ТЕМА 2 ПРОЦЕССЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЖИВОТНЫХ

Дайте мне точку опоры,

И я переверну мир.

Архимед

§39. ОПОРА ЖИВОТНЫЕ

Основные понятия: ОПОРА ЖИВОТНЫХ. СКЕЛЕТ

Вспомните! Что такое клетки, ткани, органы, системы

органов?

Подумайте

Значение опоры обращал внимание еще древнегреческий математик, физик и инженер, один из величайших ученых античности Архимед. Что же такое опора? Опорой в механике называют элементы системы, основной функцией которых является передача усилия от одной части конструкции на другие или на фундамент. А какое же значение имеет опора для животных? Только этим ограничивается значение опорной системы для организма животного?

Ил. 156. Архимед (287-212 pp. к н.е)

СОДЕРЖАНИЕ

Какие особенности опоры в животных?

Для понимания значения опоры для животных ознакомимся с особенностями этой жизненной функции на уровне молекул, тканей, органов животного организма.

Опора организма животных связана с наличием и свойствами неорганических и органических соединений, какими являются нестискуваність, устойчивость в отношении воздействий среды, гибкость, упругость и тому подобное. Так, вода в качестве опорной жидкости имеет значение для животных, лишенных твердого скелета (дождевого червя, пиявок, аскариды). Кальция карбонат, кальция фосфат, сульфат стронция — это минеральные соли, которые укрепляют и образуют скелет коралловых полипов, раковину моллюсков, скелет позвоночных животных. А такие органические соединения, как спонгін, хитин, коллаген, кератин, строят опорные иглы губок, внешний скелет раков, пауков, насекомых, роговые образования позвоночных животных.

В реализации опоры на уровне тканей важное значение имеют эпителиальные клетки покровов и хрящевые и костные клетки соединительной ткани. Например, клетки мантии способны выделять на поверхность соединения, которые в моллюсков образуют раковину, клетки кожно-мышечного мешка в аскариды образуют соединения для кутикулы. В отличие от растений, в животном организме функцию опоры выполняют специализированные органы, которые имеют подходящие для этого особенности строения и свойства. Основными органами опоры в животных есть упругие хрящи и крепкие кости. Хрящи и кости имеют тесную связь с мышцами, кровеносными сосудами, нервными окончаниями и вместе формируют скелет в составе опорно-двигательной системы.

Следовательно, ОПОРА ЖИВОТНЫХ — это функция животного органику, связанная с наличием неклітинних мертвых образований и соединительнотканных, хрящевых и костных, укрепляющих живых образований.

Какие виды скелета различают у животных?

СКЕЛЕТ — совокупность образований, обеспечивающих опору организма. Различные типы скелета у организмов определяются различными способами жизни. Дождевом червяке, который живет в почве, твердый скелет мешал бы перемещению, а в гепарда — по-другому: здесь необходим прочный, гибкий и подвижный скелет, что помогает развивать высокую скорость и делать крутые повороты. У животных выделяют три вида скелета: гідроскелет, внешний скелет (экзоскелет) и внутренний скелет (ендоскелет).

Гидростатический скелет — жидкостный скелет, в котором опорой для тела являются насыщенные водой мягкие ткани (головоногие моллюски) или полость (круглые черви, кольчатые черви). Полостная жидкость или вода тканей обусловливает давление на мышцы тела или кожно-мышечного мешка, которые, сокращаясь, обеспечивают противодействие и, соответственно, размеры и форму тела.

Экзоскелет — внешний скелет, который образуется выделениями цитоплазмы клеток, клетками эктодермы (коралловые полипы) или эпителиальными тканями тела (моллюски). Животные, которые имеют экзоскелет, растут только во время линьки (членистоногие с хитиновом екзоскелетом) или постоянно наращивают его (моллюски с раковиной).

Ендоскелет — внутренний скелет, который отличается от экзоскелета тем, что образованный живой тканью (хрящевой или костный скелет позвоночных).

Он может непрерывно расти в теле, благодаря чему нет необходимости в линьке.

У позвоночных животных скелет подразделяется на три отдела: скелет головы, скелет туловища (позвоночник и грудная клетка), скелет конечностей (плечевой пояс, тазовый пояс, скелет свободных передних конечностей и скелет свободных задних конечностей).

Исследования скелетов у различных животных позволяет понять общие закономерности эволюции скелетной системы, которая происходила в следующих направлениях: 1) от внешнего до внутреннего скелета; 2) от мертвых образований, образованных эпителиальной тканью, к творениям из живых соединительных тканей; 3) дифференциации на отделы, что обусловливало разнообразие функций.

Ил. 157. 1 — гідроскелет у дождевого червя; 2 — экзоскелет краба. Из — костный ендоскелет рыбы

Итак, в животном мире есть три вида скелета: гідроскелет, экзоскелет и ендоскелет.

Каково значение скелета для животных?

Скелет в животном организме выполняет ряд важных функций:

1. Опоры. Скелет помогает телу сохранять ту форму, которая для определенных условий существования является лучшей. Например, для хищных рыб важным является обтекаемая форма тела, а для придонных — уплощена, как у камбалы.

В живых системах в процессе эволюции функция опоры очень тесно объединились с функцией движения, поэтому разграничить их работу невозможно.

2. Защиты. Опорные структуры осуществляют защиту организма от поедания или защита внутренних органов от неблагоприятного действия факторов среды. Так, черепашка защищает моллюсков от врагов, череп у позвоночных животных защищает головной мозг, а позвоночник — спинной мозг.

3. Движения. Скелет является местом прикрепления мышц. Например, у членистоногих к хитинового экзоскелета прикрепляются их мышцы-разгибатели и мышцы-разгибатели конечностей и мышцы крыльев у насекомых, у позвоночных мышцы прикрепляются к костям с образованием рычагов. На эту особенность обратил внимание еще великий Леонардо да Винчи, который писал: «Мышцы начинаются и заканчиваются всегда в костях, что сталкиваются, и никогда не начинаются и не заканчиваются на одной и той же кости, потому что они не смогли бы ничего перемещать, кроме лишь самих себя».

4. Источники минеральных веществ. При необходимости со скелета для использования в организме может поступать Кальций. Некоторые растительноядные животные (олени, жирафы) даже могут поедать кости, чтобы обеспечить собственные потребности этого важного для жизни химического элемента.

5. Кроветворения. Кости позвоночных животных содержат костный мозг, в котором и происходит образование крови.

Следовательно, опора животных — это функция животного организма, что обеспечивает опору, активное превышение в пространстве, характерную форму и защиту тело.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Практическая работа № 5

СРАВНЕНИЕ СТРОЕНИЯ СКЕЛЕТОВ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ

Цель: развивать навыки сравнения с выявлением признаков сходства и отличия; углубить знания о строении скелета позвоночных животных.

Ход работы

1. Рассмотрите иллюстрации скелет различных позвоночных животных: I — рыбы (окуня); II — земноводного (лягушка); III — пресмыкающееся (ящерица); IV — птицы (голубя); V — млекопитающего (кролика). Какими цифрами обозначены следующие элементы скелета: череп, позвоночник, плечевой пояс, тазовый пояс, ребра, скелет непарных плавников, скелет передних конечностей, скелет задних конечностей?

2. Сопоставьте группу позвоночных животных с особенностями скелета.

1 Рыбы

А Череп костный или хрящевой, с челюстями. Позвоночник из двух отделов — тулубового и хвостового. Грудная клетка отсутствует. Скелет парных плавников масс хрящевые или костные лучи.

2 Амфибии

Бы Череп костный с увеличенным мозговым отделом и дифференцированными зубами. В шейном отделе позвоночника 7 позвонков.

3 Рептилии

В Череп костный с твердым небным. Позвоночник из 5 отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. Грудная клетка является.

4 Птицы

Г Череп костный сплошной тонкостенный. В позвоночнике есть сложный ягодиц. Грудная клетка образована ребрами, которые имеют два отдела и крючки, и грудиной, имеет киль. Кости конечностей срастаются и уменьшаются.

5 Млекопитающие

Д Череп костно-хрящевой плоский. Позвоночник из 4 отделов: шейный, грудной, крестцовый и хвостовой. Грудной клетки нет.

Вот. 158. Скелет позвоночных животных

3. Сформулируйте вывод. Какие признаки сходства и различия в скелетах позвоночных животных?

Биология + Физика

Опорная система и форма тела обусловлены образом жизни организмов. У водных животных, ведущих прикрепленный или малоподвижный образ жизни, твердый наружный скелет. Малоподвижные животные, а также животные, которые живут в почве и в водной среде, имеют гидростатический скелет. А у животных, способных быстро двигаться, скелет-твердый внутренний с «набором рычагов». Что такое рычаг? Какие особенности имеют животные, способные к быстрому движению?

Ил. 159. Экзоскелет моллюска

РЕЗУЛЬТАТ

Оценка

Вопросы для самоконтроля

1-6

1. Что такое опора в животных? 2. Назовите основные органы опоры в животных. 3. Что такое скелет? 4. Какие виды скелета есть у животных? 5. Назовите основные функции скелета. 6. Какие отделы выделяют в скелете позвоночных животных?

7-9

7. Какие особенности опоры в животных? 8. Какие виды скелета различают у животных? 9. Каково значение скелета для животных?

10-12

10. Какие признаки сходства и различия в скелетах позвоночных животных?