Млекопитающие (Mammalia). Опишите основные черты строения и функций скелета, дыхательной и кровеносной систем

Тип Хордовые – Chordata. Подтип Позвоночные/Черепные – Vertebrata\Craniata. позвоночные c зародышевыми оболочками – Amniota. Раздел Челюстноротые – Gnathostomata. Надкласс Наземные/Четвероногие позвоночные – Tetrapoda. Класс Млекопитающие/Звери – Mammalia\Theria.

Скелет. Позвонки платицельные – имеют плоские сочленовные поверхности, между которыми есть хрящевые диски (мениски). Отделы позвоночника: шейный, грудной, поясничный, крестцовый, хвостовой. В шейном отделе млекопитающих всегда 7 позвонков, хорошо выражены атлант и эпистрофей. Однако длина шейного отдела значительно варьирует (определяется не числом позвонков, как у птиц, а длиной тела). Грудной отдел состоит чаще из 12-15 позвонков. К передним грудным позвонкам (обычно к 7) причленяются ребра, соединенные с грудиной (истинные ребра). Остальные грудные позвонки несут ребра, не доходящие до грудины (ложные). Грудина – сегментарная костная пластина, заканчивающаяся удлиненным хрящом – мечевидным отростком; расширенный передний сегмент – рукоятка грудины. В поясничном отделе число позвонков варьирует (2-9). Эти позвонки несут рудиментарные ребра. Крестцовый отдел чаще состоит из 4х сросшихся позвонков. При этом только первые два являются истинно крестцовыми, а остальные – приросшими к крестцу хвостовыми позвонками. Подвижность позвоночника у разных видов зверей различна. Череп млекопитающих имеет более крупную мозговую коробку, что связано с большими размерами головного мозга. Число отдельных костей в черепе меньше, чем у нижестоящих групп позвоночных – из-за срастания ряда костей между собой в комплексы. Срастаются: основная + боковые + верхняя затылочная; сращение ушных костей = единая каменистая кость; крылоклиновидная + основная клиновидная; глазоклиновидная + передняя клиновидная. Швы между комплексами зарастают поздно, что создает возможность увеличения головного мозга по мере роста животного. Затылочная область сформирована единой затылочной костью. Она имеет два мыщелка для сочленения с атлантом. Крыша черепа: парные теменные, лобные, носовые, непарная межтеменная кость. Бока черепа: чешуйчатые кости, от них отходят скуловые отростки, которые, соединяясь со скуловой костью (она спереди сочленена со скуловым отростком верхнечелюстной кости), образуют характерную для зверей скуловую дугу. Дно мозговой части черепа: основная и переднеклиновидная кости, дно лицевой – крыловидные, небные и верхнечелюстные кости. В области слуховой капсулы располагается барабанная кость (есть только у млекопитающих). Верхние челюсти: парные межчелюстные и верхнечелюстные кости. Характерно образование вторичного костного нёба, в связи с чем хоаны открываются не между верхнечелюстными костями,а позади небных костей(нет перерыва дыхания во время жевания). Нижняя челюсть: парные зубные кости. Сочленовная кость становится молоточком, квадратная – наковаленкой, они вместе со стремечком образуют слуховые косточки,лежащие в полости среднего уха. Плечевой пояс млекопитающих: лопатка – основа, к ней прирос рудиментарный коракоид. Ключица имеется у зверей, передние конечности которых совершают сложные движения и у которых наличие ключицы обеспечивает более прочное причленение плечевой кости и упрочнение всего плечевого пояса. Тазовый пояс – три типичные для позвоночных парные кости: подвздошные, седалищные и лобковые. Скелет парных конечностей сохраняет все черты типичной пятипалой конечности. Однако в связи с разнообразием условий существования и характером использования конечностей детали их строения весьма различны.

Дыхание. Как и у птиц, единственные органы дыхания – легкие. Роль кожи в газообмене незначительна. Характерно усложнение верхней гортани. В ее основании лежит кольцеобразный перстневидный хрящ; передняя и боковые стенки образованы свойственным только зверям щитовидным хрящом. Над перстневидным хрящом по бокам спинной стороны гортани находятся парные черпаловидные хрящи. К переднему краю щитовидного хряща примыкает лепесткообразный надгортанник. Между перстневидным и щитовидным хрящами расположены желудочки гортани. Голосовые связки лежат между черпаловидными и щитовидными хрящами. Хорошо развиты трахея и бронхи. В области легких бронхи делятся на много веточек. Саамы мелкие – бронхиолы – заканчиваются альвеолами, имеющими ячеистое строение. Здесь ветвятся кровеносные сосуды. Число альвеол огромно, в связи с их возникновением образуется очень большая поверхность для газообмена. Легкие млекопитающих, в отличие от птиц, не прирастают к внутренним стенкам грудной клетки. Покрывающая их плевра только соприкасается с плеврой, покрывающей изнутри грудную клетку. Между обоими листками плевры воздуха нет, поэтому при вдохе легкие, давление воздуха внутри которых равно атмосферному, увеличиваются в объеме. При выдохе легкие сжимаются. Изменение объема грудной клетки осуществляется благодаря, мышцам, поднимающим ребра, и диафрагме. Вентиляция легких также имеет существенное значение для теплорегуляции, особенно для видов с плохо развитыми потовыми железами.

Кровообращение. Сердце четырехкамерное. Относительные размеры сердца различны у видов с разным образом жизни и в конечном счете с различной интенсивностью обмена веществ. Как и у птиц, имеется одна дуга аорты (но левая), отходящая от толстостенного левого желудочка. Главные артериальные сосуды отходят от аорты различно. Обычно от аорты отходит короткая безымянная артерия, которая делится на правую подключичную и правую и левую сонную артерии, левая же подключичная артерия отходит самостоятельно от дуги аорты. Спинная аорта, как и у всех позвоночных, лежит под позвоночным столбом и отдает ряд ветвей к мускулатуре и внутренним органам. Для венозной системы характерно отсутствие воротного кровообращения в почках. Левая передняя полая вена лишь у немногих видов впадает в сердце самостоятельно: чаще она сливается с правой передней полой веной, которая изливает всю кровь от переднего отдела в правое предсердие. Весьма характерно наличие остатков передних кардинальных вен – так называемых непарных вен. У большинства видов правая непарная вена самостоятельно впадает в переднюю полую вену, а левая непарная вена утрачивает связь с полой веной и впадает в правую непарную вену через поперечную вену.

 

Класс Круглоротые (Cyclostomata). Опишите особенности скелета, его подразделение на осевой и висцеральный. Каковы принципы строения висцерального черепа? В чем заключается биологическая роль опорно-двигательной системы?

Тип Хордовые (Chordata)

Подтип Позвоночные, или Черепные (Vertebrata, или Craniata)

Раздел Бесчелюстные (Agnatha)

Класс Круглоротые (Cyclostomata)

Вид обыкновенная, или речная минога (Lampetra fluviatilis)

Скелет образован хряшевой и соединительной тканью. Осевой скелет состоит из хорды и мозгового черепа. Упру­гая плотная хорда имеет в поперечном сечении округлую форму. Хорда окружена соединительно-тканной оболочкой. В верхней части этой оболочки находится ряд небольших парных хрящиков - зачатков верхних дуг, пока еще не существующих позвонков, ограничивающих с боков канал, в котором распола­гается спинной мозг.

Мозговой череп примитивен, представлен корытооб­разной хрящевой опорной пластинкой, прикрывающей головной мозг снизу и с боков. В центре ее находится отверстие, через которое проходит гипофизарный вырост промежуточного мозга. С боков к хрящевой пластинке примыкают, но не срастаются шарообраз­ные слуховые капсулы, а спереди — обонятельная капсула. Боковые стенки мозгового че­репа образуют крупные углуб­ления — глазницы, снизу ог­раниченные подглазничной дугой. В мозговом черепе нет затылоч­ной области, отсутствует хрящевая крыша.

Висцеральный череп состоит из девяти парных поперечных изог­нутых хрящевых дужек, связанных между собой с каждой сторо­ны четырьмя горизонтальными перекладинами. Все они образуют ажурную хрящевую решетку, поддерживающую область жаберных мешков. Заканчивается эта решетка хрящевой околосердечной кап­сулой (околосердечным хрящом), окружающей сердце сзади и с боков и соединяющейся с околожаберной решеткой хрящевыми мостиками. У миноги в состав висцерального черепа также входят хрящи, поддерживающие ротовую воронку и язык.

Плавники миноги поддерживаются тонкими хрящевыми плав­никовыми лучами.

Биологическая роль опорно-двигательной системы: опора тела и его частей, защита внутренних органов от механических повреждений, определение формы тела; прикрепление мышц к костям скелета, их сокращение под влиянием нервных импульсов, изменение взаимного расположения костей, осуществление всего многообразия движений.

В чем заключается перестройка выделительной системы млекопитающих и связанные с этим особенности водно-солевого обмена в наземной среде? Какова защитная и выделительная функция кожных покровов?

Тип Хордовые – Chordata. Подтип Позвоночные/Черепные – Vertebrata\Craniata. позвоночные c зародышевыми оболочками – Amniota. Раздел Челюстноротые – Gnathostomata. Надкласс Наземные/Четвероногие позвоночные – Tetrapoda. Класс Млекопитающие/Звери – Mammalia\Theria.

Почки у млекопитающих тазовые. Метанефрические туловищные почки закладываются эмбрионально и потом редуцируются. Почки – компактные органы, обычно бобовидной формы. Поверхность их может быть гладкая, бугорчатая, у некоторых разделяется перехватами на доли. Почка состоит из наружного коркового и внутреннего полосатого мозгового слоя. В корковом слое расположены извитые канальцы, начинающиеся боуменовыми капсулами, внутри которых находятся клубки кровеносных сосудов (мальпигиевы тельца). В сосудистых клубочках осуществляется фильтрационный процесс, и в почечные канальцы профильтровывается плазма крови – так возникает первичная моча. Сами почечные канальцы образуют несколько колен; в них происходит реабсорбция из первичной мочи воды, сахара и аминокислот. Число почечных канальцев у млекопитающих очень велико. Относительные размеры почек находятся в обратной зависимости от величины тела. Они велики у самых мелких и наоборот. Такая зависимость вполне понятна, если учесть, что у близких филогенетически и экологически видов интенсивность обмена веществ будет тем выше, чем размеры тела. Основной конечный продукт белкового обмена у млекопитающих (как у рыб и амфибий), в отличие от рептилий и птиц, не мочевая кислота, а мочевина. Такой тип белкового обмена у зверей возник в связи с наличием плаценты, через которую развивающийся эмбрион может получать в неограниченном количестве воду из крови матери. С другой стороны, через систему кровеносных сосудов плаценты из развивающегося эмбриона могут также неограниченно выводиться токсические продукты белкового обмена. Мочевина токсичнее мочевой кислоты, но для выведения мочи такой тип обмена требует большого расхода воды. В мозговом слое почки находятся прямые собирательные канальцы, которые концентрируются в группы и открываются на конце сосочков, выдающихся в почечную лоханку. От почечной лоханки отходит мочеточник, впадающий в мочевой пузырь. У однопроходных мочеточник впадает в мочеполовой синус, из которого он попадает в мочевой пузырь, откуда моча выводится по самостоятельному мочеиспускательному каналу. Выделительную функцию частично выполняют и потовые железы, через которые выводятся растворы солей и мочевины.

Кожный покров млекопитающих полифункционален. Он ограничивает и защищает тело с поверхности, участвует в терморегуляции, участвует в выражении полового диморфизма, через кожу идет процесс дыхания и выделения. Кожа зверей состоит из двух слоев: наружного – эпидермиса, и внутреннего – кутиса или собственно кожи. Эпидермис имеет два слоя: глубокий слой представлен живыми цилиндрическими или кубическими клетками, известен под названием мальпигиева, или росткового слоя. Ближе к поверхности клетки более плоские. Полости этих клеток постепенно заполняет кератогиалин, что ведет к ее роговому перерождению и отмиранию. Снашивание рогового слоя эпидермиса восполняется постоянным нарастанием его за счет деления клеток мальпигиева слоя. Эпидермис дает начало многим производным кожи (волосы, ногти, когти, копыта, рога (кроме оленьих), чешуи, различные железы). Собственно кожа или кутис состоит преимущественно из волокнистой соединительной ткани, сплетения волокон которой образуют сложный узор. В верхней части кутиса ветвятся кровеносные сосуды, лежат основания волосяных сумок, потовых желез. Нижняя часть кутиса состоит из очень рыхлой волокнистой ткани, в которой откладывается жир,- подкожной жировой клетчатки. Наибольшего развития он достигает у водных и у некоторых наземных (впадающих на зиму в спячку) зверей. Толщина кожи различна у разных видов. Волосяной покров для млекопитающих столь же характерен, как покров из перьев для птиц или чешуйчатый покров для рептилий. Строение волоса: выступающий над кожей ствол и корень, сидящий в коже. Ствол состоит из сердцевины (пористая ткань, между клетками которой находится воздух; сообщает волосу малую теплопроводность), плотного коркового слоя и тонкой наружной кожицы. Корень в нижней части заканчивается волосяной луковицей, которая охватывает вырост кутиса – волосяной сосочек. Кровеносные сосуды, в него входящие, питают луковицу. Ствол волоса – мертвое роговое образование. Корень волоса сидит в волосяной сумке, в нее открываются протоки сальных желез, а к нижней ее части прикреплены мышцы. Волосяной покров состоит из разных типов волос и периодически сменяется (линька).

Кожные железы у зверей многочисленны и разнообразны. Потовые железы трубчатые, глубинные их части имеют вид клубка; они открываются на поверхность кожи. Продукт выделения – пот, состоящий из воды, мочевины и солей, которые поступают туда из крови. Эти железы выполняют терморегуляторную и выделительную функции. Сальные железы имеют гроздевидное строение и открываются почти всегда в воронку волосяной сумки. Жирный секрет смазывает волосы и поверхность кожи, предохраняя от смачивания и снашивания. Пахучие железы – видоизменение сальных или потовых желез. Млечные железы – изменение потовых желез. У однопроходных они сохраняют трубчатое строение и открываются в сумки волос, расположенных группами на брюшной поверхности (железистом поле). У сумчатых и плацентарных эти железы имеют гроздевидное строение и протоки их открываются на сосках. Расположение желез и сосков бывает различным.

Кожные покровы регулируют теплоотдачу также с помощью системы кожных кровеносных сосудов: диаметр их просветов регулируется нервно-рефлекторным путем.