Реферат: Филогения систем органов у хордовых животных
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