Эволюция типов питания, типов пищеварения и пищеварительной системы животных

Основными функциями пищеварительной системы являются: транспорт пищи, физическая и химическая обработка, всасывание питательных продуктов. Происхождение пищеварительной системы энтодермальное и эктодермальное.

У губок - кишечника нет, переваривание пищи внутриклеточное.

Впервые кишечная полость, образованная - энтодермой, возникает у кишечнополостных. С появлением кишечной полости пищеварение становится внутриполостным, пища перерабатывается под действием пищеварительных соков. При этом сохраняется и внутриклеточное переваривание.

У плоских червей пищеварительная система состоит из двух отделов - переднего и среднего (рот—глотка—пищевод—кишечник с ответвлениями, слепо заканчивается). У некоторых паразитических червей пищеварительная система редуцирована (ленточных червей).

У всех более высокоорганизованных животных, начиная с круглых червей, кишечник состоит из трех отделов: переднего, среднего и заднего.

У круглых червей пищеварительная система в виде трубки без разветвлений с анальным отверстием. Пищеварение полостное.

У кольчатых червей пищеварительная система представлена ртом—глоткой—пищеводом с зобом—желудком мускулистым—средней кишкой—задней кишкой—анальным отверстием.

Моллюски более высокоорганизованные беспозвоночные. Пищеварительная система начинается ртом, где имеется язык с хитиновыми зубами (терка)—глотка—пищевод—желудок—кишечник—анус. Имеются слюнные железы, появляется печень.

Для членистоногих характерна дифференциация отделов в зависимости от типа питания, способа захвата и вида пищи. Из всех отделов наиболее развит передний (эктодермальный) отдел кишечника. Схема строения пищеварительной системы: передний отдел (рот—глотка—пищевод—зоб—желудок), средний (кишка, печень), задний (кишка, анус). Особенностью пищеварительной системы ракообразных является: грызущий ротовой аппарат, желудок жевательный и цедильный, имеется печень. У пауков - сосущий ротовой аппарат, сосательный желудок, предварительное внеорганизменное переваривание пиши. Для насекомых характерны разнообразие ротового аппарата в зависимости от типа питания (грызущий, сосущий, лижущий и т.п.), жевательный желудок, развитие слюнных желез, отсутствие печени.

Тип Хордовые. 1) дифференциация кишечной трубки; 2) появление приспособлений к удлинению и увеличение всасывательной поверхности; 3) развитие пищеварительных желез.

У хордовых животных пищеварительный канал почти полностью энтодермального происхождения, только ротовой и задний отделы произошли из эктодермы. Из всех отделов наиболее развит средний отдел. В отличие от членистоногих у позвоночных преобладает полостное пищеварение, в связи с чем, характерно образование множества пищеварительных желез (слюнных, печени, поджелудочной, железистых клеток в кишечнике).

Подтип Бесчерепные. Пищеварительная система слабо дифференцирована на отделы: ротовая полость—глотка с жаберными щелями (около 100 пар)—прямой кишечник с печеночным выростом—анальное отверстие. По типу питания бесчерепные являются фильтраторами в связи с чем, жаберные щели выполняют не только функцию дыхания, но и фильтрации.

Подтип Позвоночные. Класс Круглоротые по типу питания паразиты и полупаразиты. Пищеварительная система начинается ротовой полостью с роговыми зубчиками, челюсти не развиты. Глотка разделена на два отдела: дыхательный (нижний) и пищевой (верхний). Кишечник представляет собой прямую трубку со спиральным клапаном, увеличивающим всасывательную поверхность кишечника. Заканчивается кишечник анальным отверстием. Имеется печень, а поджелудочная железа зачаточная.

У рыб пищеварительная система устроена сложнее. Начиная с рыб, у позвоночных появляются подвижные челюсти, которые являются крупным ароморфозом позвоночных (челюстноротых).

У хрящевых рыб в ротовой полости имеются зубы, образованные плакоидной чешуей, глотка с 5 -7 жаберными щелями, приспособленными только для дыхания. Желудок слабо отделен от кишечника. Кишечник дифференцирован на отделы: короткий тонкий, в который впадают протоки пищеварительных желез (печени с желчным пузырем и поджелудочной железы), длинный и широкий толстый со спиральным клапаном. Открывается кишечник в клоаку.

У костных рыб пищеварительная система отличается от хрящевых. Произошло усложнение глотки, что связано с развитием жаберного аппарата. Из стенки пищевода образуется плавательный пузырь, а у кистеперых и двоякодышащих рыб от задней части глотки образуются легкие. Желудок бывает разной формы и размеров, у некоторых он слабо выражен. Кишечник морфологически менее дифференцирован, чем у хрящевых. Спиральный клапан редуцирован (сохраняется лишь у древних видов). У некоторых видов имеются пилорические отростки, расположенные в начале кишечника и выполняющие такую же функцию, что и спиральный клапан. Длина кишечника рыб зависит от характера используемой пищи. Заканчивается кишечник анальным отверстием.

Класс земноводные. Ротовая щель ведет в большую ротоглоточную полость, куда открываются хоаны, слюнные железы (у рыб их не было), секрет которых не содержит пищеварительных ферментов, евстахиевы отверстия, гортанная щель. На дне расположен язык с собственной мускулатурой, глотка без жаберных щелей. Пищевод короткий, слабо отграничен от желудка. Кишечник относительно длиннее, чем у рыб. Границы между тонким и толстым кишечником слабо выражены. Хорошо развиты печень к поджелудочная железа. Протоки поджелудочной железы не имеют самостоятельного сообщения с двенадцатиперстной кишкой, а впадают в желчный проток. Прямая кишка выражена более ясно и заканчивается клоакой

У рептилий органы пищеварения устроены несколько сложнее, чем у амфибий, возникают новые образования. Ротовая полость более отграничена от глотки. У крокодилов и черепах носоглоточные ходы отделены от ротовой полости вторичным костным небом. Зубы характерны для большинства рептилий (у черепах роговые пластинки), у крокодилов зубы расположены в ячейках, а не прирастают к челюстям, как у других рептилий. Ротовые железы развиты сильнее. Желудок более крупный с сильной мускулатурой. Тонкий кишечник длиннее. На границе между тонким и толстым кишечником расположен зачаток слепой кишки. Протоки желчного пузыря и поджелудочной железы открываются в кишечник раздельно. Заканчивается кишечник клоакой.

У птиц изменение пищеварительной системы связано с приспособлением к полету. Наиболее значительно изменился передний отдел: челюсти видоизменились в клюв, нет зубов, пищевод длинный (у большинства имеется зоб). Желудок делится на два отдела - тонкий железистый и толстостенный мускулистый. Кишечник относительно небольшой длины. Наиболее длинный тонкий отдел кишечника. Задний отдел кишечника короткий и не дифференцирован на толстый и прямой. На границе между тонким и толстым кишечником у большинства птиц имеются два небольших слепых отростка. Толстый кишечник открывается в клоаку, на спинной стороне которой у многих птиц имеется слепой вырост - фабрициева сумка (железа внутренней секреции).

У млекопитающих изменения в пищеварительной системе наиболее существенные. Органы пищеварения отличаются большой сложностью: удлиняется пищеварительный тракт, большая его дифференцировка и большее развитие пищеварительных желез. Пищеварительный тракт начинается преддверием, которое расположено между мясистыми губами (свойственны только млекопитающим), щеками и челюстями. Во рту развито твердое небо, слюнные железы содержат фермент (переваривание начинается в ротовой полости). Зубы дифференцированы на резцы, клыки, коренные и находятся в альвеолах. Желудок еще более обособлен от других отделов и имеет большое количество желез. У большинства млекопитающих желудок разделен на отделы. Усложнение желудка связано со специализацией питания. У жвачных животных он состоит из четырех отделов: рубца, сетки, книжки и сычуга. Длина кишечника зависит от характера пищи. Он подразделяется на тонкий, толстый и прямой отделы. На границе тонкого и толстого кишечника расположена слепая кишка. Наиболее развита она у растительноядных. Длина толстого кишечника также варьирует. Прямая кишка заканчивается анальным отверстием.

Таким образом, в процессе эволюции происходит прогрессивное развитие пищеварительной системы хордовых от низших бесчелюстных к высшим позвоночным. Значительные изменения в строении пищеварительной системы происходят у рыб и еще более у наземных позвоночных, особенно у млекопитающих.

20.Клетка как элементарная единица живого.

Наука о кл-ке наз. цитологией. Предмет цитологии-кл-ки многоклеточных жив-х и раст-й, а также одноклеточных орг-ов,к числу к-ых отн-ся бактерии, простейшие и одноклеточные водоросли. Цитология изучает строение и хим. сос-в кл-к, ф-ции внутриклеточных структур, ф-ции кл-к в орг-ме жив-х и раст-й, размножение и развитие кл-к. Впервые название «клетка» в сер.17в. применил Роберт Гук. Рассм.тонкий срез пробки с помощью сконструированного им микроскопа, Гук увидел, что пробка состоит из ячеек-кл-к. После работ Гука микроскоп стал широко применяться для научных исследований в биологии. Были открыты одноклеточные орг-мы(Антон Левенгук,1680); Кл-ки были обнаружены в составе тканей многих жив-х и раст-й. В сер.19 столетия на основе уже многочисленных знаний о кл-ке Т.Шванн сформулировал клеточную теорию(1838). Он обобщил имевшиеся знания о кл-ке и показал, что кл-ка пред-т основную единицу строения всех живых орг-ов, что кл-ки жив-х и раст-й сходны по своему строению. Эти положения явились важнейшими доказательствами единства происхождения всех живых орг-ов, единство всего орг-го мира. Т. Шванн внес в науку правильное понимание Кл-ки как самостоятельной единицы жизни, наименьшей единицы живого: вне Кл-ки нет жизни. Клеточная теория- одно из выдающихся обобщений биологии прошлого столетия, давшее основу для материалистического подхода к пониманию жизни, к раскрытию эволюционных связей между организмами. Клеточную теорию высоко оценил Ф.Энгельс, сравнив ее появление с открытием закона сохранения энергии и учением Ч.Дарвина об эволюции органического мира. Клеточ. теория получила дальнейшее развитие в трудах ученых второй половины прошлого столетия. Было открыто деление кл-к и сформулировано положение о том,что кажд. новая кл-ка происходит от такой же исходной Кл-ки путем ее деления (Рудольф Вихров,1858). Академик Российской академии наук Карл Бэр открыл яйцеклетку млекопитающих и установил, что все многоклеточные орг-мы нач-т свое развитиеиз одной Кл-ки и этой кл-ой явл. зигота. Открытие К.Бэра показало, что кл-ка – не только единица строения, но и единица разв-ия всех живых организмов. Изучение хим-ой организации кл-ки привело к выводу, что именно хим-ие процессы лежат в основе ее жизни, что Кл-ки всех организмов сходны по химическому составу, у них однотипно протекают процессы обмена в-в. Данные о сходстве хим-го состава кл-к еще раз подтвердили единство всего орг-го мира. Клет. теория сохранила свое значение и в наст. время. Она была неоднократно проверена и дополнена многочисленными материалами о строении,ф-циях, хим-м сос-ве,разм-ии и разв-ии кл-к разнообразных орг-ов. Современная кл-ая теория включает след-ие положения: 1. 1.Клетка-основная единица строения и развития всех живых орг-ов, наименьшая единица живого;2. 2. Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны(гомологичны) по своему стр-ию,хим-му сос-ву, основным проявлениям ж/деят-ти и обмену в-в;

3. 3. Размножение клеток происходит путем их деления, и кажд. новая клетка обр-ся в рез-те деления исходной(материнской) кл-ки;

4. 4. В сложных многоклеточных орг-ах кл-ки специализированы по выполняемой ими ф-ции и обр-ют ткани; из тканей сос-т органы,к-ые тесно связаны между собой и подчинены нервными гуморальным сис-м регуляции.

5. Значение клеточной теории: сходство стр-ия, хим-го сос-ва, ж/деят-ти, клеточного стр-ия орг-в – док-ва родства организмов всех царств живой природы, общности их происхождения, единства органического мира.

21 .Способы размножения живых организмов. Типы бесполого и полового проц-ов у растений и животных. Биолог-е знач-е полового размножения.

Способ-ть к разм-ю,явл-я одним из обязат-х и важней-х св-в живых организмов.Размножение поддержив-т длит-е сущ-е вида,приводит к увел-ю численности особей вида и способ-т к его расселению.У Растений,многие из кот-х ведут прикреп-й образ жизни,рассел-е –единст-й способ занять большую тер-ю обитания.У боль-ва многокл-х часть кл-к специализ-сь на выполнение функции разм-я, возникли репродук-е органы,где образ-я кл-ки способные дать начало новому организму.Если новый орг-м воз-ет из половых клеток, то это-половое размножение.Если образ-е нов-го орг-ма связана с соматич-ми кл-ми,то-бесполым размн-я. Бесполое разм-е хар-ся,что в нем участвует одна особь.В некот-х случаях для воспр-ва потом-ва образ-ся спец-е кл-ки-споры,каж-я из кот-х проростает и дает начало новому организму(малярийный плоз-й,грибы,водоросли,лиш-ки)

Вегетативное разм-е-это разм-е при пом-и вегет-х органов(у растений)и частей тела(у жив-х).Основана на спос-ти орган-ов восстан-ть(реген-ть)недосающие части.Большим разнообразием оно осущ-ся у раст-й,особ-о у цветковых.у однокл-х вод-й,грибов,лиш-в осущ-ся обрывками нитей,гиф и обломками слоевищ.Прим-ом м/б почкование(хар-но для нек-х кишечнопол-х,дрожжевых грибов.Если при этом доч-е кл-ки не отдел-ся от матер-й, м/возникать колонии. У цветковых новые особи м/возникать из вегет.органов:стебля(кактусы,ряска),листа(фиалка,бегония),корня(малина,осот),видоизмен побегов: клубня (картофель), луковицы (лук, чеснок,тюльпан), корневища (пырей, хвощ), усов (земляника).Вегет-е размн-е широко использ-ся в с/х практике.У многок-х жив-х в силу высокой специализ-и кл-к орган-ма размн-е встреч-ся знач-но реже. Кроме киш-х оно наблюд-ся у губок,плоских червей.

Половое размнож-е. При этом приним-т участие,две родит-е особи,каж-я из кот-х участ-ет в образ-е нового организма,внося лишь одну пол-ю кл-ку- гамету(яйцеклетку или сперматозоид).В рез-те слияния гамет обр-я оплод-я яйц-ка-зигота,несущая наслед-е задатки обоих родителей,в рез-те резко увел-я наслед-я изм-ть потомков.В этом заключается преимущество полового размн-я перед бесполым. У низших мног-х,конкретно у нитчатых водорослей одна из кл-к претерпевает неск-ко делений,с образов-ем маленьких пдвиж-х гамет одинакового размера с вдвое уменьшенным числом хромосом. Гаметы затем попарно сливаются, образуя одну кл-ку, а из нее впоследствии развив-ся новые особи.Одни гаметы богаты запас-ми пит-ми в-вами и неподвижны,яйцеклки; другие,маленькие,подвижные-сперматозоиды. Гаметы обр-ся в спец-х органах-половых железах. У высш жив-х жен-е гаметы-яйц-ки обр-ся в яичниках, муж,сперматоз-ды-в семенниках Образ-е полов-х кл-к у водорослей,мног.грибов и высш споровых растений происходит путем митоза или мейоза в спец-х органах:яйцекл-к-в оогониях или архегониях,спермотоз-в и спермиев-в антеридиях.

Образование половы- кл-к. проходит в 3х стадиях:м-размнож-е,-рост,-созрев-е.

Первичные пол-е кл-ки дел-ся митозом,и их кол-во пост возростает,далее дел-е прекр-я и они начин-т рости. При сперматог-зе все 4 кл-ки превр-ся в спермат-ды,кот-е сост. из головки,шейки и хвостика.Головка содержет ядрои незнач-е кол.цитопл-мы.Нам кончике головки-акросома-раствор-й мембрану яйц-ки при оплод-е.В цитопл-ме шейки сосредот митохонд.и одна или несколько центриолей.При оогенезе мейот-ое дел-е сопров-ся нерав-м делением цитопл-мы в рез-те образ-ся 1круп-я яйцек-ка, и 3 маленкие кл-ки,которые вскоре погибают,они нужны д/сохр-я максим-го колич-а желтка,необ д/развития будущего зародыша.Типич-е ядро яйцекл-ки содержит гаплоидный набор хромосом..Разв-е сспермат-ов-спермагенез,яйцекл-к-оогенезом.Незрелые пол-е кл-ки претер-ют мейоз= 4гаплоид кл-ки.

Оплодотворение -это слияние в гаметах гаплоидных ядер, оно приводит к образ-ю дипл-ой зиготы(по одной хромосоме от каж-го родителя-это представляет генетт-ю основу внутривидовой изменчивости. Т.о при половом разм-е в жиз-ном цикле происходит чередов-е дипл-ой и гап-ой фаз.Чем меньше вероятность встречи яйцекл-ки и спермат-да,тем больше кол-во половых кл-ок образ-ся в организме.Этапы оплодот-я: проник-е спермат-да в яйцо,слияния гап-х ядер обеих гамет с образ-ем дипоид-й кл-ки зиготы,активация ее к дробл-ю и даль-му развитию.как только спермат-д проник в яйцек-ку,приобр-ют св-ва,препятствующую доступу других спер-ов.

Двойное оплод-е.У цвет-х раст-й дипл-й набор хромосом.В пыльнике обр-ся гап-е микроспоры-пыльцевые зерна. Она дел-я на 2 ядра:вегет-ое и генератив-е.пыльцевое зерно попад-ет на рыльце пестика и образуя пыльцевую трубку,пророс-т по напр-ю к завязи.,где нах-ся зарод-й мешок с8 гаплоид-ми кл-ми,одна из них-яйцекл-ка.Впылб-ой трубке генерат-е ядро делится образуя 2спермия.Один слив-ся сядром яйц-ки,и в образ-ся зигота с дипло-м набором хромосом,а из нее с дипл-й зародыш семени-буд-ее растение.Другой спермий слив-ся с2мя ядрами центр-х кл-ок,в рез-те возн-т трипл-й эндосперм,где содер-ся запас пит-х в-в,необ-х для разв-я зародыша раст-й.Этот проц-с наз-т 2ым оплод-ем,кот-ю открыл Навашин

22..Вид. Критерии вида. Структура политипического вида. Видообразование. Пути возникновения многообразия видов (монофилия и полифилия).

Развитие о виде складывалось постепенно и медленно. Дж. Рей первый ввел понятие вид. Выделил 3 основных черты вида: 1. вид- множество организмов общего происхождения; 2. вид объед организмы, сходные морфологически и физиологически; 3. самост воспроизвод сис-ма.сновным критерием назвал происхождение. Линней (типологическая) дополнил учение о виде. Он считал, что это основная классификация растений и животных. вид реально существует, он допускал ошибку - что вид не меняется (креацианист). Ввел двойную номенклатуру. Ламарк (номиналистическая) считал что вид изменяется, но реально не существует. О дальнейшем учении о виде обобщил Дарвин (реально существующего вида). Считал, что вид реально существует и изменяется. Считал, что эволюция органического мира идёт через изменение видов.

Дальнейшее развитие представлений о виде связано с использованием данных эмбриологии, палеонтологии, физиологии, генетики. Тимирязев подтверждает вывод Дарвина, что вид реально существует и изменяется. Четвериков, Вавилов создали учение о политипическом виде (включает 2 и более групп низшего ранга). ВИД- группа особей, сходных морфологически, генетически, физиологически, живущий на определённой территории, свободно скрещивающийся между собой, дающие плодовитое потомство. Политетический вид живёт неопределённо длительное время в зависимости от того, под действием какой формы он развивается. Монотипический - занимает более изолированный участок и содержит 1 категорию (1п/вид). Вид - единая целостная система. Вид - неповторимый этап в развитии органического мира - надо охранять. Вид однажды вымерший никогда не может появиться снова. Виды в природе генетически хорошо изолированы друг от друга. Вид ® расы (биологические, географические, экологические) ® популяции (стада, стая, колония) —®семьи® особи.

Т.о. вид-совокупность особей, обладающих наследственным схдством внутр строения, физиолог. И биолог. Особен, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к опред условиям жизни, заним в природе опред ареал.

Критерий вида - это признаки и свойства, по которым один вид отличается от другого. Существует 4 основных критерия: 1) морфологический - древний, не всегда приемлем. В природе имеются виды-двойники, морфологически различия очень ничтожны. Для них характерна несовместимость генотипов при скрещивании. 2) физиолого-биохимический - основной тем, что виды отличаются б/х структурой, иммунологическими реакциями, обменом в-в, поведением, но особи разных видов не скрещиваются между собой, не дают нормального потомства. 3) эколого-географический указывает на пространственную обособленность вида и на занимаемую им экологическую нишу. География может совпадать у многих видов, экологически уникален. Каждый вид занимает определённое место в цепях питания биоценозов, определяется отношением ко всем факторам среды. 4) генетический критерий - характеризуется спецификой генофонда вида. Каждый вид характеризует специфический кариотип, своим набором хромосом, различием их в нуклеотидном составе ДНК. Основное св-во видов - нескрещивание его с другими видами. Не может быть использование для определения вида у организмов с бесполым размножением. Только использование всех критериев позволяет правильно определить принадлежность организмов к тому или иному виду.

Общие признаки вида: численность, дискретность, устойчивость, историчность, целостность. Структура вида- каждый вид неоднороден, представляет собой сис-му, сост из внутривидовых структур разного ранга. монотипические виды- виды слабо дифференцированные и относительно более однообразные(эндемики). Политипические виды- более сложная внуривидовая структура, объед. В географические, экологические, биолог. Расы.

Видообразование- направляемый ЕО, длительный и сложный процесс исторических адаптивных преобразований, ведущих к прекращению генетическ открытых внутривидовых популяц. Систем вгенетически закрытые видовые системы. 2 пути видообразования: симпатрическое и аллопатрическое. Аллопатрическое связано с пространственной изоляцией. Это образование видов из внутривидовых форм, территориально изолированных друг от друга. 2 способа: географическое и экологическое.

Симпатрическое происходит в пределах ареала вида. 3 способа: гибридогенное, путем полиплоидии, путем сезонной изоляции.

Т.о. процесс видообразования яв-ся конечным рез-том микроэволюции и идет по 2 противопложным путям: расхождение исходного вида на отдельные формы с послед их репродукт изоляцией и объединение различных видов в новый вид путем гибридизации