Филогения систем органов у хордовых животных

Филогения систем органов у хордовых животных

26

РЕФЕРАТ

Филогения систем органов у хордовых животных

Оглавление

Общая характеристика

Скелет

Кожа

Мускулатура

Дыхательная система

Кровеносная система

Пищеварительная система

Нервная система

Выделительная система

Органы чувств

Оплодотворение

Тип развития

Покровы тела

Головной мозг

Ихтиопсидный тип

Зауропсидный тип

Маммальный тип

Органы пищеварения

Органы дыхания

Пороки развития дыхательной системы

Органы кровеносной системы

Пороки сердечно-сосудистой системы

Органы выделительной системы

Связь выделительной и половой систем

Список литературы

Общая характеристика

Самая древняя и многочисленная группа хордовых животных. Около 22 тыс. видов, заселивших моря, океаны и пресные воды. В течении длительного процесса эволюции рыбы совершенствовали свои гидродинамические приспособления и в результате приобрели обтекаемую торпедообразную форму тела, сплющенную с боков или в спинно-брюшном направлениях. Передняя часть головы клинообразной формы, что помогает рассекать толщу воды. Продольная ось тела удлинена, отделы тела плавно переходят друг в друга. Спинная поверхность выпуклая и широкая, а брюшная плоская и узкая. Сформировался также комплекс приспособлений, повышающий плавучесть (плавательный пузырь, печень) - способность поддерживать тело в воде, затрачивая минимум усилий.

Первая группа позвоночных животных, вышедшая в наземную среду, но сохранившая тесную связь с водной. Преодоление силы тяжести в воздушной среде достигнуто морфологическими преобразованиями, прежде всего в опорно-двигательной системе. Для взрослых земноводных характерна пятипалая конечность, построенная по типу системы рычагов, соединенных шарнирными суставами. Обе пары конечностей построены по схеме, общей для всех наземных животных, отличаясь от нее лишь в некоторых деталях.

Это первые настоящие наземные позвоночные животные, характеризующиеся тем, что размножаются на суше яйцами, дышат только легкими и в остальных системах произошли коренные изменения. Современные пресмыкающиеся представлены лишь разрозненными останками богатого и разнообразного мира рептилий, населявшими Землю в мезозойскую эру. Сейчас насчитывают около 7 тыс. видов. Прогрессивная группа гомойотермных хордовых, приспособленная к полету. Известно свыше 8.6 тыс. современных видов птиц. Многие черты строения птиц сходны с пресмыкающимися, от которых они произошли и отделились в самостоятельную ветвь в конце триаса - начале юры. Приспособления к полету формировались параллельно в нескольких направлениях: а) по пути обеспечения обтекаемости и уменьшения лобового сопротивления птицы б)облегчение массы тела в)повышение интенсивности процессов жизнедеятельности. Их туловище компактное, округлое, голова не большая, хорошо выраженная шея. Передние конечности превратились в летательный орган - крылья, хвост короткий, снабжён веером рулевых перьев. Благодаря черепицеобразному расположению перьев, телу предается обтекаемая форма. Наиболее высокоорганизованный класс позвоночных животных. Число видов около 4 тыс. класс подразделяется на 2 подкласса: Яйцекладущие ила Первозвери, объединяющих всего 4 вида примитивных животных; остальные относятся к подклассу Настоящие звери.

Ведя свое происхождение от звероподобных пресмыкающихся, млекопитающие медленно эволюционировали и вначале не играли заметной роли в природе. Но в связи с последовательным накоплением прогрессивных приспособлений стали занимать господствующее положение.

Скелет

Череп рыб неподвижно соединен с позвоночником, образуя единый клин, легко входящий в толщу воды. Позвоночник имеет только два отдела: туловищный и хвостовой. Двояковогнутые позвонки соединяются при помощи суставных отростков, обеспечивая прочность осевого скелета и его подвижность.

Череп подвижно соединен с позвоночником. Позвоночник дифференцирован на отделы: шейный, туловищный, крестцовый, хвостовой. Значительную часть черепа и поясов конечностей составляет хрящ. Из-за слабого окостенения скелета размеры земноводных небольшие. Конечности пресмыкающихся по характеру строения занимают промежуточное положение между земноводными и млекопитающими. Плечо и предплечье, бедро и голень удлиняются, площадь ступни и кисти уменьшается - это способствует переходу от ползанья к хождению и бегу. Позвоночник разделен на два отдела: грудной и поясничный. Шейные позвонки расположены таким образом, что голова может не только двигаться, но и поворачиваться. Череп весь костный.

Единственный подвижный отдел позвоночника - шейный (11-25 позвонков). Благодаря особому строению птицы могут поворачивать голову на 180-270 градусов. Грудные позвонки срослись друг с другом и образовали спинную кость, которая соединена с крестцом. С ним срослись также кости таза. Благодаря жесткой фиксации отделов позвоночника он не повисает, а при ходьбе создает жесткую опору. Большие размеры грудины позволяют прикреплять мощные мышцы, двигающие крыло. Скелет задних конечностей образован трубчатыми костями, очень мощными, но легкими. Они заполнены воздухом и костным мозгом. Полное окостенение скелета. Дифференцировка позвоночника на все 5 отделов, усиление поясов конечностей и укрепление их связи с осевым скелетом.

Кожа

Голая, богата железами, обильно выделяющими слизь, которая уменьшает трение тела рыбы об воду. Участвует в газовом и водном обмене, удаляет продукты распада. Защитные кожные образования - чешуи, развиваются в соединительно-тканном слое кожи.

Кожа проницаема для воды и газов, богата железами, обильно выделяющими слизь.

Участвует в газовом и водном обмене, удаляет продукты распада. Защитные кожные образования - покровные кости, развиваются в соединительно-тканном слое кожи. Практически не участвует в дыхании, только предохраняет от высушивания. Испарения с кожи уменьшились, так как она покрыта роговыми чешуями. Кожные железы отсутствуют. Сухая, почти лишена желёз, покрыта роговыми (перьевыми) образованиями, а на цевке и пальцах нижних конечностей - роговыми чешуями. Происходит периодическая линька перьевого покрова. Поверхностные слои эпидермиса ороговевают, что делает кожу малопроницаемой для воды и газов. Кожа не участвует в дыхании и выделении, но предохраняет от иссушения организм. Защитные роговые образования кожи - чешуи, когти, волосы - производные эпидермиса. Волосяной покров выполняет теплоизолирующую функцию, обеспечивающую теплокровность.

Мускулатура

Состоит из однородных сегментов, разделенных соединительно-тканными перегородками. Дифференцировка мышц находится на начальном этапе становления и коснулась только мышц, управляющих движениями глаз, жабр и челюстей. В отличие от рыб, в большей своей части утратила сегментированное строение. Произошла дифференцировка на отдельные лентовидные мышцы. Появились мышцы - антагонисты - сгибающие и разгибающие суставы, усложнилась мускулатура ротовой полости. В большей своей части утратила сегментированное строение. Произошла дифференцировка на отдельные мышцы.

Это обеспечивает большую подвижность и разнообразность движений. Дифференцирована значительно сильнее, а ее относительная масса больше чем у пресмыкающихся. Это обеспечивает большую подвижность и разнообразность движений. Самыми большими по массе являются мышцы, приводящие в работу крылья. Изменение положения перьев на больших участках тела осуществляет хорошо развитая подкожная мускулатура. Большое развитие и дифференцировка мускулатуры, а ее относительная масса больше чем у птиц. Это обеспечивает большую подвижность и высокую разнообразность движений.

Дыхательная система

Представлена жабрами, расположенными на четырех реберных дугах.

В связи с выходом на сушу появились легкие. Они примитивны: это парные мешковидные образования с небольшой складчатостью внутренних стенок. Дыхательная поверхность легких мала и составляет 2/3 поверхности тела. Вторым органом дыхания является влажная кожа, с богатой сетью кровеносных капилляров. Через кожу поступает 15-55%, через легкие 35-75,1% потребляемого кислорода. Дыхательную функцию выполняет и слизистая обширной рото-глоточной полости. Отсутствует грудная клетка.

Погружены внутрь тела и соединяются с окружающей средой дыхательными путями. Стенки легких имеют губчатое строение, чем у земноводных. Самое существенное преобразование в строении легких - сокращаются размеры внутренней полости для увеличения площади. Вдох и выдох происходит благодаря движению грудной стенки. Интенсификация достигнута за счет практически непрерывного газообмена, происходящего как на вдохе, так и на выдохе. При вдохе часть атмосферного воздуха направляется в ячеистые дыхательные выросты, густо оплетенные сетью легочных кровеносных капилляров, где и происходит газообмен. Большая часть воздуха при вдохе поступает в легочные мешки, объем которых в 10 раз больше легких. При выдохе воздух из воздушных мешков, содержащий много кислорода, поступает к дыхательному эпителию легких, где происходит газообмен. Чем чаще взмах крыльев, тем быстрее происходит газообмен. Легкие млекопитающих благодаря альвеолярной структуре имеют большую дыхательную поверхность, в 50-100 раз превышающую поверхность их тела. Акт дыхания осуществляется изменением объема грудной стенки как за счет движения, так и за счет опускания и подъема грудобрюшной мышечной перегородки - диафрагмы. Эти особенности позволяют эффективно осуществлять газообмен.

Кровеносная система

Представлена одним кругом кровообращения, двухкамерным сердцем (предсердие и желудочек). В сердце находится венозная кровь.

Сердце взрослых земноводных 3-х камерное: два предсердия и один желудочек. Мускулистые выросты стенок желудочка образуют ряд сообщающихся друг с другом камер, что препятствует полному перемешиванию крови. Из желудочка кровь по артериальному конусу выходит через три самостоятельные артерии: кожно-легочную (несет венозную кровь), аорту (несет смешанную кровь) и сонная артерия несут артериальную кровь. У земноводных появляется новый орган кроветворения - красный костный мозг трубчатых костей. По сравнению с рыбами у них увеличено количество гемоглобина в крови. Что привело к повышению уровня метаболизма. Сердце трехкамерное, но желудочек разделен неполной перегородкой на 2 половины: правую - венозную, левую - артериальную. Однако полного разделения крови на венозную и артериальную не происходит, потому что кровь смешивается в спинной аорте. Полное разобщение артериального и венозного кровотоков, четырехкамерное сердце. Относительная масса сердца выше, чем у других хордовых животных 1-2% массы тела. Частота сердцебиения высокая. Кровь обладает высокой кислородной емкостью, большим содержанием в ней углеводов. Число эритроцитов в единице объема крови увеличивается, а их размеры уменьшаются. Растет масса красного костного мозга - основного органа кроветворения.

Благодаря развившемуся четырехкамерному сердцу, органы тела млекопитающих снабжаются чистой артериальной кровью, богатой кислородом. Многочисленные эритроциты не имеют ядер, что повышает эффективность переноса ими кислорода, так как на собственное дыхание они тратят кислорода в 9-13 раз меньше эритроцитов птиц и в 17-19 раз меньше земноводных. Растет масса красного костного мозга.

Пищеварительная система

Происходит дифференцировка пищеварительного тракта на отделы, однако, не полная. Возрастает длина кишечника; сформированы пищеварительные железы: печень, поджелудочная железа.

Происходит дифференцировка пищеварительного тракта на отделы, однако, не полная. Возрастает длина кишечника; сформированы пищеварительные железы: печень, поджелудочная железа.

Наблюдается большая дифференцировка отделов пищеварительного тракта. Желудок имеет толстые мышечные стенки и четко обособлен также как и отделы кишечника. На границе тонкой и толстой кишок расположены зачатки слепой кишки. Большая печень имеет желчный пузырь, а в петле двенадцатиперстной кишке расположена поджелудочная железа. Интенсификация процессов пищеварения позволила птицам поддерживать постоянную температуру тела. Усиливается развитие челюстного аппарата с зубной системой и жевательной мускулатурой. Дифференциация на отделы пищеварительного тракта достигает наибольшего уровня. Сильно укоротилась задняя кишка, усиление ферментативной и всасывательной функций, что позволяет переваривать большие объемы пищи.

Пищеварительный тракт отличается большей и длинной дифференцировкой его отделов по сравнению с другими животными. У большинства млекопитающих хорошо развиты мясистые губы, позволяющие потреблять жидкую пищу. Зубная система адаптирована у животных разных отрядов к потреблению разнообразного пищевого материала.

Нервная система

Головной мозг состоит из пяти отделов: продолговатого, мозжечка, среднего, промежуточного и переднего. От головного мозга отходят 10 пар черепно-мозговых нервов. Развиваются органы боковой линии.

Головной мозг состоит из пяти отделов: продолговатого, мозжечка, среднего, промежуточного и переднего. От головного мозга отходят 10 пар черепно-мозговых нервов. Впервые появляются в крыше полушарий переднего мозга скопления нервных клеток - первичный мозговой свод - архипаллиум. Головной мозг более развит чем у амфибий. Передний мозг сблизился с промежуточным, а с обонятельными луковицами соединяется обонятельным трактом. Развиваются подкорковые узлы - полосатые тела. Скопления нервных клеток лежат и в крыше, и по бокам. Сильно увеличивается корпус мозжечка. От головного мозга отходят 10 пар черепно-мозговых нервов. Повышается эффективность действия рецепторов. Возрастают относительные размеры головного мозга, особенно переднего и мозжечка. В крыше переднего мозга увеличивается скопление нервных клеток, от головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов. Усложняется строение и повышается эффективность функционирования рецепторов. Органы боковой линии не развиваются. Высокоразвитый головной мозг, имеющий принципиальные отличительные особенности, позволяет выделить его в особый кортикальный тип. Развивается передний мозг наибольшей величины и сложности. Имеется хорошо развитый мозговой свод - новая кора. Тела нейронов располагаются в нем послойно в 6 рядов. Новая кора позволяет пространственно отображать внешний мир на основе информации, поступающей от органов чувств. Лобные доли контролируют процесс общения. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов.

Выделительная система

Большинство рыб, особенно пресноводные - аммониотелические животные. Их лентовидные туловищные почки удаляют конечный продукт белкового обмена - аммиак, сильно разбавляя его проникающей в организм водой, уменьшая тем самым его токсичность. Значительная часть аммиака выводится через жаберные лепестки.

Органы чувств

Приспособлены к функционированию в водной среде.

Орган зрения не эволюционировал на дальнее видение. Рыбы способны видеть только близко расположенные предметы.

Обоняние острое, позволяющее держаться в стае и обнаруживать пищу. Мигрирующие рыбы находят родные реки по запаху воды.

Орган слуха и равновесия представлен только внутренним ухом. Звуки достаточно хорошо воспринимаются.

Орган боковой линии представлен продольными каналами, лежащими по бокам тела в коже и сообщающимися с наружной средой через отверстия. На дне каналов лежат реснички Они воспринимают изменение давления воды, что помогает рыбам ориентироваться в потоках воды, воспринимать приближение хищников или добычи.

Избыток воды удаляется из организма с помощью мезонефрических почек. Которые состоят из клубочков и канальцев. Относительная поверхность клубочков велика, а длина канальцев мала, поэтому такое строение почки приспособлено к большому количеству выведения воды.

Обеспечивают ориентировку земноводных в воде и на суше. Развилось дальностное зрение. Глаза взрослых земноводных защищаются и увлажняются подвижными веками - верхним и нижним - и мигательной перепонкой. В сетчатке глаза есть палочки и колбочки, поэтому у земноводных развито цветовосприятие.

Орган слуха осложнился: возник новый отдел - среднее ухо, наружное отверстие затянуто барабанной перепонкой. В полости находится одна палочковидная слуховая косточка - стремечко. Функция среднего уха - усиление звуковых колебаний и передачей их перепончатому лабиринту внутреннего уха.

Обоняние хорошо развито. Носовые ходы сквозные: наружные ноздри закрывают специальными клапанами, а внутренние (хоаны) открываются в ротовую полость. Появляется потребность сохранять воду, находящуюся в организме. Тазовые почки не имеют каналов и у них развиваются мочеточники, впадающие в клоаку.

Поверхность клубочков мала, а длина канальцев велика, поэтому такое строение почки приспособлено к большому количеству выведения воды.

В органах зрения появляется поперечнополосатая мускулатура. Хрусталик теперь не только перемещается, но и способен изменять свою кривизну.

В органе слуха происходят большие изменения, выражающиеся в увеличении размера улитки, появлении круглого окна. Ухо приобретает большую подвижность.

Органы обоняния отличаются более развитой складчатостью, образуемой носовыми раковинами. Внутренние ноздри - хоаны отодвигаются ближе к глотке. У большинства пресмыкающихся хорошо развит якобсонов орган - парное углубление, расположенное впереди хоан - этот орган тонко воспринимает запах добычи.

Присутствует клоака. Отсутствует мочевой пузырь, для того, чтобы птица была легче весом и смогла летать.

Зрение усложнилось. Многие птицы могут видеть на дальнее расстояние. Орган слуха представлен средним и внутренним ухом.

Обоняние хорошо развито. Носовые ходы сквозные.

Хорошо развиты. У обитателей открытых пространств развилось острое зрение; у животных, активных в ночное время или живущих в норах, прогрессивно развились слух и обоняние. Орган слуха представлен тремя отделами, в том числе наружным ухом. Для органа обоняния характерна большая разрешающая способность хеморецептора, позволяющая различать самые разнообразные запахи или их сочетания.

Оплодотворение

Наружное, в воде. Среда для развития яйца - водная.

Тип развития

С метаморфозом. Присутствует личиночная стадия.

Развитие без метаморфоза - прямое.

Эмбриональное развитие. Дробление зиготы полное, неравномерное. Сформировавшаяся личинка выходит из яйцевых оболочек в воду, где дышит жабрами. Из-за перегруженности желтком дробление зиготы не полное.

Сформировавшийся зародыш прорывает скорлуповые оболочки и выходит в воздушную среду. Из-за перегруженности желтком дробление зиготы не полное, идет только на анимальном полюсе. Зародыш окружен двумя оболочками: серозной - наружной и внутренней - амнионом. Амниотическая полость заполнена жидкостью, которая предохраняет зародыш от высыхания, механических повреждений. Жаберные щели у зародыша прорываются, но скоро исчезают, жабры не появляются даже в виде зачатков. Внутриутробное развитие эмбрионов в специализированном органе половой системы метке, связь эмбриона с организмом матери происходит за счет плаценты. Живорождение вскармливание молоком матери повысили выживаемость молоди, что способствовало повышению численности млекопитающих.

Строение яйца. Яйца окружены студенистой оболочкой, имеют небольшие запасы желтка; необходимая для зародыша вода поступает извне через проницаемые яйцевые оболочки. Яйца окружены студенистой оболочкой, имеют небольшие запасы желтка; необходимая для зародыша вода поступает извне через проницаемые яйцевые оболочки.

Скорлуповые оболочки яиц представлены пергаментообразной волокнистой структурой или же плотной известковой оболочкой, что предотвращает яйцо от потери влаги. Увеличение желтка. Появление белковой оболочки. Воздух поступает через поры в яйце. Яйца крупные, богатые желтком. Резко увеличен объем белка, содержащий достаточный запас воды. Наружные оболочки яйца прочные, обеспечивают сохранение формы яйца. Поры в наружных оболочках пропускают внутрь воздух и служат фильтром от бактерий и споры грибов.

Покровы тела

Покровы тела у бесхордовых животных образованы эктодермой и ее производными. Эволюция шла от мерцательного эпителия (турбеллярии) к плоскому (плоские, круглые, кольчатые черви). В эпидермисе обычно рассеяны железы одно-многоклеточные, которые могут погружаться в подлежащие ткани, сохраняя в эпидермисе выводной канал (кожные железы кольчатых червей, моллюсков; слюнные, паутинные, ядовитые, пахучие железы членистоногих). Соединительно-тканный слой кожи у бесхордовых выражен плохо (исключение - иглокожие). Покровы тела у хордовых животных образованы двумя компонентами: эпидермисом эктодермального происхождения и дермой мезодермального происхождения.

Эволюция кожных покровов у хордовых шла по пути:

1) перехода от однослойного эпителия к многослойному;

2) изменения соотношения между слоями кожи в сторону большего развития дермы.

У анамний строение кожи характеризуется следующими чертами: - эпидермис многослойный с большим количеством слизистых клеток, функционирующих как одноклеточные железы; - дерма с плотными рядами коллагеновых и эластических волокон, располагающихся правильными чередующимися слоями - продольными и вертикальными.

У амниот в связи с выходом на сушу наблюдается крупнейший ароморфоз - замена слизистого эпителия сухим роговым покровом. Это преобразование явилось важным приспособлением в процессе их эволюции и расселения на суше.Эпидермис амниот делится на два слоя: мальпигиев (ростковый) и роговой. У рептилий и птиц, в отличие от млекопитающих, в коже отсутствуют железы (кроме небольшого количества желез специального назначения - бедренные железы ящериц, мускусная железа крокодила, копчиковая железа птиц). У млекопитающих кожа, наоборот, очень богата железами - потовые, сальные, млечные. За счет рогового слоя у амниот образуются его производные - роговые пластинки, чешуя, перья, когти, ногти. Говоря о производных кожи хордовых, следует помнить, что чешуя рыб не эпителиального, а мезодермального происхождения и является костной, а не роговой.

Головной мозг

Формирование головного мозга у всех позвоночных начинается с образования на переднем конце нервной трубки трех вздутий или мозговых пузырей: переднего, среднего и заднего. В дальнейшем передний мозговой пузырь делится поперечной перетяжкой на два отдела. Первый из них (передний) образует передний отдел головного мозга, который у большинства позвоночных образует так называемые полушария большого мозга. На задней части переднего мозгового пузыря развивается промежуточный мозг. Средний мозговой пузырь не делится и целиком преобразуется в средний мозг. Задний мозговой пузырь также подразделяется на два отдела: в передней его части образуется задний мозг или мозжечок, а из заднего отдела образуется продолговатый мозг, который без резкой границы переходит в спинной мозг.

В процессе образования пяти мозговых пузырей полость нервной трубки образует ряд расширений, которые носят название мозговых желудочков. Полость переднего мозга носит название боковых желудочков, промежуточного - третий желудочек, продолговатого мозга четвертый желудочек, среднего мозга - сильвиев канал, который соединяет 3-й и 4-й желудочки. Задний мозг полости не имеет.

Страницы: 1, 2