Строение и жизнедеятельность животных - Организменный уровень организации жизни

Ткани животных

В строении организмов многоклеточных животных выделяют четыре типа тканей: эпителиальную, мышечную, нервную и ткани внутренней среды.

Эпителиальная ткань образует покровы тела и оболочки внутренних органов, выполняя защитную функцию, в кишечнике отвечает за всасывание растворенных веществ и газов. а также за их выделение наружу. Ее производные выполняют секреторную функцию.

Клетки этой ткани располагаются тесно, межклеточного вещества почти нет, имеют базальную мембрану. Клетки уплощенные, кубические или цилиндрические. Эпителий бывает однослойным (клетки располагаются в один ряд, как в кишечнике) и многослойным (состоящим из нескольких слоев клеток, в наружном слое кожи). Свободный край эпителиальных клеток может быть покрыт ресничками (трахея) или микроворсинками (кишечник).

Ткани внутренней среды. В их состав входят соединительная ткань, кровь, лимфа, кости, хрящи. Клетки тканей внутренней среды разнообразны и расположены в толще межклеточного вещества. Само межклеточное вещество состоит из основного вещества (жидкого или минерализованного) и волокон.

Функции тканей, которые не имеют волокон в межклеточном веществе, зависят от его минерализации. Так, межклеточное вещество крови и лимфы жидкое, что позволяет ему выполнять транспортную, защитную и другие функции. Кость сильно минерализована и образует опорные элементы скелета.

Соединительная ткань содержит волокна и, в зависимости от их расположения, делится на упорядоченную и неупорядоченную. В упорядоченной соединительной ткани (сухожилия, связки и др.) волокна межклеточного вещества образуют пучки, ориентированные в определенных направлениях. Они придают ткани прочность. Основные функции: опорно-двигательная и защитная. Неупорядоченная соединительная ткань содержит беспорядочно расположенные пучки волокон и разделяется на плотную и рыхлую. В плотной неупорядоченной соединительной (собственно кожа, кровеносные сосуды) ткани количество волокон значительно преобладает над аморфным межклеточным веществом. Основные функции: защитная, придание эластичности органам и т. д. В рыхлой соединительной ткани преобладает аморфное межклеточное вещество, в котором содержится много различных клеток. Рыхлая соединительная ткань богата кровеносными сосудами. Она сопровождает сосуды транспортной системы, заполняет промежутки между внутренними органами. Основные функции: трофическая, запасающая, защита внутренних органов и сосудов от повреждений.

Ткани животных:

А-Г — примеры эпителиальных тканей (А — однорядная однослойная, Б —- многорядная многослойная неороговевшая, В — однорядная многослойная, Г — переходная);

Д-3 — примеры тканей внутренней среды (Д — рыхлая волокнистая ткань, Е — хрящевая ткань, Ж — костная ткань, 3 — кровь);

И-М — мышечные ткани (И — поперечно-полосатая скелетная, К — гладкая, Л — поперечно-полосатая сердечная);

М — основная единица нервной ткани — нейрон

Мышечная ткань состоит из клеток, способных к сокращению. При этом она делится на гладкую (внутренние органы) и поперечнополосатую (скелетные мышцы, сердце) мышечную ткань.

Клетки гладкой мышечной ткани короткие (до 0,1 мм), веретеновидные, содержат одно ядро. Входят в состав внутренних органов, сосудов, кишечника. Клетки поперечнополосатой ткани длинные (до 10-12 см), многоядерные, имеют поперечную исчерченность за счет расположения внутри клетки сократительных актин-миозиновых волокон. Скелетная ткань входит в состав скелетных мышц, диафрагмы, начального и конечного отделов пищеварительного тракта; сердечная ткань — в состав сердечной мышцы. Волокна последней не имеют соединительнотканной оболочки и поэтому в некоторых местах сливаются. За счет этого происходит распространение импульса возбуждения от водителя ритма по всей сердечной мышце.

Нервная ткань состоит из нейронов и вспомогательных клеток. В нервной ткани возникают нервные импульсы, имеющие электрическую природу. Основные функции: возбудимость и проводимость.

Нейрон способен воспринимать раздражение, превращать его в нервные импульсы и проводить их. В центральной части клетки — теле — содержится одно ядро и большинство органелл. От тела нейрона отходит один длинный отросток — аксон и много коротких разветвленных дендритов. Аксон — длинный (до 1 м), разветвленный на конце отросток нейрона, по которому импульсы от его тела поступают к другим нейронам или к органам. Совокупность нескольких аксонов образует нерв. Дендриты — относительно короткие, очень разветвленные. По ним возбуждение проводится к телу нервной клетки от рецепторов или других нервных клеток.

Общий план строения организма

В ходе жизнедеятельности все организмы выполняют подобные функции: питаются, растут, развиваются, отвечают на изменения окружающей среды, производят потомство и избегают опасностей. Части тела, приспособленные для выполнения этих функций, у многоклеточных организмов называются органами.

Одноклеточные организмы не имеют органов и систем органов. Их роль выполняют органеллы. Органеллы есть и в клетках многоклеточных животных.

Большинство многоклеточных животных характеризуется двумя типами симметрии:

1) у радиально симметричных (с лучевой симметрией) животных через тело можно провести несколько плоскостей симметрии. Обычно сидячие, малоподвижные животные (коралловые полипы) или обитающие в толще воды (медузы);

2) у двустороннесимметричных (билатеральных) животных можно провести одну плоскость симметрии. Преимущественно подвижные животные.

Типы симметрии животных:

А — лучевая; Б — билатеральная (двусторонняя)

Тело многоклеточных животных покрыто покровами, которые отделяют их от внешней среды и помогают поддерживать постоянство внутренней среды. Они могут иметь производные (наружный скелет членистоногих, чешуя рыб, перья и т. д.), выполняют дополнительные функции.

У животных различают первичную (круглые черви) и вторичную — целом (хордовые) полости тела. Разница между ними заключается в наличии у последней собственных оболочек. У некоторых развивается смешанная полость тела (насекомые).

Животные, как правило, подвижны. У одноклеточных органами движения являются ложноножки и жгутики, у многоклеточных — конечности, плавники и т. д. Даже неподвижные животные имеют подвижные органы — например чтобы создавать поток воды, с которым к ним поступает пища. Движение таких органов обеспечивается сокращением мышц. Опорой мышц является внешний или внутренний скелет. Некоторые (круглые черви) имеют гидроскелет, который образован плотными покровами и жидкостью, наполняющей их полость тела и находящейся под давлением. Вместе они обеспечивают поддержание формы тела и специфический способ передвижения. Совокупность мышц и их опоры в теле животных составляет опорно-двигательную систему.

Пищеварительная система. Пищу животные поглощают в виде кусков. Для ее захвата многоклеточные животные обычно имеют рот, а для переваривания и усвоения — кишечник с желудком и пищеварительными железами. Поглощение питательных веществ может происходить всей поверхностью тела (амеба, ленточные черви). Непереваренные остатки пищи выводятся через рот или как у большинства — через анальное отверстие.

Дыхательная система. Для переработки питательных веществ нужен кислород. Мелкие животные впитывают его всей поверхностью тела, а крупные — с помощью специальных органов: жабр, легких, трахей.

Выделительная система. При переработке пищи образуются продукты обмена, которые выводятся через специальные органы (почки, мальпигиевы сосуды, зеленые железы и др.).

Кровеносная система. Развивается у достаточно крупных животных для транспорта веществ между различными органами. Это, как правило, система полостей (кровеносных сосудов), по которым течет жидкость (например кровь). У многих животных кровообращение обеспечивается особым органом — сердцем.

Чтобы находить пищу или воспринимать опасности, нужны органы чувств. Это органы осязания, зрения, обоняния и др. Чем подвижней животное, тем совершеннее эти органы. Чтобы действовать по обстоятельствам, необходимо правильно расшифровывать информацию от органов чувств и согласовывать с ними действия всех других органов. Это функция нервной системы.

Вместе с ней работает эндокринная система, которая управляет продолжительными реакциями организма на изменения среды. В ее состав входят железы внутренней секреции, которые выделяют в кровь вещества, влияющие на другие органы. А защиту организма от чужеродных влияний, таких как инфекционные болезни, выполняет иммунная система.

Половая система и развитие. Важнейшей особенностью живых существ является их способность к размножению. Многие животные имеют половые железы, соединенные протоками с внешней средой. Оплодотворение может происходить во внешней среде или в теле самки. Если в одном организме развиваются как мужские, так и женские половые органы, то он называется гермафродитным (виноградная улитка). Для некоторых характерно развитие организма без оплодотворения (тля) — партеногенез. Развитие яйца может проходить во внешней среде или в теле матери (образуются специальные структуры для питания и защиты плода). Развитие в этом случае может быть прямым, когда из яйца выходит полностью сформированная особь, или непрямым — выходит личинка. Если личинка сильно отличается от взрослой особи (стрекозы, лягушки), живет в другой среде, иначе питается, а при превращении во взрослую особь проходит метаморфоз — это называют развитием с полным превращением. Если же личинка похожа на взрослую особь и отличается от нее недоразвитостью определенных органов (половой системы, крыльев) — развитие проходит с неполным превращением.

Для различных животных характерны различные типы терморегуляции. Холоднокровные (пойкилотермные) не имеют внутренних механизмов поддержания постоянной температуры тела (большинство животных). Энергию для разогрева они получают из внешней среды (греются на солнце). Теплокровные (гомойотермные) имеют внутренние механизмы поддержания постоянной температуры тела. К ним относятся некоторые рептилии (морские черепахи), птицы и млекопитающие.

Полости тепа:

I — бесцеломные; II — первично-полостные; III — вторично-полостные А — кишечнополостные; Б — плоские черви; В — круглые черви; Г — кольчатые черви; 1 — энтодерма; 2 — эктодерма; 3 — мезенхима; 4 кишка, 5 — мезодерма, 6 — целом

Особенности поведения животных

Как и все другие организмы, животные могут отвечать на изменения в среде. Это свойство называют раздражимостью. У животных внешним проявлением раздражимости является их поведение — действия, которыми они отвечают на определенные изменения условий среды. Поведение животных, прежде всего, зависит от сложности их строения и от того, чем они питаются: направленность псевдоножек амебы к питательной частице, охота рыси, поглощение коровой растений и т. д. Очень сложное поведение характерно для социальных насекомых (пчелы, муравьи).

Разыскивая пищу, животные постоянно подвергаются опасности. Почти все животные могут сами стать чьей-то добычей. Избегают опасностей они разными путями. Одни пытаются стать незаметными для врагов или строят себе убежища, другие бегут от хищников, а некоторые могут даже оказывать им сопротивление (дикобраз). Для продолжения существования вида животным необходимо оставлять потомство. Большинство видов животных состоит из особей двух полов. Таким животным для размножения необходимо найти и привлечь партнера. Брачное поведение довольно часто является ярким и интересным зрелищем. У многих видов самцы имеют яркую окраску или разнообразные «украшения». Иногда самцы устраивают настоящие брачные турниры. Самки наблюдают за такими турнирами и выбирают себе партнера.

Чтобы встретиться с вероятным партнером, некоторые животные отправляются в далекое путешествие. Так, морские черепахи путешествуют через весь Мировой океан, но в определенное время возвращаются на побережье, где когда-то родились сами, чтобы оставить потомство. У многих ночных бабочек, например шелкопрядов, самки привлекают самцов особым запахом. Самцы могут почувствовать его за несколько километров благодаря разветвленным усикам — органам обоняния.

Еще один важный этап в жизни многих животных — забота о потомстве. Представители многих видов с самого рождения остаются одни и должны сами заботиться о себе (кораллы). Многие другие животные устраивают в безопасных местах кладки, из которых выводится следующее поколение (черепахи). Более заботливыми родителями являются те животные, которые охраняют свое потомство. Например, самка речного рака носит яйца и детенышей, которые только что вылупились, под своим брюшком, а самец тиляпии — во рту. Лучше беспокоятся о потомстве те животные, которые выкармливают их и обучают. Так делают большинство птиц и млекопитающих.