§ 0—6. Сравнительная характеристика строения пищеварительной и кровеносной систем у животных

Преамбула

В курсе биологии 8-го класса вы изучали представителей семи основных типов царства Животные: Кишечнополостные, Плоские черви, Круглые черви, Кольчатые черви, Моллюски, Членистоногие, Хордовые.

Представители типа Кишечнополостные являются двухслойными животными с радиальной симметрией тела. Стенка тела у них представлена двумя слоями клеток: наружным — эктодерой и внутренним — энтодермой, которые нельзя назвать тканями, так как они состоят из разных видов клеток, специализированных для выполнения определенных функций. Между слоями клеток имеется студенистое вещество — мезоглея. Поскольку у кишечнополостных нет тканей, то они не имеют органов и систем органов (кроме нервной системы диффузного типа).

Животные всех остальных типов называются трехслойными, их тело формируется из трех зародышевых листков — эктодермы, энтодермы и мезодермы и состоит из хорошо выраженных тканей и органов. Органы образуют системы органов, которые обеспечивают определенные процессы жизнедеятельности. Строение систем органов у разных типов животных имеет ряд отличий, обусловленных уровнем их организации и условиями среды обитания. 

Сравнительная характеристика строения пищеварительной системы у разных групп животных

Все животные являются гетеротрофными организмами, которым для поддержания процессов жизнедеятельности требуется поступление из окружающей среды органических веществ в составе пищи. Пища в организме подвергается превращению — пищеварению с помощью специализированных органов, составляющих пищеварительную систему (пищеварительный или желудочно-кишечный тракт).

Пищеварение — совокупность процессов, протекающих в пищеварительной системе и обеспечивающих механическое измельчение и химическое расщепление (переваривание с участием пищеварительных ферментов) сложных питательных веществ пищи.

Как устроена пищеварительная система у животных? Рассмотрим особенности ее строения и эволюцию у разных таксономических групп животных.

У плоских червей (за исключением класса Ленточные черви) впервые появляется пищеварительная система из двух отделов — переднего и среднего. Она включает рот, глотку и разветвленный кишечник. Слепо замкнутые ветви кишечника заходят почти во все части тела, что облегчает распределение переваренной пищи. У ресничных червей (планария) рот расположен на брюшной стороне, а у сосальщиков (печеночный сосальщик) — в центре ротовой присоски и переходит в мускулистую глотку. У ленточных червей (бычий цепень) готовые питательные вещества всасываются всей поверхностью тела.

У всех животных, начиная с круглых червей, пищеварительная система представлена сквозной трубкой, начинающейся ротовым и заканчивающейся анальным отверстием, что обеспечивает однонаправленное перемещение перевариваемой пищи. Пищеварительный тракт состоит из трех отделов — переднего, среднего и заднего, которые специализированы по функциям и у разных животных отличаются по строению и наличию вспомогательных структур.

У круглых червей самая простая сквозная пищеварительная система, которая включает рот с тремя губами, ротовую полость, мускулистую глотку, среднюю и заднюю кишку, анальное отверстие. 

У кольчатых червей по сравнению с круглыми наблюдается появление в переднем отделе пищеварительной системы таких дополнительных структур, как пищевод, зоб, мускульный желудок. Вспомогательную роль в пищеварении играют появившиеся пищеварительные железы: известковые — у земляных червей, слюнные — у пиявок.

Отличительные особенности строения пищеварительной системы у разных классов моллюсков обусловлены их различиями по способу питания. Растительноядные брюхоногие моллюски питаются путем соскабливания тканей растений, поэтому в ротовой полости у них есть мускульный язык с теркой. У двустворчатых моллюсков фильтрационный тип питания. В связи с этим складки мантии у них образуют нижний (вводной) и верхний (выводной) сифоны, которые обеспечивают проточность воды и поступление мелких беспозвоночных и протистов в мантийную полость. Хищные головоногие моллюски в ротовой полости имеют хитиновые челюсти. У моллюсков, кроме слюнных желез, появляется крупная пищеварительная железа — печень.

У членистоногих пищеварительная система имеет сходное строение с таковой у моллюсков. В передней кишке (в частности, в желудке) у некоторых членистоногих, преимущественно растительноядных видов, есть хитиновые образования, служащие для перетирания твердой пищи. Ротовой аппарат хорошо развит и образован видоизмененными конечностями. Он сильно отличается у разных отрядов насекомых в связи с разнообразием используемой пищи (грызущий, колюще-сосущий, лижущий, лакающий и др.). У пауков имеется внекишечное пищеварение, поэтому глотка у них выполняет функцию сосательного аппарата, поглощающего полужидкую пищу. Средняя кишка у ракообразных и паукообразных имеет несколько печеночных выростов. У насекомых печень отсутствует.

Как вы уже знаете из курса биологии 8-го класса, тип Хордовые разделяют на два подтипа: Бесчерепные и Позвоночные. У представителей бесчерепных есть хорда, но нет черепа (класс Ланцетники). По внутреннему строению бесчерепные занимают промежуточное положение между беспозвоночными и позвоночными. У позвоночных хорда заменяется позвоночником. Подтип Позвоночные делят на классы: Хрящевые рыбы, Костные рыбы, Земноводные (Амфибии), Пресмыкающиеся (Рептилии), Птицы, Млекопитающие.

Характерные особенности пищеварительной системы у представителей разных классов позвоночных обусловлены их приспособленностью к обитанию в различных экологических условиях и использованием разнообразной пищи.

У большинства рыб имеются острые зубы для захвата и удержания добычи или перетирания растительной пищи. В желудке железы выделяют желудочный сок. Впервые появляются поджелудочная железа и желчный пузырь, их секреты (поджелудочный сок и желчь) поступают в кишечник и участвуют в пищеварении.

Отличительными особенностями пищеварительной системы земноводных являются: наличие в ротовой полости длинного языка и слюнных желез, а также образование клоаки на конце кишечника.

Пресмыкающиеся имеют сильные челюсти и острые зубы, у некоторых их них есть ядовитые зубы, которые у змей сообщаются с ядовитыми железами, развившимися из слюнных желез. На границе тонкой и толстой кишки есть слепая кишка. Кишечник заканчивается клоакой.

У птиц изменения в пищеварительной системе связаны с приспособленностью к полету. У них нет челюстей и зубов, их заменяет роговой клюв, форма которого зависит от вида корма. В конце пищевода есть зоб, где пища запасается и размягчается. Желудок делится на два отдела — железистый (химическая обработка пищи) и мускульный (механическая обработка пищи). Тонкий кишечник удлиняется, а толстый укорачивается и заканчивается клоакой.

Отличительной особенностью пищеварительной системы млекопитающих является наличие губ вокруг ротовой полости и дифференциация зубов на резцы, клыки и коренные. У жвачных парнокопытных (зубр, косуля, лось) кишечник многокамерный (рубец, сетка, книжка, сычуг). У растительноядных животных хорошо развита слепая кишка. Длина толстого кишечника по сравнению с птицами увеличивается.

После переваривания пищи в пищеварительной системе питательные вещества всасываются ворсинками тонкого кишечника, в которых находятся капилляры кровеносных и лимфатических сосудов. Для дальнейшего перемещения питательных веществ в ткани требуется транспортная система. Эту роль взяла на себя кровеносная система, в которой циркулирует кровь или гемолимфа (смесь крови и лимфы).

Таким образом, основными направлениями эволюции пищеварительной системы у животных являются: удлинение пищеварительного тракта и дифференциация его отделов; появление в переднем отделе органов захвата и механической обработки пищи: челюстей, зубов, языка; развитие пищеварительных желез; совершенствование структур, обеспечивающих наиболее интенсивное всасывание питательных веществ.

Сравнительная характеристика строения кровеносной системы у животных

Кровеносная система, кроме передвижения питательных веществ, обеспечивает транспорт газов (кислорода и углекислого газа) при газообмене, продуктов распада к органам выделения, гормонов от эндокринных желез к органам-мишеням. В силу этого кровеносная система является одной из важнейших интегрирующих систем организма, обеспечивающих его функциональную целостность. Рассмотрим отличительные особенности строения и эволюцию кровеносной системы у разных типов животных.

В строении кровеносной системы можно выделить четыре основных элемента: главный сократительный орган (чаще всего сердце); артерии — сосуды, доставляющие кровь от сердца к тканям и органам; капилляры — мелкие сосуды в тканях, где происходит газообмен; вены — сосуды, обеспечивающие возврат крови от тканей к сердцу. У всех животных движение крови благодаря наличию клапанов происходит только в одном направлении (сердце → артерии → капилляры → вены → сердце).

Кровеносная система бывает двух типов: замкнутая и незамкнутая. Она называется замкнутой, если кровь циркулирует только по сосудам, и незамкнутой, если сосуды открываются в щелевидные пространства полости тела.

У представителей типов Кишечнополостные, Плоские и Круглые черви кровеносная система отсутствует. Впервые кровеносная система появилась у кольчатых червей и была замкнутого типа. Эволюция кровеносной системы представлена на рисунке и описана в таблице.

Таблица. Сравнительная характеристика строения кровеносной системы у животных

Как видно из рисунка и таблицы, у большинства беспозвоночных (моллюски, членистоногие) кровеносная система незамкнутая, и транспорт веществ осуществляет гемолимфа, которая поступает в полость тела и омывает ткани и органы. У кольчатых червей и всех классов позвоночных замкнутая кровеносная система. У позвоночных по мере увеличения размеров тела кровеносная система эволюционировала в следующем направлении: двухкамерное сердце — 1 круг кровообращения → трехкамерное сердце — 2 круга кровообращения с неполным разделением венозной и артериальной крови → четырехкамерное сердце — 2 круга кровообращения с полным разделением кровотоков.

Проверим знания