Лекция №25 Принципы эволюции органов. Эволюция покровов, скелета, нервной системы.

1.Основными принципами эволюции в строении органов являются: дифференциация и интеграция.

Дифференциация – это процесс разделения однородной структуры на части, которые в силу различного положения, связей с другими органами и различных функций приобретают специфическое строение. Дифференцированный орган имеет сложное строение и выполняет несколько функций. Например, кожа.

Интеграция – это соподчинение, зависимость отдельной части дифференцированного органа, от других частей и организма в целом.

Принципы эволюции функций:

а) Расширение и смена функций. Например: конечности млекопитающих разных отрядов.

б) Активация функций. Например: малоподвижные плавники хрящевых рыб и активные органы движения у костистых рыб.

в) Интенсификация функций. Например : строение легких позвоночных животных.

2. Покровы тела у организмов выполняют функции: защитную, двигательную (у

некоторых), участвуют в обмене веществ (дыхание, выделение), рецепторную.

Простейшие ( PROTOZOA) .Саркодовые не имеют специального покрова, его функцию выполняет слой эктоплазмы, обеспечивающий фаго- и пиноцитоз. Другие классы простейших имеют наружную оболочку - пелликулу, которая определяет постоянную форму тела, содержит органоиды движения.

Кишечнополостные (СOELENTERATA) . Наружные покровы представлены слоем клеток эктодермы.

У червей(группаVERMES) эволюция шла от мерцательного эпителия у ресничных червей к плоскому эпителию у других плоских червей, круглых и кольчатых. Эпителий принимает участие в формировании тегумента, кутикулы - наружного слоя кожно-мускульного мешка.

У членистоногих(ARTHROPODA)тело покрыто хитинизированной кутикулой, которая пропитывается солями кальция и образует панцирь ракообразных. Кроме защитной функции он выполняет роль наружного скелета.

У моллюсков(MOLLUSCA) кожная складка- мантия образует раковину, состоящую из 3х слоев рогового,известкового, перламутрового.

3. У хордовых животных(CHORDATA) наружные покровы представлены кожей, состоящей из 2-х слоев: верхнего - эпидермиса (эктодермального происхождения) и нижнего - кориума или дермы (мезодермального происхождения). Эволюция шла путем перехода от однослойного эпителия к многослойному.

У ланцетников (подтип ACRANIA) наружный слой кожи образован однослойным цилиндрическим эпителием с одноклеточными слизистыми железами. Под эпидермисом лежит тонкая опорная пластинка, а под ней слабо выраженный слой студенистой соединительной ткани - кориум.

У позвоночных (подтипVERTEBRATA) эпидермис становится многослойным. Нижний камбиальный слой воспроизводит новые слои клеток. Верхний слой состоит из ороговевших клеток. Кориум представлен основным веществом, соединительноткан- ными волокнами и клетками. Кожа образует производные - чешую, перья, волосы, железы.

Класс Рыбы (PISCES).Эпидермис содержит одноклеточные слизистые железы. Кориум плотный, волокнистый. Производным кожи является чешуя. У хрящевых рыб чешуя плакоидная, у костных - костная.

Класс Земноводные (AMPHIBIA) имеют кожу голую без чешуи, Она участвует в газообмене. Эпителий образован неороговевшими клетками. Кориум представлен соединительно-тканными волокнами и клеточными элементами. В коже находятся многоклеточные слизистые железы , секрет которых смачивает кожу, предохраняют ее от высыхания. Слизь обладает бактерицидным действием, у некоторых видов она ядовита.

Виды класса Пресмыкающиеся( REPTILIA)имеют сухую кожу. Наружный слой эпидермиса ороговевает, образуя роговые чешуйки или панцирь. Нижний слой эпидермиса образован делящимися клетками. Кожные железы отсутствуют.

Виды класса Птицы (AVES) имеют кожу тонкую, сухую. Нет кожных желез (исключение составляют водоплавающие птицы, имеющие копчиковую железу). Производные кожи: перья, роговой покров клюва, когтей, роговые чешуйки пальцев, цевки.

Виды класса Млекопитающие (MAMMALIA)имеют кожу, образованную многослойным эпидермисом, собственно кожей и подкожно - жировой клетчаткой. Производные кожи волосы, когти, рога, копыта, потовые, сальные, млечные железы. Кориум значительной толщины и состоит из волокнисто-соединительной ткани.

Эволюция скелета

Скелет выполняет опорную и защитную функции. Различают эндо- и экзоскелет.

Эндоскелет может быть построен из органических фибрилл или неорганических

соединений.

4.У простейших - У морских корненожек наружный скелет в виде раковины образован минеральными соединениями. Внутренний скелет жгутиковых – аксостиль имеет фибриллярное строение.

У губок - эндоскелет представлен иглами из отложений карбоната кальция.

У кишечнополостных функцию скелета выполняет плотная мезоглия.

Круглые черви имеют гидроскелет. Жидкость под давлением в полости тела выполняет опорную функцию.

Членистоногие имеют хитиновый наружный скелет, к которому прикрепляются суставчатые конечности и поперечно-полосатые мышцы.

У моллюсков наружный скелет представлен 2х створчатой или цельной раковиной.

Скелет иглокожих состоит из известковых пластинок, имеющих иглы и шипы, представляющие собой производные кожи.

5.Скелет хордовых внутренний и состоит из 3-х частей: осевой скелет, скелет головы и скелет конечностей.

Подтип Бесчерепные, класс Ланцетники сохраняют в течение всей жизни осевой скелет в виде хорды, построенной из сильно вакуолизированных клеток, плотно прилегающих друг к другу и покрытых снаружи общими эластической и волокнистой оболочками. Упругость хорде придает тургорное давление клеток и прочность оболочек.

Эволюция осевого скелета позвоночных животных

У круглоротых хорда сохраняется в течение всей жизни и под хордой возникают парные закладки позвонков в виде хрящевых верхних дуг.

У видов класса Рыбы - хорда заменяется позвоночным столбом, состоящим из позвонков с верхними и нижними дугами. Концы верхних дуг срастаются между собой, образуя спинномозговой канал. К нижним дугам прикрепляются ребра. Позвоночный столб делится на 2 отдела: туловищный и хвостовой.

У земноводных позвоночник состоит из 4 отделов. В шейном отделе 1 позвонок, в

грудном - 5 позвонков, к которым прикрепляются ребра, в крестцовом - 1 позвонок, к

которому прикрепляются кости таза. Хвостовой отдел имеет разное количество

позвонков.

У пресмыкающихся позвоночный столб состоит из 5 отделов: шейный - до 8

позвонков, грудной - 10 позвонков, ребра соединены с грудиной, образуют грудную

клетку. Появляется поясничный отдел он слабо выражен, крестцовый - 2 позвонка, хвостовой.

У птиц шейный отдел позвоночника хорошо развит (до 25 позвонков),

соединенных подвижно. Позвонки грудного, поясничного и крестцового отделов

срастаются неподвижно. В хвостовом отделе 4-6 позвонков.

У млекопитающих в шейном отделе 7 позвонков (один из признаков класса), в грудном от 10 до 20 (чаще 12-13 позвонков), грудная клетка, в поясничном отделе 3-24 позвонков в зависимости от вида, в хвостовом отделе разное количество.

Таким образом, эволюция осевого скелета шла в направлении замены хорды на позвоночный столб и дифференцировки его на отделы.