У большинства рыб хорошо развит мозжечок, отвечающий за координацию движений и сохранение равновесия. Передний мозг развит слабее, чем у вышестоящих классов животных.

Глаза имеют плоскую роговицу, шарообразный хрусталик. Век нет.

Органы слуха представлены внутренним ухом – перепончатым лабиринтом. Полукружных каналов три. В них находятся известковые камешки. Рыбы издают и улавливают звуки.

Органы осязания представлены чувствительными клетками, разбросанными по всему телу.

Боковая линия воспринимает направление течения и давление воды, наличие препятствий, звуковые колебания.

Вкусовые клетки находятся в ротовой полости.

Значение рыб в природе и жизни человека. Консументы растительной биомассы, консументы второго и третьего порядков; источники пищевых продуктов, жиров, витаминов.

Класс Земноводные. Общая характеристика

К земноводным относится немногочисленная группа наиболее примитивных наземных позвоночных животных. Насчитывает около 2,5 тыс. видов.

По сравнению с рыбами земноводные обладают следующими отличительными особенностями.

У земноводных появились шейный и крестцовый отделы позвоночника.

В связи с переходом к жизни на суше у них сформировались две пары пятипалых конечностей.

Головной мозг состоит из ствола и двух полушарий. Органы зрения, слуха и обоняния приспособлены к наземному образу жизни. У земноводных возник второй – легочный круг кровообращения и трехкамерное сердце, состоящее из двух предсердий и одного желудочка, в котором находится частично смешанная кровь.

Скелет разделен на отчетливо выраженные отделы.

С рыбами земноводных сближает наружное оплодотворение, размножение икринками, сходство личинки с мальком рыбы.

Классификация амфибий: отряд Хвостатые (саламандры, тритоны); отряд Бесхвостые (лягушки, жабы); отряд Безногие (тропические червяги).

Амфибии обитают в воде и на суше. Тело короткое, разделено на голову, туловище, конечности. Покрыто голой, слизистой кожей. Слизь необходима для кожного газообмена, т.к. растворяет кислород (65% кислорода проникает через кожу). Развиваются в воде.

Скелет, состоит из скелета головы, скелета туловища, поясов конечностей и свободных конечностей.

Пояс передних конечностей состоит из парных лопаток, ключиц, вороньих костей и одной грудины.

Скелет передней конечности состоит из плеча, двух костей предплечья (локтевой и лучевой) и кисти (запястье, пясть, фаланги пальцев).

Пояс задних конечностей образован тремя парными костями таза и крестцовым позвонком.

Скелет задних конечностей включает бедро, 2 кости голени (большую и малую берцовые) и стопу.

Мышечная система хорошо развита, особенно на конечностях. Мышцы дифференцированы. В теле амфибий насчитывают до 350 мышц.

Пищеварительная система представлена пищеварительным трактом и железами. В ротоглоточную полость открываются протоки пары слюнных желез, хоаны, отверстия евстахиевых труб (среднего уха). В ней же находится язык, прикрепляющийся передним концом к нижней челюсти. Пищевод короткий. Кишечник разделен на тонкий и толстый. Печень и поджелудочная железы хорошо развиты. Есть желчный пузырь. Толстый кишечник заканчивается клоакой.

Дыхание кожно-легочное. У личинок жаберное. Трахеи и бронхов нет. Дыхательная поверхность легких небольшая.

Кровеносная система замкнутая. Сердце трехкамерное. Два круга кровообращения – большой и малый. Правое предсердие заполнено венозной кровью, левое – артериальной. В желудочке находится частично смешанная кровь.

Нервная система образована головным и спинным мозгом, периферическими нервами. В головном мозге особенно развит передний отдел. Мозжечок и средний мозг развиты относительно слабо, т.к. амфибии малоподвижны, их движения однообразны. Органы чувств приспособлены к наземному образу жизни. Глаза снабжены подвижными веками и мигательной перепонкой (третьим веком). Амфибии видят дальше рыб, т. к. хрусталик имеет форму линзы, что улучшает аккомодацию.

В органах слуха появляется среднее ухо, отграниченное от внешней среды барабанной перепонкой. В среднем ухе одна слуховая косточка.

Органы обоняния представлены слизистыми обонятельными капсулами, связанными с ноздрями.

Выделительная система представлена парой первичных туловищных почек, на поверхности которых лежат надпочечники. Мочеточники впадают в клоаку. Сюда же у высших амфибий открывается мочевой пузырь. Моча выводится в клоаку, а затем наружу. С мочой выводится основной продукт белкового обмена – мочевина и остальные продукты.

Размножение и развитие земноводных происходит в воде. Семенники и яичники парные. Оплодотворение, чаще всего, наружное. Развитие с метаморфозом.

Значение земноводных в природе и жизни человека. Земноводные являются важным компонентом водных и наземных биоценозов; регулируют численность насекомых; служат пищей многим животным, в том числе и человеку; используются в научных целях.

Класс Пресмыкающиеся. Общая характеристика

Класс пресмыкающихся, или рептилий, насчитывает около 6 тыс. видов. Это настоящие наземные животные.

Их развитие и расцвет связаны с изменением в палеозойской и особенно в мезозойской эре климатических условий, уменьшением количества заболоченных площадей, общим потеплением климата. Происхождение пресмыкающихся обусловлено следующими ароморфозами:

– возникновение защитных оболочек вокруг яйца;

– внутреннее оплодотворение;

– прямое развитие;

– возникновение ячеистых легких с развитыми дыхательными путями;

– возникновение частичной, а у крокодилов полной перегородки в желудочке сердца, что привело к частичному разделению потоков венозной и артериальной крови.

Важными для жизни на суше были и такие изменения, как внутреннее оплодотворение, увеличение переднего отдела головного мозга и появление в нем первичной коры.

Класс рептилий насчитывает 4 современных отряда: Чешуйчатые (ящерицы, змеи), Черепахи, Крокодилы, Клювоголовые (гаттерии).

Внешнее строение. Тело пресмыкающихся разделено на отделы – голову, туловище, хвостовой и две пары конечностей. Есть органы чувств – зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания. Тело сплюснуто в вертикальном направлении и прижимается к земле.

Кожные покровы образованы ороговевшим эпидермисом, обновляемым за счет своих нижних слоев, состоящих из живых клеток. Роговые щитки предохраняют от испарения влаги и иссушения. Влага через кожу испаряется, однако у пустынных животных эти потери воды минимальны. Кожных желез почти нет. Растут пресмыкающиеся во время периодической линьки.

Скелет почти полностью костный. В черепе сохраняются хрящи в обонятельной и слуховой областях. В скелете головы два отдела – мозговой и висцеральный (лицевой). Позвоночник состоит из следующих отделов:

– шейный состоит у ящериц из 8 позвонков. Первый и второй позвонки (атлант и эпистрофей) служат для подвижного соединения черепа с позвоночным столбом;

– пояснично-грудной – от 16 до 25 позвонков, каждый из которых несет по ребру. Первые пять пар образуют грудную клетку, срастаясь с грудиной;

– крестцовый – 2 позвонка, к которым прикрепляются кости таза, образуя тазовый пояс;

– хвостовой – иногда несколько десятков позвонков.

Скелет пояса передних конечностей образован парными ключицами, лопатками и коракоидами. Пояс передних конечностей прочнее, чем у амфибий. Свободные передние конечности аналогичны по строению конечностям амфибий. У некоторых представителей класса конечности отсутствуют (змеи, безногие ящерицы).

Тазовый пояс образован парными, сросшимися седалищными, подвздошными и лобковыми костями. Свободные задние конечности имеют характерное, для наземных животных, строение.

В мышечной системе появляются межреберные мышцы, участвующие в дыхании.

В пищеварительной системе в качестве особенностей следует отметить срастающиеся с костями конические зубы, длинный, мускулистый язык, наличие зачаточной слепой кишки.

Дыхательная система легочного типа с развитыми воздухоносными путями – гортанью, трахеей, бронхами. Увеличение площади дыхательной поверхности привело к более полному окислению крови. Частота дыхательных движений у пресмыкающихся зависит от температуры окружающей среды. Чем она выше, тем чаще дышит животное.

Кровеносная система замкнутая. Два круга кровообращения. Сердце у большинства представителей трехкамерное, а у крокодилов – четырехкамерное. Пресмыкающиеся холоднокровные животные, с относительно низким уровнем обмена веществ, т.к. к клеткам органов и тканей поступает смешанная кровь.

Нервная система развивается, прежде всего, в направлении увеличения больших полушарий головного мозга. Появляются зачатки первичной коры головного мозга, образованной серым веществом. Мозжечок хорошо развит. В связи с этим рептилии обладают более сложными адаптивными поведенческими механизмами. У них проявляются как сложные безусловные, так и условные рефлексы.

Выделительная система образована почками, мочевым пузырем и мочеточниками. В почечных канальцах происходит обратное всасывание воды. У пресмыкающихся выводится через клоаку не жидкая моча, а мочевая кислота – сгусток отфильтрованных продуктов распада. Это предохраняет животных от потерь жидкости.

Органы чувств развиты и приспособлены к наземному существованию. Глаза имеют веки и мигательную перепонку, орган слуха состоит из внутреннего и среднего уха. В среднем ухе только одна косточка. Во внутреннем ухе несколько обособляется улитка. Есть органы обоняния, осязания и вкуса.

Размножение и развитие пресмыкающихся проходит на суше. Оплодотворение внутреннее. Встречаются яйцеживородящие пресмыкающиеся, а также пресмыкающиеся, обладающие плацентой (морские змеи).

Значение пресмыкающихся в природе и жизни человека. Уничтожают насекомых, питаясь грызунами, регулируют их численность; употребляются в пищу, кожа и панцири используются для изготовления различных изделий; яд змей используется в фармокологии.

Класс Птицы

Класс насчитывает около 9000 видов. Птицы произошли от рептилий раннего мезозоя. Они обладают обтекаемой формой тела, покрыты перьями, передвигаются на двух конечностях. Подвижная голова вооружена клювом. Органы чувств хорошо развиты. Птицы распространены по всему земному шару и приспособлены к самым разнообразным условиям среды. Класс сформировался в результате следующих ароморфозов:

– появились перья и теплокровность;

– стала значительно более совершенной нервная система, в которой развилась настоящая кора головного мозга;

– в скелете появились легкие трубчатые кости;

– сформировались губчатые легкие;

– возникло четырехкамерное сердце и полное разделение крови на артериальную и венозную.

У птиц сохранились признаки их предков:

– размножение путем откладывания яиц;

– наличие роговой чешуи на задних конечностях и рогового чехла на челюстях (клюв);

– наличие клоаки.

Приспособленность птиц к полету обеспечили следующие идиоадаптации:

– передние конечности превратились в крылья;

– движение крыльев обусловлено развитием мощных грудных мышц, прикрепленных к килю грудины;

– развитие ряда типа перьев – контурных – кроющих и маховых, рулевых, пуховых, выполняющих различные функции;

– сращение многих костей скелета и их облегченность. Наличие воздушных полостей в костях;

– редукция зубов, облегчающая вес тела;

– передвижение на двух ногах;

– обособление мускульного желудка;

– высокая скорость обмена веществ;

– развитие одного яичника (левого).

Кожные покровы. Кожа тонкая, почти лишенная желез. Есть только копчиковая железа, секрет которой служит для создания водонепроницаемости перьевого покрова. У страусов и дроф копчиковой железы нет. Роговыми образованиями тонкого эпидермиса являются клюв, когти, роговые щитки цевки, перья. Перья расположены на участках кожи, называемых птерилиями. Участки кожи, лишенные перьев, называются аптериями. Такое расположение перьев имеет приспособительное значение, ибо облегчает подвижность кожи, сокращение мышц, приводящих крылья в движение. Перо состоит из очина, стержня и опахала. Основу оперения составляют контурные перья, которые могут быть кроющими, маховыми и рулевыми. Под контурными перьями расположены пуховые перья, служащие для уменьшения теплоотдачи. Перья птиц и чешуи рептилий генетически связаны в своем развитии. Птицы линяют. В году бывает 2 и более линек.

Скелет черепа делится на мозговой и висцеральный (лицевой). Челюсти покрыты роговым чехлом – клювом. Череп легкий, образован сросшимися костями.

Скелет туловища образован позвоночником и грудной клеткой; шейный отдел – от 11 до 25 позвонков; грудной отдел – 6 позвонков, из них 5 связаны с 5 парами двучленных ребер;

грудина имеет вертикальный вырост – киль; пояснично-крестцовый отдел образован сросшимися позвонками. Вместе с костями таза он образует сложный крестец.

Хвостовой отдел – 1—9 позвонков.

Плечевой пояс состоит из трех пар костей – лопаток, ключиц и вороньих. Ключицы, срастаясь, образуют вилочку.

Скелет крыла состоит из плечевой, локтевой и лучевой костей и сросшихся костей запястья и пястья. Фаланги трех пальцев редуцированы.

Тазовый пояс образован тремя парами сросшихся костей.

Скелет задней конечности состоит из бедренной, сросшихся большой и малой берцовой костей, стопы, в состав которой входит цевка и фаланги пальцев.

Мускулатура птиц хорошо развита. Мышечная система дифференцирована лучше, чем у предков. Наибольшее значение имеют хорошо развитые грудные и подключичные мышцы.

Пищеварительная система начинается клювом. В ротовой полости есть язык. Пища проходит глотку, затем попадает в пищевод. У многих пищевод имеет расширение – зоб, где происходит накопление и размягчение пищи. Желудок делится на железистый и мускулистый отделы. В железистом желудке пища переваривается под действием ферментов, в мускулистом – перетирается мелкими камушками, проглоченными птицей. Из желудка пища попадает в двенадцатиперстную кишку. Тонкая кишка переходит сразу в прямую, которая открывается в клоаку. Такое строение пищеварительной системы вместе с быстрым процессом пищеварения становится эффективным приспособлением к полету.

Дыхательная система образована дыхательными путями и легкими с воздушными мешками. Газообмен происходит в ветвящихся бронхиолах легких. Воздух проходит через ноздри в гортань, трахею, бронхи. Некоторые бронхи оканчиваются воздушными мешками, заходящими в полости между внутренними органами, в полости костей, между мышцами. Кровь окисляется только в легких, через которые воздух проходит 2 раза – при вдохе и при выдохе. Такой механизм дыхания птиц называется двойным. Воздушные мешки, помимо дыхательной функции, обеспечивают охлаждение организма, уменьшают трение между органами, уменьшают плотность тела.

У птиц две гортани – верхняя и нижняя. Нижняя гортань находится в месте разделения трахеи на два бронха и называется певчей. Эта гортань выполняет функцию голосового аппарата. Органы дыхания играют значительную роль в терморегуляции птиц. При повышении температуры дыхание учащается и теплоотдача увеличивается.

Кровеносная система образована четырехкамерным сердцем и сосудами. Дуга аорты только правая. Левая редуцирована. В результате кровь полностью разделена на венозную и артериальную. Птицы – теплокровные животные. Их уровень обмена веществ очень высок.

Органы выделения представлены тазовыми почками. Мочеточники открываются в клоаку. Мочевого пузыря нет, и моча не накапливается.

Нервная система развита хорошо. Увеличивается головной мозг и его масса. Развиваются зрительные бугры, средний мозг и мозжечок. Развитие мозжечка связано со сложной координацией движений.

Органы чувств хорошо развиты.

Глаза крупные, защищены веками и мигательной перепонкой. Зрение цветное, в большинстве случаев почти монокулярное. У сов – бинокулярное. Птицы обладают высокой остротой зрения, т. к. у них наблюдается двойная аккомодация – изменение кривизны хрусталика и изменение расстояния между хрусталиком и сетчаткой.

Органы слуха состоят из внутреннего и среднего уха. Слуховая косточка одна. Птицы хорошо слышат.

Органы обоняния развиты слабо.

Размножение и развитие птиц. Птицы раздельнополые животные с выраженным половым диморфизмом. Размножаются, откладывая яйца. У самцов развиваются парные семенники. У самок – один левый яичник и яйцевод. Оплодотворенная яйцеклетка, продвигаясь по яйцеводу, покрывается яйцевыми оболочками – белковой, волокнистой и скорлуповой. Собственно яйцом является желток. Все остальные образования продуцируются яйцеводом. В верхней части желтка находится зародышевый диск. Желток содержит весь необходимый для развития зародыша запас питательных веществ и воды. Желток подвешен на белковых нитях – халазах. Это предохраняет зародыш от толчков и ориентирует зародышевый диск всегда наверх, что важно для насиживания яиц. Белок выполняет защитную и питательную функции, обеспечивая зародыш водой. Скорлупа выполняет функции защиты и газообмена. Самая наружная оболочка яйца предохраняет зародыш от проникновения бактерий.

Развитие зародыша требует повышенной температуры (примерно 38 Сº). Насиживание яиц у разных видов занимает разное время – от 16 до 40 суток.

В зависимости от способов выкармливания, охраны потомства и обучения птенцов, птицы делятся на выводковых и гнездовых. Утки, лебеди, куры охраняют и обучают своих птенцов, рождающихся с открытыми глазами и покрытыми пухом. У голубей, ласточек, стрижей и др. птенцы рождаются голыми, слепыми, беспомощными. Родители выкармливают их в своих гнездах.

По характеру миграций птицы делятся на оседлых, кочующих и перелетных.

Оседлые птицы не улетают далеко от мест своих гнездовий. Их перемещения связаны с поисками корма на ближних территориях. Кочующие птицы покидают места своих гнездовий, и часто далеко улетают от них. Перелетные птицы обычно улетают от мест гнездования на десятки тысяч километров в южные страны. Причинами перелетов служат такие факторы, как снижение кормовых запасов, сокращение длины светового дня.

Значение птиц в природе и жизни человека. Служат источником пищи для животных и человека; пух птиц служит утеплителем для одежды человека и других предметов домашнего обихода; регулируют численность насекомых и мелких грызунов; участвуют в опылении растений, распространении плодов и семян; могут быть распространителями инфекционных заболеваний – орнитозов.

Класс Млекопитающие. Общая характеристика

Класс Млекопитающие насчитывает около 4000 видов. Представители класса достигли в процессе эволюции наиболее прогрессивного развития и распространены почти повсеместно, за исключением Антарктического материка. Они заселяют самые разнообразные среды жизни. Появление млекопитающих в мезозойскую эру сопровождалось следующими ароморфозами:

– развитие коры головного мозга, обеспечившей широкую адаптацию млекопитающих к условиям окружающей среды. Это привело к усложнению поведения, быстрому формированию условных рефлексов;

– внутриутробное развитие, возникновение и развитие органов для вынашивания и вскармливания плода – матки и молочных желез;

– возникновение волосяного покрова, сальных и потовых желез, обеспечивших наряду с кожным кровоснабжением терморегуляцию организма и поддержание постоянной температуры тела;

– возникновение мышечной диафрагмы, что обеспечило более интенсивное дыхание и газообмен;

Млекопитающие обладают рядом признаков эволюционной преемственности:

– способность однопроходных (утконоса и ехидны) откладывать яйца;

– в эмбриогенезе млекопитающих присутствуют стадии развития их предков;

– кожа имеет роговые производные;

– эритроциты безъядерные;

– крупные плацентарные млекопитающие – теплокровные животные. У мелких животных температура тела может меняться, иногда, в довольно широких пределах – (37-13 Сº) у низших насекомоядных).

Кожный покров млекопитающих участвует в терморегуляции организма. Кожа обильно снабжается кровью. Диаметр кровеносных сосудов регулируется рефлекторно, благодаря чему теплоотдача увеличивается при расширении сосудов или уменьшается при их сужении.

Здесь следует отметить, что утрата волос связана, прежде всего, с приспособлениями к водному образу жизни (киты, дельфины и др.) или к существованию в жарком климате (слоны).

Волосяной покров состоит из разных типов волос – пуховых, остевых и чувствующих или вибриссов. У разных видов доля каждого из типов волос различна. Роговыми производными эпидермиса кожи являются чешуя, ногти, когти, копыта, «полые» рога, роговой клюв. Рога оленей состоят из костного вещества.

Мышечная система хорошо развита и дифференцирована. Появляется мышечная диафрагма. Развивается подкожная мускулатура, позволяющая свертываться в клубок, обозначать эмоциональное состояние.

Череп образован прочной мозговой коробкой и разделен на мозговой и лицевой отделы. У млекопитающих развивается костное небо, отделяющее носовой проход от ротовой полости и препятствующее закупорке воздухоносных путей во время еды.

Скелет позвоночника представлен следующими отделами: шейный – у всех млекопитающих, кроме ленивцев и ламантина всегда 7 позвонков. Два первых позвонка – атлант и эпистрофей – хорошо выражены. Длина шейного отдела варьирует в зависимости от роста, образа жизни.

Грудной – 12—15 позвонков. К первым 7 прикрепляются ребра, срастающиеся с грудиной. Остальные позвонки несут ложные ребра.

Поясничный отдел – 2—9 позвонков с рудиментарными ребрами. Крестцовый отдел образован обычно 4 сросшимися позвонками. Хвостовой отдел насчитывает от 3 до 50 позвонков.

Плечевой пояс образован парными лопатками и ключицами, которые у собачьих и копытных отсутствуют. Тазовый пояс состоит из сросшихся (у большинства видов) парных костей и образует одну тазовую кость.

Скелет парных конечностей по строению характерен для позвоночных. Отличия в основном связаны с образом жизни. У наземных позвоночных удлиняются верхние отделы. У водных млекопитающих пясть, плюсна превращаются в ласты. У копытных сокращается число пальцев и т.д.

Пищеварительная система дифференцирована на отделы. В ротовой полости находятся зубы, закрепленные в челюстях. Зубы делятся на резцы, клыки, малые и большие коренные. У зверей четыре пары слюнных желез. Их секрет содержит фермент птиалин, расщепляющий крахмал. В ротовой полости находится язык, функционирующий как орган вкуса, лакания жидкости, перемешивания пищи.

По пищеводу пища поступает в желудок. Он снабжен многочисленными железами, выделяющими пищеварительный сок, слизь, кислоту и др. вещества. Строение желудка зависит от вида пищи. Желудок жвачных разделяется на рубец, сетку, книжку и сычуг. Пища в рубце подвергается брожению, затем поступает в сетку. Из сетки она отрыгивается в рот, где пережевывается. Потом пища поступает в книжку и сычуг. В этих отделах происходит ее окончательное переваривание.

Из желудка пища поступает в двенадцатиперстную кишку. В нее открываются протоки печени и поджелудочной железы. Здесь пища окончательно переваривается и всасывается. У растительноядных видов (грызунов, зайцеообразных) развивается длинная и широкая слепая кишка. Она играет роль «бродильного чана», в котором происходит переработка клетчатки. У плотоядных видов слепая кишка развита слабо или отсутствует. Толстый кишечник заканчивается анальным отверстием.

Органы дыхания млекопитающих состоят из дыхательных путей и легких. Роль кожи в газообмене невелика. Поверхность легких в 50—100 раз больше поверхности кожи. Гортань образует голосовой аппарат. Трахея и бронхи хорошо развиты. Легкие имеют ячеистое строение и состоят из огромного количества легочных пузырьков – альвеол. У хищников количество альвеол достигает 300—500 млн. В дыхании участвует диафрагма. Дыхательная система участвует в терморегуляции организма животного. Виды, у которых потовые железы развиты слабо, испаряют воду с поверхности языка. Так в жаркую погоду количество выдыхаемого за 1 минуту воздуха у собак возрастает примерно в 30 раз. В результате увеличивается и количество испаряемой воды.

Кровеносная система состоит из четырехкамерного сердца и сосудов. Имеется только левая дуга аорты, отходящая от левого желудочка, стенки которого толще, чем у правого. Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии. В правом желудочке начинается малый, легочный круг кровообращения, который заканчивается в левом предсердии. Венозная кровь собирается от внутренних органов в воротную вену печени, а затем в заднюю (нижнюю) полую вену. От головы венозная кровь возвращается в сердце по верхней полой вене.

Выделительная система представлена парными тазовыми почками. Из почек моча по мочеточникам поступает в мочевой пузырь, а из него по мочеиспускательному каналу – наружу.

Нервная система хорошо развита. Ее развитие связано в первую очередь с увеличением общего объема мозга, особенно больших полушарий и мозжечка. Поверхность коры мозга сильно увеличена, благодаря системе борозд и извилин. Такое развитие коры головного мозга обусловило адаптационные возможности млекопитающих.

Органы чувств у млекопитающих хорошо развиты. Важнейшую роль в их жизни играет обоняние. Обонятельные капсулы увеличены и снабжены системой складок.

Органы слуха хорошо развиты. В их структуре появляется наружный слуховой проход и ушная раковина.

За барабанной перепонкой, в среднем ухе расположены три слуховые косточки – молоточек, наковальня и стремечко – производные костей нижней челюсти. Органы зрения и различение цвета развиты слабее, чем у птиц. У некоторых видов глаза редуцированы (кроты, слепыши). Органы осязания представлены вибриссами – осязательными волосами.

Половая система образована парными семенниками у самцов и яичниками у самок. Семенники находятся в мошонке, сообщающейся с полостью тела паховым каналом. Сперматозоиды выводятся из семенников по семяпроводам через половой член.

Парные яичники лежат в брюшной полости тела и прикреплены к ней. Рядом с яичниками открываются парные яйцеводы. Яйцеводы впадают в матку, которая открывается во влагалище. Эмбрион развивается в матке. Млекопитающие, за исключением утконоса и ехидны – живородящие. Детенышей вскармливают материнским молоком. У многих млекопитающих развита охрана потомства.

Систематика млекопитающих. Млекопитающие делятся на два подкласса: подкласс Первозвери, или Клоачные. Представители – утконос и ехидна. Подкласс Настоящие звери делится на инфраклассы: Сумчатые (кенгуру, сумчатые волки, сумчатые медведи и т.д.) и Плацентарные, или Высшие звери.

Значение млекопитающих в природе и жизни человека. Являются участниками трофических цепей; употребляются в пищу; являются источником промышленного сырья – кожи, лекарств.

Переносят инфекционные заболевания, являются промежуточными и основными хозяевами гельминтов.

Человек и его здоровье

5.1. Ткани. Строение и жизнедеятельность органов и систем органов: пищеварения, дыхания, кровообращения, лимфатической системы

5.1.1. Анатомия и физиология человека. Ткани

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: Анатомия, виды тканей (эпителиальная, мышечная, соединительная, нервная), местонахождение тканей, орган, организм, признаки тканей, функции тканей.

Анатомия – частная биологическая наука, изучающая строение человеческого тела, его частей, органов и систем органов. Анатомия изучается параллельно с физиологией, наукой о функциях организма. Наука, изучающая условия нормальной жизнедеятельности, человеческого организма называется гигиеной.

Ткань – это эволюционно сложившаяся система клеток и межклеточного вещества, обладающая общностью строения, развития и выполняющая определенные функции.

Ткани, образующие организм человека.

Из тканей формируются органы, причем одна из тканей органа является доминирующей. Органы, сходные по своему строению, функциям и развитию объединяются в системы органов: опорно-двигательную, пищеварительную, кровеносную, лимфатическую, дыхательную, выделительную, нервную, систему органов чувств, эндокринную, половую. Системы органов анатомически и функционально связаны в организм. Организм способен к саморегуляции. Это обеспечивает его устойчивость к влиянию внешней среды. Все функции организма контролируются нейрогуморальным путем, т.е. объединением нервной и гуморальной регуляции.

Строение и функции пищеварительной системы

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: Всасывание, органы, пищеварительная система, регуляция пищеварения, строение пищеварительной системы, система органов, ферменты.

Пищеварительная система – это система органов, в которых осуществляется механическая и химическая обработка пищи, всасывание переработанных веществ и выведение непереваренных и неусвоенных составных частей пищи. Она подразделяется на пищеварительный тракт и пищеварительные железы. Пищеварительный тракт состоит из следующих отделов: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, тонкий кишечник, толстый кишечник. К пищеварительным железам относятся печень и часть поджелудочной железы, секретирующая пищеварительные ферменты. В ротовой полости находятся зубы, язык, выходные отверстия протоков трех пар крупных и нескольких мелких слюнных желез.

Слюна – секрет слюнных желез. Секреция слюны происходит рефлекторно и координируется центрами продолговатого мозга. В слюне содержатся ферменты, расщепляющие углеводы.

Глотка делится на носоглотку, ротоглотку и гортанную часть. Глотка сообщается с полостью рта и с гортанью. При глотании, являющемся рефлекторным актом, надгортанник закрывает вход в гортань и пищевой комок попадает в глотку, а затем проталкивается в пищевод.

Пищевод, верхняя треть которого образована поперечно-полосатой мышечной тканью, проходит через отверстие диафрагмы в брюшную полость и переходит в желудок. Пища передвигается по пищеводу, благодаря его перистальтике – сокращениям мышц стенки пищевода.

Желудок – расширенная часть пищеварительной трубки, в которой накапливается и переваривается пища. В желудке начинают перевариваться белки и жиры. Слизистая оболочка желудка включает несколько видов клеток.

Железистые клетки желудка выделяют 2,0 – 2,5 л желудочного сока в сутки. Его состав зависит от характера пищи. Желудочный сок имеет кислую реакцию. Соляная кислота, входящая в его состав, активирует фермент желудочного сока – пепсин, вызывает набухание и денатурацию белков и способствует последующему их расщеплению до аминокислот. Слизь защищает оболочку желудка от механических и химических раздражений. Кроме пепсина желудочный сок содержит и другие ферменты, обеспечивающие расщепление жиров, створаживание молока.

Изучением механизмов пищеварения занимался И.П. Павлов. Он разработал метод наложения фистулы (отверстия) на желудок собаки в сочетании с перерезкой пищевода. Пища не попадала в желудок, но тем не менее вызывала рефлекторное отделение желудочного сока, которое происходит под влиянием вкуса, запаха, вида пищи. Рецепторы ротовой полости и желудка возбуждаются действием химических веществ пищи. Импульсы поступают в центр пищеварения в продолговатом мозге, а затем от него к железам желудка, вызывая отделение желудочного сока.

Регуляция сокоотделения происходит так же гуморальным путем. Пищевой комок из желудка переходит в двенадцатиперстную кишку. Основными пищеварительными железами являются печень и поджелудочная железа.

Печень – расположена в правой части брюшной полости, под диафрагмой. Состоит из долек, которые образованы печеночными клетками. Печень обильно снабжается кровью и желчными капиллярами. Желчь поступает из печени по желчному протоку в двенадцатиперстную кишку. Туда же открывается проток поджелудочной железы. Желчь отделяется постоянно и имеет щелочную реакцию. Состоит желчь из воды, желчных кислот и желчных пигментов. Пищеварительных ферментов в желчи нет, но она активирует действие пищеварительных ферментов, эмульгирует жиры, создает щелочную среду в тонкой кишке, усиливает сокоотделение поджелудочной железы. Печень выполняет так же барьерную функцию, обезвреживая токсины, аммиак и другие продукты, образовавшиеся в процессе обмена веществ. Поджелудочная железа расположена на задней брюшной стенке, несколько сзади желудка, в петле двенадцатиперстной кишки. Это железа смешанной секреции, выделяющая в своей экзокринной части панкреатический сок, а в эндокринной – гормоны глюкагон и инсулин.

Сок поджелудочной железы (2,0 – 2,5 л в сутки) имеет щелочную реакцию.

Тонкая кишка состоит из двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишок. Ее общая длина составляет примерно 5—6 м. Слизистая оболочка тонкой кишки выделяет кишечный сок, ферменты которого обеспечивают окончательное расщепление питательных веществ. Пищеварение происходит как в полости кишки (полостное), так и на клеточных мембранах (пристеночное), образующих огромное количество ворсинок, выстилающих тонкий кишечник. На мембранах ворсинок действуют пищеварительные ферменты. В центре каждой ворсинки проходит лимфатический капилляр и кровеносные капилляры. В лимфу поступают продукты переработки жиров, а в кровь – аминокислоты и простые углеводы. Перистальтика тонкого кишечника обеспечивает продвижение пищи к толстой кишке.

Толстый кишечник образован слепой, ободочной и прямой кишками. Его длина 1,5-2 м. Слепая кишка имеет отросток – аппендикс. Железы толстой кишки вырабатывают сок, не содержащий ферментов, но содержащий слизь, необходимую для формирования кала. Бактерии толстого кишечника выполняют ряд функций – брожение клетчатки, синтез витаминов К и В, гниение белков. В толстом кишечнике всасываются вода, продукты расщепления клетчатки. Продукты распада белков обезвреживаются в печени. Пищевые остатки скапливаются в прямой кишке и удаляются через анальное отверстие.

Регуляция пищеварения. Центр пищеварения находится в продолговатом мозге. Центр дефекации расположен в пояснично-крестцовом отделе спинного мозга. Симпатический отдел нервной системы ослабляет, а парасимпатический усиливает перистальтику и сокоотделение. Гуморальная регуляция осуществляется как собственными гормонами желудочно-кишечного тракта, так и гормонами эндокринной системы (адреналин). Есть надо свежую, доброкачественную пищу. Полноценное питание предусматривает соответствие энергетических затрат их восполнению. Средняя суточная потребность в белках примерно составляет 100—150 г, в углеводах – 400—500 г и в жирах – около 80 г

Строение и функции дыхательной системы

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: альвеолы, легких, альвеолярный воздух, вдох, выдох, диафрагма, газообмен в легких и тканях, диффузия, дыхание, дыхательные движения, дыхательный центр, плевральная полость, регуляция дыхания.

Дыхательная система выполняет функцию газообмена, доставки в организм кислорода и выведении из него углекислого газа. Воздухоносными путями служат полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи, бронхиолы и легкие. В верхних дыхательных путях воздух согревается, очищается от различных частиц и увлажняется. В альвеолах легких происходит газообмен. В полости носа, которая выстлана слизистой оболочкой и покрыта ресничным эпителием, выделяется слизь. Она увлажняет вдыхаемый воздух, обволакивает твердые частички. Слизистая оболочка согревает воздух, т.к. она обильно снабжается кровеносными сосудами. Воздух через носовые ходы поступает в носоглотку и затем в гортань.

Гортань выполняет две функции – дыхательную и образование голоса. Сложность ее строения связана с образованием голоса. В гортани находятся голосовые связки, состоящие из эластических волокон соединительной ткани. Звук возникает в результате колебания голосовых связок. Гортань принимает участие только в образовании звука. В членораздельной речи принимают участие губы, язык, мягкое нёбо, околоносовые пазухи. Гортань изменяется с возрастом. Ее рост и функция связаны с развитием половых желез. Размеры гортани у мальчиков в период полового созревания увеличиваются. Голос меняется (мутирует). Из гортани воздух поступает в трахею.

Трахея – трубка, длиной 10—11 см, состоящая из 16– 20 хрящевых, незамкнутых сзади, колец. Кольца соединены связками. Задняя стенка трахеи образована плотной волокнистой соединительной тканью. Пищевой комок, проходящий по пищеводу, прилегающему к задней стенке трахеи, не испытывает сопротивления с ее стороны.

Трахея делится на два упругих главных бронха. Главные бронхи ветвятся на более мелкие бронхи – бронхиолы. Бронхи и брохиолы выстланы реснитчатым эпителием. Бронхиолы ведут в легкие.

Легкие – парные органы, расположенные в грудной полости. Легкие состоят из легочных пузырьков – альвеол. Стенка альвеолы образована однослойным эпителием и оплетена сетью капилляров, в которые поступает атмосферный воздух. Между наружным слоем легкого и грудной клеткой есть плевральная полость, заполненная небольшим количеством жидкости, уменьшающей трение при движении легких. Она образована двумя листками плевры, один из которых покрывает легкое, а другой выстилает грудную клетку изнутри. Давление в плевральной полости меньше атмосферного и составляет около 751 мм рт. ст. При вдохе грудная полость расширяется, диафрагма опускается, легкие растягиваются. При выдохе объем грудной полости уменьшается, диафрагма расслабляется и поднимается. В дыхательных движениях участвуют наружные межреберные мышцы, мышцы диафрагмы, внутренние межреберные мышцы. При усиленном дыхании участвуют все мышцы груди, поднимающие ребра и грудину, мышцы брюшной стенки.

Дыхательные движения контролируются дыхательным центром продолговатого мозга. Центр имеет отделы вдоха и выдоха. От центра вдоха импульсы поступают к дыхательным мышцам. Происходит вдох. От дыхательных мышц импульсы поступают в дыхательный центр по блуждающему нерву и тормозят центр вдоха. Происходит выдох. На деятельность дыхательного центра влияют уровень артериального давления, температурные, болевые и другие раздражители. Гуморальная регуляция происходит при изменении концентрации углекислого газа в крови. Ее увеличение возбуждает дыхательный центр и вызывает учащение и углубление дыхания. Возможность произвольно задержать дыхание на некоторое время объясняется контролирующим влиянием на процесс дыхания коры головного мозга.

Газообмен в легких и тканях происходит путем диффузии газов из одной среды в другую. Давление кислорода в атмосферном воздухе выше, чем альвеолярном, и он диффундирует в альвеолы. Из альвеол по тем же причинам кислород проникает в венозную кровь, насыщая ее, а из крови – в ткани.

Давление углекислого газа в тканях выше, чем в крови, а в альвеолярном воздухе выше, чем в атмосферном. Поэтому он диффундирует из тканей в кровь, затем в альвеолы и в атмосферу.

Кислород транспортируется к тканям в составе оксиге– моглобина. От тканей к легким небольшая часть углекислого газа переносится карбогемоглобином. Большая же часть образует с водой углекислоту, которая в свою очередь образует бикарбонаты калия и натрия. В их составе углекислый газ переносится к легким.

Строение и функции выделительной системы

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: вторичная моча, извитые канальцы, капсула, мочевой пузырь, мочеточники, нефрон, первичная моча, почки, признаки заболевания почек, продукты выделения, фильтрация, функция почек.

Выделение – процесс, обеспечивающий выведение из организма продуктов обмена веществ, которые не могут быть использованы организмом. Система органов выделения представлена почками, мочеточниками и мочевым пузырем. Функцию выделения выполняют и другие органы – кожа, легкие, желудочно-кишечный тракт, через которые выводятся пот, газы, соли тяжелых металлов и т.д. Основным органом выделения являются почки. Это парные органы бобовидной формы. Они расположены в брюшной полости. Вес почки около 150 г. К верхнему полюсу почки прилегают надпочечники. Почка покрыта соединительно-тканной и жировой оболочками. В почке различают наружный – корковый и внутренний – мозговой слои. Структурной единицей почки является нефрон. Он состоит из почечной капсулы, внутри которой находится капиллярный клубочек и извитого канальца. Капсулы с клубочками находятся в корковом слое почки. В мозговом (пирамидальном) слое находятся извитые канальцы, расположение которых напоминает пирамиды. Между пирамидами находится слой коркового вещества почки. Канальцы образуют общие собирательные трубочки, впадающие в почечную лоханку. От капсулы отходит извитой каналец первого порядка, который в мозговом слое почки образует петлю, затем он снова поднимается в корковый слой, где переходит в извитой каналец второго порядка. Этот каналец впадает в собирательную трубочку нефрона. Все собирательные трубочки образуют выводные протоки, открывающиеся на верхушках пирамид в мозговом веществе почки.

Почечная артерия распадается на артериолы и затем на капилляры, образуя мальпигиев клубочек почечной капсулы. Капилляры собираются в выносящую артериолу, которая снова распадается на сеть капилляров, оплетающих извитые канальцы. Затем капилляры образуют вены, по которым кровь поступает в почечную вену.

Образование мочи проходит в два этапа – фильтрации и обратного всасывания. На первом этапе плазма крови фильтруется через капилляры мальпигиева клубочка в полость капсулы нефрона. Так образуется первичная моча, отличающаяся от плазмы крови отсутствием белков. За сутки образуется около 150 л первичной мочи, содержащей мочевину, мочевую кислоту, аминокислоты, глюкозу, витамины. В извитых канальцах происходит обратное всасывание первичной мочи и образование, около 1,5 л в сутки, вторичной мочи. Вновь всасываются в кровь вода, аминокислоты, углеводы, витамины, некоторые соли. Во вторичной моче увеличивается в несколько десятков раз, по сравнению с первичной мочой, содержание мочевины (в 65 раз) и мочевой кислоты (в 12 раз). Увеличивается в 7 раз концентрация ионов калия. Количество натрия практически не изменяется. Конечная моча поступает из канальцев в почечную лоханку. По мочеточникам моча стекает в мочевой пузырь. При наполнении мочевого пузыря, его стенки растягиваются, сфинктер расслабляется и происходит рефлекторное мочеиспускание через мочеиспускательный канал.

Деятельность почек регулируется нейрогуморальным механизмом. В кровеносных сосудах находятся осмо– и хеморецепторы, передающие информацию о давлении крови и составе жидкости в гипоталамус по проводящим путям вегетативной нервной системы.

Гуморальная регуляция деятельности почек осуществляется гормонами гипофиза, коры надпочечников, гормоном паращитовидных желез.

Признаком заболевания почек является присутствие в моче белка, сахара, повышение количества лейкоцитов или эритроцитов крови.

Строение и жизнедеятельность органов и систем органов: опорно-двигательной, покровной, кровообращения, лимфообращения. Размножение и развитие человека

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: