Строение яйцаЯйцо птицы (рис. 46) – это сложная полуавтономная система, которая при свободном поступлении кислорода, удалении углекислого газа, бережном и равномерном испарении воды и обогревании наседкой, обеспечивает успешное развитие эмбриона. Из всех яйцевых оболочек наиболее сложно устроена скорлупа (рис. 47). Это связано с тем, что через неё происходит газообмен развивающегося зародыша, к которому беспрепятственно должен
Рис. 46. Строение яйца птицы (вид сбоку): 1 – скорлупа, 2 – подскорлуповая оболочка, 3 – воздушная камера, 4 – белок, 5 – желточная оболочка, 6 – желток, 7 – зародышевый диск, 8 – белый желток, 9 – жёлтый желток, 10 – халазы.
Рис. 47. Схемы строения и относительные размеры пор в скорлупе яиц разных видов птиц: 1 – африканского страуса, 2 – нанду, 3 – лебедя, 4 – гуся, 5 – киви, 6 – курицы, 7 – тинаму. поступать кислород и свободно выходить углекислый газ. Скорлупа защищает от механических повреждений и от потери воды. Скорлупа куриного яйца массой 60 г весит 5 г. Состоит она в основном из карбоната кальция, представленного столбиками кристалликов кальцита и небольшого количества органического вещества. Между кристаллическими столбиками находятся мелкие поры, которые закладываются при формировании скорлупы в яйцеводе. Коническое устье каждой поры постепенно сужается и переходит в цилиндрический канал диаметром в несколько микрометров, пронизывающий всю толщину скорлупы. Снаружи устья пор не видны, так как частично прикрыты бактерицидным веществом и кутикулой. У каждого вида птиц число пор в скорлупе постоянно и пропорционально размерам яйца. В скорлупе куриного яйца их 10 тыс., общей площадью сечения около 2 мм. При возрастании массы яйца и толщины скорлупы число и длина пор увеличиваются. Несколько большее число пор в скорлупе яиц закрыто гнездящихся птиц. За все время инкубации яйцо теряет за счет испарения воды через поры около 15% своей массы. Снаружи скорлупа покрыта тонкой надскорлуповой оболочкой, или кутикулой из органического вещества и имеет трещинки для свободного прохождения газов, равномерного испарения воды и защиты яйца от болезнетворных микроорганизмов. Подскорлуповые оболочки. Белковую (или белочную) оболочку покрывают две подскорлуповые оболочки: наружная и внутренняя. Они образованы сетью плотно переплетенных органических волокон. Волокнистый слой наружной подскорлуповой оболочки связан с внутренней поверхностью скорлупы через мамиллярные бугорки, которые являются центрами кристаллизации кальцита при формировании скорлуповой оболочки. Внутренняя поверхность внутренней волокнистой оболочки выстлана тонкой плёнкой. Вскоре после откладывания яйца щелевидное пространство между двумя волокнистыми оболочками заполняется воздухом. Больше всего воздуха находится в воздушной камере между двумя подскорлуповыми оболочками у тупого конца яйца. Белок. Белковая, или белочная, оболочка – это вторичная оболочка яйца. Она неоднородная по консистенции. Основная её масса – жидкий белок. Более плотные образования белка – халазы. В виде плотных закрученных жгутов они прикрепляются к боковым поверхностям желтка и направляются в разные стороны – к тупому и острому концам яйца. К халазам подвешен желток, находящийся в жидком белке. Такое положение желтка предохраняет его от возможных толчков и механических повреждений. Белок служит для развивающегося эмбриона важным источником получения воды и некоторых питательных веществ. Состав белка куриного яйца следующий: вода – 87%, протеины – 12%, другие вещества 1%. Желток. Центральная часть яйца занята желтком. Основу его составляют запасные питательные вещества и вода, которые служат материалом для развития зародыша. Желток куриного яйца содержит 50% воды, 23% жиров, 11% липоидов, 16% протеинов. Большую часть желтка составляют мельчайшие комочки тёмного желтка, прослоенного «яйцевой плазмой», или светлым желтком. Слои тёмного и светлого желтка располагаются концентрически. Питательные вещества сосредоточены у вегетативного полюса. Сверху на анимальном полюсе находится зародышевый диск: зародыш на стадии поздней бластулы или ранней гаструлы. Такой стадии развития он достигает за время движения по яйцеводу. Дальнейшее его развитие продолжается с началом насиживания. Зародышевый диск в яйце всегда находится наверху из-за разницы массы вегетативного и анимального полюсов, а также благодаря тому, что желток подвешен на халазах. При переворачивании яйца они закручиваются так, чтобы зародыш всегда находился сверху, в оптимальных условиях для обогревания. Контрольные вопросы: 1. Как организованы покровы птиц? 2. Чем объясняется высокая скорость процессов пищеварения птиц? 3. С чем связана необходимость интенсивной работы сердца птиц? 4. Для чего в яйце поры?
Занятие 18 Тема: Внешнее и внутреннее строение млекопитающих на примере крысы
Класс млекопитающие, или звери (mammalia) Млекопитающие – наиболее организованный класс позвоночных животных. Основные прогрессивные черты зверей: 1). Высокое развитие центральной нервной системы. Особенно хорошо развит центр высшей нервной деятельности – кора больших полушарий переднего мозга. Она образует борозды и извилины. 2). Высоко развита способность к теплорегуляции как физическим путём (испарение воды при дыхании и потовыделении) так и химическим путём (окислительные процессы при обмене веществ). 3). Живорождение (за исключением яйцекладущих) и выкармливании детёныша молоком. Всё это позволяет млекопитающим размножаться в разных экологических условиях жизни.
Морфологически звери характеризуются следующими признаками: 1) тело покрыто шерстью (исключения редки и имеют вторичный характер), 2) кожа богата железами (потовые, млечные, сальные, пахучие), 3) зубы дифференцированы на резцы, клыки, предкоренные и коренные. Зубы сидят в альвеолах. 4) нижняя челюсть состоит только из одной кости – зубной, 5) в полости среднего уха имеется три косточки, 6) угловая кость превращена в барабанную, 7) у большинства есть ушная раковина, 8) имеется два затылочных мыщелка, 9) сердце четырехкамерное, одна (левая) дуга аорты, 10) настоящая матка, 11) диафрагма. 12) эритроциты безъядерные.
Подкласс 1 первозвери (prototheria) У первозверей наряду с характерными для млекопитающих признаками (наружный волосяной покров или иглы, млечные железы, нижняя челюсть, состоящая только из одной кости – зубной, два затылочных мыщелка, твёрдое нёбо и др.) имеются признаки, свойственные рептилиям: клоака, куда открываются мочеточники, яйцеводы и семяпроводы, размножение путём откладки яиц, ряд особенностей скелета – отсутствие срастания вороньей и других костей с лопаткой и т.п. Кроме того, имеющиеся у клоачных признаки млекопитающих выражены слабее, чем у других млекопитающих: более примитивный мозг, менее развитая двигательная система, низкая средняя температура тела (32оС) и сильные её колебания (от 26 до 35оС), что свидетельствует о недостаточном развитии всех систем, обеспечивающих высокую постоянную температуру тела, отсутствие сосков и т.д.
Отряд однопроходные (monotremata), или яйцекладущие Это наиболее примитивные млекопитающие. Распространены в Австралии, Тасмании и Новой Гвинее. В настоящее время сохранилось только три вида: ехидна и утконос обитают на территории Австралии и Тасмании, а проехидна – на Новой Гвинее. Для них характерно много черт строения, во многом повторяющих черты рептилий, от которых и произошли млекопитающие. В поясе передних конечностей имеется самостоятельная кость – коракоид. У взрослых яйцекладущих зубы отсутствуют, морда вытянута в своеобразный клюв, мясистых губ нет. Пищеварительная система заканчивается клоакой. Терморегуляция недостаточно совершенна, в среднем составляет около 32оС. В отличие от других млекопитающих однопроходные размножаются, откладывая яйца, похожие на птичьи, которые самки либо высиживают (утконосы), либо вынашивают в сумке, образованной складкой кожи на брюхе (ехидна). Более же половины периода развития зародыша проходит в половых путях самки ещё до откладки яйца. Детёнышей выкармливают молоком. Примитивные молочные железы имеют трубчатое строении, сосков нет и протоки открываются на поверхности тела, образуя железистые поля на брюхе. У ехидны на этом участке открывается 100-150 отдельных пор молочных желёз. Каждая пора снабжена особой волосяной сумкой. Детёныш ртом сжимает эти волоски – и пища попадает к нему в рот. Ехидна и проехидна по внешнему виду напоминает ежа, тело их покрыто грубыми волосами и иглами, морда вытянута в клюв, лапы вооружены мощными когтями. Взрослые питаются в основном муравьями и термитами, которых извлекают очень длинным липким языком из-под камней, расщелин, термитников. У ехидны клюв короткий, конический, проехидна отличается длинным тонким клювом. Утконос – полуводное животное, тело которого покрыто густым и коротким, долго не намокающим волосяным покровом. У них широкий, похожий на утиный клюв. Пальцы ног соединены плавательной перепонкой. Утконосы живут в норах по берегам рек, хорошо плавают и ныряют. Питаются мелкими водными животными.
Подкласс 2 настоящие звери (theria) Для них характерно внутриутробное развитие и живорождение. Млечные железы имеют гроздевидное строение, и протоки открываются на сосках. У большинства имеются мясистые губы и преддверие рта. Отсутствует клоака. Корракоид прирастает к лопатке. Инфракласс 1 низшие звери (metatheria) Отряд сумчатые (marsupalia) Сумчатые – кенгуру, сумчатый волк, коала, вомбат, опоссум – древняя группа млекопитающих. Сохранились они в большом количестве только в Австралии и на прилегающих островах. Немногие виды обитают в Южной Америке, а обыкновенный опоссум – в Северной Америке. У сумчатых зародыш не связан с организмом матери (плацента отсутствует или зачаточная) и поэтому детёныши рождаются недоразвитыми. Роды протекают легко, самка не помогает новорожденному, лишь иногда пролизывает дорожку до сумки, где и происходит дальнейшее развитие детёныша. Сумка представляет собой складку кожи на брюхе самки, поддерживаемую сумчатыми костями, в сумке располагаются соски молочных желёз. Достигнув сумки, детёныш захватывает ртом сосок и первое время питается пассивно, самка впрыскивает молоко периодически за счёт сокращения особых кольцевых мышц молочной железы. Подросший детёныш самостоятельно сосёт мать, начинает поедать корм взрослых и выходить из сумки, но при опасности прячется туда. У сумчатых сохраняются примитивные черты организации. Мозг у них мал, борозды отсутствуют, или их мало. Половые пути самки раздвоены, у некоторых видов непарным является только влагалище. Пенис самцов часто раздвоенный. В Австралии, где не было плацентарных млекопитающих, сумчатые образовали ряд экологических типов – наземных, роющих, древесных, хищных, растительноядных и всеядных, - имеющих конвергентное сходство с подобными группами плацентарных.
Инфракласс высшие звери, или плацентарные (e utheria) К данному инфраклассу относится большинство современных млекопитающих. Как и у сумчатых, яйцеклетки плацентарных также имеют микроскопические размеры. Зародыши развиваются в матке, при этом наличие связи с организмом матери через временный орган – плаценту (рис. 48) – позволяет им значительно дольше находиться в её теле и появляться на свет более зрелыми, способными самостоятельно сосать. Именно у плацентарных животных достигла наивысшего развития нервная система, особенно кора переднего мозга и связанная с этим высокая способность адаптации к меняющимся условиям внешней среды и зачатки рассудочной деятельности (рис. 49). То же самое следует сказать о системе органов передвижения, о дыхательной, кровеносной, пищеварительной и других системах. Температура тела плацентарныхзначительно выше, чем у клоачных и сумчатых. Она поддерживается на одном уровне, что говорит о высокой интенсивности обмена веществ и сложной терморегуляции.
1 – амнион, 2 – аллантоис, 3 – хорион, 4 – кольцевая плацента, 5 – рудимент желточного мешка.
Рис. 49. Головной мозг кролика: А – вид сверху, Б – вид снизу, 1 – передний мозг, 2 – промежуточный мозг, 3 – средний мозг, 4 – мозжечок, 5 – продолговатый мозг, 6 – полушария, 7 – обонятельные луковицы, 8 – новая кора, 9 – гипофиз, 10 – эпифиз, 11 – четверохолмие, 12 – полушария мозжечка, 13 – червячок мозжечка, 14 – пирамиды, II, III, V–VII – головные нервы.
Пищеварительная система млекопитающих начинается ротовой полостью. В ней на верхних и нижних челюстях расположены двумя дугами зубы. У большинства зубы дифференцированы на резцы, имеющие долотообразную форму, острые конические клыки и коренные (предкоренные и собственно коренные). Коренные зубы у хищников обычно уплощены с боков, с острыми, режущими краями, а у растительноядных форм они имеют уплощённую верхнюю поверхность со складками эмали, что облегчает перетирание жёсткой пищи. Строение зубной системы – важный систематический признак (рис. 50). Разные группы зверей характеризуются определённым числом зубов разных категорий и их формой (рис. 51). Для описания зубной системы
Рис. 50. Различные типы зубной системы млекопитающих: а – хищник, б – грызун, в – непарнокопытное, г – парнокопытное, д – дельфин.
пользуются зубной формулой. В ней в числителе указывается число зубов в половине верхней, а в знаменателе – в половине нижней челюсти по категориям. Резцы обозначают буквой i (incisivi), клыки – c (canini), предкоренные – pm (praemolares) и собственно коренные– m (molares). Наибольшее число зубов (кроме зубатых китов) у плацентарных млекопитающих, главным образом всеядных – 44 (у свиней, кротов и немногих других). Зубная формула этих животных такова:
Рис. 51. Схема зубной системы млекопитающих (а) и схема строения зуба млекопитающих (б): 1 – резцы, 2 – клыки, 3 – коренные зубы, 4 – эмаль, 5 – дентин, 6 – пульпа, 7 – цемент.
Резцы обозначают буквой i (incisivi), клыки – c (canini), предкоренные – pm (praemolares) и собственно коренные– m (molares). Наибольшее число зубов (кроме зубатых китов) у плацентарных млекопитающих, главным образом всеядных – 44 (у свиней, кротов и немногих других). Зубная формула этих животных такова:
Специализация в питании ведёт к уменьшению числа зубов. Так, зубная формула коровы (жвачное животное) имеет следующий вид:
Ротовая полость переходит в глотку, а последняя – в пищевод и далее желудок. Желудок устроен различно (рис. 52).
Рис. 52. Форма желудка различных млекопитающих: а – утконос, б – кенгуру, в – клювокрыла, г – дельфина, д – лошади, е – свиньи, ж – зайцы, з – хомяка; части, покрытые многослойным эпителием, заштрихованы; части, содержащие железы дна желудка, покрыты точками; части, содержащие пилорические железы, обозначены крестиками.
Наиболее сложно устроен желудок жвачных (оленей, коров, овец, коз), состоящий из четырёх отделов: первый самый большой – рубец – имеет гладкие стенки, второй – сетка, небольшой со складчатыми стенками, образующими многочисленные ячейки. Третий – книжка – имеет внутри многочисленные складки, последний – сычуг – вырабатывает пищеварительный сок (рис. 53). Из желудка пища продвигается в кишечник, который заканчивается анальным отверстием. У однопроходных имеется клоака. Кровеносная система (рис. 54) характеризуется следующими признаками: 1. Сердце четырёхкамерное. 2. Два круга кровообращения: большой и малый. Большой круг
Рис. 53. Желудок коровы (штриховой линией показано движение пищи из рубца в сетку, а затем обратно в рот; пунктирной линией показано движение жвачки по желобку в книжку и далее в сычуг): 1 – пищевод, 2 – рубец, 3 – сетка, 4 – книжка, 5 – сычуг, 6 – кишка.
начинается в левом желудочке, от которого отходит одна левая дуга аорты, несущая артериальную кровь к органам. Заканчивается в правом предсердии, куда собирается венозная кровь от органов. Малый круг начинается в правом желудочке, из которого легочная артерия несёт венозную кровь к лёгким. Артериальная кровь от лёгких по легочным венам поступает в левое предсердие. 3. Мелкие безъядерные (это увеличивает кислородную ёмкость крови) эритроциты млекопитающих заполнены гемоглобином, переносящим О2 и СО2. 4. Частота сердечных сокращений тем больше, чем мельче животное (у быка 24 удара в минуту, у мыши – 600). Органами дыхания служат лёгкие. Воздух, проходя через носовую полость, очищается от пыли, обеззараживаетс ясогревается и увлажняется. Бронхи сильно ветвятся, образуя сеть бронхиол, заканчивающихся гроздьями альвеол (рис. 17). Появление альвеол увеличило площадь газообмена. Движение рёбер и диафрагмы обеспечивают движение воздуха в лёгких.
1 – правое предсердие, 2 – левое предсердие, 3 – правый желудочек, 4 – левый желудочек, 5 – легочная артерия, 6 – легочная вена, 7 – левая дуга орты, 8 – спинная аорта, 9 – безымянная артерия, 10 – правая подключичная артерия, 11 – правая сонная артерия, 12 – левая сонная артерия, 13 – левая подключичная артерия, 14 – внутренностная артерия, 15 – передняя брыжеечная артерия, 16 – почечная артерия, 17 – задняя брыжеечная артерия, 18 – полая артерия, 19 – подвздошная артерия, 20 – хвостовая артерия, 21 – наружная ярёмная вена, 22 – внутренняя ярёмная вена, 23 – подключичная вена, 24 – правая передняя полая вена, 25 – левая передняя полая вена, 26 – хвостовая вена, 27 – подвздошная вена, 28 – задняя полая вена, 29 – половая вена, 30 – почечная вена, 31 – печёночные вены, 32 – воротная вена печени, 33 – селезёночно-желудочная вена, 34 – передняя брыжеечная вена, 35 – задняя брыжеечная вена, 36 – лёгкое, 37 – печень, 38 – почка, 39 – желудок, 40 – кишечник.
Скелет Скелет млекопитающих сохраняет особенности типичные для скелета амниот (рис.55). Он состоит из мозгового и висцерального черепов, позвоночника, грудной клетки, скелета конечностей и их поясов. Позвоночник имеет хорошо выраженную расчленённость на пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. В шейном отделе, за редким исключением, всегда имеется семь позвонков. Первые два позвонка – атлант и эпистрофей – имеют такое же строение как у рептилий и птиц. Позвонки млекопитающих платицельного типа имеют плоские сочленённые поверхности с хрящевыми дисками. Череп характеризуется увеличением мозговой коробки, достаточно поздним срастанием ряда костей в онтогенезе с образованием сложных комплексов, соединением костей при помощи швов, сильным развитием гребней для прикрепления мышц. В связи со значительным развитием органа обоняния появляется решётчатая кость. Затылочных мыщелков два. Висцеральный скелет претерпевает изменения: в полости среднего уха появляются три косточки: стремя, наковальня, молоточек, барабанная кость. Нижняя челюсть представлена одной костью – зубной. На челюстях расположены зубы. Имеется кистевые и голеностопные суставы.
Рис. 55. Скелет млекопитающего (кролика): 1-5 – различные отделы позвоночника, 6 – рёбра, 7 – грудная кость, 8 – череп, 9 – лопатка, 10 – плечевая кость, 11 – кости предплечья, 12 – кости кисти, 13 – таз, 14 – бедренная кость, 15 – кости голени, 16 – кости стопы. Отряд грызуны (rodentia) Это самый многочисленный и широко распространённый отряд млекопитающих. Это мелкие или средней величины растительноядные млекопитающие. Общим признаком всех грызунов является своеобразное строение зубной системы, приспособленной к разгрызанию и разжёвыванию твёрдой растительной пищи. Клыков нет. В каждой челюсти по одной паре больших, долотообразных, лишённых корней и постоянно растущих резцов. Твёрдая эмаль покрывает переднюю поверхность резцов, поэтому стачиваются они неравномерно и всегда остаются острыми. У большинсва грызунов сильно развита слепая кишка, в которой происходят процессы сбраживания пищи. Полушария головного мозга обычно гладкие, без извилин. Пальцы несут когти. Грызунам свойственна высокая плодовитость.
Представитель – крыса (rattus norvegicus) Крысы отличаются от мышей более крупными размерами. В России обитает несколько видов, наиболее распространена крыса-пасюк. Все они являются носителями и распространителями возбудителей некоторых опасных для людей инфекций. В лабораторной практике традиционно используют альбиносные формы домовой мыши и серой крысы.
Задания: 1. Изучить и записать в рабочую тетрадь систематику пресмыкающихся. 2. Изучить: строение кожи млекопитающих - эпидермис, кутис, потовые и сальные железы; производные кожи – остевые и пуховые волосы, вибриссы, щетину, иглы, чешуи, когти, копыта, рога полорогих и костнорогих парнокопытных; строение волоса. 3. Зарисовать строение кожи млекопитающего. 4. Изучить: внешнее строение – расчленённость тела на голову, шею, туловище и хвост, передние и задние конечности, ротовое отверстие, губы, глаза, веки, наружное ухо, ноздри, выделительное, половое, анальное отверстия. Внутреннее строение – пищеварительную систему – ротовую полость, зубы, язык, глотку, пищевод, желудок, двенадцатипёрстную кишку, тонкую, слепую, толстую, прямую кишку, печень, желчный пузырь, поджелудочную железу. Органы дыхания – хоаны, гортанную щель, трахею, бронхи, лёгкие. Кровеносную систему – четырёхкамерное сердце (два предсердия и два желудочка), левую дугу аорты. По рисунку и видеофрагменту проследить схему циркуляции крови. Органы выделения – тазовые почки, мочеточники, мочевой пузырь. Органы размножения – семенники, придатки семенников, семяпроводы, семенные пузырьки, пенис, предстательная железа, яичники, яйцеводы, фаллопиевы трубы, рога матки, матка, влагалище. Центральную нервную систему – головной мозг (большие полушария с обонятельными долями, промежуточный мозг с эпифизом и гипофизом, средний мозг, мозжечок, продолговатый мозг), спинной мозг. Скелет состоит из черепа: мозговой череп – затылочный отдел, бока черепа, крыша черепа, дно черепа; висцеральный череп – нижняя челюсть; позвоночника: отделы позвоночника – шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой; грудной клетки – рёбра истинные и ложные, грудина; поясов конечностей: плечевой пояс – лопатки, ключицы (коракоидов нет) и тазовый пояс – безымянные кости (сросшиеся подвздошные, седалищные и лобковые кости); парных конечностей: передняя конечность – плечо, предплечье (лучевая и локтевая кости), кисть (запястье, пясть, фаланги пальцев); задняя конечность – бедро, голень (большая и малая берцовые кости), стопа (предплюсна, плюсна, фаланги пальцев). 5. Зарисовать: головной мозг, расположение органов самки крысы, схему кровеносной системы. 6. Выполнить в рабочих тетрадях задание 3.
|
Рис. 48. Схема строения плаценты (разрез через матку):
; m 
; m 
Рис. 54. Схема кровеносной системы крысы (артериальная кровь показана белым цветом, венозная – чёрным):
