§ 0—7. Параўнальная характарыстыка будовы дыхальнай і выдзяляльнай сістэм у жывёл
- Успомніце, якія органы дыхання маюць водныя і наземныя жывёлы. Якія канчатковыя прадукты абмену выдаляюцца з арганізма жывёлы з дапамогай выдзяляльнай сістэмы?
- Як вы думаеце? Ці залежыць будова дыхальнай і выдзяляльнай сістэм ад узроўню арганізацыі жывёл?
- Вы даведаецеся пра адметныя асаблівасці будовы дыхальнай і выдзяляльнай сістэм у розных таксанамічных груп жывёл, пра характар змянення гэтых сістэм у ходзе эвалюцыі.
| Site: | Профильное обучение |
| Course: | Біялогія. 10 клас |
| Book: | § 0—7. Параўнальная характарыстыка будовы дыхальнай і выдзяляльнай сістэм у жывёл |
| Printed by: | Guest user |
| Date: | Sunday, 19 May 2024, 9:57 AM |
Параўнальная характарыстыка будовы дыхальнай сістэмы у жывёл
Паколькі большасць жывёл з’яўляюцца аэробамі, то пасля паступлення пажыўных рэчываў у клеткі тканак для далейшага расшчаплення з мэтай атрымання энергіі патрабуецца наяўнасць кіслароду. Гетэратрофныя арганізмы могуць атрымаць кісларод толькі з паветра. У выніку акіслення арганічных рэчываў у клетках тканак утвараецца вуглякіслы газ, які падлягае выдаленню з арганізма. Сукупнасць працэсаў паступлення кіслароду ў арганізм і вылучэння з яго вуглякіслага газу называецца газаабменам. Газаабмен уключае тры этапы: знешняе дыханне — газаабмен паміж атмасферным паветрам і органамі дыхання; перанос газаў крывёй ад органаў дыхання да тканак; тканкавае дыханне — газаабмен паміж крывёй і тканкамі.
Сукупнасць органаў, якія забяспечваюць знешняе дыханне, называецца дыхальнай сістэмай. Як бачна з малюнка, для забеспячэння эфектыўнага насычэння тканак кіслародам за кошт дыхальнай сістэмы неабходна ўзгодненае функцыянаванне дыхальнай і крывяноснай сістэм. Таму адначасова з эвалюцыяй дыхальнай сістэмы ў пазваночных жывёл працякала эвалюцыя і крывяноснай сістэмы. Гэта спрыяла ўзмацненню абмену рэчываў і павышэнню энергапрадукцыі. У выніку адбыўся пераход ад халаднакроўнасці (беспазваночныя, рыбы, земнаводныя, паўзуны) да цеплакроўнасці (птушкі, млекакормячыя). Разгледзім больш падрабязна этапы эвалюцыі дыхальнай сістэмы ў жывёл.
Мнагаклетачныя кішачнаполасцевыя, свабоднажывучыя плоскія, круглыя і некаторыя кольчатыя (дажджавыя) чэрві не маюць спецыяльных органаў дыхання і дыхаюць падобна пратыстам — усёй паверхняй цела (шляхам дыфузіі). У паразітычных форм дыханне анаэробнае.
Павелічэнне памераў цела ўскладняла забеспячэнне тканак кіслародам шляхам дыфузіі. Патрэбнасць у павышэнні інтэнсіўнасці акісляльных працэсаў для забеспячэння энергіяй арганізма прывяла да развіцця спецыяльнай дыхальнай сістэмы, здольнай актыўна паглынаць кісларод з паветра ці вады. Спачатку гэта былі толькі прымітыўныя органы дыхання — вонкавыя жабры (эпітэліяльныя вырасты з капілярамі) у шматшчацінкавых кольчатых чарвей (нерэіс, пескажыл), пры гэтым у дыханні захоўваўся ўдзел скуры.
У малюскаў органамі дыхання часцей з’яўляюцца жабры (двухстворкавыя і галаваногія), за выключэннем бруханогіх, якія страцілі жабры, а мантыйная поласць у іх ператварылася ў лёгкае.
У членістаногіх органы дыхання маюць больш складаную будову і прадстаўлены ў водных форм жабрамі, а ў наземных лёгачнымі мяшкамі і трахеямі: у павукоў — лёгачныя мяшкі (відазмененыя канечнасці) і трахеі, а ў насякомых — толькі трахеі.
Эвалюцыю дыхальнай сістэмы і ўскладненне будовы органаў дыхання ў пазваночных можна прасачыць з дапамогай табліцы і малюнка.
Табліца. Параўнальная характарыстыка будовы дыхальнай сістэмы ў пазваночных
|
Сістэматычная група |
Органы |
Асаблівасці будовы дыхальнай сістэмы |
|
Надклас Рыбы |
Органы дыхання — жабры (жаберныя пялёсткі на жаберных дугах), прычыненыя жабернымі крышкамі (у храстковых рыб адсутнічаюць) |
У прэснаводных рыб дадатковы орган дыхання скура. У шчупаковых і карпавых у газаабмене ўдзельнічае плавальны пузыр. У дваякадыхаючых рыб плавальны пузыр ператвараецца ў лёгкае |
|
Клас Земнаводныя |
Органы дыхання — у дарослых асобін лёгкія з ячэістай унутранай паверхняй; скура; слізістая абалонка ротавай поласці; у лічынак — скура, вонкавыя і ўнутраныя жабры |
Паветраносныя шляхі слаба дыферэнцыраваныя. Механізм дыхання нагнятальнага тыпу адбываецца за кошт апускання і пад’ёму дна ротавай поласці |
|
Клас Паўзуны |
Органы дыхання — ячэістыя лёгкія. З’яўляюцца трахея і бронхі |
Механізм дыхання вентыляцыйнага тыпу. Унутраная паверхня лёгкіх павялічваецца за кошт вялікай колькасці складак на ўнутранай паверхні. Удых і выдых адбываюцца за кошт змянення аб’ёму грудной клеткі |
|
Клас Птушкі |
Органы дыхання — губчатыя лёгкія. Ёсць трахея і бронхі. Частка бронхаў утварае паветраныя мяшкі, выходзячы за межы лёгкіх |
Газаабмен у лёгкіх на ўдыху і выдыху — двайное дыханне. У спакоі дыханне забяспечваецца рухам грудной клеткі, у палёце — за кошт руху крылаў. Аб’ём паветраных мяшкоў у 10 разоў большы за аб’ём лёгкіх. Пеўчая гартань размешчана ў месцы падзелу трахеі на бронхі |
|
Клас Млекакормячыя |
Органы дыхання — альвеалярныя лёгкія. Паветраносныя шляхі: насавая поласць, насаглотка, гартань, трахея, бронхі |
У гартані маюцца галасавыя звязкі. У лёгкіх бронхі падзяляюцца на бранхіёлы, якія заканчваюцца альвеоламі, густа аплеценымі капілярамі. Агульная паверхня альвеол прыкладна ў 50—100 разоў большая за паверхню цела. Удых і выдых адбываюцца за кошт скарачэння міжрэберных мышцаў і дыяфрагмы |
Як бачна на малюнку, у органах дыхання пазваночных адбывалася павелічэнне дыхальнай паверхні шляхам паступовага расчлянення іх на больш дробныя поласці. У выніку будова органаў дыхання паступова ўскладнялася ў наступным напрамку:
жабры → лёгкія з ячэістай паверхняй → ячэістыя лёгкія → губчатыя лёгкія з паветранымі мяшкамі → альвеалярныя лёгкія.
Такім чынам, эвалюцыя дыхальнай сістэмы ў пазваночных ішла ў напрамку павелічэння дыхальнай паверхні органаў дыхання, ускладнення будовы паветраносных шляхоў, развіцця органаў, якія забяспечваюць удых-выдых. Пры гэтым удасканальвалася крывяносная сістэма, якая дастаўляе кісларод ад органаў дыхання да клетак тканак, размешчаных унутры арганізма. Ускладненне дыхальнай і крывяноснай сістэм забяспечвала агульнае павышэнне ўзроўню арганізацыі класаў пазваночных у наступнай паслядоўнасці:
храстковыя рыбы → касцявыя рыбы → земнаводныя → паўзуны → птушкі і млекакормячыя.
Параўнальная характарыстыка будовы выдзяляльнай сістэмы ў жывёл
У клетках тканак жывёл пад дзеяннем кіслароду і ферментаў працякаюць рэакцыі, у выніку якіх утвараюцца канчатковыя прадукты абмену, не патрэбныя арганізму, якія часам аказваюць на яго таксічнае дзеянне. Для іх выдалення з арганізма патрабуецца выдзяляльная сістэма. У кішачнаполасцевых няма спецыяльных органаў выдзялення, а прадукты абмену ў іх выдаляюцца шляхам дыфузіі праз усю паверхню цела.
Упершыню спецыяльныя органы выдзялення — протанефрыдыі з’яўляюцца ў плоскіх чарвей. Яны ўяўляюць сабой разгалінаваныя канальчыкі, на ўнутраных канцах якіх знаходзяцца зорчатыя клеткі. Вонкі протанефрыдыі адкрываюцца выдзяляльнымі порамі. У круглых чарвей яны замяняюцца скурнымі залозамі з доўгімі каналамі, якія заканчваюцца выдзяляльнымі порамі. Выдзяляльная сістэма кольчатых чарвей прадстаўлена метанефрыдыямі, якія больш дасканалыя ў параўнанні з протанефрыдыямі і ўключаюць выдзяляльную варонку з раснічкамі, выдзяляльны канальчык, што заканчваецца выдзяляльнай порай. У кольчатых чарвей метанефрыдыі размешчаны ў кожным сегменце.
У малюскаў упершыню з’яўляюцца ныркі, якія адным канцом адкрываюцца ў калясардэчную сумку, а іншым — у мантыйную поласць.
У членістаногіх органы выдзялення адрозніваюцца ў залежнасці ад класа. У ракападобных (рачны рак) органы выдзялення прадстаўлены парнымі зялёнымі залозамі, якія размешчаны ля асновы антэн. У насякомых і павукоў органамі выдзялення з’яўляюцца мальпігіевы сасуды — разгалінаваныя, слепа замкнутыя на канцах выдзяляльныя трубачкі, якія пярэднім канцом адкрываюцца ў поласць кішкі. Акрамя таго, у насякомых маецца тлушчавае цела (нырка назапашвання), куды з гемалімфы паступаюць шкодныя рэчывы, але не выводзяцца, а назапашваюцца.
У пазваночных асноўным органам выдзяляльнай сістэмы з’яўляюцца парныя ныркі — тулаўныя ў рыб і земнаводных, тазавыя — у паўзуноў, птушак і млекакормячых (гл. табл.). Мача, што ўтвараецца ў іх, па мачаточніках паступае ў мачавы пузыр, дзе назапашваецца, а затым выводзіцца або праз выдзяляльную адтуліну, або праз клааку. У храстковых рыб і птушак мачавы пузыр адсутнічае.
Табліца. Параўнальная характарыстыка будовы выдзяляльнай сістэмы ў пазваночных
|
Прадстаўнікі |
Асаблівасці будовы выдзяляльнай сістэмы |
|
Надклас Рыбы |
Дзве стужкападобныя тулаўныя ныркі, якія ляжаць па баках пазваночніка над плавальным пузыром → мачаточнікі → мачавы пузыр (у касцявых рыб) → выдзяляльная адтуліна. У храстковых рыб мачавы пузыр адсутнічае. Прадукт выдзялення ў прэснаводных рыб — аміяк, у марскіх — мачавіна, якая добра раствараецца ў вадзе |
|
Клас Земнаводныя |
Дзве тулаўныя ныркі (адкрываюцца варонкамі ў поласць цела) → мачаточнікі → клаака → мачавы пузыр → клаака. Асноўны прадукт азоцістага абмену — мачавіна, якая добра раствараецца ў вадзе |
|
Клас Паўзуны |
Дзве тазавыя ныркі → мачаточнікі → мачавы пузыр → клаака. Прадукт выдзялення — мачавая кіслата, якая дрэнна раствараецца ў вадзе |
|
Клас Птушкі |
Дзве тазавыя ныркі → мачаточнікі → клаака. Мачавы пузыр адсутнічае. Прадукт выдзялення — мачавая кіслата, якая дрэнна раствараецца ў вадзе |
|
Клас Млекакормячыя |
Дзве тазавыя ныркі → мачаточнікі → мачавы пузыр → мочаспускальны канал → выдзяляльная адтуліна. Прадукт выдзялення — мачавіна, якая добра раствараецца ў вадзе |
Такім чынам, эвалюцыя сістэмы выдзялення ў жывёл ішла ў напрамку стварэння спецыялізаваных органаў, якія забяспечваюць вывядзенне з арганізма канчатковых прадуктаў распаду, што ўтвараюцца ў працэсе жыццядзейнасці, а часам проста таксічных рэчываў. Асноўны напрамак эвалюцыі органаў выдзялення ў жывёл — пераход ад протанефрыдыяў да метанефрыдыяў беспазваночных, ад іх — да тулаўных, а затым да тазавых нырак пазваночных.
Паўторым галоўнае. У кішачнаполасцевых, свабоднажывучых плоскіх, круглых і некаторых кольчатых чарвей няма органаў дыхання. У малюскаў органамі дыхання з’яўляюцца жабры ці лёгкія. У водных членістаногіх органы дыхання прадстаўлены жабрамі, а ў наземных — лёгкімі і трахеямі. Эвалюцыя дыхальнай сістэмы ў пазваночных ішла ў напармку павелічэння дыхальнай паверхні органаў дыхання; ускладнення будовы паветраносных шляхоў; развіцця органаў, якія забяспечваюць удых-выдых. Ускладненне органаў дыхання ў пазваночных можна паказаць у наступнай паслядоўнасці:
жабры → лёгкія з ячэістай паверхняй → ячэістыя лёгкія → губчатыя лёгкія з паветранымі мяшкамі → альвеалярныя лёгкія.
Эвалюцыя сістэмы выдзялення ішла ў напрамку стварэння спецыялізаваных органаў, якія забяспечваюць вывад з арганізма канчатковых прадуктаў распаду, што ўтвараюцца ў працэсе жыццядзейнасці, а часам проста таксічных рэчываў. Асноўны напрамак эвалюцыі органаў выдзялення жывёл — пераход ад протанефрыдыяў да метанефрыдыяў у беспазваночных, ад іх — да тулаўных, а затым да тазавых нырак пазваночных.
Праверым веды
Ключавыя пытанні
1. У якіх жывёл упершыню з’явіліся лёгкія як орган дыхання? Чым было выклікана іх з’яўленне?
2. Як змяняліся лёгкія ў працэсе эвалюцыі пазваночных?
3. У чым заключаецца асаблівасць будовы дыхальнай сістэмы ў птушак?
4. Чым прадстаўлена выдзяляльная сістэма ў розных тыпаў беспазваночных?
5. У якога тыпу жывёл упершыню з’явіліся ныркі як орган выдзялення? У чым заключаецца іх эвалюцыя?
Складаныя пытанні
1. Чаму ў птушак няма задышкі ў час палёту і не назапашваецца малочная кіслата ў мышцах?
2. Урачы сцвярджаюць, што тытунёвы дым спрыяе з’яўленню так званага «кашлю курца» і развіццю лёгачных захворванняў. Вы згодны з гэтым сцверджаннем? Адказ аргументуйце.
3. Скура ў рапух грубая, пакрыта бародаўкамі, а ў жаб — голая і заўсёды вільготная. У каго з гэтых земнаводных лёгкія развіты лепш і чаму?
4. Ці існуе залежнасць паміж асяроддзем пражывання арганізмаў і будовай дыхальнай сістэмы? Адказ пацвердзіце канкрэтнымі прыкладамі.
5. У чым заключаецца перавага наяўнасці мачавога пузыра ў мочавыдзяляльнай сістэме? Растлумачце, чаму ў птушак мачавы пузыр адсутнічае.