кишечник часть выделительной системы у каких организмов
Пищеварительная и половая системы. Органы выделения и кожные покровы
Пищеварительная и половая системы. Органы выделения и кожные покровы
Пищеварительная система
У всех многоклеточных основная часть пищеварительного канала развивается из энтодермы. Она обеспечивает поступление в организм питательных веществ, их переработку, всасывание продуктов пищеварения и вывод из организма непереваренных остатков пищи.
Существует, как правило, несколько видов пищеварения. Процессы пищеварения начинаются в полости кишечника – внеклеточное или полостное пищеварение, завершаются в клетках его эпителия – внутриклеточное пищеварение. Пристенное или мембранное, пищеварение обеспечивают ферменты, содержащиеся на поверхности эпителиальных клеток кишечника. Только внутриклеточное пищеварение характерно для простейших и некоторых многоклеточных животных (губок).
Многие беспозвоночные животные имеют внеорганизменное или внешнее пищеварение. При этом они вводят в тела других организмов свои пищеварительные ферменты (некоторые круглые черви, пауки, некоторые клопы, тли, цикады) или другие субстраты (личинки мух, которые живут в гниющей органике). Через определенное время всасывают полупереваренные или переваренные вещества.
Типы пищеварительной системы животных
Схемы строения пищеварительных систем представителей разных групп животных
Выделяют два типа строения пищеварительной системы животных: замкнутую или мешковидную и сквозную. Пищеварительную систему утрачивают некоторые паразитические организмы (ленточные черви). Они всасывают питательные вещества из организма хозяина через покровы тела.
Замкнутая или мешковидная пищеварительная система состоит из ротового отверстия и замкнутого кишечника. При этом непереваренные остатки пищи удаляются через ротовую полость. Замкнутая пищеварительная система характерна для кишечнополостных, плоских червей.
Сквозная пищеварительная система начинается ротовым отверстием, а заканчивается анальным. У большинства животных представлена именно такая пищеварительная система. Непереваренные остатки пищи выводятся наружу через анальное отверстие. Пищеварительная система низших хордовых (ланцетник, рыбы) представлена слабо дифференцированной трубкой. У рыб и амфибий относительно большая печень, чем у других позвоночных. У рыб плохо выражен желудок. Желудок выделяется уже у амфибий. С выходом на сушу появляются слюнные железы. Конечный отдел пищеварительной системы открывается в клоаку. У пресмыкающих появляется первая дифференциация зубов. У змей часть слюнных желез превращается в ядовитые. На границе тонкого и толстого кишечника появляются зачатки слепой кишки. В связи с приспособлением к полету изменяется пищеварительная система птиц. У них исчезают челюсти и зубы. У птиц хорошо развит зоб, желудок состоит из двух частей (железистой и мускулистой), есть два отростка слепой кишки. Наиболее развитой и дифференцированной является пищеварительная система млекопитающих. Особенности строения обусловлены характером пищи.
Органы выделения (экскреции)
Органы выделения (экскреции)
Органы выделения (экскреции) развиваются из мезодермы. Это специализированные образования, которые имеют разнообразное строение и функции. У низших беспозвоночных – губок, кишечнополостных – еще нет сформированных органов выделения. Продукты обмена удаляются путем диффузии через всю поверхность тела.
У плоских червей выделительная система представлена системой выделительных канальцев – протонефридиев (от греч. протос – первый, первичный, нефрос – почка), которые ветвятся по всему телу и открываются наружу отверстием. Главные канальцы ветвятся на более мелкие, конечные участки которых заканчиваются в паренхиме большими звездчатыми клетками. От внутренней поверхности каждой клетки направлены пучки длинных ресничек. Колебания ресничек создают движение жидкости. Конечные продукты попадают в выделительные канальцы и двигаются к выделительному отверстию.
У кольчатых червей возникают метанефридии. Они имеют вид системы извитых канальцев, расположенных по 2 в каждом сегменте тела. Один конец канальца открывается воронкой в полость тела, второй – порой на боковой поверхности тела. Выделительную функцию выполняют как пора, так и стенки канальца.
У большинства моллюсков и ракообразных появляются компактные органы – почки, похожие на почки млекопитающих. У речного рака есть особые органы выделения – зеленые железы. У наземных членистоногих формируются мальпигиевы сосуды – выделительные трубочки, открывающиеся в полости кишечника.
У позвоночных почки устроены по типу нефридиев. Они состоят из большого количества выделительных канальцев, которые соединяются общим протоком. У ланцетника насчитывается около 100 пар нефридиев. Рыбы и земноводные имеют первичную, или туловищную, почку. Пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие имеют вторичную почку.
В выделении продуктов обмена, кроме этих специализированных органов, могут принимать участие и другие образования: потовые и сальные железы, органы дыхания – у млекопитающих, жировое тело – у насекомых и т. п.
Половая система
Половая система млекопитающих
Половая система формируется в мезодерме. Представлена у животных половыми железами, производящими половые клетки, и протоками, через которые они выводятся. Основная функция половой системы – размножение, которое обеспечивает беспрерывную последовательность поколений.
У низших беспозвоночных – губок и большинства кишечнополостных – характерно отсутствие половых органов, выводных протоков. Половые клетки формируются среди экто- или энтодермальных клеток. Сквозь разрывы стенок тела они выходят наружу. Мужские и женские половые клетки образуются на одном организме. У плоских червей формируется сложная система выводных протоков. Половые клетки образуются в трубчатых или гроздевидных половых железах в одном организме. У круглых червей и членистоногих появляется разделение полов. Усложняется строение половой системы. Женские половые клетки имеют большое количество питательных веществ и защитных оболочек. Кольчатые черви преимущественно гермафродиты.
Хордовые – разнополые. У низших хордовых строение половой системы сходно, половой диморфизм почти не выражен. У рыб яичник преимущественно непарный, семенники – парные, оплодотворение – внешнее. У хвостатых амфибий оплодотворение внутреннее, у бесхвостых – внешнее.
У всех высших позвоночных оплодотворение внутреннее. У пресмыкающихся левый яичник развит меньше правого. У птиц развивается только левый яичник. У самцов млекопитающих развивается сложная система дополнительных желез. Семенники некоторых видов находятся в брюшной полости, но у большинства видов они выходят наружу и лежат в мошонке.
Кожные покровы
Кожные покровы животных
Кожные покровы выполняют защитную роль, воспринимают раздражения, принимают участие в обмене веществ. Образованы эпидермисом эктодермального происхождения и соединительной тканью, которая образуется из мезодермы.
У беспозвоночных животных покровы тела образованы преимущественно эктодермой и ее производными. У некоторых животных на поверхности тела расположена плотная кутикула. У членистоногих она содержит хитин. У ракообразных она пропитывается еще и известью. В эпидермисе много желез, которые могут погружаться в массу ткани. Соединительнотканный слой кожи развит хорошо лишь у иглокожих.
Для хордовых характерно наличие в коже нескольких слоев. Эпителий подавляющего большинства хордовых – многослойный. Верхний слой эпидермиса образует разные производные – роговые щитки, когти, ногти, чешуйки, копыта, волосы, перья, полые рога. Нижний слой эпидермиса восстанавливает новые слои клеток.
Выделительная система человека. Все, что надо знать
Итак, сит даун, плиз, мы начинаем.
Выделительная система человека: что, к чему и почему?
Примечание:
Для лучшего усвоения материала все дальнейшее повествование будет разбито на подглавы.
Анатомия выделительной системы
Мочевая система работает сообща с легкими, кожей и кишечником, чтобы поддерживать баланс химических веществ и воды в организме. Другие факторы в функции мочевыделительной системы включают потерю жидкости из-за пота и дыхания. Кроме того, определенные виды лекарств (диуретики) также могут влиять на количество мочи, которое человек производит.
Мочевой пузырь представляет собой полый шарообразный орган, который находится в малом тазу. Он удерживается на месте связками, прикрепленными к другим органам и костям таза. Мочевой пузырь хранит мочу до тех пор, пока мозг не подаст сигнал, что его необходимо опорожнить.
Помимо очищения крови и избавления организма от отходов МС выполняет следующие важные функции:
Давайте подробней, но без деталей, познакомимся с анатомией мочевыделительной системы. И начнем с…
№1. Уретра
Транспортирует мочу из мочевого пузыря наружу. Мочеиспускательный канал является единственным урологическим органом, который демонстрирует значительную анатомическую разницу между мужчинами и женщинами. Все другие структуры транспортировки мочи идентичны.
У женщин внешнее уретральное отверстие встроено в переднюю стенку влагалища ниже клитора и медиально в области малых половых губ. Добровольный контроль наружного сфинктера уретры является функцией полового нерва. Он возникает в крестцовой области спинного мозга, проходя через нервы S2 – S4 крестцового сплетения. Мужская уретра проходит через предстательную железу, а затем ниже лобкового симфиза:
№2. Мочевой пузырь
Мочевой пузырь собирает мочу из обоих мочеточников и лежит сзади к лобковой кости и спереди к прямой кишке. На поздних сроках беременности его емкость уменьшается из-за расширяющейся матки, что приводит к увеличению частоты мочеиспускания. У мужчин анатомия похожа, за исключением матки, и с добавлением предстательной железы ниже мочевого пузыря.
Мочевой пузырь представляет собой чрезвычайно растяжимый орган, может вмещать в себя до 1,5 литров мочи. Состоит из нерегулярных перекрещивающихся полос гладких мышц, которые вместе называются мышцами детрузора. Внутренняя поверхность состоит из переходного клеточного эпителия, который структурно подходит для больших колебаний объема мочевого пузыря. Мышца детрузора сокращается со значительной силой у молодых. С возрастом сила мочевого пузыря уменьшается, но произвольные сокращения брюшных скелетных мышц могут повысить внутрибрюшное давление, способствуя более сильному опорожнению мочевого пузыря:
№3. Мочеточники
№4. Почки
№5. Нефроны и сосуды
Нефроны являются «функциональными единицами» почек, они очищают кровь и уравновешивают составляющие кровообращения. В каждой почке взрослого человека насчитывается не менее 1 млн нефронов, каждый из которых способен вырабатывать мочу. Одновременно функционирует около 1/3 всех нефронов, что достаточно для полноценного выполнения экскреторной и иных функций почек. При старении происходит постепенное снижение числа нефронов (на 1% в год после 40 лет) из-за отсутствия у них способности к регенерации.
В сборном виде выделительная система человека выглядит так:
Собственно, по теории это все. Теперь выясним…
Как работает выделительная система
Наше тело получает питательные вещества из пищи и использует их для поддержания всех функций организма, включая энергию и самовосстановление. После того, как мы получаем все необходимые питательные нутриенты, в крови и в кишечнике остаются отходы. Мочевая система работает с легкими, кожей и кишечником, которые также выделяют отходы для поддержания в нашем теле баланса химических веществ и воды. Мочевая система удаляет из нашей крови отходы, называемые мочевиной. Мочевина образуется, когда продукты, содержащие белок, расщепляются в организме. Мочевина переносится кровотоком в почки. Почки удаляют мочевину из крови с помощью крошечных фильтров, называемых нефронами. Мочевина вместе с водой и другими отходами образует мочу, когда она проходит через нефроны и вниз по почечным канальцам почки.
Из почек моча проходит по двум тонким трубкам, называемым мочеточниками, в мочевой пузырь. Мышцы в стенках мочеточника постоянно напрягаются и расслабляются, заставляя мочу продвигаться вниз от почек к мочевому пузырю и далее к мочеиспускательному каналу. Мочевой пузырь хранит мочу до тех пор, пока вы его не опорожните. Он раздувается, когда полон, и сдувается, когда пуст. Круговые мышцы, называемые сфинктерами, помогают предотвратить утечку мочи. Мышцы сфинктера плотно прилегают друг к другу вокруг отверстия мочевого пузыря в мочеиспускательном канале.
Нервы в мочевом пузыре сообщают вам, когда пора опорожнить мочевой пузырь. Позывы к мочеиспусканию становятся тем сильнее, чем сильнее заполнен мочевой пузырь. Когда вы мочитесь, мозг дает сигнал мышцам мочевого пузыря напрячься, выталкивая мочу из мочевого пузыря. В то же время мозг дает сигнал сфинктерам расслабиться. Когда эти мышцы расслабляются, моча выходит из мочевого пузыря через мочеиспускательный канал. Когда все сигналы посылаются в правильном порядке, происходит нормальное естественное мочеиспускание.
Следующая подтема к рассмотрению это…
Физиология выделительной системы
Выделительная система поддерживает гомеостаз нескольких важных внутренних состояний, контролируя выведение веществ из организма.
№1. Восстановление электролитов (ионов Na +, K +, Ca ++)
Почка может контролировать выведение ионов калия, натрия, кальция, магния, фосфата и хлорида в мочу. В тех случаях, когда эти ионы достигают концентрации, превышающей нормальную, почки могут увеличить выведение ионов из организма, чтобы вернуть их к нормальному уровню. И наоборот, почки могут сохранять эти ионы, когда их уровни более низкие, чем обычно, позволяя им реабсорбироваться в кровь во время фильтрации.
№2. Регулирование pH крови
Ферменты теряют свою трехмерную конформацию и свою функцию, если pH слишком кислый или щелочной, а это может быть следствием разрыва водородных связей. Почки контролируют и регулируют уровни ионов водорода H+ и бикарбонат-ионов в крови для контроля pH крови. Ионы Н+ вырабатываются как естественный побочный продукт метаболизма пищевых белков и накапливаются в крови с течением времени. Почки выделяют избыток ионов H+ в мочу для выведения из организма. Почки также сохраняют бикарбонат-ионы, которые выступают в качестве важных буферов рН в крови. Правильная функция почек имеет важное значение для гомеостаза рН.
№3. Регулирование осмолярности
№4. Регулирование кровяного давления
Почки контролируют артериальное давление, чтобы поддерживать гомеостаз. Когда кровяное давление повышено, почки могут помочь его снизить, уменьшив объем крови в организме. Они способны уменьшить объем крови, уменьшая реабсорбцию воды в кровь и производя водянистую мочу. Когда артериальное давление становится слишком низким, почки могут вырабатывать фермент ренин для сужения кровеносных сосудов и выработки концентрированной мочи, что позволяет большему количеству воды оставаться в крови.
№5. Синтез витамина D
№6. Эритропоэз
№7. Производство гормонов
Почки вырабатывают и взаимодействуют с несколькими гормонами, которые участвуют в контроле систем вне мочевыделительной системы.
Кальцитриол является активной формой витамина D в организме человека и работает вместе с паратиреоидным гормоном (ПТГ) для повышения уровня ионов кальция в крови. Когда уровень ионов кальция в крови падает ниже порогового, паращитовидные железы выделяют ПТГ, что, в свою очередь, стимулирует почки к высвобождению кальцитриола. Кальцитриол помогает тонкому кишечнику усваивать кальций из пищи и депонировать его в кровь.
С теорией закончили, переходим к практике. Выясним…
Какие эффекты оказывают упражнения на выделительную систему человека
Когда вы тренируетесь, вы начинаете потеть, чтобы снизить температуру тела, которая повышается от выполнения движений. Потоотделение удаляет воду и соли из организма вместе с небольшим количеством мочевины. Когда уровень натрия в крови падает, секреция антидиуретического гормона также падает, и ваши почки вырабатывают более разбавленную мочу.
Также в процессе занятий уменьшается приток крови к почкам из-за повышения активности симпатической нервной системы. Это снижение кровотока необходимо для поддержания кровяного давления, так как кровеносные сосуды расширяются в работающих мышцах. Из-за уменьшения кровотока количество жидкости, отфильтрованной почками, также уменьшается, что приводит к снижению выработки мочи, но повышению в ней концентрации эритроцитов и лейкоцитов.
Во время упражнений почки отфильтровывают больше белка, повышая его уровни в моче. Почки также частично ответственны за поддержание кислотно-щелочного баланса. Когда вы интенсивно тренируетесь, вы производите молочную кислоту, часть которой выводится почками. По этой и другим причинам во время упражнений моча становится более кислой. После физической активности почки помогают метаболизировать оставшуюся молочную кислоту, превращая ее в глюкозу.
Здесь все. Ну, и напоследок давайте выясним, что из себя представляют…
Лучшие упражнения для контроля выделительной системы
Обычно у тренирующихся людей возраста 20-50 лет проблем, связанных с работой выделительной системы, не возникает. Все они появляются либо от сидячего образа жизни, либо после определенного возраста. В любом случае и тем, и другим полезно будет на постоянной основе выполнять упражнения на тренировку мочевого пузыря. Они помогут сократить суточное количество похождений в туалет, а также увеличить количество жидкости, которую может удерживать мочевой пузырь.
Собственно, вот сами упражнения:
Послесловие
Выделительная система человека – десятая статья нашего системного цикла. Осталось разобрать еще две темы, и мы его закроем, даже несмотря на то, что нам нравится нудить :).
На сим все. До новых встреч!
PS. как статья? годится?
PPS. Спортивное питание европейского качества со скидкой 40%. Не упустите возможность выгодно закупиться на 2019! Скидочная ссылка http://bit.ly/AZBUKABB
С уважением и признательностью, Протасов Дмитрий.
Выделительная система животных: таблица
Обобщающие таблицы по теме «Эволюция систем органов»
Я работаю по программе В.В. Пасечника. В курсе «Животные» появилась, на мой взгляд, очень интересная, но и очень трудная для учащихся глава «Эволюция различных систем». О.А. Пепеляева и И.В. Сунцова в своем пособии «Поурочные разработки по биологии. 7–8-й класс» предлагают давать ребятам таблицы, которые они должны самостоятельно заполнить. Мне тоже кажется, что с таблицами гораздо легче систематизировать и запомнить данный материал. Но учащимся сложно самостоятельно точно и грамотно заполнить такую таблицу. Иногда мы с ребятами делаем это вместе, а иногда я даю учащимся уже готовые таблицы и мы, читая учебник, разбираем этот материал.
Таблица «Эволюция органов выделения»
| Представители | Особенности выделительной системы |
| Тип Простейшие | Удаляют продукты жизнедеятельности через поверхность тела. У пресноводных имеются сократительные вакуоли |
| Типы Кишечнополостные и Губки | Не имеют специализированных органов или систем выделения. Удаление продуктов обмена происходит через всю поверхность тела диффузно |
| Тип Плоские черви | Протонефридии. В теле червя разбросаны звездчатые клетки, от них отходят тонкие извитые трубочки-канальцы, образующие поры на поверхности тела |
| Тип Круглые черви | Протонефридии. В теле червя разбросаны звездчатые клетки, от них отходят тонкие извитые трубочки-канальцы, образующие поры на поверхности тела. Некоторые круглые черви могут накапливать продукты обмена в теле |
| Тип Кольчатые черви | Метанефридии. Воронка, покрытая ресничками, от нее отходят трубочки, открывающиеся наружу выделительными порами. Трубочки оплетаются кровеносными сосудами, и происходит обратное всасывание жидкости (воды) |
| Тип Моллюски | Имеют почки (1–2, реже 3–4), которые лежат под сердцем; похожи по строению на метанефридии: проводящие канальцы и выделительные поры |
| Тип Членистоногие. Класс Ракообразные | Специальные зеленые железы, открывающиеся у основания усиков |
| Классы Паукообразные и Насекомые | Мальпигиевые сосуды, открывающиеся передним концом в прямую кишку. В полости тела располагаются слепо оканчивающиеся канальцы |
| Тип Хордовые. Надкласс Рыбы | Две лентовидные красно-бурые туловищные почки, лежащие вверху полости тела, под позвоночником. |
Почки–мочеточники–мочевой пузырь (у большинства костных рыб)– мочевое отверстие.
Основной продукт обмена – аммиак, выведение которого сопряжено с большими потерями воды
Мочевой пузырь не связан непосредственно с мочеточниками. Основной продукт обмена веществ – мочевина, хорошо растворимая в воде
Моча состоит из мочевой кислоты, плохо растворимой в воде. (Это взвесь мелких кристалликов, собирающихся в мочевом пузыре)
Почки–мочеточники–клоака. (Мочевого пузыря нет.)
Продукты обмена выделяются в виде кашицеобразной мочевой кислоты
Почки–мочеточники–мочевой пузырь–мочеиспускательный канал.
Основной продукт обмена – мочевина
Вывод
Эволюция системы выделения шла в направлении создания специализированных органов, обеспечивающих выведение из организма образующихся в процессе жизнедеятельности опасных, а иногда просто ядовитых веществ.
Таблица «Эволюция дыхательной системы»
| Представители | Особенности дыхательной системы |
| Тип Простейшие | Дышат всей поверхностью тела |
| Тип Кишечнополостные | Дышат всей поверхностью тела |
| Тип Плоские черви | Планария – дыхание с помощью кожного эпителия (поверхностью тела). Печеночный сосальщик – нет органов дыхания |
| Тип Круглые черви | Дыхание поверхностью тела или органы дыхания отсутствуют, энергию получают за счет гликолиза |
| Тип Кольчатые черви | Дыхание поверхностью тела, у ряда видов (морских кольчатых) появляются спинные кожные выросты – перистые жабры |
| Тип Моллюски | У большинства моллюсков органами дыхания являются пластинчатые и перистые жабры, лежащие в мантийной полости. Наземные моллюски дышат видоизменением мантийной полости – легкими |
| Тип Членистоногие Класс Ракообразные | Жабры |
| Класс Паукообразные | Трахеи и легочные мешки |
| Класс Насекомые | Трахеи (эктодермальные впячивания в форме трубочек, проводящих воздух из внешней среды к тканям). Трахеи открываются на брюшке отверстиями, которые называются дыхальца |
| Тип Хордовые Ланцетник | Наличие жаберных щелей в глотке. Щели скрыты под кожей и открываются в особую околожаберную полость с частой сменой воды |
| Надкласс Рыбы | У рыб под жаберными крышками (у хрящевых рыб жаберных крышек нет) располагаются жабры, состоящие из жаберных дуг, жаберных тычинок и жаберных лепестков, пронизанных множеством мельчайших кровеносных сосудов. Вода, заглатываемая рыбой, попадает в ротовую полость и выходит через жаберные лепестки наружу, омывая их |
| Класс Земноводные | Органы дыхания – парные мешковидные легкие с тонкими ячеистыми стенками |
Дыхание происходит за счет опускания и подъема дна ротовой полости. Дыхание осуществляется не только с помощью легких, но и с помощью кожи
Дыхательные пути удлиняются. Появляются трахеи и бронхи.
Внутренняя поверхность легких увеличивается за счет большого количества складок на их внутренней поверхности.
Вдох и выдох происходят за счет изменения объема грудной клетки
У птиц двойное дыхание: газообмен происходит и при вдохе, и при выдохе. В покое дыхание обеспечивается движением грудной клетки (опускание грудины – вдох, поднятие – выдох). В полете дыхание осуществляется за счет движения крыльев (подъем крыла – вдох, опускание – выдох).
Объем воздушных мешков в 10 раз больше объема легких.
Певчая гортань расположена в месте разделения трахеи на бронхи
Вдох и выдох происходят за счет сокращения межреберных мышц и диафрагмы
Вывод
Эволюция органов дыхания у позвоночных шла по пути:
– увеличения площади легочных перегородок;
– совершенствования транспортных систем доставки кислорода к клеткам, расположенным внутри организма.
Таблица «Покровы тела»
| Представители | Особенности покровов тела |
| Тип Простейшие | У животных с непостоянной формой тело ограничено клеточной оболочкой (плазмалеммой). Некоторые представители одноклеточных могут секретировать раковины (арцелла, фораминиферы). |
Одноклеточные организмы, имеющие постоянную форму тела, покрыты прочной оболочкой пелликулой
У паразитических червей (класс Сосальщики и класс Ленточные черви) тело покрыто плотной толстой кутикулой, предотвращающей их переваривание.
Кутикула – у животных плотное неклеточное образование на поверхности клеток эпителиальной ткани. Выполняет защитную и опорную функции
Кутикула имеет защитное значение. Кроме того, она поддерживает достаточно высокое давление полостной жидкости. Именно этим обусловлена струнообразная вытянутая форма тела нематод.
Живая эпителиальная ткань называется гиподермой. Она очень тонкая, но по бокам тела, вдоль спины и брюха утолщена в виде валиков
Однослойный эпителий выделяет кутикулу, образующую экзоскелет насекомых (непроницаемый водоотталкивающий слой, защита от микробов) на поверхности протокутикулы.
Протокутикула образована хитином, артропидином и резилином. Жесткий экзоскелет не растягивается и поэтому ограничивает рост животного, его необходимо время от времени сбрасывать посредством линьки
Ланцетник
Выделения эпидермальных желез образуют тонкую поверхностную пленку – кутикулу, которая предохраняет нежную кожу от повреждений частицами грунта
Нижний слой – собственно кожа, или кориум.
У хрящевых рыб тело покрыто примитивной плакоидной чешуей – это пластинки с зубцами. Чешуи отделены друг от друга слоем кожи
Многочисленные одноклеточные железы эпидермиса выделяют слизистый секрет.
У примитивных костных рыб (например, панцирной щуки) тело покрыто ганоидной чешуей. Это плотно прилегающие друг к другу чешуи ромбовидной формы, покрытые сверху особым веществом – ганоином. У большинства костных рыб тело покрыто циклоидными и ктеноидными чешуями, которые расположены налегающими друг на друга рядами
Железы выделяют слизь, предохраняют кожу от пересыхания и способствуют газообмену.
Эпидермис многослойный, кориум тонкий, кожа богата многоклеточными железами.
В нижнем слое эпидермиса и в кориуме расположены пигментные клетки. У некоторых земноводных кожные железы выделяют секрет, содержащий ядовитые вещества
Верхние слои многослойного эпидермиса ороговевают, под этим мертвым слоем расположен нижний, мальпигиев, слой, состоящий из живых размножающихся эпидермальных клеток.
У некоторых видов наряду с роговыми образованиями имеются костные пластинки (у черепах они сливаются в костный панцирь, прирастающий к позвоночнику).
Кожа почти лишена желез (одиночные железы сохранились на морде).
Кожа обеспечивает хорошую защиту от:
– потерь воды испарением;
– механических повреждений;
– проникновения болезнетворных организмов.
Одновременно она утратила способность к:
– газообмену;
– испарению воды;
– выделению продуктов метаболизма
Кожа состоит из двух слоев. Поверхностные клетки эпидермалъного слоя ороговевают, соединительный слой кожи подразделяется на тонкую, но довольно плотную собственно кожу (дерму) и подкожную клетчатку – рыхлый слой, где откладываются запасы жира.
Птерилии – участки кожи, на которых укреплены контурные перья, покрывающие все тело птицы.
Аптерии – участки кожи, на которых перья не растут.
У страусов и пингвинов перья равномерно распределены по всей поверхности кожи
Кожа богата железами. Тело большинства млекопитающих покрыто шерстью, защищающей от переохлаждения или от перегрева.
Также встречаются различные видоизменения волос (иглы ежей и дикобразов, щетина кабанов). Производные эпителия: когти, ногти, копыта, волосы, рога у носорогов, рога у полорогих (срастаются с лобными костями). Рога оленей – костные образования, производные кориума, они ежегодно сбрасываются
Вывод
Эволюция покровов тела шла по пути:
– увеличения числа слоев;
– появления новых образований: ресничек, желез, известковых и хитиновых покровов, чешуи, когтей, перьев, волос, рогов, копыт и т.д.
Выделительная система
Выделительная система — совокупность органов, выводящих из организма животных и человека избыток воды, конечные продукты обмена веществ (углекислый газ, мочевина, мочевая кислота и др.), а также соли и чужеродные вещества. Процессы выделения играют важную роль в организме, поддерживая постоянство химического состава и объема жидкостей внутренней среды, осмотическое давление — необходимые условия эффективной деятельности различных органов и систем (см.Гомеостаз).
У простейших продукты выделения выводятся путем диффузии или с помощью сократительных вакуолей.
Эволюция выделительной системы животных
Умногоклеточных водных беспозвоночных выделение осуществляется специальными выделительными органами — протонефридиями и метанефридиями (у червей), целомодуктами (у моллюсков) или специальными железами (у ракообразных). У наземных обитателей (главным образом насекомых и паукообразных) выделительные функции выполняют стенки кишечника, а чаще — так называемые мальпигиевы сосуды, физиологическое преимущество которых в том, что выпадающие в осадок продукты обмена (мочевая кислота и др.) выводятся с мочой в заднюю кишку, где происходит поглощение воды, а обезвоженные продукты выделения вместе с непереваренными остатками пищи выводятся наружу через анальное отверстие.
Выделительная система беспозвоночных показана на рисунках.
Выделительные органы плоских червей: а — выделительные канальцы с пламенными клетками; б — строение пламенной клетки. 1 — ядро; 2 — цитоплазма; 3 — ресничное пламя; 4 — выделительный каналец.
Выделительные органы насекомых: 1 — мальпигиевы сосуды — трубчатые, слепо оканчивающиеся выросты кишечника.
Строение почки человека: 1 — корковое вещество; 2 — мозговое вещество; 3 — почечная чаша; 4 — почечная лоханка; 5 — мочеточник.
Выделительные органы позвоночных (человек, мужчина): 1 — почка: 2 — мочеточник; 3 — мочевой пузырь; 4 — мочеиспускательный канал.
Строение нефрона (почечное тельце), а — почечная долька: I — наружный, или корковый, слой; II — внутренний, или мозговой, слой, б — нефрон; 1 — капсула нефрона; 2 — капиллярный клубочек; 3 — извитые канальцы; 4 — прямые канальцы; 5 — капиллярный сфинктер; 6 — капиллярная сеть извитого канальца; 7 — приносящий сосуд; 8 — выносящий сосуд.
Экскреторная система, совокупность органов, выводящих из организма животных и человека избыток воды, конечные продукты обмена, соли, а также ядовитые вещества, введённые в организм или образовавшиеся в нём.
У простейших легкорастворимые экскреты (аммиак, мочевина) выводятся в окружающую среду путём диффузии (морские и паразитические формы) или с помощью сократительных вакуолей, выполняющих в основном функцию осморегуляции (См. Осморегуляция) (у пресноводных форм).
У низших водных многоклеточных (губки, кишечнополостные) и у малоактивных морских животных (иглокожие) продукты обмена, в основном аммиак, диффундируют через поверхность тела и стенки полостей, связанных с окружающей средой. В частности выделительная функция у большинства беспозвоночных свойственна кишечнику.
В процессе эволюции дифференцируется специальная В.с. У низших червей (плоские, гастротрихи, киноринхи, коловратки, скребни, немертины), а также у приапулид и некоторых аннелид и у личинок полихет и моллюсков выделительные органы — протонефридии — система трубочек, открывающихся наружу порами, а внутри слепо заканчивающихся особыми полыми клетками, в которых находятся пучки длинных слипшихся ресничек, непрерывно совершающих колебательные движения («мерцательное пламя») (рис.1, 2). У кольчатых червей слепые концы протонефридиальных каналов заканчиваются группами бутылковидных клеток (соленоцитов), в узкой части которых находится по одному жгутику (рис.
3). У большинства кольчатых червей В.с. — метанефридии, т. е. метамерно расположенные парные трубчатые эктодермальные органы, открывающиеся в целомические мешки ресничной воронкой, а наружу — порой на поверхности следующего сегмента. Если в состав таких органов выделения входят и мезодермальные элементы, то говорят о нефромиксии. Выделительные органы, развивающиеся из мезодермы, — так называемые целомодукты — имеются у моллюсков: воронка открывается в околосердечную полость (остаток Целома), наружное отверстие — в мантийную полость.
У ракообразных выделительные органы — извитые трубки, начинающиеся слепым «целомическим» мешочком и открывающиеся наружу у основания антенн или максилл (отсюда названия «антеннальные» и «максиллярные» железы) (рис. 4). Сходны выделительные органы у мечехвостов («коксальные железы»), открывающиеся у основания 5-й пары ног.
Открывающиеся наружу выделительные органы, через которые выводятся легко растворимые продукты обмена, типичны для водных беспозвоночных.
Обитание на суше, требующее экономии расхода влаги, вызывает изменение характера катаболитов — легко растворимые аммиак и мочевина заменяются трудно растворимыми гуанином (у паукообразных) или мочевой кислотой (у многоножек и насекомых).
Выделительные органы типа целомодуктов из наземных беспозвоночных имеют только влаголюбивые формы — онихофоры и некоторые паукообразные (например, сенокосцы). Для наземных членистоногих характерен переход выделительной функции к стенкам кишечника (становятся иногда единственным выделительными органом, например, у ложноскорпионов) или чаще к мальпигиевым сосудам — длинным слепым выростам кишечника на границе средней и задней кишки, образующимся как выросты средней (паукообразные) или задней (насекомые, многоножки) кишки (рис.5). Физиологическое преимущество мальпигиевых сосудов (при обитании в условиях дефицита влаги) в том, что через них легко выпадающие в осадок продукты обмена (мочевая кислота и др.) выводятся с мочевой жидкостью не наружу, а в заднюю кишку, где происходит всасывание воды; обезвоженные экскреты вместе с непереваренными остатками пищи выводятся через анальное отверстие наружу, чем достигается сохранение воды в теле животного.
Своеобразный тип выделения — отложение переведённых в труднорастворимую форму катаболитов (мочевая кислота и др.) в специальных клетках — «почках накопления» у нематод, в хлорагогенных клетках у дождевых червей, в межуточной ткани у пауков, в жировом теле у насекомых и многоножек, в печёночных выростах у мокриц и т.п., что тоже связано с экономией расхода воды при экскреции.
Сходны с этими выделительными органами и экскретофоры — клетки, накапливающие экскреты и выбрасывающие их, например, в просвет кишечника (у ложноскорпионов, у восьмилучевых кораллов и др.).
Вторичный переход наземных беспозвоночных к жизни в воде, например, личинок насекомых, привёл к возвращению экскретов к характерному для водных животных типу (основной катаболит — аммиак) и к возрастанию осморегуляторной функции выделительных органов (мальпигиевы сосуды и кишечник).
Среди хордовых у оболочников и асцидий органами выделения служат мешочки накопления (у некоторых оболочников выделительные элементы не обнаружены).
У ланцетника в жаберной области имеется около 100 пар так называемых нефромиксиев, которые одним отверстием открываются в околожаберную полость, а несколькими другими отверстиями (густо усаженными соленоцитами) связаны с полостью тела. У позвоночных органами выделения служат типичные целомодукты, скопления которых образуют Почки.
От почек отходят мочеточники, которые впадают непосредственно в клоаку (См. Клоака) или в Мочевой пузырь, открывающийся наружу мочеиспускательным каналом. В эволюционном ряду позвоночных, как и при индивидуальном развитии высших позвоночных, наблюдается последовательная смена трёх типов почек. Первыми возникают передние, или головные, почки, называемые также предпочками (см. Пронефрос). Далее развиваются первичные, средние, или туловищные, почки — вольфовы тела (см.Мезонефрос). Последними появляются вторичные, задние, или тазовые, почки (см. Метанефрос). Целомодукты предпочки и первичной почки, обычно по паре на сегмент, возникают из так называемого нефротома.
Часть нефротома, открывающаяся во вторичную полость тела, образует мерцательную воронку (нефростом). Против нефростомов предпочки в полости тела обычно развивается общий для всех воронок клубок кровеносных сосудов; через него фильтруются из крови жидкие продукты выделения (водные растворы солей), которые и поступают в воронки.
Предпочка, имеющая сегментарное строение и тянущаяся вдоль всего туловища, сохраняется в продолжении всей жизни из круглоротых только у бделлостомы. У миног остатки пронефроса, образующие передний отдел почки, открываются в перикардиальную полость. У других позвоночных пронефрос служит лишь личиночным органом. Он особенно хорошо развит у личинок большинства рыб и земноводных.
У всех рыб и земноводных во взрослом состоянии функционируют первичные почки. Канальцы их развиваются у эмбриона сходно с канальцами предпочки, отличаясь лишь тем, что открываются в готовый пронефрический проток, который получает с этого времени название первичнопочечного канала (рис.7 и 8). У акуловых рыб этот канал расщепляется с переднего конца на два протока: Вольфов канал, служащий мочеточником первичной почки, и Мюллеров канал, вступающий в связь с остатками пронефроса и выполняющий у самок функцию яйцевода. У самцов земноводных вольфов канал находится в связи с половой железой и выполняет одновременно функции и мочеточника, и семяпровода. Для первичной почки характерно наличие мальпигиевых телец (См.
Мальпигиевы тельца). У амниот вторичная почка заменяет функционирующую в эмбриональном периоде первичную почку, которая у взрослых самок вообще дегенерирует, а у самцов несёт функцию семяпроводящего аппарата и называется придатком семенника, или эпидидимисом. Эмбрионально вторичная почка образуется из специального мочеточника, вырастающего из заднего конца вольфова канала (рис. 9).
Этот мочеточник имеет на конце несколько конечных разветвлений, в которые впадают почечные канальцы, возникающие из нефрогенной ткани. Извитые канальцы вторичной почки никогда не имеют воронок и начинаются боуменовой капсулой (См.
Боуменова капсула). У млекопитающих и человека за капсулой следуют проксимальные извитые канальцы, далее прямые нисходящие и восходящие канальцы, образующие так называемую петлю Генле, и, наконец, дистальные извитые канальцы и затем соединительные трубки, впадающие в выводной проток.
Расширенная часть мочеточника, откуда отходят его конечные разветвления в почку, получает назв. почечной лоханки. Три типа почек связаны между собой известными переходами. Так, даже в предпочке могут быть отдельные клубочки, свойственные первичной почке. В последней довольно часто исчезают воронки, и она становится очень похожей по строению на вторичную почку.
Наиболее вероятной теорией, объясняющей последовательную смену почек, является теория смены почечных канальцев.
Сторонники этой теории считают, что у предков позвоночных была длинная почка, построенная по типу пронефроса. У их рыбообразных потомков на спинной стороне канальцев предпочки развились канальцы более совершенного типа — канальцы первичной почки, которые и вытеснили предпочечные канальцы на протяжении всего туловища, за исключением его переднего конца.
У амниот канальцы вторичной почки, развивавшиеся в заднем отделе первичной почки, постепенно вытеснили последнюю. См. Выделение, Дыхания органы, Кожа.
Лит.: Холодковский Н.
А., Учебник зоологии и сравнительной анатомии, 3 изд., СПБ, 1914; Машковцев А. А., Морфологическое и филогенетическое отношение мезонефроса к пронефросу, «Тр. Лаборатории эволюционной морфологии АН СССР», 1934, т. 2, в. 1; Руководство по зоологии, под ред. Л. А. Зенкевича, т. 1, М. — Л., 1937; Догель В. А., Сравнительная анатомия беспозвоночных, ч. 1, Л., 1938; Кравчинский Б.
Д., Физиология почек, [Л.], 1949; Коштоянц Х. С., Основы сравнительной физиологии, 2 изд., т. 1, М. — Л., 1951; Беклемишев В. Н., Основы сравнительной анатомии беспозвоночных, 3 изд., т. 1—2, М., 1964; Курс зоологии, под ред. Б.
С. Матвеева, 7 изд., т. 1—2. М., 1966.
М. С. Гиляров, А. Н. Дружинин.
Рис. 1. Выделительная система плоского червя Allocreadium isoporum: 1 — выделительное отверстие; 2 — мочевой пузырь; 3 — правый главный канал выделительной системы; 4 — концевые звездчатые клетки с мерцательным пламенем: 5 — ротовая присоска; 6 — брюшная присоска.
Рис. 2. Пламенная клетка ресничного червя: 1 — ядро; 2 — мерцательный жгутик.
Рис. 3. Слепой конец протонефридия кольчатого червя с сидящими на нём соленоцитами: 1 — соленоциты; 2 — выделительная трубка протонефридия; 3 — ядро; 4 — жгутик соленоцита.
Рис. 4. Антеннальная железа речного рака (в расправленном виде): 1 — целомический мешочек; 2 — «зелёный канал»; 3 — промежуточный канал; 4 — «белый канал»; 5 — мочевой пузырь; 6 — выводной проток; 7 — наружное отверстие железы.
Рис. 5. Органы выделения чёрного таракана: 1 — мальпигиевы сосуды; 2 и 3 — отделы передней кишки; 4 — средняя кишка; 5 — слепые придатки средней кишки; 6 и 7— отделы задней кишки.
Рис. 6. Развитие предпочки у позвоночных (А и Б — две последовательные стадии): 1 — сомит; 2 — предпочечный каналец и проток; 3 — боковая пластинка; 4 — вторичная полость тела; 5 — шейка сомита (или нефротом); 6 — воронка.
Рис. 7. Стереограмма головных и развивающихся первичных почек у позвоночных: 1 — аорта; 2 — вторичная полость тела; 3 — клубок; 4 — брыжейка; 5 — пронефрическая трубочка; 6 — пронефрический проток; 7 — полость нефротома (8); 9 — воронка; 10 — мезонефрическая трубочка; 11 — хорда; 12 — брюшина; 13 — миотом; 14 — спинной мозг.
Рис. 8. Стереограмма сформированных первичных почек у позвоночных: 1 — аорта; 2 — вторичная полость тела; 3 — половой валик; 4 — клубочек; 5 — брыжейка; 6 — мальпигиево тельце; 7 — мезонефрическая трубочка; 8 — миотом; 9 — воронка; 10 — хорда; 11 — брюшина; 12 — вольфов проток; 13 — спинной мозг.