Эволюция покровов тела.
У беспозвоночных животных покровы развиваются из эктодермы. Эволюция покровов шла по пути преобразования мерцательного эпителия (ресничные черви) в плоский эпителий, лишенный ресничек, с образованием снаружи кутикулярного слоя. Уже у беспозвоночных животных покров выполняет не только функцию защиты, но и многие другие (восприятие механических и химических раздражений, осязание, поражение жертвы, отпугивание врагов).
У хордовых животных покров не является однородным структурным образованием, а состоит из двух частей - эпидермиса и дермы, которые тесно связаны друг с другом, но различаются по происхождению: эпидермис развивается из эктодермы, дерма - из мезодермы. Эволюция покровов шла по пути замещения однослойного цилиндрического эпителия и слабо развитой дермы (ланцетник) на многослойный плоский ороговевающий эпителий и хорошо развитую дерму (позвоночные).
Дальнейшая эволюция покровов в ряду позвоночных обусловила деление эпидермиса на верхний защитный роговой слой и нижний ростковый. Клетки рогового слоя по мере приближения к поверхности уплощаются, наполняются фибриллярным белком- кератином, отмирают и слущиваются, что важно в условиях постоянного наземного существования.
У всех высших позвоночных за счет видоизмененного рогового слоя эпидермиса образуются специализированные структуры: чешуя, когти, рога, перья, ногти, волосы. Следует отметить, что у предков млекопитающих тело было покрыто чешуей, которая сохранилась на конечностях и хвосте ряда современных млекопитающих (грызуны, насекомоядные, сумчатые). У многих амниот, у которых зубы редуцированы, кожа по краям челюстей ороговевает, образуя клюв. Возникшие у млекопитающих ногти и копыта являются модификацией когтей.
Появление у млекопитающих волосяного покрова обеспечило теплоизоляцию, видоспецифическуго окраску кожи (вместе с пигментными клетками эпидермиса и дермы), улучшило осязание, аэро-и гидродинамические свойства тела.
Функции покровов тела.
1.Защита от механических, физических и химических воздействий.
2.Барьерная - преграда для проникновения бактерий и других микроорганизмов.
3. Теплоизоляция (кожа, волосы, перья).
4.Участие в теплообмене между организмом и окружающей средой.
5.Участие в регуляции водного баланса организма.
6.Участие в выведении конечных продуктов обмена (железы).
7.Участие в дыхании (поглощение О2 и выделение СО2).
8.Метаболическая функция (запасание энергетического материала, образование витамина D, молока).
9.Важная роль во внутривидовых отношениях: пигменты кожи и волос обеспечивают видоспецифическую окраску кожи; совокупность секретов пахучих, сальных, потовых желез позволяет отличить особей своего и других видов, облегчает встречу самца и самки.
10.Пассивная защита - приспособительная окраска (покровительственная, предостерегающая, расчленяющая, мимикрия) обеспечивает адаптацию организма к среде обитания.
Эволюционные преобразования покровов у хордовых животных.
- расширение числа выполняемых функций - помимо защиты, покровы принимают участие в газообмене, терморегуляции, в выведении конечных продуктов обмена;
- смена функции - плакоидные чешуи на челюстях превратились в зубы;
- интенсификация функции защиты тела привела к дифференциров-ке покровов: развитие дермы за счет разрастания соединительной ткани, деление эпидермиса на два слоя (роговой и ростковый); формирование специализированных производных кожи, многоклеточных желез нескольких типов;
- появление новых структурных элементов кожи - волосяного покрова;
- появление специализированных производных потовых желез -млечных желез.
Онто-филогенетически обусловленные пороки развития покровов у человека.
1. Отсутствие потовых желез (ангидрозная дисплазия).
2. Чрезмерное оволосение кожи (гипертрихоз).
3. Многососковость (полителия).
4. Увеличенное количество молочныхжелез (полимастая). Эволюция опорно-двигательной системы.
Одно из основных свойств животных организмов - передвижение (локомоция)- осуществляется за счет опорно-двигательного аппарата. Опорные образования беспозвоночных разнообразны и могут иметь экто-, энто- и мезодермальное происхождение. Так, у кишеч-нополостных опорную функцию выполняет мезоглея, локомоцию -эпителиально-мускульные клетки экто- и энтодермы; скелет коралло-вых полипов развивается из Эктодермы. У большинства беспозвоночных скелет наружный. У хордовых животных скелет внутренний (эн-то- и мезодермальное происхождение). Основой их тела служит мы-
шечно-хордальный комплекс (миохорд), состоящий из хорды (осевой упругий тяж) и метамерной мускулатуры прилегающей к ней. Хорда закладывается в эмбриональном периоде всех хордовых животных и выполняет морфогенетическую роль - под влиянием хордо-мезодермального зачатка развиваются нервная трубка, позвоночник, дифференцируются сомиты.
В процессе прогрессивной эволюции хордовых произошли: замещение хорды позвоночным столбом, состоящим из позвонков; приобретение позвонками процельности (передневогнутость) и плa-тицельности (передняя и задняя поверхности позвонков плоские); формирование черепа; утрата метамерного строения мускулатуры и появление специализированных групп мышц; изменение места расположения конечностей и типа их прикрепления. Адаптации к разным условиям обитания привели к формированию многообразных типов передвижения, что расширило возможности добывания пищи, спасения от врагов, поиск оптимальных зон обитания и заселение хордовыми почти всех биотопов суши, воды, нижних слоев атмосферы.
Функции опорно-двигательного аппарата.
1. Сохранение определенной формы тела.
2. Защита органов от воздействий.
3. Опора для всей массы тела, приподнятие его над землей.
4. Локомоция - скелет служит местом прикрепления двигатель-ных мышц, при их сокращении части скелета работают как рычаг, обеспечивая различные движения.
Основные эволюционные преобразования опорно-двигательного аппарата позвоночных животных.
1. Замещение хорды позвоночным столбом (субституция).
2. Смена хрящевого скелета на костный (субституция).
3. Дифференцировка скелета.
4. Слияние костей черепа (олигомеризация).
5. Уменьшение объема сегментарной мускулатуры, изменение направления пучков мышечных волокон, обособление все большего числа специализированных групп мышц.
6. Формирование на основе парных плавников кистеперых рыб конечностей наземного типа.
7. Уменьшение объема спинной, туловищной мускулатуры, увеличение и значительное усложнение мышц конечностей.
8. Расширение числа выполняемых функций (брюшная мускулатура при наземном образе жизни участвует в поддержании стенок брюшной полости, в дыхании).
9. Увеличение проксимальных и уменьшение дистальных отделов конечностей.
10.Увеличение подвижности соединения костей (активация функции); уменьшение количества костей в запястье, уменьшение количества фаланг пальцев.
Особенности опорно-двигательного аппарата человека
1. Вертикальное расположение позвоночного столба; наличие в нем изгибов.
2. Увеличение размеров позвонков (сверху вниз).
3. Перемещение затылочного отверстия ближе к середине основания черепа привело к исчезновению затылочных гребней, к которым прикреплялись мышцы для удерживания головы.
4. Развитие сосцевидного отростка височной кости, к которому прикрепляется мышца, удерживающая голову в вертикальном положении.
5. Увеличение мозгового отдела черепа и уменьшение лицевого отдела.
6. Развитие дифференцированной мускулатуры пальцев рук; противопоставление большого пальца.
7. Наклон таза под углом 60° в связи с перемещением центра тяжести тела.
Онто-филогенетические пороки развития скелета человека.
1. Сохранение избыточного количества хордального материала (может привести к развитию опухолей - хордом).
2. Уменьшение или увеличение количества позвонков (на один позвонок) в каждом отделе позвоночника.
3. Расщелина дуги позвонков и несрастание остистых отрост-ков позвонков (приводит к образованию спинномозговых грыж).
4. Шейные ребра у последнего шейного позвонка.
5. Нарушение гетеротопии пояса верхних конечностей - врожденное высокое стояние лопаток.
6. Слияние шейных и верхнегрудных позвонков (резкое укорочение шеи).
7. Добавочные ребра у первого поясничного позвонка.
8. Хвостовой придаток (персистирование хвоста).
9. Синдактилия (сращение пальцев).
10.Полифалангия (увеличение числа фаланг пальцев).
11.Полидактилия (увеличение количества пальцев).
Эволюция питания. Основные типы питания. Эволюция пищеварительной системы.
Питание - это совокупность процессов, связанных у животных с поступлением в организм пищи, ее перевариванием и усвоением, является составной частью обмена веществ.
По типу питания различают автотрофные, гетеротрофные и миксотрофные организмы.
По способу поступления пищи гетеротрофы делятся на осмо-трофных и голозойных. У осмотрофных организмов питательные вещества поступают через всю поверхность тела, а у голозойных - через специальные отверстия.
В зависимости от вида потребления пищи различают:
1. фитофагов (растительноядные организмы)
2. зоофагов (плотоядные организмы и хищные животные)
3. сапрофагов (некрофаги, детритофаги, копрофаги). Первыми организмами на Земле были первичные гетеротрофы, использующие простые органические вещества абиогенного происхождения. Возникшие позже автотрофы, особенно фотосинтезирующие, увеличили массу сложных органических соединений, что обес- печило возможность появления вторичных гетеротрофов. Они стали использовать в качестве пищи сложные органические вещества биогенного происхождения, требующие ферментативного воздействия для их расщепления, в связи с чем возникло пищеварение.
Пищеварение - это совокупность процессов механической, физической и химической (ферментативной) обработки пищи, конечным этапом которой является образование неспецифических мономеров, которые используются для ассимиляции - синтеза веществ, специфических данному организму.
Преобладание тех или иных пищеварительных ферментов определяется характером пищи (у фитофагов - амилаза, карбоксилаза, а у зоо- и сапрофзгов - протеазы).
В результате эволюции сформировались три типа пищеварения: неклеточное, внутриклеточное и мембранное. Определенной филогенетической последовательности между ними не установлено, но известно, что мембранное пищеварение прослеживается на всех уровнях организации.
Основные эволюционные преобразования пищеварительной системы хордовых.
1. Усиление главной функции:
а) удлинение и дифференцировка кишечной трубки на отделы;
б)развитие в переднем отделе органов захвата и механической обработки пищи: челюстей, зубов, языка;
в) развитие пищеварительных желез;
г)развитие структур, обеспечивающих наиболее интенсивное всасывание питательных веществ (продольные и поперечные складки, ворсинки, микроворсинки тонкого кишечника).
2. Разделение органов и функций (разделение ротовой полости на дыхательный и пищеварительный отделы).
3.Расширение числа выполняемых функций (пищеварительной, защитной, гормональной, синтеза витаминов, терморегулятор-ной).
Онто-филогенетически обусловленные пороки развития
пищеварительной системы человека.
1. Односторонняя или двусторонняя расщелина верхней губы, верхней челюсти.
2. Незаращение твердого неба.
3. Наличие дополнительных зубов, трем, диастем, конических зубов, сильно развитых клыков, нарушение прикуса,
4. Отсутствие, недоразвитие барабанной полости, слуховых косточек, низкое расположение слуховых проходов.
5. Латеральные кисты шеи.
6. Эзофаготрахеальные свищи.
Пороки среднего и заднего отделов пищеварительной трубки.
1. Гипоплазия - недоразвитие различных отделов пищеварительной системы:
- укорочение пищевода, тонкого и толстого кишечника;
- недоразвитие или полное отсутствие слепой кишки с аппендиксом;
- недоразвитие печени и поджелудочной железы.
2. Наличие Меккелева дивертикула.
3. Неполное разделение клоаки на прямую кишку и мочеполовые протоки.
4. Наличие фрагментов тканей поджелудочной железы в стенке желудочно-кишечного тракта, в печени, желчном пузыре и его протоке, как следствие гетеротопии. Эволюция дыхания. Энергетический обмен у анаэробных и аэробных организмов. Эволюция дыхательной системы.
Дыхание - основная жизненная функция организма, включающая поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с выделением энергии и удаление из организма углекислого газа.
Источниками энергии для гетеротрофных организмов служат питательные вещества: углеводы, жиры, белки.
На подготовительном этапе сложные органические соединения, поступающие в организм с пищей или запасенные в клетках самого организма (гликоген, жиры) расщепляются до мономеров, часть которых (в основном углеводы) используются как энергетический материал в последующих этапах, а другая часть вступает в реакцию ассимиляции.
В процессе катаболизма мономеры подвергаются дальнейшему окислению. Гликолиз - последовательность реакций, приводящих к расщеплению глюкозы (основного "энергетического вещества" клетки) до пировиноградной кислоты, конечная судьба которой зависит от присутствия кислорода в клетке.
Брожение - эволюционно более древний и энергетически менее выгодный процесс извлечения энергии из питательных веществ, идущий в отсутствии кислорода. Фотосинтез обеспечил насыщение атмосферы достаточным количеством кислорода для возникновения аэробных организмов. В митохондриях клеток аэробов появляются стадии (цепь переноса электронов), требующие присутствия кислорода и обеспечивающие клетку более мощным и эффективным механизмом извлечения энергии из молекул питательных веществ.
Эволюция дыхательной системы.
Дыхательная система выполняет функцию газообмена между организмом и окружающей средой.
У животных с низким обменом веществ газовый обмен происходит путем диффузии через всю поверхность тела. Увеличение размеров тела, повышение интенсивности обменных процессов в организме привело к развитию специального дыхательного аппарата.
Эволюционные преобразования в дыхательной системе хордовых.
1. Усиление главной дыхательной функции:
1. увеличение поверхности газообмена;
2. дифференцировка воздухоносных и респираторных отделов;
3. совершенствование механизмов дыхания: появление грудной
клетки, дыхательной мускулатуры.
2. Расширение числа выполняемых функций: очищение, согревание, увлажнение воздуха; терморегуляция, звукообразование.
3. Субституция функций: дыхание с помощью жабр у наземных позвоночных замещается газообменом в легких.
4. Смена функций: плавательный пузырь древних кистеперых рыб преобразуется в орган дыхания.
5. Разделение функций и органов:
1. у наземных позвоночных отделение дыхательных путей от
первичной пищеварительной трубки;
2. в легких позвоночных разделение воздухоносных и респираторных отделов.
В процессе эволюции устанавливается морфофунациональная взаимосвязь дыхательной и кровеносной систем (динамические координации), что выражается в расположении сосудов в органах дыхания, строении стенок альвеол и капилляров (аэро-гематический барьер), наличии транспортных систем для переноса газов, присутствии дыхательных пигментов в крови.
Онто-филогенетически обусловленные пороки развития дыхательной системы человека.
1. Пороки, отражающие первоначальную общность пищеварительной и дыхательной систем:
а) Незаращение твердого неба;
б) Эзофаготрахеальные свищи - каналы, соединяющие пищевод и трахею.
2. Пороки легких человека, базирующиеся на остановке развития легких на разных этапах органогенеза и отражающие филогенез легких позвоночных:
а) Агенезия - остановка роста бронхолегочных почек на третьей -четвертой неделе эмбриогенеза, при этом легкое не развивается;
б) Аплазия - есть только слепо заканчивающийся главный бронх. Бронхиальное древо и паренхима легкого не развиваются;
в) Гипоплазия - недоразвитие или неправильное формирование структур легкого: пороки ветвления, редукция части бронхов и легочной паренхимы. При остановке ветвления бронха возможно образование бронхолегочных кист. Эволюция кровеносной системы.
Жидкая подвижная внутренняя среда является необходимым условием существования многоклеточных организмов. Она обеспечивает транспорт различных веществ: питательных, 02,СО2, гормонов, продуктов диссимиляции и осуществляет интеграцию организма в целостную систему.
У низших животных транспорт веществ осуществляется тканевой жидкостью, разветвленной пищеварительной системой, жидкостью полостей тела.
В паренхиме тела Кольчатых червей обозначились определенные пути свободной и направленной циркуляции жидкости, которые обособились в систему сообщающихся каналов - кровеносные сосуды. Движение крови по сосудам в простейшем случае обеспечивалось давлением на них мускулатуры тела и кишечника, а также сокращением стенок самих сосудов. Отделы сосудов с выраженной мускулатурой образовали сердца, которые стати играть основную роль в движении крови.
Кровеносная система называется замкнутой, если кровь движется только по сосудам, ограниченным собственными стенками (кольчатые черви, хордовые), и незамкнутой, если сосуды прерываются щелевидными пространствами: лакунами, синусами, лишенными собственных стенок (членистоногие, моллюски).
Кровеносная система образует густую сеть капилляров во всех внутренних органах, через стенки которых осуществляется обмен веществ между тканевой жидкостью и системой транспорта. Это определяет ее участие во всех функциях организма.
Из системы транспорта она превратилась в одну из главных интегрирующих систем, объединяющую все органы, перераспределяющую кровь между ними, изменяющую их температуру и функцию.
Роль кровеносной системы в жизнедеятельности беспозвоночных и позвоночных.
Кровеносная система
1. Обеспечивает:
—циркуляцию жидкой внутренней среды организма;
—транспорт клеток и различных веществ;
—связь и координацию работы внутренних органов (интегрирующую функцию), создавая возможность их гуморальной регуляции;
2. Участвует в терморегуляции отдельных органов и организма.
Основные эволюционные преобразования в кровеносной системе хордовых.
1. Усиление главной транспортной функции за счет формирования сердца, крупных артерий с выраженным мышечным слоем, разветвленной сосудистой системы, полного разделения артериальной и венозной крови, и как следствие - повышение уровня оксигени-зации тканей, возникновение гомеотермности.
2. Расширение числа выполняемых функций: участие в гуморальной регуляции, защитных реакциях, терморегуляции.
3. Изменения, связанные со сменой среды обитания, наземным образом жизни, легочным дыханием, редукцией хвоста и формированием парных конечностей наземного типа:
—редукция артериальных жаберных дуг
—появление малого круга кровообращения
—разделение общего предсердия и общего желудочка на правый и левый отделы
—смещение сердца из шейной области в грудную для установления оптимальных соотношений с легкими (гетеротопия)
—редукция кардинальных вен и кювьеровых протоков, преобразование их в полые, яремные вены и коронарный синус. Эволюция выделительной системы.
Выделительная система возникла у животных в связи с необходимостью поддержания постоянства внутренней среды путем выведения из организма продуктов диссимиляции. У одноклеточных животных и губок функцию выделения и осморегуляции выполняют со-кратительныевакз'оли. У кишечнополостных специальных органов выделения не выявлено. У более высокоорганизованных беспозвоночных животных в связи с усложнением внутреннего строения и формирования плотных наружных покровов формируются сложные и разнообразные органы выделения. Несмотря на различия в их строении, принцип выделения продуктов диссимиляция у всех беспозвоночных сходен и осуществляется благодаря двум основным процессам: ультрафильтрации и активному транспорту веществ. При ульт-рафйльтрации жидкости через полупроницаемую мембрану органов выделения не проходят белки и другие крупные молекулы. Активный транспорт происходит в двух противоположных направлениях: с помощью активной секреции вещества переносятся из внутренней среды животного в просвет экскреторного органа, а при активной реабсорбции их транспорт происходит в обратном направлении.
Почки всех классов позвоночных также работают по принципу фильтрации - реабсорбции и секреции. При этом 99% фильтрата ре-абсорбируется и меньше одного процента выводится в виде мочи. В эволюционном смысле такой способ выделения продуктов диссимиляции оказался наиболее выгодным, так как в результате ультрафильтрации любые чужеродные и большая часть токсичных веществ остаются в моче и выводятся из организма. Последнее дает возможность животным расширять и изменять свою среду обитания и источники питания без создания специального механизма для выведения каждого нового, возможно токсичного вещества, поступившего в организм с пищей.
Функции выделительной системы.
1 - экскреторная - удаление продуктов диссимиляции и токсических веществ;
2 - поддержание водно-солевого гомеостаза;
3- поддержание кислотно-щелочного равновесия, уровня глюкозы, ионного состава;
4- выведение половых продуктов (гамет);
5- участие в регуляции кровяного давления.
Эволюционные преобразования в выделительной системе позвоночных животных.
1. Субституция - замещение предпочки первичной, а у высших позвоночных вторичной почкой;
2. Полимеризация однородных структур - увеличение количества нефронов от 6 - 12 в предпочке, до нескольких сотен в первичной и до одного миллиона и более во вторичной почке;
3. Усиление главной функции почек проявляется в значительном возрастании уровня клубочковой фильтрации и канальцевой реабсорбции. Это достигается рядом преобразований:
а) увеличением количества нефронов;
б) формированием почечного тельца и редукцией воронки, что приводит к установлению непосредственного контакта выделительных канальцев с кровеносной системой и к утрате связи с целомом;
в) увеличением размеров почечных телец и усилением почечного кровотока;
г) удлинением и дифференцировкой извитых канальцев, образо-; ванием петли нефрона.
4. Разделение функций.
Формирование яйцевода из парамезонефрального канала и семяпровода из мезонефрального каната. Онто-филогенетически обусловленные пороки развития выделительной и половой систем у человека.
1. Гартнеров канал - сохранение мезонефрального канала у женщин - источник кист и злокачественных перестроек. У 30% девочек он облитерируется
2. Различные аномалии развития матки и влагалища (двойная, седловидная, двурогая, разделенная, асимметричная матка; двойное или разделенное перегородками влагалище)
3. Крипторхизм - неопущение яичек. Незаращение пахового канала - предрасположенность к грыжам
4. Неразделение клоаки (в норме на седьмой неделе она делится на мочеполовой синус и прямую кишку) - различные свищи между прямой кишкой и мочеполовой системой - ректовезикальный свищ; ректовагинальный свищ.
5. Тазовое положение почки. Развитие почки в онтогенезе человека
В эмбриогенезе у человека поочередно закладываются все три вида почек позвоночных животных: предпочка функционирует с третьей по шестую неделю, первичная почка - с шестой по восьмую неделю эмбрионального развития. Нефроны вторичной почки закладываются на 7 - 8 неделе и завершают формирование к 32 - 36 неделям внутриутробного развития. Окончательное формирование почек происходит в постнатальном развитии. В регуляции водно-солевого обмена у плода участвуют его почки, плацента и амнион. При этом происходит постоянный кругооборот воды и осмотически активных веществ: плод проглатывает амниотическую жидкость, часть которой всасывается в желудочно-кишечном тракте, поступает в кроваток, оттуда удаляется через плаценту или фильтруется почками плода. У новорожденных нефроны функционально незрелые. Для них характерны:
а) низкая величина клубочковой фильтрации;
б) сниженная способность к концентрации мочи;
в) ограниченная способность выведения избытка воды;
г) выведение с мочой глюкозы, лактозы, фруктозы.
В процессе роста ребенка изменяется и биохимический состав мочи. В первые три месяца после рождения в моче ребенка преобладает мочевая кислота с добавлением мочевины. Б период от трех до шести месяцев значительно нарастает экскреция мочевины и снижается выведение мочевой кислоты. В отличие от взрослых моча у новорожденных гипотонична по отношению к плазме крови. У двухлетнего ребенка почка функционирует как у взрослого человека. Окончательное формирование морфологических структур почек происходит к двадцати годам. Эволюция систем интеграции: нервной, эндокринной.
Нервная система.
Возникла у многоклеточных животных в связи с необходимостью быстро реагировать на изменения внешней среды.
Первоначально сигналы внешней среды воспринимались любыми покровными (зктодермальными) клетками. Постепенно из них выделились специальные клетки с особой чувствительностью к восприятию сигналов - "чувствующие клетки". Они погрузились под покровы, с помощью длинных отростков установили связь между собой и с другими клетками, сформировав нервную систему, состоящую из нейронов и совокупности их отростков - нервов. Нервная система стала воспринимать сигналы не только внешней, но и внутренней среды, превратившись в главную интегрирующую систему.
Нервная система простейшего строения (у кишечнополостных) состоит из клеток и нервных отростков, равномерно распределенных по всему телу. Такая нервная система получила название разлитой или диффузной.
У животных с двусторонней симметрией тела, в связи с дифференцировкой его переднего конца и формированием на нем органов чувств и ротового отверстия, произошла концентрация нервных клеток с образованием нервных центров в виде нервных узлов (ганглиев)
и нервных стволов.
Дальнейшее прогрессивное развитие нервной системы у беспозвоночных выразилось в цефализации, в увеличении числа нервных клеток, слиянии их в крупные нервные массы: "головной мозг", брюшной ганглий, подглоточный узел. Это связано с совершенствованием органов чувств, ротового аппарата и конечностей. Отдельные нейроны приобрели способность к секреции активных пептидов - нейрогормонов, выполняющих в начале местную, а позже дистантную регуляторную функцию.
Совершенно другой тип нервной системы свойственен хордовым, центральная нервная система которых является производным нервной трубки.
У предков хордовых на спинной стороне тела располагалась полоска чувствительного эпителия, воспринимающая световые, химические и механические сигналы. Она погрузилась в тело в виде желоба, а затем образовала замкнутую трубку (у ланцетника внутри нервной трубки сохранились светочувствительные клетки в виде глазков Гессе). У позвоночных, передний отдел нервной трубки характеризуется прогрессивным развитием, увеличением в размерах, дифференцировкой на отделы, преобразованием в головной мозг, включающий центры регуляции деятельности всех внутренних органов и органов чувств.
Остальная часть нервной трубки преобразовалась в спинной мозг, сохранивший сегментарное строение. У наземных позвоночных его длина уменьшилась в связи с редукцией хвоста, а участки, связанные с регуляцией парных конечностей, получили дополнительное развитие (шейное и поясничное утолщение).
Как и у беспозвоночных, некоторые нейроны приобрели способность к нейросекреции, к синтезу нейрогормонов. Отдел промежуточного мозга - гипоталамус - устанавливает связь и контроль над второй интегрирующей системой - эндокринной.
Роль нервной системы в организме.
1. регуляторная
2. интегрирующая
3. связь с внешней средой
4. морфологическое обеспечение инстинктов, поведения, эмоций, памяти, сознания, членораздельной речи, абстрактного мышления, познания.
Основные эволюционные преобразования нервной системы у позвоночных.
1. Усиление главной координирующей и регулирующей функции за счет увеличения числа нейронов, усложнения, дифференцировки, появления новых отделов и центров.
2. Постепенное замещение ихтиопсидного типа головного мозга позвоночных более прогрессивными зауропсидным, а затем маммалийным. Развитие переднего мозга за счет мантии -формирование новой коры, концентрация в коре высших центров всех видов жизнедеятельности (субституция).
3. Расширение числа выполняемых функций, активное участие в гуморальной регуляции, преобразование в единую нейро-гуморальную регулирующую систему.
4. Смена функций - передний мозг, выполняющий функцию двигательного центра, становится главным координирующим и интегрирующим отделом мозга.
5. Дифференцировка спинного мозга в соответствии с сегментами туловища, редукция его нижнего отдела в связи с исчезновением хвоста и формированием парных задних конечностей.
6. Гетерохрония. Передний мозг у млекопитающих опережает в развитии остальные отделы мозга (у других позвоночных развитие идет одновременно).
Онто-филогенетически обусловленные пороки развития
нервной системы человека.
1. Отсутствие головного мозга - анэнцефалия.
2. Отсутствие переднего мозга - ариэнцефалия.
3. Микроэнцефалия
4. Отсутствие извилин в коре или их небольшое количество, небольшая глубина борозд или высота извилин, отсутствие извилин, отсутствие некоторых отделов коры
5. Общий желудочек переднего мозга
6. Несмыкание заднего шва нервной трубки спинного мозга
7. Отсутствие мозолистого тела
Эндокринная система.
Возникла на основе гуморальной регуляции, присущей всем живым организмам от одноклеточных до человека. Она связана со способностью клеток синтезировать физиологически активные вещества, регулирующие процессы в самой клетке и выделяющиеся в окружающую среду, через которую они действуют на другие клетки.
У одноклеточных организмов активные вещества выделяются для взаимодействия с другими особями. У многоклеточных - они выполняют функцию посредников в межклеточных взаимодействиях. В начале их действие было ограниченно ближайшими клетками, в связи с чем они получили название тканевых или локальных гормонов. Некоторые из них являлись нейросекретами, так как синтезировались
нейронами и выделялись в окружающую среду их аксонами (адреналин, норадреналин, дофамин), скапливаясь в синапсах или распространяясь на ближайшие клетки. Нейросекреция свойственна всем многоклеточным.
В связи с усложнением и дифференцировкой многоклеточных организмов возникла необходимость в дистантных регуляторах, которые бы обеспечивали координированную деятельность всех органов. Ими стали истинные гормоны, вещества различной химической природы, поступающие в кровь, транспортируемые ею и действующие как химические регуляторы клеточных процессов.
У кольчатых червей впервые формируются нейрогемальные органы - небольшие депо нейросекретов, окруженные сетью расширенных кровеносных капилляров, через которые нейросекреты поступают в кровь.
У членистоногих в области «головного мозга» выделяется группа клеток, окруженных оболочкой, специализированных к нейросекреторной функции - (интерцеребральная железа) - железа внутренней секреции. Одновременно возникают другие железы внутренней секреции (половые) - функция которых контролируется гормонами интерцеребральной железы.
Таким образом, в филогенезе гормональной регуляции у беспозвоночных прослеживается переход от внутриклеточной секреции активных регуляториых веществ к железам внутренней секреции, синтезирующим нейрогормоны - пептиды или гормоны другой химической природы.
У позвоночных, обнаруживаются все уровни гуморальной регуляции: клеточный с помощью метаболитов и цАМФ, тканевой при помощи локальных гормонов (простогландинов, серотонина, дофамина, адреналина), органный и системно-органный с помощью истинных гормонов, поступающих в кровь и действующих дистантно.
У позвоночных формируется эндокринная система, объединяющая железы внутренней секреции, особое место в которой занимает гипоталамус. Его нейроны совмещают способность проводить нервные импульсы и секретировать нейрогормоны. Он осуществляет связь нервной и эндокринной систем. Благодаря гипоталамусу, эндокринная система получает возможность реагировать на внешние и внутренние сигналы. Следовательно, гипоталамус является нейросекреторным органом. (Кроме гипоталамуса способность к нейросекреции сохранили эпифиз, мозговое вещество надпочечников, нейроны вегетативной нервной системы). Гипоталамус образует единую систему с гипофизом. Нервные импульсы, приходящие в гипоталамус, активируют секрецию рилизинг - гормонов (либеринов и статинов), каждый из которых регулирует синтез в гипофизе тропинов, с помощью которых гипофиз контролирует деятельность других желез внутренней секреции, процессы роста и др. Нейрогормоны гипоталамуса депонируются в задней доле гипофиза, которая по существу является нейрогемальным органом, аналогичным таким же у беспозвоночных.
Многие железы внутренней секреции у позвоночных образовались путем специализации клеток различных тканей (тимус, половые железы, поджелудочная, щитовидная), продукты которых - гормоны - стали поступать в кровь,
Железы внутренней секреции у позвоночных формировались из разных зачатков, разными способами. В процессе филогенеза происходило слияние отдельных секреторных клеток в группы (щитовидная железа), объединение метамерно расположенных участков секретирующей ткани в общую железу (тимус, мозговое и корковое вещество надпочечников), включение инкреторных клеток в другой орган (ультимобранхиальные железы, поджелудочная железа), смена функции (эпифиз, щитовидная железа), смещение места закладки (щитовидная железа).
В процессе филогенеза формировались новые отделы и появлялись новые гормоны (гипофиз, надпочечники),
Некоторые железы образовались путем соединения двух частей, происходящих из разных зачатков (гипофиз, надпочечники).
Основные эволюционные преобразования в эндокринной
системе хордовых.
1. Переход от диффузной эндокринной системы к высокоспециализированной регуляторной системе, объединяющей железы внутренней секреции.
2. Усиление главной регуляторной и интегрирующей функция, увеличение числа секреторных клеток, появление в железах новых отделов и новых гормонов (задняя доля гипофиза, минералокортикоиды появились у наземных позвоночных)
3. Смена функции (переход некоторых желез от внешней секреции к внутренней, от способности воспринимать световые сигналы к секреции гормонов)
4. Олигомеризация - соединение нескольких зачатков в крупную железистую массу (тимус, мозговое вещество надпочечников, поджелудочная железа)
5. Гетеротопия - смешение места закладки органа (щитовидная железа, гипофиз)
6. Совершенствование связи с нервной системой, формирование единой нервно-гуморальной регуляции.
Онто-филогенетические пороки эндокринной системы человека.
1. Недоразвитие и гипофункция задней доли гипофиза.
2. Эктопия аденогипофиза (группа железистых клеток под слизистой оболочкой крыши полости рта).
3. Персистирование кармана Ратке (киста кармана Ратке между передней и средней долями гипофиза)
4. Щитоязычный проток - тяж клеток с полостью внутри (след гетеротопии щитовидной железы)
5. Эктопия щитовидной железы и срединные шейные свищи.
6. Срединные кисты шеи, располагающиеся по ходу движения закладок щитовидной железы.
7. Крипторхизм
8. Добавочные дольки щитовидной железы, отдельные клетки, синтезирующие тироксин на вентральной стороне глотки.
9. Гетеротопия поджелудочной железы (островки железистой ткани в стенке тонкой кишки или желудка).
перейти в каталог файлов
| Образовательный портал
Как узнать результаты егэ
Стихи про летний лагерь
3агадки для детей |