Текущая страница: 12 (всего у книги 18 страниц) [доступный отрывок для чтения: 12 страниц]

38. Способы передвижения животных. Полости тела

1. Как двигаются животные?

2. Чем различаются первичная и вторичная полости тела?

Способы передвижения животных. Движение – одно из основных свойств живых организмов. Несмотря на многообразие существующих способов передвижения, их можно разделить на 3 основные группы.

Амёбоидное движение присуще корненожкам и некоторым отдельным клеткам многоклеточных животных (например – лейкоцитам крови). Пока у биологов нет единого мнения о том, что является причиной амёбоидного движения. У клетки образуются выросты цитоплазмы, число и величина которых постоянно меняются, как меняется и форма самой клетки (рис. 153, А).

Рис. 153. Схемы движения беспозвоночных: А – амёбы; Б – жгутиков и ресничек простейших; В – червя дождевого

Движение при помощи жгутиков и ресничек (рис. 153, Б) характерно не только для жгутиконосцев и инфузорий, оно присуще некоторым многоклеточным животным и их личинкам. У высокоорганизованных животных клетки, имеющие жгутики или реснички, встречаются в дыхательной, пищеварительной, половой системах.

Строение всех жгутиков и ресничек практически одинаково. Вращаясь или взмахивая, они создают движущую силу и закручивают тело вокруг собственной оси. Такой способ движения свойствен обычно мелким беспозвоночным животным, обитающим в водной среде.

Движение с помощью мышц осуществляется у многоклеточных животных. Мышцы образованы мышечной тканью. Главная особенность мышечной ткани – способность сокращаться. За счёт сокращения мышц и осуществляется движение.

У круглых червей поочерёдное сокращение продольных мышц вызывает характерные изгибы тела. За счёт этих телодвижений червь двигается вперёд. Кольчатые черви освоили новые способы движения в связи с тем, что в их мускулатуре, помимо продольных мышц, появились поперечные мышцы. Поочерёдно сокращая поперечные и продольные мышцы, червь, используя щетинки на сегментах тела, раздвигает частички почвы и движется вперёд (рис. 153, В).

Рис. 154. Схема движения пиявок

Пиявки освоили шагающие движения, используя для прикрепления присоски (рис. 154). Брюхоногие моллюски двигаются благодаря волнам сокращения, пробегающим по подошве ноги. Обильно выделяемая слизь облегчает скольжение и ускоряет движение. Двустворчатые моллюски двигаются с помощью мускулистой ноги, а головоногие освоили реактивный способ передвижения, выталкивая воду из мантийной полости.

Многие ракообразные для передвижения по грунту используют ходильные ноги, а для плавания им служит либо хвостовой плавник, либо плавательные ноги. Любой из этих способов передвижения возможен при наличии хорошо развитой мускулатуры и подвижном сочленении конечностей с туловищем.

У большинства членистоногих специальными органами передвижения служат не только ноги, но и (в зависимости от систематической принадлежности) другие образования, например крылья у насекомых.

Движение всех позвоночных животных, имеющих внутренний скелет, также осуществляется с помощью мышц. У рыб это происходит в основном за счёт мышц хвоста и туловища, у земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих – за счёт мышц конечностей, которые осуществляют такие виды движения, как бег, прыжки, плавание, полёт, лазание и т. д. Есть и другие способы перемещения – в зависимости от среды обитания и образа жизни.

Лабораторная работа № 10

Изучение способов передвижения животных

Оборудование:

3–5 животных по выбору учителя (все животные в соответствующих садках, чашках, клетках, аквариумах, террариумах).

Ход работы:

1. Рассмотрите животных, находящихся перед вами.

Отметьте, как перемещаются животные; каков характер их движений.

Выявите, какие приспособления, органы, части тела участвуют в перемещении животного; как меняется характер движения при испуге или прикосновении.

2. Наблюдайте за животными, изменяя условия среды.

Определите характер движения животного; способность менять способы движения; число способов передвижения для каждого объекта.

Полости тела. Полостью тела беспозвоночных и позвоночных животных называют пространство, расположенное между стенками тела и внутренними органами. Впервые полость тела возникает у круглых червей. Полость тела круглых червей называют первичной, она заполнена полостной жидкостью, которая не только поддерживает и сохраняет форму тела, но и выполняет функцию транспортировки питательных веществ в организме, в ней также накапливаются ненужные продукты жизнедеятельности. Внутренние органы круглых червей свободно омываются полостной жидкостью.

Полость тела кольчатых червей так же, как и у круглых, простирается от переднего конца тела до заднего. У кольчатых она поделена поперечными перегородками на отдельные сегменты, а каждый сегмент, в свою очередь, поделён ещё на две половины. В каждом сегменте имеется полость тела, заполненная полостной жидкостью, но в отличие от первичной она отграничена от внутренних органов и от стенок тела оболочкой, состоящей из слоя эпителиальных клеток (рис. 155). Такая полость, в которой пищеварительная, выделительная, нервная, кровеносная системы и внутренние стенки тела не омываются полостной жидкостью и отделены от неё стенками, состоящими из одного слоя эпителиальных клеток, называется вторичной полостью тела.

У всех хордовых полость тела вторичная. В отличие от кольчатых червей вторичная полость тела хордовых не содержит полостной жидкости, и внутренние органы свободно располагаются в полости.

Движения: амёбоидное; за счёт биения жгутиков и ресничек; с помощью мышц. Полости тела: первичная, вторичная, смешанная.

Рис. 155. Схема строения сегментов тела червей кольчатых: А – продольный разрез; Б – поперечный разрез. 1 – полость тела; 2 – поперечная перегородка тела; 3 – слой эпителиальных клеток; 4 – продольная перегородка

Вопросы

1. Какие существуют основные способы передвижения животных? В чём их различие?

2. Какие способы передвижения животных могут использоваться только в водной среде, а какие – в различных?

3. Для каких животных характерно движение с помощью жгутиков и ресничек?

4. Почему нельзя утверждать, что существует универсальный способ движения в любой среде обитания?

Задания

Проведите наблюдение за передвижением животных (в живом уголке, дома, в зоопарке). Заполните таблицу «Передвижение животных».

Знаете ли вы, что…

Любое движение – это очень сложная, но слаженная деятельность больших групп мышц и биологических, химических, физических процессов в организме.

Когда птица колибри зависает в воздухе у цветка, её крылья совершают 50–80 взмахов в секунду.

1. Что такое газообмен?

2. У каких животных впервые появляются органы дыхания?

Всем животным организмам необходим кислород, без которого не смогут осуществляться процессы жизнедеятельности. Кислород поступает в клетки организма различными путями: через поверхность тела, жабры, лёгочные мешки, лёгкие.

Поступление кислорода в клетки тела осуществляется благодаря проницаемости клеточных мембран и диффузии – процессу выравнивания концентраций кислорода внутри организма и в окружающей его среде. С увеличением размеров животных возникает потребность в транспорте кислорода к клеткам, расположенным внутри организма, и в процессе эволюции развиваются органы, позволяющие этот транспорт осуществить.

Газообмен у животных разных систематических групп. Одноклеточные простейшие животные дышат всей поверхностью тела. Кишечнополостные, свободноживущие плоские и круглые черви специальных органов дыхания не имеют. Они, подобно простейшим, также дышат всей поверхностью тела.

Специальные органы дыхания – перистые жабры появляются у морских кольчатых червей и у водных членистоногих. Перистые жабры образуются из выростов кожи по обеим сторонам тела. В дыхании участвует кровь, которая обильно притекает к жабрам, омывает их, освобождается от углекислого газа и насыщается кислородом, который затем переносит по всему организму. Пластинчатые, перистые жабры моллюсков, расположенные в мантийной полости, также служат органами дыхания (рис. 156).

Рис. 156. Схема расположения жабр у многощетинковых червей и двустворчатых моллюсков

Рис. 157. Органы дыхания членистоногих и рыб: А – рака; Б – паука; В – рыбы

Органами дыхания членистоногих являются трахеи, жабры, листовидные лёгкие, расположенные в углублениях покрова тела (рис. 157).

Система органов дыхания ланцетника представлена жаберными щелями, пронизывающими стенку переднего отдела кишечника – глотку. У ланцетника жаберные щели скрыты под кожей и открываются в особую околожаберную полость с частой сменой воды. У рыб под жаберными крышками располагаются жабры, состоящие из жаберных дуг с жаберными лепестками, обильно пронизанными мельчайшими кровеносными сосудами (см. рис. 157). Вода, заглатываемая рыбой, попадает в ротовую полость, проходит через жаберные лепестки наружу, омывает их и снабжает кровь кислородом.

Рис. 158. Дыхательная система птиц: 1 – трахея; 2 – лёгкие; 3 – воздушные мешки

У наземных позвоночных органами дыхания являются лёгкие. Они представляют собой тонкостенные полые мешки, стенки которых оплетены густой сетью кровеносных сосудов – капилляров. Земноводные дышат с помощью простых лёгких и слизистой кожи. Пресмыкающиеся дышат более сложными лёгкими. В лёгких появляются многочисленные выросты и лёгочные перегородки, что значительно увеличивает их внутреннюю поверхность (рис. 159).

У птиц в связи с приспособленностью к полёту газообмен протекает наиболее сложно. Лёгкие птиц представляют собой плотные губчатые тела. Входя в них, бронхи ветвятся, часть ответвлений доходит до множества мелких полостей, стенки которых пронизаны мельчайшими капиллярами кровеносной системы. Другая часть бронхов проходит через лёгкие и за их пределами образует большие тонкостенные воздушные мешки. Они располагаются между внутренними органами, проникают в полые кости, между мышцами под кожу (рис. 158).

В покое дыхание птиц обеспечивается движениями грудной клетки. Опускаясь, грудина увеличивает её объём и растягивает воздушные мешки. Воздух, идущий в них, проходит через лёгкие – происходит вдох, затем при поднятии грудины осуществляется выдох. Частота дыхания в спокойном состоянии у птиц зависит от величины птицы. У мелких птиц дыхание более частое, чем у крупных. В полёте движения грудной клетки исключаются и дыхание осуществляется за счёт движения крыльев. Взмах растягивает воздушные мешки, и воздух засасывается в них через лёгкие. Опускание крыльев вызывает выдох. При вдохе часть воздуха, поступающего в мешки, так быстро проходит через лёгкие, что количество кислорода в нём уменьшается незначительно. При выдохе этот богатый кислородом воздух, проходя из воздушных мешков через лёгкие, вторично отдаёт кислород – такое явление получило название двойное дыхание. При полёте интенсивность дыхания возрастает в 15 и более раз. Процесс двойного дыхания не только обеспечивает организм птицы необходимым количеством кислорода, но и предохраняет его от перегрева.

Млекопитающие также обладают совершенной системой органов дыхания. Она состоит из трахеи, бронхов и лёгких. По трахее и бронхам воздух проходит в лёгкие, где осуществляется газообмен. Лёгкие губчатые. В лёгких бронхи ветвятся. По ним воздух попадает в лёгочные пузырьки – альвеолы, которые оплетены густой сетью мельчайших капилляров. Вентиляцию лёгких обеспечивает появившаяся диафрагма, отделяющая брюшную полость от грудной, а также сокращение и расслабление межрёберных мышц. Вдох сопровождается увеличением объёма грудной клетки, выдох приводит к её уменьшению.

Таким образом, эволюция органов дыхания у позвоночных шла по пути увеличения площади лёгочных перегородок, участвующих в газообмене, совершенствования транспортных систем доставки кислорода к клеткам, расположенным внутри организма, и развития систем, обеспечивающих вентиляцию органов дыхания (рис. 159).

Рис. 159. Эволюция органов дыхания у позвоночных животных

Лабораторная работа № 11

Изучение способов дыхания животных

Оборудование:

аквариумы, террариумы, клетки с животными: рыбами, земноводными, рептилиями, птицами, млекопитающими.

Ход работы:

1. Проведите наблюдения за животными, находящимися перед вами. Отметьте, с какой частотой открываются у рыб жаберные крышки; как взаимосвязаны движения жаберных крышек и ротового отверстия; есть ли видимые дыхательные движения у земноводных (жабы, аксолотли, лягушки), рептилий (черепахи, ящерицы), птиц и млекопитающих.

2. Заставьте животных 2–3 минуты интенсивно двигаться. Повторите наблюдения.

Отметьте, изменились ли интервал и частота движений, связанных с дыханием; изменился ли характер дыхательных движений.

Диффузия. Газообмен. Жабры. Трахеи. Бронхи. Лёгкие. Альвеолы. Диафрагма. Лёгочные перегородки.

Вопросы

1. Какие изменения в систему органов дыхания принёс выход животных на сушу?

2. Почему лёгочное дыхание на суше перспективнее жаберного?

3. В связи с чем возникла необходимость транспорта кислорода к клеткам тела, расположенным внутри организма?

4. Какие особенности строения кожных покровов у рептилий делают невозможным их участие в дыхании?

5. Можно ли утверждать, что двойное дыхание предохраняет организм от перегрева?

Знаете ли вы, что…

Несмотря на интенсивное развитие лёгочного дыхания у наземных позвоночных, они не утратили способности к газообмену с помощью кожи. Лишь черепахи и броненосцы лишены этой возможности.

Общая площадь лёгочных перегородок (мембран) у человекообразной обезьяны в 40–50 раз больше всей поверхности кожи.

Условия дыхания в воде и воздухе сильно различаются. В 1 л воды кислорода в 20 раз меньше, чем в таком же объёме воздуха.

1. Что значит питаться?

2. Какие способы питания существуют у животных?

3. Что такое обмен веществ?

Питание и пищеварение. Все животные являются потребителями готовых органических веществ. Органические вещества служат источником энергии для отправления всех жизненных функций, а также источником строительного материала для роста и развития.

При любом типе питания пища должна пройти соответствующую обработку, прежде чем будет усвоена. Это может быть химическое воздействие с помощью особых веществ (ферментов, кислот, пищеварительных соков) без предварительного механического измельчения, как у простейших, губок, кишечнополостных и других животных, заглатывающих добычу целиком.

Помогает лучшему усвоению предварительное механическое измельчение пищи, а затем (или во время измельчения) химическое воздействие на неё. Процессы измельчения, расщепления и всасывания составляют пищеварение.

Существует множество способов пищеварения: от наружного, когда пищеварительные соки вводят в тело жертвы (пауки) или она обволакивается выворачивающимся через ротовое отверстие желудком (морские звёзды), до внутреннего – в специальных отделах пищеварительной системы.

Как проходило эволюционное развитие органов пищеварения, можно понять, рассмотрев строение пищеварительных органов и систем у разных систематических групп животных.

Одноклеточные животные обладают внутриклеточным пищеварением. Пища в их организме переваривается пищеварительными вакуолями, в которые поступают особые вещества – пищеварительные ферменты.

Кишечнополостные (см. рис. 16) – многоклеточные животные с внутренней полостью, в которой вначале происходит внеклеточное переваривание, заканчивающееся в клетках внутреннего слоя стенок тела.

Пищеварительная система круглых червей имеет вид трубки, подразделённой на переднюю, среднюю и заднюю кишки с анальным отверстием на конце тела (см. рис. 23).

У кольчатых червей пищеварительная трубка также имеет три отдела. В переднем её отделе различают глотку, пищевод, зоб, желудок (см. рис. 25).

Членистоногие и моллюски обладают более сложной пищеварительной системой. Например, у раков и крабов ротовое отверстие окружают специальные ротовые органы, способствующие измельчению пищи. У членистоногих появляется пищеварительная железа – печень, способствующая перевариванию пищи (рис. 160).

У хордовых пищеварительная система удлиняется, в связи с чем увеличивается поверхность всасывания, усложняется строение пищеварительных желёз, принимающих участие в пищеварении.

Пищеварительная система позвоночных животных начинается ротовым отверстием. Ротовая полость имеет челюсти с различными приспособлениями для удержания и умерщвления добычи у хищных животных, для отщипывания корма – у травоядных, перетирания или измельчения – у всеядных, склёвывания – у зерноядных и насекомоядных птиц, разрывания – у хищных птиц, отцеживания – у водоплавающих птиц и некоторых китообразных.

Рис. 160. Пищеварительная система рака речного: 1 – ротовое отверстие; 2 – пищевод; 3 – желудок; 4 – средняя кишка; 5 – печень; 6 – задняя кишка; 7 – анальное отверстие

За ротовым отверстием следуют глотка, пищевод, желудок, тонкая и толстая кишки с анальным отверстием, открывающимся либо наружу, либо в специальное образование – клоаку (расширенную часть задней кишки), как у круглоротых, некоторых рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и яйцекладущих млекопитающих.

У рыб имеются однотипные зубы либо костные пластинки, служащие для удержания добычи. У земноводных на подвижных челюстях расположены очень маленькие зубы, есть язык. В связи с наземным образом жизни у земноводных развиваются слюнные железы, смачивающие добычу слюной.

Некоторые пресмыкающиеся помимо мелких зубов имеют ядовитые зубы. Ядовитые зубы змей сообщаются с ядовитыми железами, развившимися из слюнных желёз. В кишечнике, на границе тонкого и толстого отделов, возникают зачатки слепой кишки.

В пищеварительной системе птиц наблюдаются изменения, связанные с полётом. Исчезают зубы. Появляется роговой клюв, в пищеводе обособляется зоб, желудок подразделён на два отдела: железистый, в котором осуществляется химическая переработка пищи, и мускулистый, в нём происходит механическое измельчение. Длина тонкого отдела кишечника увеличивается, толстого – укорачивается (рис. 161).

Рис. 161. Схема строения органов пищеварения птицы: 1 – клюв; 2 – ротовое отверстие; 3 – глотка; 4 – пищевод; 5 – зоб; 6 – железистый желудок; 7 – мускулистый желудок; 8 – тонкая кишка; 9 – печень; 10 – толстая кишка; 11 – анальное отверстие

Рис. 162. Пищеварительная система млекопитающих: 1 – зубы; 2 – ротовое отверстие; 3 – глотка; 4 – пищевод; 5 – желудок; 6 – печень; 7 – поджелудочная железа; 8 – тонкая кишка; 9 – слепая кишка; 10 – толстая кишка; 11 – заднепроходное отверстие

Млекопитающие обладают наиболее сложной пищеварительной системой. В зависимости от функций захватывания, удержания, разрывания или пережёвывания пищи меняется и строение зубов. Развиваются резцы, клыки, коренные зубы. Их число и форма постоянны для особей одного вида. У грызунов верхние резцы растут всю жизнь. В стенках желудка позвоночных имеются пищеварительные железы. Есть печень и поджелудочная железа. Кишечник делится на несколько отделов. Длина толстого кишечника увеличивается, у некоторых птиц и млекопитающих развивается слепая кишка (рис. 162), в которой происходит переваривание растительной пищи, клетчатки.

Каждое новое образование в пищеварительной системе появлялось в процессе эволюции в связи с необходимостью либо осваивать новый тип пищи, либо получать из того же объёма пищи значительно больше строительного материала или энергии.

Обмен веществ и превращение энергии. У всех изученных животных организмов отмечено наличие таких процессов, которые обеспечивают питание, выделение, газообмен. В любой организм должны поступать какие-то вещества из окружающей среды, а какие-то вещества должны в неё выделяться.

Процесс обмена веществ идёт с момента рождения и до самой смерти. Скорость его протекания может быть различной: от обычной – в активном состоянии животного, до весьма замедленной – в спячке. А в отдельных случаях могут быть периоды полной остановки, например при вмерзании в лёд (у некоторых рыб, земноводных) и при инцистировании (у простейших).

В процессе питания в организм животного поступают вещества. Переваривая их, т. е. разлагая на простейшие составляющие, животное получает тот строительный материал, который потом усваивается организмом и используется для его роста и развития. Для того чтобы шёл этот процесс, нужны определённые вещества, вырабатываемые клетками или специализированными органами, и энергия.

Обмен веществ неотделим от превращения энергии в организме. Источником энергии является пища. Разложение сложных веществ пищи до простых и усвоение их сопровождаются выделением энергии. При этом энергия химических связей сложных органических молекул в результате химических реакций превращается (переходит) в другие виды энергии, используемой организмом для изменения структуры и функций клеток, поддержания определённой температуры тела (у теплокровных), для совершения какой-либо работы мышц и т. п. Все реакции обмена веществ и превращения энергии протекают при участии каких-либо биологических катализаторов (ускорителей процессов) – ферментов. Ферменты пищеварения содержатся, например, в слюне, желудочном соке и в выделениях других пищеварительных желёз.

Большую роль в обмене веществ играет газообмен. Кислород, поступающий в клетки организма, участвует в процессе разложения веществ пищи. Образующийся в результате обмена веществ в клетках углекислый газ выделяется либо через клеточную оболочку у простейших и тонкослойных многоклеточных животных, либо через специальные органы: трахеи, лёгочные мешки, жабры, лёгкие.

Жидкие продукты обмена веществ выделяются через органы выделения, а непереваренные остатки пищи удаляются при опорожнении пищеварительной системы.

Большое значение для обмена веществ имеет полноценное питание, при котором организм получает все необходимые вещества. Дикие, свободноживущие животные сами обеспечивают себя всеми необходимыми веществами.

Для одомашненных животных выпускаются комбинированные корма (в состав которых входят все необходимые животным добавки). Сочетая различные сочные, грубые, комбинированные и другие корма, люди добиваются максимального обеспечения сельскохозяйственных животных всеми необходимыми веществами для увеличения продуктивности животноводства.

Таким образом, любой живой организм усваивает поступающие в него необходимые для жизнедеятельности вещества и выделяет в окружающую среду вещества, ненужные организму. Вся жизнь живого организма – это непрерывный обмен веществами с окружающей средой.

Обмен веществ. Превращение энергии. Ферменты.

Вопросы

1. Почему деление животных на группы по преобладающему виду пищи следует считать условным?

2. Какие особенности строения пищеварительной системы млекопитающих позволяют утверждать, что строение и функция органа взаимосвязаны?

3. Почему длина кишечника позвоночных животных разная?

4. Что означает понятие «обмен веществ»?

5. Как, зная закономерности обмена веществ, управлять ростом и развитием животного?

6. Чем можно объяснить разделение желудка у птиц на два отдела – железистый и мускулистый?

Задания

1. Говорят, что организм – это открытая система. Объясните это утверждение. Приведите пример.

2. Пронаблюдайте за частотой жевательных движений у домашних животных. Отметьте количество приёмов пищи за день, продолжительность одного приёма пищи и предпочитаемые ими корма.

Знаете ли вы, что…

В 1 см 3 содержимого рубца коров живёт 15–20 млрд особых микроорганизмов.

Каждая клетка кишечного эпителия имеет до 3 тыс. микровыростов – ворсинок, которые значительно увеличивают внутреннюю поверхность кишки, обеспечивая всасывание переваренной пищи.

Чем меньше величина птицы, тем интенсивнее идёт у неё обмен веществ, тем выше температура тела, которая, например, у пингвина – 38,8 °С, у курицы – 41,7 °С, у зарянки – 44,6 °С.

Внимание! Это ознакомительный фрагмент книги.

Если начало книги вам понравилось, то полную версию можно приобрести у нашего партнёра - распространителя легального контента ООО "ЛитРес".

Вопрос 1 Как приспособлены обезьяны к жизни на деревьях?

У приматов хорошо развиты свободные конечности, что имеет ключевое значение как приспособление к жизни на деревьях. Цепкие руки и ноги позволяют приматам прочно удерживаться на ветвях деревьев. Кроме того, у приматов глаза направлены вперед, благодаря чему они видят предмет одновременно обоими глазами и точно определяют расстояние до него. Такая особенность зрения имеет большое значение при прыжках с ветки на ветку.

Вопрос 2. Что доказывает систематическую близость обезьян к человеку?

С человеком обезьян сближают такие черты, как хорошо развитые полушария головного мозга, пятипалые конечности с противопоставленным большим пальцем, приспособленные для хватания. Конечные фаланги пальцев у обезьян, как и у человека, снабжены ногтями. Очень выразительна мимика и жестикуляция. Все остальные особенности внешнего и внутреннего строения соответствуют общему плану строения, характерному для млекопитающих.

Вопрос 3 . Чем приматы сходны с другими млекопитающими и в чем различия между ними?

Приматы, как и все млекопитающие, - теплокровные животные, имеющие постоянную температуру тела. Для них характерен волосяной покров и значительное развитие кожных желез. Шейный отдел позвоночника имеет семь позвонков. Челюсти снабжены различными по строению и выполняемым функциям зубами. Самки рождают детенышей и выкармливают их молоком.

Особенностью приматов, как исходно древесных млекопитающих, является характерное строение конечностей. Они пятипалые, хорошо приспособленные к хватанию. Кроме того, приматы отличаются относительно крупными размерами головного мозга, большие полушария которого имеют много извилин. У приматов слабо развито обоняние, нет осязательных волос. Последние приматам заменяют пальцы и оголенные ладони и подошвы стоп.
^ 36. Покровы тела

Вопрос 1 Что общего у покровов всех животных?

У всех животных покровы предохраняют организм от проникновения в него инородных тел и веществ, других организмов, излишков влаги, ее чрезмерного испарения, а также от механических повреждений.

Вопрос 2. Можно ли утверждать, что покровы тела эволюционно усложняются?

Да. Эволюция покровов шла по пути увеличения числа слоев, их образующих, и появления в них все новых образований: ресничек, жгутиков, желез, чешуи, когтей, перьев, волос, рогов, копыт, известковых и хитиновых покровов.
^ 37.Опорно-двигательная система

Вопрос 1 Что лежит в основе эволюционных изменений опорно-двигательной системы?

В основе эволюционных изменений опорно-двигательной системы лежит, прежде всего, переход животных из водной среды обитания в наземно-воздушную. Новая среда требовала от опорно-двигательного аппарата большей прочности и возможности осуществлять более сложные и разнообразные движения. В качестве примера можно привести появление составных парных конечностей с подвижными (суставными) соединениями частей и усложненной мускулатуры у представителей класса земноводных - первых наземных позвоночных.

Вопрос 2. У каких животных наружный скелет?

Наружный скелет имеется у всех представителей типа Членистоногие: у насекомых - хитиновый панцирь, у паукообразных и ракообразных - покровы, пропитанные известью.

Вопрос 3. У каких позвоночных животных нет костного скелета?

Костного скелета нет у представителей классов круглоротых и хрящевых рыб.

Вопрос 4. О чем говорит сходный план строения скелетов разных позвоночных животных?

Общий план строения скелетов разных позвоночных животных говорит об общности происхождения, эволюционном родстве. А наличие сходных частных образований - о том, что животные ведут сходный образ жизни в сходных условиях среды. Например, костный гребень (киль) на грудной кости имеется и у летающих птиц, и у летучих мышей.

Вопрос 5. Какой вывод можно сделать, познакомившись с общими функциями опорно-двигательной системы у животных организмов?

Несмотря на значительные различия в строении опорно-двигательных структур у разных животных, их скелеты выполняют сходные функции: опоры тела, защиты внутренних органов, перемещения тела в пространстве.

^ 38. Способы передвижения животных. Полости тела

Вопрос 1 . Какие существуют основные способы передвижения животных? В чем их различие?

У животных встречаются разные способы передвижения: амебоидное движение (с помощью ложноножек), движение при

помощи жгутиков и ресничек, а также движение с помощью мышц.

Вопрос 2. Какие способы передвижения животных могут использоваться только в водной среде, а какие - в различных?

Амебоидное движение, а также движение при помощи жгутиков и ресничек возможно только в водной среде. А движение с помощью мышц может осуществляться в различных средах.

Вопрос 3. Для каких животных характерно движение с помощью жгутиков и ресничек?

Движение с помощью жгутиков и ресничек характерно для одноклеточных - жгутиконосцев и инфузорий, а также для некоторых многоклеточных животных (например, ресничных червей) и их личинок.

Вопрос 4. Почему нельзя утверждать, что существует универсальный способ движения в любой среде обитания?

Среды жизни (наземно-воздушная, водная, почва, другой организм) очень сильно различаются по физическим свойствам. Все животные приспособлены к перемещению в типичной для них среде обитания, к передвижению в других средах они приспособлены в меньшей степени или не приспособлены вовсе, поэтому нельзя утверждать, что существует универсальный способ движения в любой среде.

^ 39. Органы дыхания и газообмен

Вопрос 1 Какие изменения в систему органов дыхания принес выход животных на сушу?

С выходом животных на сушу органами дыхания становятся легкие, обеспечивающие поглощение кислорода из воздуха, а не из воды, как это было при жаберном дыхании. Также развиваются системы, обеспечивающие вентиляцию органов дыхания.

Вопрос 2 . Почему легочное дыхание на суше перспективнее жаберного?

При обитании на суше жабры не могут использоваться для дыхания, так как они специализированы на поглощении кислорода из воды. Легкие же являются органами воздушного дыхания и способны усваивать кислород из атмосферного воздуха разной степени влажности. Совершённый газообмен поддерживает постоянство внутренней среды организма, что дает возможность обитать в различных климатических условиях.

Вопрос 3. В связи с чем возникла необходимость транспорта кислорода к клеткам тела, расположенным внутри организма?

Потребность в транспорте кислорода к клеткам, расположенным внутри организма, возникает в связи с увеличением размеров тела животных.

^ 40. Органы пищеварения. Обмен веществ и превращение энергии

Вопрос 1 Почему деление животных на группы по преобладающему виду питания следует считать условным?

Деление животных на группы по преобладающему виду питания следует считать условным, потому что этот приоритет определяется часто доступностью той или иной пищи. В частности, насекомоядные птицы в зависимости от сезона могут питаться насекомыми, червями, созревшими плодами.

Вопрос 2. Какие особенности строения пищеварительной системы млекопитающих позволяют утверждать, что строение и функция органа взаимосвязаны?

Связь строения и функции органа хорошо иллюстрируется разнообразием зубов у млекопитающих. В зависимости от функциональных особенностей захватывания, удержания, разрывания или пережевывания пищи животным мы наблюдаем специфическое строение его зубов. К примеру, у грызунов хорошо развиты резцы, но нет клыков, а у хищников хорошо развиты клыки и есть особые хищнические зубы, позволяющие удерживать и умерщвлять добычу.

Связь строения с функцией органа четко видна и при сравнении желудков млекопитающих. Так, у жвачных животных желудок сложный, состоит из четырех отделов, что связано со сложным многоступенчатым процессом переработки у них растительной пищи. У хищников желудок простой, однокамерный, так как животная пища перерабатывается проще.

Вопрос 3. Почему длина кишечника позвоночных животных разная?

Длина кишечника зависит от характера преобладающей пищи. У растительноядных животных кишечник длиннее, поскольку растительная пища усваивается труднее, чем пища животного происхождения.

Вопрос 4. Что означает понятие «обмен веществ»?

Обмен веществ - совокупность процессов поглощения веществ из окружающей среды, процессов преобразования веществ в организме и процессов выделения веществ из организма в окружающую среду.

Вопрос 5. Говорят, что организм - это открытая система. Объясните это утверждение. Приведите пример.

Открытой называют систему, в которую из окружающей среды поступают вещества и энергия и из которой вещества и энергия поступают в окружающую среду. Организм является именно такой системой. Например, организм позвоночного животного потребляет пищу из внешней среды, а непереваренные остатки и продукты жизнедеятельности выделяет в окружающую среду с каловыми массами и мочой.

Вопрос 6. Как, зная закономерности обмена веществ, управлять ростом и развитием животного?

Чем интенсивнее и полноценнее кормление, тем больше поступает в организм веществ, которые используются для его роста и развития. Для получения высокой продуктивности сельскохозяйственных животных, обеспечения здоровья и высоких воспроизводственных функций необходимо обеспечить содержание в их рационах всех без исключения необходимых питательных веществ.
^ 41. Кровеносная система. Кровь

Вопрос 1 . Каковы предпосылки развития кровеносной системы?

С усложнением организации и увеличением размеров тела становятся необходимыми специальные структуры, принимаю-

щие на себя функции переноса нужных для жизнедеятельности веществ по всему организму. Так развивается система кровообращения, в которой циркулирует кровь, способная связывать и переносить кислород и углекислый газ, питательные вещества и продукты выделения клеток.

Вопрос 2 Докажите, что увеличение числа камер сердца повышает уровень организации животного.

Увеличение числа камер сердца от трех (земноводные, пресмыкающиеся) до четырех (птицы, млекопитающие) способствует полному разделению артериальной и венозной крови. Благодаря этому улучшается снабжение кислородом тканей тела, увеличивается интенсивность обмена веществ, что приводит к теплокровности птиц и млекопитающих, т. е. способности сохранять постоянную температуру тела и позволяет им в меньшей степени зависеть от условий обитания.

Вопрос 3. Как взаимосвязаны строение и функции сердца?

Основная функция сердца - обеспечение непрерывного движения крови по сосудам, в связи с чем сердце представляет собой мощный мышечный орган, который постоянно ритмически сокращается, перегоняя кровь.

Вопрос 4. В чем отличие замкнутой и незамкнутой кровеносных систем?

В замкнутой кровеносной системе, в отличие от незамкнутой, кровь движется только по сосудам и не выливается в полость тела.

Вопрос 5. О чем свидетельствует сходство состава крови с морской водой у некоторых животных?

Сходство состава крови с морской водой у некоторых животных свидетельствует о морском происхождении жизни.

Вопрос 6. Каковы основные функции крови?

Основные функции крови: транспортная - перенос газов, питательных веществ и продуктов обмена; регуляторная - поддержание температуры тела, регулирует деятельность всех систем организма через вещества, выделяемые железами внутренней секреции, защитная - уничтожение болезнетворных микроорганизмов (с помощью лейкоцитов).

Вопрос 7. Что переносит кровь?

Кровь переносит от пищеварительной системы ко всем клеткам тела соли и питательные вещества, за счет которых организм растет и развивается, и выносит из тканей продукты жизнедеятельности, ко-

торые через выделительную систему выводятся из организма. От легких к тканям и органам кровь несет кислород и уносит углекислый газ. Кровь переносит также вещества, выделяемые железами внутренней секреции, с помощью которых регулируется деятельность организма.

^ 42. Органы выделения

Вопрос 1 . В связи с чем животным необходимо избавиться от образующихся в процессе жизнедеятельности веществ?

В процессе жизнедеятельности в организме животных образуются вредные и иногда ядовитые вещества, их необходимо удалять из организма, чтобы не произошло отравления.

Вопрос 2. Почему не у всех животных существуют органы выделения?

В связи с низким уровнем организации некоторые животные не имеют специальных органов выделения. В таких случаях продукты жизнедеятельности выводятся из организма через поверхность тела (одноклеточные организмы, губки, кишечнополостные).

Вопрос 3. У птиц мочевой пузырь отсутствует, а у млекопитающих он есть. Объясните, с чем это связано.

При отсутствии мочевого пузыря моча не задерживается в организме, а значит, не увеличивается вес тела, что для птиц, как летающих животных, очень важно.

^ 43. Нервная система. Рефлекс. Инстинкт

Вопрос 1 На примере нервной клетки покажите, как взаимосвязаны строение и функция.

Каждая нервная клетка имеет один длинный отросток (аксон), проводящий возбуждение от тела нервной клетки к другим нейронам, и многочисленные короткие ветвящиеся отростки (дендриты), что увеличивает площадь контакта данного нейрона с другими нейронами. Соединяясь между собой, нейроны образуют нервную сеть. Таким образом, строение нервной клетки обеспечивает функцию направленного проведения возбуждения.

Вопрос 2. Какие изменения нервной системы связаны с выходом животных на сушу?

В связи выходом на сушу у животных произошло усложнение нервной системы, которое выражалось прежде всего в развитии и дифференциации нервных структур, централизации нервной системы, развитии органов чувств, обусловливающих бы-

строту реакции на изменения внешних условий. И как следствие, увеличилось разнообразие форм поведения.

Вопрос 3. Можно ли утверждать, что рефлекс лежит в основе инстинкта?

Ответная реакция организма на любое воздействие раздражителя при помощи нервной системы называется рефлексом. А последовательность рефлекторных действий, закрепленная наследственно, называется инстинктом. Поэтому можно утверждать, что рефлекс лежит в основе инстинкта.
^ 44. Органы чувств. Регуляция деятельности организма

Вопрос 1 Каково значение органов чувств для животного?

Наличие органов чувств позволяет животному организму получать различную информацию из окружающей среды, реагировать на нее, определять характер собственных действий в данной ситуации.

Вопрос 2. Докажите, что без органов чувств животное не выживет.

Без органов чувств животное не сможет получать информацию об окружающей

его среде, состоянии своего организма, положении его в пространстве. А следовательно, организм не сможет соответственно реагировать на сложившуюся ситуацию (избежать опасности, схватить добычу), что приведет к быстрой его гибели.

Между прочим, человек тоже может дышать не только воздухом, но и жидкостью. В опытах млекопитающие без вреда для себя часами дышали жидким перфторуглеродом. Годится для дыхания и вода - было бы в ней достаточно кислорода (насытить её таким количеством кислорода, как в воздухе, довольно трудно).

Система трахей насекомого.

Жаберное дыхание рыбы.

Альвеолы в лёгких и оплетающие их капилляры.

Следует отметить, что жабры рыб оказываются совершенно негодным органом дыхания на суше: они быстро слипаются и их общая площадь уменьшается настолько, что рыбе, несмотря на избыток кислорода в атмосфере, начинает его не хватать.

Наземные позвоночные пользуются лёгочным типом дыхания. Они весьма оригинально решили уже упомянутую проблему поддержания дыхательной поверхности влажной. Просто разместили её внутри своего тела! В ряду от двоякодышащих рыб и земноводных вплоть до млекопитающих внутренняя поверхность лёгких непрерывно растёт. Первоначальный простой «ме-

шок» дробится на тысячи обособленных мешочков (альвеол). В результате у человека общая внутренняя поверхность лёгких возрастает до 100 кв. м.

Особого упоминания заслуживает дыхательная система птиц. Не удивительно ли, что, часто взмахивая крыльями в полёте, птица не проявляет никаких признаков «одышки», не задыхается? Оказывается, в её теле помимо лёгких есть ещё особые воздушные мешки. Они не только облегчают общий вес птицы. В момент выдоха воздух из этих мешков поступает в лёгкие. Таким образом птицы дышат и на вдохе, и на выдохе.

Жаберное дыхание

Эволюция дыхания.

1) Диффузное дыхание – это процесс выравнивания концентрации кислорода внутри организма и в окружающей его среде. Кислород проникает через оболочку клетки у одноклеточных организмов.

2) Кожное дыхание – это обмен газов через кожу у низших червей, у позвоночных (рыб, амфибий), которые имеют специальные органы дыхания.

Жаберное дыхание

ПЕРИСТЫЕ ЖАБРЫ (выросты кожи по обеим сторонам тела) появляются у морских кольчатых червей, водных членистоногих, у моллюсков в мантийной полости.

ЖАБРЫ - органы дыхания позвоночных животных, образующихся как впячивания пищеварительной трубки.

У ланцетника жаберные щели пронизывают глотку и открываются в околожаберную полость с частой сменой воды.

У рыб жабры из жаберных дуг с жаберными лепестками, пронизанными капиллярами. Вода, заглатываемая рыбой, попадает в ротовую полость, проходит через жаберные лепестки наружу, омывает их и снабжает кровь кислородом.

4) Трахейное и легочное дыхание - более эффективное, так как кислород поглощается сразу из воздуха, а не из воды. Характерно для наземных моллюсков (мешкообразные легкие), паукообразных, насекомых, амфибий, рептилий, птиц, млекопитающих.

ПАУКООБРАЗНЫЕ имеют легочные мешки (скорпионы), трахеи (клещи), а у пауков и то и другое.

НАСЕКОМЫЕ имеют трахеи - органы дыхания наземных членистоногих - система воздухоносных трубочек, открывающихся дыхательными отверстиями (стигмы) на боковых поверхностях груди и брюшка.

АМФИБИИ имеют на 2/3 кожное дыхание и на 1/3 легочное. Впервые появляются воздухоносные пути: гортань, трахея, зачатки бронхов; легкие – гладкостенные мешки.

РЕПТИЛИИ имеют развитые воздухоносные пути; легкие ячеистые, кожного дыхания нет.

ПТИЦЫ имеют развитые воздухоносные пути, легкие губчатые. Часть бронхов ветвится за пределами легких и образует - воздушные мешки.

Воздушные мешки - воздухоносные полости, соединенные с дыхательной системой, в 10 раз превышающие объем легких, служащие для усиления воздухообмена в полете, функцию газообмена не выполняют. Дыхание в покое осуществляется путем изменения объема грудной клетки.

Дыхание в полете:

1. При подъеме крыльев воздух через ноздри засасывается в легкие и задние воздушные мешки (в легких I газообмен);

Передние воздушные мешки← легкие - задние воздушные мешки

2. При опускании крыльев воздушные мешки сжимаются, и воздух из задних воздушных мешков поступает в легкие (в легких II газообмен).

Передние воздушные мешки - легкие← задние воздушные мешки

Двойное дыхание – это обмен газами в легких на вдохе и выдохе.

МЛЕКОПИТАЮЩИЕ - газообмен почти полностью в легких (через кожу и пищеварительный канал -2%)

Воздухоносные пути : носовая полость→ носоглотка→ глотка→ гортань→ трахея→ бронхи (бронхи ветвятся на бронхиолы, альвеолярные ходы и заканчиваются альвеолами - легочными пузырьками). Легкие губчатого строения состоят из альвеол, оплетенных капиллярами. Дыхательная поверхность увеличена в 50- 100 раз по сравнению с поверхностью тела. Тип дыхания альвеолярный. Диафрагма, отделяющая грудную полость от брюшной, а также межреберные мышцы, обеспечивают вентиляцию легких. Полное разделение ротовой и носовой полости. Млекопитающие могут одновременно дышать и жевать.