движение всех позвоночных животных имеющих внутренний скелет осуществляется за счет чего
Способы передвижения животных
Урок 23. Биология 7 класс. Животные. ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Способы передвижения животных»
Передвижение животных — это любой из множества методов, которые животные используют для перемещения из одного места в другое.
Некоторые виды передвижения (изначально) являются самоходными. Например, бег, плавание, прыжки, полет, подпрыгивание, парение и планирование — это самоходный вид передвижения.
Есть также много видов животных, транспортировка которых зависит от среды обитания, тип перемещения, называемый пассивным перемещением, например, парусный спорт (некоторые медузы), кайтинг (пауки), катание (некоторые жуки и пауки) или верховая езда на других животных.
Животные перемещаются по разным причинам. Например, чтобы найти пищу, партнёра, подходящую среду обитания или избежать хищников.
Для многих животных способность двигаться необходима для выживания, и в результате естественный отбор сформировал у них методы и механизмы передвижения.
Например, мигрирующие животные, которые путешествуют на большие расстояния (такие как полярная крачка), обычно имеют механизм передвижения, который требует очень мало энергии на единицу расстояния.
Движение — одно из основных свойств живых организмов. Несмотря на многообразие существующих способов передвижения, их можно разделить на 3 основные группы: амебоидное движение, движение при помощи жгутиков и ресничек, движение с помощью мышц.
Амебоидное движение присуще корненожкам — подклассу простейших животных, образующих временные цитоплазматические выросты — ложноножки, которые служат для передвижения и захвата пищи.
При этом у клеток образуются выросты цитоплазмы, число и величина которых постоянно меняются, как меняется и сама форма клетки.
Движение при помощи жгутиков и ресничек свойственно обычно мелким беспозвоночным животным, обитающим в водной среде.
Однако оно характерно не только для жгутиконосцев и инфузорий, но и некоторым многоклеточным животным и их личинкам.
У высокоорганизованных животных клетки, имеющие жгутики или реснички, встречаются в дыхательной, пищеварительной, половой системах.
Строение всех жгутиков и ресничек практически одинаково.
Вращаясь или взмахивая, жгутики и реснички создают движущую силу и закручивают тело вокруг собственной оси. Увеличение числа ресничек ускоряет передвижение.
Движение с помощью мышц осуществляется у многоклеточных животных. Мышцы образованы мышечной тканью. Главная особенность мышечной ткани — способность сокращаться. За счёт сокращения мышц и осуществляется движение.
У круглых червей поочерёдное сокращение продольных мышц вызывает характерные изгибы тела. За счёт этих телодвижений червь двигается вперёд. Кольчатые черви освоили новые способы движения в связи с тем, что в их мускулатуре, помимо продольных мышц, появились поперечные мышцы. Поочерёдно сокращая поперечные и продольные мышцы, червь, используя щетинки на сегментах тела, раздвигает частички почвы и движется вперёд.
Пиявки освоили шагающие движения, используя для прикрепления присоски.
Брюхоногие моллюски двигаются благодаря волнам сокращения, пробегающим по подошве ноги. Обильно выделяемая слизь облегчает скольжение и ускоряет движение.
Двустворчатые моллюски двигаются с помощью мускульной ноги, а головоногие освоили реактивный способ передвижения, выталкивая воду из мантийной полости.
Многие ракообразные для передвижения по грунту используют ходильные ноги, а для плавания им служит либо хвостовой плавник, либо плавательные ноги.
Любой из этих способов передвижения возможен при наличии хорошо развитой мускулатуры и подвижном сочленении конечностей с туловищем.
У большинства членистоногих специальными органами передвижения служат не только ноги, но и (в зависимости от систематической принадлежности) другие образования, например крылья у насекомых.
Движение всех позвоночных животных, имеющих внутренний скелет, также осуществляется с помощью мышц. У рыб это происходит в основном за счёт мышц хвоста и туловища, у земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих — за счёт мышц конечностей, которые осуществляют такие виды движения, как бег, прыжки, плавание, полет, лазание и т. д.
Когда птица колибри зависает в воздухе у цветка, её крылья совершают 50—80 взмахов в секунду.
Есть и другие способы перемещения в зависимости от среды обитания и образа жизни.
Животные перемещаются в четырёх типах окружающей среды: водной (в воде или на воде), воздушной (по воздуху), наземной (на земле или другой поверхности, включая деревья), ископаемой (под землёй).
Особенности перемещения животных в различных средах
На воде удержаться на плаву можно за счёт плавучести. Если тело животного менее плотное, чем вода, оно может оставаться на плаву. Это требует мало энергии для поддержания вертикального положения, но требует больше энергии для передвижения в горизонтальной плоскости по сравнению с менее плавучими животными.
Основное средство, с помощью которого рыба создаёт тягу, — это раскачивание тела из стороны в сторону, в результате чего волновое движение заканчивается большим хвостовым плавником.
Морские млекопитающие колеблют своё тело вверх и вниз. Другие животные, (например, пингвины, ныряющие утки), перемещаются под водой способом, который получил название «водный полёт».
Головоногие моллюски, используют реактивную тягу для быстрого перемещения, впитывая воду, а затем выбрасывая её обратно в виде взрывной волны.
Дельфины иногда катаются на носовых волнах, создаваемых лодками, или занимаются сёрфингом на естественных волнах.
Передвижение животных по поверхности воды
Парусница — колониальный представитель гидроидов — плывущий по ветру моряк, у которого нет никаких средств передвижения, кроме парусного спорта. Небольшой жёсткий парус поднимается в воздух и ловит ветер.
В то время как более крупные животные, такие как утки, могут перемещаться по воде, плывя, некоторые мелкие животные перемещаются по воде, не прорываясь через поверхность. Это поверхностное передвижение использует поверхностное натяжение воды. К таким организмам относится насекомое водомерка. Дело в том, что её конечности гидрофобны, что не позволяет им влиять на структуру воды.
Другая форма передвижения (при которой нарушен поверхностный слой) используется ящерицами василисками. Они способны бегать по поверхности воды, удерживаясь за счёт частых ударов перепончатых задних ног.
Благодаря тому, что ящерицы опускают лапы горизонтально на воду, поверхностная плёнка воды не успевает прорваться под весом тела. Каждый раз, опуская лапу, ящерица как бы захватывает пальцами пузырёк воздуха, благодаря чему не намокает при беге.
Перемещение по воздуху
Гравитация — главное препятствие для полёта. Поскольку ни один организм не может иметь такую низкую плотность, как воздух, летающие животные должны генерировать достаточную подъёмную силу, чтобы подниматься и оставаться в воздухе.
Летающие животные должны быть очень лёгкими, чтобы летать. Также животное должно иметь веретенообразную форму тела и мощные лётные мышцы.
Вместо активного полёта некоторые (полу) древесные животные снижают скорость падения, планируя.
Перемещение по земле
Формы передвижения на суше включают ходьбу, бег, подпрыгивание или прыжки, волочение и ползание или скольжение.
Для передвижения по земле животным требуется прочный скелетный и мышечный каркас. А также равновесие. Например, человеческие младенцы учатся ползать прежде, чем они смогут стоять на двух ногах, что требует хорошей координации, а также физического развития.
Прыжок можно отличить от бега, галопа и других походок, при которых все тело временно находится в воздухе, по относительно большой продолжительности воздушной фазы и большому углу начального запуска. Многие наземные животные используют прыжки, чтобы убежать от хищников или поймать добычу, однако относительно немногие животные используют это в качестве основного способа передвижения.
Некоторые животные приспособлены для передвижения по негоризонтальным поверхностям. Одна обычная среда обитания таких лазающих животных — деревья. Например, гиббон — малая человекообразная обезьяна, специализирован для передвижения по деревьям.
Животные, живущие на скалах, (например в горах), передвигаются по крутым или даже почти вертикальным поверхностям, осторожно балансируя и прыгая. Например, у каменистого горного козла есть мягкая резиновая прокладка между копытами для захвата и передвижения по горам.
У животных, передвигающихся под землёй, свои особенности в строении.
Покровы тела подземного жителя должны позволять ему беспрепятственно продвигаться в плотной почве как вперёд, так и назад (не всегда можно развернуться в узком ходу).
Передвижению способствуют слизистые выделения, позволяющие скользить в почве (как у червя), короткая шерсть, (как у крота), которая способна заглаживаться как вперёд, так и назад.
Также животные, которые передвигаются в почве, имеют короткие копательные конечности или копательные зубы (как у слепушонка).
Самостоятельная работа по теме «Покровы тела. Опорно-двигательная система. Способы движения животных.»
Самостоятельная работа по теме «Покровы тела. Опорно-двигательная система. Способы движения животных.» составлена для учащихся 7 классов по программе В.В.Пасечника ФГОС. В работе представлены два варианта. Данная работа поможет учителю проверить знания учащихся по темам, изучаемым в 7 классе в разделе «Эволюция органов и их систем».
Просмотр содержимого документа
«Самостоятельная работа по теме «Покровы тела. Опорно-двигательная система. Способы движения животных.»»
Тест по теме: «Покровы тела. Опорно-двигательная система. Способы движения животных.»
I вариант.
2) Тело кишечнополостных покрыто эпителиально-мускульными клетками.
3) У свободно живущих плоских червей клетки эпителия имеют реснички, помогающие при захвате пиши.
4) У паразитических червей тело покрыто плотной кутикулой, предотвращающей их переваривание организмом-хозяином.
5) Кожные клетки кольчатых червей выделяют слизь, защищающую тело червя от различных воздействий внешней среды.
б) Хитиновый покров членистоногих очень прочен и эластичен.
7) Покров тела позвоночных животных состоит из двух слоев: эпидермиса и собственно кожи.
8) Нижний слой кожи позвоночных животных — эпидермис.
9) В эпидермисе развиваются разнообразные кожные железы.
10) В нижнем слое кожи располагаются пигментные клетки, придающие коже определенную окраску.
11) Кожа пресмыкающихся голая и влажная, богатая железами.
12) У некоторых земноводных кожные железы выделяют секрет, содержащий ядовитые вещества.
1З) У земноводных кожа сухая, покрытая роговыми чешуйками щитками.
14) Кожа птиц имеет большое количество желез, тело покрыто перьями
15) Тело большинства млекопитающих покрыто шерстью, защищающей тело животного от переохлаждения или от перегрева.
16) У млекопитающих самый глубокий слой кожи — подкожная жировая клетчатка. Здесь запасаются жировые клетки, откладывал организмом про запас.
Задание 3. Установите соответствие между названием животного и способом его передвижения.
Инфузория туфелька а. прыжки
Эвглена зеленая б. плавание
Бабочка капустница д. изгибы тела
е. вращение жгутика
ж. колебания ресничек
Тест по теме: «Покровы тела. Опорно-двигательная система. Способы движения животных.»
II вариант.
Задание 1. Выберите правильный вариант ответа.
1. В какой части покрова образуются роговые чешуи, перья, когти?
а) кожа б) кутикула в) эпидермис.
2. Наличие какой кости характерно только для птиц?
а) плечевая б) киль в) локтевая г) грудина.
3. Представители какого класса передвигаются с помощью плавников?
а) земноводные б) пресмыкающиеся в) птицы г) рыбы.
4. Какую функцию не выполняет опорно-двигательная система?
а) терморегуляторная б) защитная в) двигательная г) опорная.
5. Какой из представленных организмов не имеет внутренний скелет?
а) окунь б) паук в) змея г) лягушка.
6. Какой из представленных организмов не имеет наружный скелет?
а) паук б) карп в) жук г) рак.
7. Как осуществляется движение простейших?
а) с помощью ресничек б) с помощью жгутиков
в) с помощью ложноножек г) с помощью ресничек, ложноножек, жгутиков.
8. Движение всех позвоночных животных, имеющих внутренний, скелет осуществляется:
а) за счет мышц б) за счет сухожилий в) за счет костей г) за счет суставов.
2) Тело кишечнополостных покрыто эпителиально-мускульными клетками.
3) У свободно живущих плоских червей клетки эпителия имеют реснички, помогающие при захвате пиши.
4) У паразитических червей тело покрыто плотной кутикулой, предотвращающей их переваривание организмом-хозяином.
5) Кожные клетки кольчатых червей выделяют слизь, защищающую тело червя от различных воздействий внешней среды.
б) Хитиновый покров членистоногих очень прочен и эластичен.
7) Покров тела позвоночных животных состоит из двух слоев: эпидермиса и собственно кожи.
8) Нижний слой кожи позвоночных животных — эпидермис.
9) В эпидермисе развиваются разнообразные кожные железы.
10) В нижнем слое кожи располагаются пигментные клетки, придающие коже определенную окраску.
11) Кожа пресмыкающихся голая и влажная, богатая железами.
12) У некоторых земноводных кожные железы выделяют секрет, содержащий ядовитые вещества.
1З) У земноводных кожа сухая, покрытая роговыми чешуйками щитками.
14) Кожа птиц имеет большое количество желез, тело покрыто перьями
15) Тело большинства млекопитающих покрыто шерстью, защищающей тело животного от переохлаждения или от перегрева.
16) У млекопитающих самый глубокий слой кожи — подкожная жировая клетчатка. Здесь запасаются жировые клетки, откладывал организмом про запас.
Задание 3. Установите соответствие между названием животного и способом его передвижения.
Текст книги «Биология. Животные. 7 класс»
Автор книги: Виталий Латюшин
Жанр: Биология, Наука и Образование
Текущая страница: 12 (всего у книги 18 страниц) [доступный отрывок для чтения: 7 страниц]
1. Как двигаются животные?
2. Чем различаются первичная и вторичная полости тела?
Способы передвижения животных. Движение – одно из основных свойств живых организмов. Несмотря на многообразие существующих способов передвижения, их можно разделить на 3 основные группы.
Амёбоидное движение присуще корненожкам и некоторым отдельным клеткам многоклеточных животных (например – лейкоцитам крови). Пока у биологов нет единого мнения о том, что является причиной амёбоидного движения. У клетки образуются выросты цитоплазмы, число и величина которых постоянно меняются, как меняется и форма самой клетки (рис. 153, А).
Рис. 153. Схемы движения беспозвоночных: А – амёбы; Б – жгутиков и ресничек простейших; В – червя дождевого
Движение при помощи жгутиков и ресничек (рис. 153, Б) характерно не только для жгутиконосцев и инфузорий, оно присуще некоторым многоклеточным животным и их личинкам. У высокоорганизованных животных клетки, имеющие жгутики или реснички, встречаются в дыхательной, пищеварительной, половой системах.
Строение всех жгутиков и ресничек практически одинаково. Вращаясь или взмахивая, они создают движущую силу и закручивают тело вокруг собственной оси. Такой способ движения свойствен обычно мелким беспозвоночным животным, обитающим в водной среде.
Движение с помощью мышц осуществляется у многоклеточных животных. Мышцы образованы мышечной тканью. Главная особенность мышечной ткани – способность сокращаться. За счёт сокращения мышц и осуществляется движение.
У круглых червей поочерёдное сокращение продольных мышц вызывает характерные изгибы тела. За счёт этих телодвижений червь двигается вперёд. Кольчатые черви освоили новые способы движения в связи с тем, что в их мускулатуре, помимо продольных мышц, появились поперечные мышцы. Поочерёдно сокращая поперечные и продольные мышцы, червь, используя щетинки на сегментах тела, раздвигает частички почвы и движется вперёд (рис. 153, В).
Рис. 154. Схема движения пиявок
Пиявки освоили шагающие движения, используя для прикрепления присоски (рис. 154). Брюхоногие моллюски двигаются благодаря волнам сокращения, пробегающим по подошве ноги. Обильно выделяемая слизь облегчает скольжение и ускоряет движение. Двустворчатые моллюски двигаются с помощью мускулистой ноги, а головоногие освоили реактивный способ передвижения, выталкивая воду из мантийной полости.
Многие ракообразные для передвижения по грунту используют ходильные ноги, а для плавания им служит либо хвостовой плавник, либо плавательные ноги. Любой из этих способов передвижения возможен при наличии хорошо развитой мускулатуры и подвижном сочленении конечностей с туловищем.
У большинства членистоногих специальными органами передвижения служат не только ноги, но и (в зависимости от систематической принадлежности) другие образования, например крылья у насекомых.
Движение всех позвоночных животных, имеющих внутренний скелет, также осуществляется с помощью мышц. У рыб это происходит в основном за счёт мышц хвоста и туловища, у земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих – за счёт мышц конечностей, которые осуществляют такие виды движения, как бег, прыжки, плавание, полёт, лазание и т. д. Есть и другие способы перемещения – в зависимости от среды обитания и образа жизни.
Лабораторная работа № 10
Изучение способов передвижения животных
3–5 животных по выбору учителя (все животные в соответствующих садках, чашках, клетках, аквариумах, террариумах).
1. Рассмотрите животных, находящихся перед вами.
Отметьте, как перемещаются животные; каков характер их движений.
Выявите, какие приспособления, органы, части тела участвуют в перемещении животного; как меняется характер движения при испуге или прикосновении.
Оцените приспособленность животных к перемещению в типичной для него среде обитания.
2. Наблюдайте за животными, изменяя условия среды.
Определите характер движения животного; способность менять способы движения; число способов передвижения для каждого объекта.
Полости тела. Полостью тела беспозвоночных и позвоночных животных называют пространство, расположенное между стенками тела и внутренними органами. Впервые полость тела возникает у круглых червей. Полость тела круглых червей называют первичной, она заполнена полостной жидкостью, которая не только поддерживает и сохраняет форму тела, но и выполняет функцию транспортировки питательных веществ в организме, в ней также накапливаются ненужные продукты жизнедеятельности. Внутренние органы круглых червей свободно омываются полостной жидкостью.
Полость тела кольчатых червей так же, как и у круглых, простирается от переднего конца тела до заднего. У кольчатых она поделена поперечными перегородками на отдельные сегменты, а каждый сегмент, в свою очередь, поделён ещё на две половины. В каждом сегменте имеется полость тела, заполненная полостной жидкостью, но в отличие от первичной она отграничена от внутренних органов и от стенок тела оболочкой, состоящей из слоя эпителиальных клеток (рис. 155). Такая полость, в которой пищеварительная, выделительная, нервная, кровеносная системы и внутренние стенки тела не омываются полостной жидкостью и отделены от неё стенками, состоящими из одного слоя эпителиальных клеток, называется вторичной полостью тела.
У всех хордовых полость тела вторичная. В отличие от кольчатых червей вторичная полость тела хордовых не содержит полостной жидкости, и внутренние органы свободно располагаются в полости.
Движения: амёбоидное; за счёт биения жгутиков и ресничек; с помощью мышц. Полости тела: первичная, вторичная, смешанная.
Рис. 155. Схема строения сегментов тела червей кольчатых: А – продольный разрез; Б – поперечный разрез. 1 – полость тела; 2 – поперечная перегородка тела; 3 – слой эпителиальных клеток; 4 – продольная перегородка
1. Какие существуют основные способы передвижения животных? В чём их различие?
2. Какие способы передвижения животных могут использоваться только в водной среде, а какие – в различных?
3. Для каких животных характерно движение с помощью жгутиков и ресничек?
4. Почему нельзя утверждать, что существует универсальный способ движения в любой среде обитания?
Проведите наблюдение за передвижением животных (в живом уголке, дома, в зоопарке). Заполните таблицу «Передвижение животных».
Любое движение – это очень сложная, но слаженная деятельность больших групп мышц и биологических, химических, физических процессов в организме.
Когда птица колибри зависает в воздухе у цветка, её крылья совершают 50–80 взмахов в секунду.
1. Что такое газообмен?
2. У каких животных впервые появляются органы дыхания?
Всем животным организмам необходим кислород, без которого не смогут осуществляться процессы жизнедеятельности. Кислород поступает в клетки организма различными путями: через поверхность тела, жабры, лёгочные мешки, лёгкие.
Поступление кислорода в клетки тела осуществляется благодаря проницаемости клеточных мембран и диффузии – процессу выравнивания концентраций кислорода внутри организма и в окружающей его среде. С увеличением размеров животных возникает потребность в транспорте кислорода к клеткам, расположенным внутри организма, и в процессе эволюции развиваются органы, позволяющие этот транспорт осуществить.
Газообмен у животных разных систематических групп. Одноклеточные простейшие животные дышат всей поверхностью тела. Кишечнополостные, свободноживущие плоские и круглые черви специальных органов дыхания не имеют. Они, подобно простейшим, также дышат всей поверхностью тела.
Специальные органы дыхания – перистые жабры появляются у морских кольчатых червей и у водных членистоногих. Перистые жабры образуются из выростов кожи по обеим сторонам тела. В дыхании участвует кровь, которая обильно притекает к жабрам, омывает их, освобождается от углекислого газа и насыщается кислородом, который затем переносит по всему организму. Пластинчатые, перистые жабры моллюсков, расположенные в мантийной полости, также служат органами дыхания (рис. 156).
Рис. 156. Схема расположения жабр у многощетинковых червей и двустворчатых моллюсков
Рис. 157. Органы дыхания членистоногих и рыб: А – рака; Б – паука; В – рыбы
Органами дыхания членистоногих являются трахеи, жабры, листовидные лёгкие, расположенные в углублениях покрова тела (рис. 157).
Система органов дыхания ланцетника представлена жаберными щелями, пронизывающими стенку переднего отдела кишечника – глотку. У ланцетника жаберные щели скрыты под кожей и открываются в особую околожаберную полость с частой сменой воды. У рыб под жаберными крышками располагаются жабры, состоящие из жаберных дуг с жаберными лепестками, обильно пронизанными мельчайшими кровеносными сосудами (см. рис. 157). Вода, заглатываемая рыбой, попадает в ротовую полость, проходит через жаберные лепестки наружу, омывает их и снабжает кровь кислородом.
Рис. 158. Дыхательная система птиц: 1 – трахея; 2 – лёгкие; 3 – воздушные мешки
У наземных позвоночных органами дыхания являются лёгкие. Они представляют собой тонкостенные полые мешки, стенки которых оплетены густой сетью кровеносных сосудов – капилляров. Земноводные дышат с помощью простых лёгких и слизистой кожи. Пресмыкающиеся дышат более сложными лёгкими. В лёгких появляются многочисленные выросты и лёгочные перегородки, что значительно увеличивает их внутреннюю поверхность (рис. 159).
У птиц в связи с приспособленностью к полёту газообмен протекает наиболее сложно. Лёгкие птиц представляют собой плотные губчатые тела. Входя в них, бронхи ветвятся, часть ответвлений доходит до множества мелких полостей, стенки которых пронизаны мельчайшими капиллярами кровеносной системы. Другая часть бронхов проходит через лёгкие и за их пределами образует большие тонкостенные воздушные мешки. Они располагаются между внутренними органами, проникают в полые кости, между мышцами под кожу (рис. 158).
В покое дыхание птиц обеспечивается движениями грудной клетки. Опускаясь, грудина увеличивает её объём и растягивает воздушные мешки. Воздух, идущий в них, проходит через лёгкие – происходит вдох, затем при поднятии грудины осуществляется выдох. Частота дыхания в спокойном состоянии у птиц зависит от величины птицы. У мелких птиц дыхание более частое, чем у крупных. В полёте движения грудной клетки исключаются и дыхание осуществляется за счёт движения крыльев. Взмах растягивает воздушные мешки, и воздух засасывается в них через лёгкие. Опускание крыльев вызывает выдох. При вдохе часть воздуха, поступающего в мешки, так быстро проходит через лёгкие, что количество кислорода в нём уменьшается незначительно. При выдохе этот богатый кислородом воздух, проходя из воздушных мешков через лёгкие, вторично отдаёт кислород – такое явление получило название двойное дыхание. При полёте интенсивность дыхания возрастает в 15 и более раз. Процесс двойного дыхания не только обеспечивает организм птицы необходимым количеством кислорода, но и предохраняет его от перегрева.
Млекопитающие также обладают совершенной системой органов дыхания. Она состоит из трахеи, бронхов и лёгких. По трахее и бронхам воздух проходит в лёгкие, где осуществляется газообмен. Лёгкие губчатые. В лёгких бронхи ветвятся. По ним воздух попадает в лёгочные пузырьки – альвеолы, которые оплетены густой сетью мельчайших капилляров. Вентиляцию лёгких обеспечивает появившаяся диафрагма, отделяющая брюшную полость от грудной, а также сокращение и расслабление межрёберных мышц. Вдох сопровождается увеличением объёма грудной клетки, выдох приводит к её уменьшению.
Таким образом, эволюция органов дыхания у позвоночных шла по пути увеличения площади лёгочных перегородок, участвующих в газообмене, совершенствования транспортных систем доставки кислорода к клеткам, расположенным внутри организма, и развития систем, обеспечивающих вентиляцию органов дыхания (рис. 159).
Рис. 159. Эволюция органов дыхания у позвоночных животных
Лабораторная работа № 11
Изучение способов дыхания животных
аквариумы, террариумы, клетки с животными: рыбами, земноводными, рептилиями, птицами, млекопитающими.
1. Проведите наблюдения за животными, находящимися перед вами. Отметьте, с какой частотой открываются у рыб жаберные крышки; как взаимосвязаны движения жаберных крышек и ротового отверстия; есть ли видимые дыхательные движения у земноводных (жабы, аксолотли, лягушки), рептилий (черепахи, ящерицы), птиц и млекопитающих.
2. Заставьте животных 2–3 минуты интенсивно двигаться. Повторите наблюдения.
Отметьте, изменились ли интервал и частота движений, связанных с дыханием; изменился ли характер дыхательных движений.
Диффузия. Газообмен. Жабры. Трахеи. Бронхи. Лёгкие. Альвеолы. Диафрагма. Лёгочные перегородки.
1. Какие изменения в систему органов дыхания принёс выход животных на сушу?
2. Почему лёгочное дыхание на суше перспективнее жаберного?
3. В связи с чем возникла необходимость транспорта кислорода к клеткам тела, расположенным внутри организма?
4. Какие особенности строения кожных покровов у рептилий делают невозможным их участие в дыхании?
5. Можно ли утверждать, что двойное дыхание предохраняет организм от перегрева?
Несмотря на интенсивное развитие лёгочного дыхания у наземных позвоночных, они не утратили способности к газообмену с помощью кожи. Лишь черепахи и броненосцы лишены этой возможности.
Общая площадь лёгочных перегородок (мембран) у человекообразной обезьяны в 40–50 раз больше всей поверхности кожи.
Условия дыхания в воде и воздухе сильно различаются. В 1 л воды кислорода в 20 раз меньше, чем в таком же объёме воздуха.
1. Что значит питаться?
2. Какие способы питания существуют у животных?
3. Что такое обмен веществ?
Питание и пищеварение. Все животные являются потребителями готовых органических веществ. Органические вещества служат источником энергии для отправления всех жизненных функций, а также источником строительного материала для роста и развития.
Органические вещества животные получают, питаясь отмершими организмами, или только растениями, или только животными, или и растительными и животными организмами и их останками. В соответствии с характером потребляемой пищи животных часто подразделяют на различные категории, например: травоядные, хищные (плотоядные), всеядные, паразиты, однако деление это условное.
При любом типе питания пища должна пройти соответствующую обработку, прежде чем будет усвоена. Это может быть химическое воздействие с помощью особых веществ (ферментов, кислот, пищеварительных соков) без предварительного механического измельчения, как у простейших, губок, кишечнополостных и других животных, заглатывающих добычу целиком.
Помогает лучшему усвоению предварительное механическое измельчение пищи, а затем (или во время измельчения) химическое воздействие на неё. Процессы измельчения, расщепления и всасывания составляют пищеварение.
Существует множество способов пищеварения: от наружного, когда пищеварительные соки вводят в тело жертвы (пауки) или она обволакивается выворачивающимся через ротовое отверстие желудком (морские звёзды), до внутреннего – в специальных отделах пищеварительной системы.
Как проходило эволюционное развитие органов пищеварения, можно понять, рассмотрев строение пищеварительных органов и систем у разных систематических групп животных.
Одноклеточные животные обладают внутриклеточным пищеварением. Пища в их организме переваривается пищеварительными вакуолями, в которые поступают особые вещества – пищеварительные ферменты.
Кишечнополостные (см. рис. 16) – многоклеточные животные с внутренней полостью, в которой вначале происходит внеклеточное переваривание, заканчивающееся в клетках внутреннего слоя стенок тела.
Пищеварительная система круглых червей имеет вид трубки, подразделённой на переднюю, среднюю и заднюю кишки с анальным отверстием на конце тела (см. рис. 23).
У кольчатых червей пищеварительная трубка также имеет три отдела. В переднем её отделе различают глотку, пищевод, зоб, желудок (см. рис. 25).
Членистоногие и моллюски обладают более сложной пищеварительной системой. Например, у раков и крабов ротовое отверстие окружают специальные ротовые органы, способствующие измельчению пищи. У членистоногих появляется пищеварительная железа – печень, способствующая перевариванию пищи (рис. 160).
У хордовых пищеварительная система удлиняется, в связи с чем увеличивается поверхность всасывания, усложняется строение пищеварительных желёз, принимающих участие в пищеварении.
Пищеварительная система позвоночных животных начинается ротовым отверстием. Ротовая полость имеет челюсти с различными приспособлениями для удержания и умерщвления добычи у хищных животных, для отщипывания корма – у травоядных, перетирания или измельчения – у всеядных, склёвывания – у зерноядных и насекомоядных птиц, разрывания – у хищных птиц, отцеживания – у водоплавающих птиц и некоторых китообразных.
Рис. 160. Пищеварительная система рака речного: 1 – ротовое отверстие; 2 – пищевод; 3 – желудок; 4 – средняя кишка; 5 – печень; 6 – задняя кишка; 7 – анальное отверстие
За ротовым отверстием следуют глотка, пищевод, желудок, тонкая и толстая кишки с анальным отверстием, открывающимся либо наружу, либо в специальное образование – клоаку (расширенную часть задней кишки), как у круглоротых, некоторых рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и яйцекладущих млекопитающих.
У рыб имеются однотипные зубы либо костные пластинки, служащие для удержания добычи. У земноводных на подвижных челюстях расположены очень маленькие зубы, есть язык. В связи с наземным образом жизни у земноводных развиваются слюнные железы, смачивающие добычу слюной.
Некоторые пресмыкающиеся помимо мелких зубов имеют ядовитые зубы. Ядовитые зубы змей сообщаются с ядовитыми железами, развившимися из слюнных желёз. В кишечнике, на границе тонкого и толстого отделов, возникают зачатки слепой кишки.
В пищеварительной системе птиц наблюдаются изменения, связанные с полётом. Исчезают зубы. Появляется роговой клюв, в пищеводе обособляется зоб, желудок подразделён на два отдела: железистый, в котором осуществляется химическая переработка пищи, и мускулистый, в нём происходит механическое измельчение. Длина тонкого отдела кишечника увеличивается, толстого – укорачивается (рис. 161).
Рис. 161. Схема строения органов пищеварения птицы: 1 – клюв; 2 – ротовое отверстие; 3 – глотка; 4 – пищевод; 5 – зоб; 6 – железистый желудок; 7 – мускулистый желудок; 8 – тонкая кишка; 9 – печень; 10 – толстая кишка; 11 – анальное отверстие
Рис. 162. Пищеварительная система млекопитающих: 1 – зубы; 2 – ротовое отверстие; 3 – глотка; 4 – пищевод; 5 – желудок; 6 – печень; 7 – поджелудочная железа; 8 – тонкая кишка; 9 – слепая кишка; 10 – толстая кишка; 11 – заднепроходное отверстие
Млекопитающие обладают наиболее сложной пищеварительной системой. В зависимости от функций захватывания, удержания, разрывания или пережёвывания пищи меняется и строение зубов. Развиваются резцы, клыки, коренные зубы. Их число и форма постоянны для особей одного вида. У грызунов верхние резцы растут всю жизнь. В стенках желудка позвоночных имеются пищеварительные железы. Есть печень и поджелудочная железа. Кишечник делится на несколько отделов. Длина толстого кишечника увеличивается, у некоторых птиц и млекопитающих развивается слепая кишка (рис. 162), в которой происходит переваривание растительной пищи, клетчатки.
Каждое новое образование в пищеварительной системе появлялось в процессе эволюции в связи с необходимостью либо осваивать новый тип пищи, либо получать из того же объёма пищи значительно больше строительного материала или энергии.
Обмен веществ и превращение энергии. У всех изученных животных организмов отмечено наличие таких процессов, которые обеспечивают питание, выделение, газообмен. В любой организм должны поступать какие-то вещества из окружающей среды, а какие-то вещества должны в неё выделяться.
Процесс обмена веществ идёт с момента рождения и до самой смерти. Скорость его протекания может быть различной: от обычной – в активном состоянии животного, до весьма замедленной – в спячке. А в отдельных случаях могут быть периоды полной остановки, например при вмерзании в лёд (у некоторых рыб, земноводных) и при инцистировании (у простейших).
В процессе питания в организм животного поступают вещества. Переваривая их, т. е. разлагая на простейшие составляющие, животное получает тот строительный материал, который потом усваивается организмом и используется для его роста и развития. Для того чтобы шёл этот процесс, нужны определённые вещества, вырабатываемые клетками или специализированными органами, и энергия.
Обмен веществ неотделим от превращения энергии в организме. Источником энергии является пища. Разложение сложных веществ пищи до простых и усвоение их сопровождаются выделением энергии. При этом энергия химических связей сложных органических молекул в результате химических реакций превращается (переходит) в другие виды энергии, используемой организмом для изменения структуры и функций клеток, поддержания определённой температуры тела (у теплокровных), для совершения какой-либо работы мышц и т. п. Все реакции обмена веществ и превращения энергии протекают при участии каких-либо биологических катализаторов (ускорителей процессов) – ферментов. Ферменты пищеварения содержатся, например, в слюне, желудочном соке и в выделениях других пищеварительных желёз.
Большую роль в обмене веществ играет газообмен. Кислород, поступающий в клетки организма, участвует в процессе разложения веществ пищи. Образующийся в результате обмена веществ в клетках углекислый газ выделяется либо через клеточную оболочку у простейших и тонкослойных многоклеточных животных, либо через специальные органы: трахеи, лёгочные мешки, жабры, лёгкие.
Жидкие продукты обмена веществ выделяются через органы выделения, а непереваренные остатки пищи удаляются при опорожнении пищеварительной системы.
Большое значение для обмена веществ имеет полноценное питание, при котором организм получает все необходимые вещества. Дикие, свободноживущие животные сами обеспечивают себя всеми необходимыми веществами.
Для одомашненных животных выпускаются комбинированные корма (в состав которых входят все необходимые животным добавки). Сочетая различные сочные, грубые, комбинированные и другие корма, люди добиваются максимального обеспечения сельскохозяйственных животных всеми необходимыми веществами для увеличения продуктивности животноводства.
Таким образом, любой живой организм усваивает поступающие в него необходимые для жизнедеятельности вещества и выделяет в окружающую среду вещества, ненужные организму. Вся жизнь живого организма – это непрерывный обмен веществами с окружающей средой.
Обмен веществ. Превращение энергии. Ферменты.
1. Почему деление животных на группы по преобладающему виду пищи следует считать условным?
2. Какие особенности строения пищеварительной системы млекопитающих позволяют утверждать, что строение и функция органа взаимосвязаны?
3. Почему длина кишечника позвоночных животных разная?
4. Что означает понятие «обмен веществ»?
5. Как, зная закономерности обмена веществ, управлять ростом и развитием животного?
6. Чем можно объяснить разделение желудка у птиц на два отдела – железистый и мускулистый?
1. Говорят, что организм – это открытая система. Объясните это утверждение. Приведите пример.
2. Пронаблюдайте за частотой жевательных движений у домашних животных. Отметьте количество приёмов пищи за день, продолжительность одного приёма пищи и предпочитаемые ими корма.
В 1 см 3 содержимого рубца коров живёт 15–20 млрд особых микроорганизмов.
Каждая клетка кишечного эпителия имеет до 3 тыс. микровыростов – ворсинок, которые значительно увеличивают внутреннюю поверхность кишки, обеспечивая всасывание переваренной пищи.
Чем меньше величина птицы, тем интенсивнее идёт у неё обмен веществ, тем выше температура тела, которая, например, у пингвина – 38,8 °С, у курицы – 41,7 °С, у зарянки – 44,6 °С.
Данное произведение размещено по согласованию с ООО «ЛитРес» (20% исходного текста). Если размещение книги нарушает чьи-либо права, то сообщите об этом.