дыхательная система (эволюция)
в ходе эволюции у организмов развилась высокоорганизованная система органов дыхания.
у многих беспозвоночных животных, например, у кишечно-полостных, плоских и круглых червей еще нет специальных органов дыхания. у них газообмен со средой осуществляется всей поверхностью тела (рис. 189). впервые органы дыхания встречаются у морских кольчатых червей и водных членистоногих в виде пористых жабер, располагающихся по обеим сторонам тела и обильно снабжаемыми кровью. у моллюсков в мантийной полости развиваются пластинчатые жабры. однако уже у наземных членистоногих в углублениях тела имеются трахеи или листовидные легкие.
у водных хордовых дыхательная система связана с кишечником, причем наиболее просто она организована у ланцетника, у которого стенка глотки (передний отдел кишечника) пронизана жаберными щелями, пронизывающими весь передний отдел кишечника и открывающимися в околожаберную полость. у наземных хордовых жаберные щели развиваются лишь в эмбриональный период, после чего исчезают. дыхание у них осуществляется легкими, которые развиваются из выпячиваний кишечной стенки.
у млекопитающих развитие дыхательной системы достигает вершины (рис. 191). наряду с дальнейшим совершенствованием легких чрезвычайному развитию подвергаются воздухоносные пути.
развиваются бронхи второго, третьего и четвертого порядков, а также бронхиолы и альвеолы. развивается диафрагма, которая отделяет грудную полость от брюшной. наличие высокоспециализированных органов дыхания обеспечивает эффективный газовый обмен в легких (внешнее дыхание) и в тканях (внутреннее дыхание). появляются гортанные хрящи.
эволюция дыхательной системы зависима от колебаний в содержании атмосферного кислорода и углекислоты, поскольку жабры не чувствительны к изменению газового состава воздуха, а кожное дыхание не компенсирует этого недостатка жабер. начиная с позднего палеозоя, содержание атмосферного кислорода в разные времена. хотя фактические величины этих колебаний не определены, тем не менее, предполагают, что максимум содержания кислорода в атмосфере достигал 35%, а затем падал до 15% (при 21% в настоящее время).
повышенное содержание кислорода и одновременное уменьшение углекислоты повышало эффективность легочного дыхания, позвоночным в завоевании суши. более того, есть основания к допущению влияния кислородного ритма даже на эволюцию основных групп животных.
только у хордовых дыхательная система развивается на базе пищеварительной и на первых этапах эволюции функционирует совместно с ней. пищеварительная и дыхательная функции осуществляются специализированными системами, у которых общая полость рта и глотки и развитие из общего энтодермального зачатка. обе системы закладываются в начале в виде прямой трубки, подразделяющейся на 3 участка (передний, средний и задний кишечник). передняя и задняя часть слизистой оболочки пищеварительной трубки – эктодермального происхождения. средняя – энтодемального. а мускулатура – мезодермального.
направление эволюции пищеварительных систем позвоночных: 1) дифференцировка кишечной трубки. 2) появление приспособлений к удлинению пути, проходимого пищей. 3) увеличение всасывающей поверхности путем образования пиларических выростов, складок, ворсинок. 4) развитие пищеварительных желез. 5) появление и дифференцировка зубочелюстной системы.
у животных 3 типа пищеварения: 1) внутриклеточный (одноклеточные, многоклеточные). 2) полостное (дистантное; почти у всех форм многоклеточнх, может быть реализовано за пределами организма). 3) пристеночное, или мембранное (осуществляется ферментами, локализованными на структурах клеточной мембраны). у большинства осуществляются все три типа пищеварения.
состав пищеварительной системы: пищеварительный тракт и пищеварительные железы. пищеварительный тракт подразделяется на ротовую полость, глотку, пищевод, желудок, тонкую и толстую кишку, которые имеют различное строение у разных групп животных, слепая кишка (эволюционное приспособление пресмыкающихся, позволяющее использовать растительную пищу, переваривание которой идет с участием симбионтов), зубы позвоночных (связаны по происхождению с плакоидной чешуей акуловых рыб, дентин – мезодерма, эмаль – эктодерма), кроме млекопитающих у всех зубы – это выросты на костях ротовой полости. первоначально зубы многорядные и покрывают всю слизистую оболочку ротовой полости. с пресмыкающихся обнаруживается только один ряд зубов, дифференцировка еще отсутствует. зубная система (земноводные, рыбы, пресмыкающиеся), в которой все зубы одинаковые, называется гомодонтой. зубы могут многократно выпадать и вырастать – полифиодонтизм. зубы млекопитающих располагаются в альвеолах и дифференцированы, выполняют различные функции. это гетеродонтная зубная система. в онтогенезе сменяются два поколения зубов – дифиодонтизм. в ротовую полость у наземных открываются слюнные железы (увлажнение пищевого комка). у первичноводных позвоночных слюнных желез нет. у амфибий слюнные железы не содержат ферментов. в тонкую кишку протоки поджелудочной железы и печени. аномалии и пороки: 1) латеральные свищи шеи – нарушения редукции зачатков жаберных щелей. 2) латеральные кисты шеи – нарушение редукции жаберных карманов. 3) гипоплазия – недоразвитие, гипоплазия печени и поджелудочной железы. 4) сохранение клоаки. 5) раздвоение конца языка. 6) гомодонтная зубная система. 7) трехбугорчатое строение коренных зубов. 8) прорезывание сверхкомплектных зубов в ряду или за его пределами (даже на твердом небе). 9) незарощение твердого неба (волчья пасть).
1-а,д
2-с
3-д
4-д
5-в
6-а
7-с
8-д
9-с
10-в
11-д
12-с