Контрольная работа: Сравнительный обзор кожных покровов у хордовых

Нитевидные перья и щетинки располагаются у большинства птиц около углов рта и являются пуховыми перьями, сохранившими стержень, но утратившими все бородки; они не имеют никакого отношения к волоскам млекопитающих, несмотря на внешнее сходство с ними.

Рис. 6. Схема развития пера (по Гессе). /, // и /// —продольные разрезы через зачатки пера разного возраста; IV—эмбриональное перо в разрезе; V— стереограмма развивающегося контурного пера:

/ — эпидермис, 2 — кутис. 3 — сосочек пера, 4 — зачаток стержня, 5 — Зачатки бородок, после сбрасывания наружной кожицы бородки опахала освобождаются и раздвигаются в обе стороны по линии, указанной стрелкой

Расположение маховых перьев приспособлено к полету. Маховые перья имеют сравнительно узкие наружные и широкие внутренние опахала, располагаются в развернутом крыле так, что наружное опахало прикрывает сверху лишь край внутреннего опахала соседнего махового пера. Благодаря такому расположению и тому, что каждое перо способно несколько вращаться вокруг своей оси, при поднимании крыла воздух свободно проходит между перьями; наоборот, при опускании крыла перья образуют сплошную поверхность, оказывающую сильное сопротивление воздуху. Значение этого явления для полета ясно; следует только добавить, что время, которое идет на поднятие крыла значительно меньше времени, которое идет не его опускание. 3начение перьевого покрова. Это очень легкий, прочный и плохо проводящий воздух и тепло покрои, что особенно важно для птиц как для летающих существ, обладающих постоянной и притом очень высокой температурой тела. Кроме того, он придает телу птицы обтекаемую поверхность, а маховые и рулевые перья составляют существеннейшую часть летательного аппарата. Развитие пера протекает следующим образом (рис. 6). Сперва в поверхностном слое собственно кожи образуется скопление мезотермических клеток, которые приподнимают эпидермис в виде бугорка. На этой стадии развития перо сходно с зачатком чешуи пресмыкающегося. Затем этот бугорок разрастается назад, а основание его несколько углубляется в кожу, давая начало влагалищу пера. В дальнейшем соединительнотканная часть бугорка превращается в богатый кровью сосочек пера, а разросшийся эпидермический слой дифференцируется на продольные утолщения, которые лежат ближе к центру, и на тонкий поверхностный слой, образующий чехлик растущего пера. На следующих стадиях продольные утолщения ороговевают и распадаются на бородки эмбрионального пера, которые сбрасывают с себя чехлик. Окончательное (дефинитивное) перо образуется под эмбриональным на том же сосочке, впоследствии сталкивает своего предшественника. Развитие дефинитивного пера протекает в общем сходно с развитием эмбрионального, но одно продольное утолщение (будущий стержень пера) разрастается особенно сильно, а другие утолщения (будущие бородки I порядка) отходят уже от него, так что после спадения чехлика они оказываются расположенными на стержне. Сезонная смена покровов у птиц принципиально ничем не отличается от таковой у рептилий (и млекопитающих). У птиц сменяются все наружные слои покровов и на птерилиях и на аптериях. Окраска перьев зависит от пигмента и от микроскопической структуры пера. Основные пигменты птиц распадаются на две группы: имеющие вид зернышек и палочек меланины и находящиеся в растворе липохромы (близкие к каротиноидам). Меланины обусловливают черный, бурый, серый цвета; липохромы — красный, желтый, зеленый. Черный пигмент в комбинации с желтым обусловливает различные оттенки зеленого цвета, а вместе с красным — различные оттенки красных, коричневых и бурых цветов; желтый пигмент вместе с красным вызывает оранжевую окраску и т. д. Синий и фиолетовый пигменты у птиц неизвестны, и эти часто встречающиеся цвета обусловлены соединением пигментации со сложной микроскопической структурой пера, содержащего многоугольные призматические клетки, преломляющие свет. Но у перьев многих птиц бывает и другого рода окраска, которая непостоянна и изменяется в зависимости от положения птицы по отношению как к источнику света, так и к наблюдателю. Такая металлическая блестящая окраска, отливающая различными цветами, обусловлена отражением световых лучей или от гладкой поверхности пера, или от тончайших пластинок, расположенных на его верхней стороне. Примерами такой окраски может служить оперение скворца, грача, а также перья на зобу и шее голубя.

2.3 Особенности строения шерсти (волосы) и другие образования кожи

Кожа млекопитающих характеризуется толщиной, наличием сосочков на границе между эпидермисом и кориумом, присутствием рыхлой подкожной клетчатки, обилием кожных желез и богатством различного рода роговых образований, из которых главнейшими являются волосы и их видоизменения. Волосы относятся к наиболее характерным роговым образованиям млекопитающих. Они встречаются у представителей только этого класса и свойственны почти всем зверям. Лишь у очень немногих млекопитающих из китообразных (белуха, нарвал) волосы отсутствуют совершенно, у всех же прочих зверей, в том числе большинства китообразных, имеется хотя бы незначительное количество волос (у зародышей китов отдельные волосы имеются на губах). Развитие волоса на первых стадиях протекает сходно с первыми стадиями развития чешуи и пера, т.е. образуется скопление эпидермических клеток. Затем клетки опускаются в глубоко в собственно кожу и дальнейшее развитие волоса протекает своеобразно.

Волос (рис. 7) состоит из двух основных частей: из выдающегося над кожей ствола и из погруженного в кожу корня. В свою очередь ствол волоса состоит из рыхлого сердцевинного вещества, окружающего его плотного коркового слоя и тонкой наружной кожицы. Сердцевинное вещество заполняет так называемый центральный канал волоса и состоит из рыхлой пористой ткани, между клетками которой располагается воздух. Сердцевина имеется у всех диких млекопитающих, но степень развития у разных зверей весьма различна. Сердцевина чрезвычайно непрочна, зато благодаря обилию воздуха оказывает значительное влияние на теплопроводность меха. В связи с этим свойством сердцевина достигает наибольшей толщины у зверей, живущих в холодном климате, в частности у северного оленя, вследствие чего мех этого зверя, вследствие чего мех этого зверя ломкий, но в то же время очень теплый. Плотный корковый слой придает волосу крепость, растяжимость и упругость. Степень развития этого слоя тоже бывает весьма различной. Наконец, роль кожицы заключается в предохранении лежащих под ней слоев волоса от различных физико-химических воздействий.

Рис. 7. Продольный разрез волоса в коже (по Паркеру): / — роговой слой Эпидермиса, 2 — его мальпигиев слой, 3 — собственно кожа, 4 — сальная железа, 5 — сердцевина волоса, в — корковое вещество волоса, 7 — стекловидная оболочка между влагалищем волоса и волосяным мешочком, 8 — волосяной мешочек, 9 — влагалище волоса, 10 — сосочек волоса с сосудами, // — жировая ткань, 12 — мышца волосяного мешочка

Снизу ствол волоса постепенно переходит в корень, который заканчивается грушевидным расширением — волосяной луковицей. Последняя, по крайней мере в своей нижней части, состоит из однородных, вполне жизненных клеток. В основание луковицы растущего волоса входит богатый кровеносными сосудами волосяной сосочек, служащий для питания волоса. Корень волоса более или менее глубоко погружен в собственно кожу и сидит в волосяной сумке. Стенки ее образованы двумя слоями: наружным − волосяным мешком, и внутренним, прилегающим к волосу − волосяным влагалищем. Оно является продолжением эпидермиса, который вдается внутрь волосяного мешка и, дойдя до основания волосяной луковицы, заворачивает вверх, прилегая непосредственно к корню волоса. В волосяной мешок обычно открывается проток сальной железы, жировое выделение которой смазывает волос, предохраняя его от смачивания водой. Ниже сальной железы к волосяному мешку прикрепляется пучок гладких мышечных волокон, который другим концом теряется в поверхностных слоях собственно кожи. По сокращении этих мышц волосяной мешок несколько изменяет свое положение, и волос выпрямляется — зверь «ощетинивается». У огромного большинства зверей волосы располагаются в коже не перпендикулярно к ее поверхности, а несколько наклонно. Благодаря этому стержни волос более или менее прилегают к поверхности кожи и обращены вершинам или определенную сторону. Явление это известно под названием ворса. Только немногие роющие звери, например, крот, слепец, которые движутся в своих подземных ходах как вперед головой, так и наоборот, не имеют ворса, так что в каком направлении ни приглаживать их шкурку, волосы всегда ложатся одинаково ровно.

Видоизменением волос являются вибриссы, щетина и иглы; последние играют роль защитного приспособления и особенно развиты у ежен, дикобразов и ехидн. Вибриссы, играющие роль, как уже указывалось, добавочных органов осязания, у многих зверей располагаются, кроме головы, на лапах и на груди, а у крота − на конце хвоста − словом, вообще на местах, которые у того или иного зверя особенно часто соприкасаются с плотной наружной средой.

Мех. Лишь у немногих зверей − у слонов, сирен, носорогов, волосы расположены настолько редко, что говорить о мехе не приходится. Густота и длина меха бывают весьма различными и связаны не только с систематическим положением зверя, но и с его географическим распространением и временем года: как общее правило: звери, живущие в холодном климате. Волосы, составляющие мех, неодинаковы. Различают более длинные редкие волосы, дающие ворс — шерсть, или ость, и густо расположенные тонкие волосы — подшерсток. Особенно резко выражена двухярусность и меха, т. е. разделение волосяного покрова на ось и подшерсток, у некоторых водных и полуводных млекопитающих: бобра, выхухоли, утконоса, выдры, морского котика, а также у северных пушных зверей. У некоторых зверей мех состоит преимущественно из подшерстка; таковы крот, слепыш, у других — преимущественно или даже исключительно из ости, например взрослых тюленей, летний мех оленей и кабанов. Линька − процесс выпадения старых волос и замена их новыми может протекать очень постепенно, растягиваясь на длительный срок, и или наоборот, бурно, в коротким срок. Как правило, бурная линька имеет место у зверей обитающих в умеренном и холодном поясах. У большинства зверей в течение года происходят две линьки − весенняя (быстро)и осенняя (медленно).

Собственно кожа (кориум) млекопитающих состоит преимущественно из волокнистой соединительной ткани, отдельные волокна которой образуют сложный переплет. Она всегда богато снабжена кровеносными сосудами, а глубокие слои, состоящие из рыхлой соединительной ткани и носящие название подкожной клетчатки, обычно содержат значительные жировые скопления. Особенного развития достигают жировые скопления водных млекопитающих — китов, тюленей, у которых они образуют толстый слой, сильно уменьшающий теплоотдачу, и у зверей, впадающих в зимнюю спячку: например, сурков, сусликов, летучих мышей, барсуков, медведей. У зверей, впадающих в спячку, жир служит главным образом запасным питательным материалом, и количество его сильно изменяется по временам года: осенью, перед впадением зверя в спячку, он достигает наибольшей толщины; весной же, перед пробуждением, бывает почти весь израсходован.

Эпидермис млекопитающих имеет различную толщину не только у равных групп, но и на разных частях тела одного и того же животного. Наибольшей толщины он достигает на тех местах тела, которые особенно подвержены трению, например, на подошвах ног, ягодицах большинства обезьян (седалищные мозоли), на коленях верблюдов. С поверхности рогового слоя постоянно отпадают отдельные отмершие клетки или группы клеток в виде «перхоти», изнутри же он все время нарастает благодаря делению клеток нижнего, основного слоя эпидермиса, известного под названием мальпигиева. К роговым образованиям наземных млекопитающих относятся ногти, разнообразные когти и копыта (рис. 8). Образования эти совершенно отсутствуют только у китообразных и на большинстве пальцев передних конечностей летучих мышей, а в большей или меньшей степени недоразвиты у сирен и многих тюленей. У всех прочих млекопитающих они развиты хорошо и имеют большое экологическое значение. Доказывается это тем, что не только способ передвижения зверя, но и работа его конечностей связаны с присутствием того или иного из этих образований. Ногти, которые свойственны обезьянам, отчасти и полуобезьянам, имеют более или менее плоскую форму и покрывают конец пальца только сверху. Кроме того, у ногтя хорошо развита покрывающая конец пальца снизу мягкая подушечка пальца, которая у когтя лишь слабо выражена. Когти, имеющие наиболее широкое распространение среди млекопитающих, отличаются от ногтей большей толщиной и изогнутостью верхней роговой ногтевой пластинки, которая охватывает конец пальца с боков и выдается острием за передний край его. У когтя также хорошо выражена нижняя стенка — более рыхлая подошвенная пластинка, недоразвитая в ногте. Наконец, копыто, охватывающее конечную фалангу не только спереди и с боков, но и снизу и образующее нечто вроде толстого рогового башмака, представляет дальнейшее усложнение когтя. В копыте различают роговую стенку, которая соответствует ногтевой пластине, роговую подошву и стрелку. Последняя соответствует подушечке когтя (или ногтя), которая в данном случае ороговевает и вдается снизу острым углом в роговую подошву. Копыта свойственны крупным бегающим или лазающим по скалам млекопитающим.

Рис. 8. Продольный разрез через концы пальцев млекопитающих (по Боасу). / — обезьяна, II — человек, III — хищник, IV— лошадь, 1 — когтевая или ногтевая пластинка , 2 — роговая стенка копыта, 3 — подушечка, 4 — стрелка, 5 — подошвенная пластинка

2.4 Кожные железы у хордовых. Функции, особенности строения

Кожные железы рыб как и у всех позвоночных, являются производным эпидермиса, но, в отличии от вышестоящих классов, эти железы, как и у круглоротых, имеют одноклеточное строение. Наиболее многочисленными являются бокаловидные железы, выделяющие слизь непосредственно наружу. Многочисленные одноклеточные кожные железы, так же как у акулы и миноги, выделяют обильную слизь, которая играет роль смазки, ослабляющей трение тела рыбы о воду при плавании. Кроме того, встречаются еще шаровидные и колбовидные железы, секрет которых выделяется в межклеточные пространства. У некоторых рыб имеются еще особые ядовитые железы, располагающиеся обычно у основания острых плавниковых лучей или у основания шипов, сидящих на заднем краю жаберной крышки. Выделяемое ими белковое вещество представляет сильнейший яд, который даже у человека может вызвать серьезные последствия. Наконец, органы свечения, которые встречаются у многих глубоководных рыб, — тоже железистые образования. Кожа амфибий богата слизеотделительными железами (сходна с кожей рыб). Но отличается тем, что железы многоклеточные и кожный секрет отсутствует. Ко?