Консультация по биологии .
Подготовка к ЕГЭ.
Тема: Эволюция систем внутренних органов животных.
В ходе консультации дается краткий сравнительный обзор основных систем органов животных, так как способность живых существ к жизни в различных условиях внешней среды является результатом эволюции их систем органов.
Сравнительное изучение систем органов помогает раскрыть конкретные пути эволюции органического мира и объяснить особенности строения тела основных типов животных. Данные сравнительной анатомии выявляют родственные связи между различными группами организмов и основные направления эволюции.
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. | 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. | 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 |
Класс Земноводные | Две туловищные почки (они открываются воронками в полость тела). Почки–мочеточники–клоака–мочевой пузырь–клоака (клоачное отверстие).Мочевой пузырь не связан непосредственно с мочеточниками. Основной продукт обмена веществ – мочевина, хорошо растворимая в воде |
Класс Пресмыкающиеся | Две тазовые почки. Почки–мочеточники–мочевой пузырь–клоака.Моча состоит из мочевой кислоты, плохо растворимой в воде. (Это взвесь мелких кристалликов, собирающихся в мочевом пузыре) |
Класс Птицы | Две тазовые почки. Почки–мочеточники–клоака. (Мочевого пузыря нет.) Продукты обмена выделяются в виде кашицеобразной мочевой кислоты |
Класс Млекопитающие | Две тазовые почки. 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 | 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 | 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 |
Класс Пресмыкающиеся | Носовые полости сквозные, пропускают воздух в ротовую полость. 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 |
Класс Птицы | Легкие птиц представляют собой плотные губчатые тела. Входя в легкие, бронхи ветвятся, часть ответвлений доходит до множества мелких полостей. Другая часть бронхов проходит через легкие и за их пределами образует большие тонкостенные воздушные мешки. Они располагаются между внутренними органами, проникают в полые кости, между мышцами, под кожу. 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 |
Класс Млекопитающие | Губчатые легкие млекопитающих устроены сложнее, чем у пресмыкающихся. Они большие и растяжимые. Бронхиолы заканчиваются альвеолами, оплетенными капиллярами. Общая поверхность альвеол примерно в 100 раз больше поверхности тела.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 |
Тип Кишечнополостные | Тело кишечнополостных покрыто эпителиально-мускульными клетками |
Тип Плоские черви | У свободно живущих плоских червей (класс Ресничные черви) клетки эпителия имеют реснички, помогающие при передвижении. 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 |
Тип Круглые черви | Все тело нематод покрыто гибкой, эластичной и прочной оболочкой – кутикулой, которая образуется за счет кожных клеток (эпителия). 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 |
Тип Кольчатые черви | Покров тела состоит из кожного эпителия и тонкой кутикулы. Кожные клетки кольчатых червей выделяют слизь, защищающую тело червя от различных воздействий. Тонкая кутикула малощетинковых червей увлажняется за счет постоянно выделяющейся через спинные поры целомической жидкости и слизи, секретируемой железистыми клетками эпителия. Именно через кутикулу происходит газообмен путем диффузии, и разветвленная сеть капилляров, расположенных в эпителии, обеспечивает этот процесс |
Тип Членистоногие | Членистоногие имеют особый хитиновый покров. Он очень прочен и защищает от различных воздействий внешней среды. 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 |
Тип Хордовые. | Кожа ланцетника образована однослойным эпителием и подстилающим его тонким слоем кориумом (собственно кожа, или дерма). Выделения эпидермальных желез образуют тонкую поверхностную пленку – кутикулу, которая предохраняет нежную кожу от повреждений частицами грунта |
Класс Хрящевые рыбы | Кожа образована многослойным эпителием, в котором расположены многочисленные одноклеточные железы. В нижнем слое эпидермиса находятся пигментные клетки. 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 |
Класс Костные рыбы | Кожа двуслойная, как у хрящевых рыб. 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 |
Класс Земноводные | Кожа земноводных голая и влажная, богатая железами. 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 |
Класс Пресмыкающиеся | У рептилий кожа сухая, покрыта роговыми чешуйками и щитками. 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; Одновременно она утратила способность к: – газообмену; |
Класс Птицы | Кожа у птиц тонкая, сухая, не имеет желез (кроме копчиковой), тело покрыто перьями. 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 |
Класс Млекопитающие | Относительно толстая кожа состоит из двух слоев. Эпидермис многослойный, его верхний слой ороговевает и постепенно слущивается. Собственно кожа – кориум – обычно толще эпидермального слоя. Нижний, самый глубокий слой кориума называется подкожной жировой клетчаткой. 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.
Таблица «Кровеносная система»
Представители | Особенности кровеносной системы |
Тип Простейшие | нет |
Тип Кишечнополостные | нет |
Тип Плоские черви | нет |
Тип Круглые черви | нет |
Тип Кольчатые черви | Впервые появляется кровеносная система, замкнутая с 1 кругом, состоит из спинного и брюшного сосудов, соединенных между собой кольцевыми сосудами. Сердца нет – роль сердца выполняют крупные кольцевые сосуды. |
Тип Членистоногие | Кровеносная система моллюсков и членистоногих -не замкнутая -состоит из сердца и кровеносных сосудов |
Тип Хордовые. | У всех хордовых начиная с ланцетника кровеносная система замкнутая -у ланцетника сердце отсутствует -кровеносная система состоит только из сосудов |
Класс Рыбы | замкнутая -состоит из сердца и сосудов -сосуды образуют 1 круг кровообращения - сердце 2-х камерое (предсердие,желудочек) - кровь в сердце -венозная |
Класс Земноводные | - замкнутая -состоит из сердца и сосудов -сосуды образуют 2 круга кровообращения (большой и малый) Строение сердца земноводных -трехкамерное (состоит из 2 предсердий и 1 желудочка) -кровь в сердце смешанная |
Класс Пресмыкающиеся | - замкнутая -состоит из сердца и сосудов -сосуды образуют 2 круга кровообращения (большой и малый) Строение сердца пресмыкающихся -трехкамерное (состоит из 2 предсердий и 1 желудочка) - в сердце появляется перегородка, которая делит желудочек по полам. Но не замыкается, поэтому кровь в сердце смешанная. |
Класс Птицы | - замкнутая -состоит из сердца и сосудов -сосуды образуют 2 круга кровообращения (большой и малый) Строение сердца птиц -четырехкамерное (состоит из 2 предсердий и 2 желудочков) ; - кровь не смешивается |
Класс Млекопитающие | замкнутая -состоит из сердца и сосудов -сосуды образуют 2 круга кровообращения (большой и малый) Строение сердца млекопитающих -четырехкамерное (состоит из 2 предсердий и 2 желудочков) ; - кровь не смешивается |
Осуществлялся переход от двухкамерного сердца и одного круга кровообращения (у рыб) к трёхкамерному (у земноводных и пресмыкающихся) и четырёхкамерному (у птиц и млекопитающих) и двум кругам кровообращения. |
Таблица «Нервная система»
Представители | Особенности нервной системы | |
Тип Простейшие | нет | |
Тип Кишечнополостные | Диффузная (Система сплетения нервных клеток) |
|
Тип Плоские черви | Лестничная. Нервная система состоит из узлов, 2-х нервных стволов и нервных перегородок и отходящих нервов. |
|
Тип Круглые черви | Лестничная. Окологлоточное нервное кольцо, нервные стволы с перемычками. | |
Тип Кольчатые черви | Брюшная нервная цепочка. Надглоточный и подглоточный узлы и брюшная нервная цепочка с нервными узлами, от узлов отходят нервы. |
|
Тип Членистоногие | Брюшная нервная цепочка, появляется мозг. Окологлоточное нервное кольцо и брюшная нервная цепочка. | |
Тип Хордовые. | нервная система представлена нервной трубкой. | |
У всех, кроме ланцетников, имеется головной мозг из 5 отделов(ПРОДОЛГОВАТЫЙ, СРЕДНИЙ, ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ, МОЗЖЕЧОК И ПЕРЕДНИЙ), спинной мозг, нервы и нервные узлы. 1 — передний мозг (поведение), 2 — средний мозг (зрение и слух, центр ориентировочного рефлекса) | ||
Класс Рыбы | из 5 отделов головного мозга хорошо развиты промежуточный, средний и мозжечок. | |
Класс Земноводные | хорошо развит передний мозг, слабо развит мозжечок (из-за однообразных движений). Средний мозг относительно небольшой, а мозжечок слабо развит вследствие малой подвижности и однообразных движений | |
Класс Пресмыкающиеся | Полушария переднего мозга относительно крупнее, чем у амфибий, и почти полностью прикрывают промежуточный мозг. Передний мозг выполняет ведущую роль в организации поведения В связи с активностью и сложностью движений хорошо развит мозжечок. | |
Класс Птицы | - В головном мозге происходит дальнейшее развитие коры переднего мозга и мозжечка, в связи с полетом усложняются органы чувств, особенно органы зрения. | |
Класс Млекопитающие | Исключительно высокого развития достигает передний мозг, хорошо развита новая кора (неопаллиум), отвечающая за образование условных рефлексов. | |
Совершенствовалась нервная система, в первую очередь в направлении развития головного мозга. |
Таблица «Опорно-двигательная система»
Представители | Особенности опорно-двигательной системы | ||
Тип Простейшие | Опорную функцию выполняла оболочка клетки, снабженная жгутиками и ресничками, служащими для передвижения.
| ||
Тип Кишечнополостные | кожно-мускульные клетки | ||
Тип Плоские черви | у червей представлена кожно-мускульным мешком. . | ||
Тип Круглые черви | |||
Тип Кольчатые черви | |||
Тип Членистоногие | Хитиновый покров – это наружный скелет, к которому прикрепляются мышцы. Повысилась скорость передвижения за счет специализированных групп мышц, прикрепленных к конечностям и крыльям. Многообразие конечностей возникло с освоением разных мест обитания. | ||
Тип Хордовые. | У всех хордовых - внутренний скелет Лишен всех недостатков наружного скелета, растет вместе с животным. Позволяет еще больше специализировать группы мышц для увеличения скорости движения. | ||
рыбы | земноводные | пресмыкающиеся | |
|
|
| |
птицы | млекопитающие |
| |
|
|
|
Таблица «Пищеварительная система»
Представители | Особенности пищеварительной системы |
Тип Простейшие | Самый простой тип питания — внутриклеточный.
|
Тип Кишечнополостные | Переваривание происходит в кишечной полости (внеклеточное пищеварение). Пищеварительные и железистые клетки находятся в энтодерме ( в клетках энтодермы происходит внутриклеточное переваривание). |
Тип Плоские черви | Слепой разветвленный кишечник |
Тип Круглые черви | Прямой сквозной кишечник |
Тип Кольчатые черви | У кольчатых червей пищеварительная трубка имеет три отдела. В переднем её отделе различают глотку, пищевод, зоб, желудок. |
Тип Членистоногие | У членистоногих и моллюсков появляется печень- пищеварительная железа, способствующая перевариванию пищи. |
Тип Хордовые. | Удлинение и усложнение отделов пищеварения, усложнение пищеварительных желез, появление различных зубов, приспособления к различной пище. Схема пищеварительной системы хордовых: Рот – глотка – пищевод – желудок – тонкая и толстая кишка с анальным отверстием, открывающимся либо наружу, либо в клоаку ( расширение задней кишки). Клоака есть у круглоротых, некоторых рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и яйцекладущих млекопитающих.
|
Млекопитающие | Дифференциация зубов ( резцы, клыки и коренные). В стенках желудка есть пищеварительные железы. Есть печень и поджелудочная железа. Кишечник имеет несколько отделов. Длина толстого кишечника увеличивается. У некоторых есть слепая кишка. |
|