Главная > Биология > Еволюція видільної системи безхребетних

Еволюція видільної системи безхребетних


20-01-2012, 22:45. Разместил: tester3

Федеральне агентство зутворення

ГОУ ВПО

Красноярський державнийпедагогічний університет

ім. В.П. Астаф'єва

Факультет природознавство

Спец.вопрос по зоології

Еволюція видільної системи безхребетнихтварин


Виконала: студентка2 курсу гр.23А

Насонова І.М.

Перевірив : старшийвикладач

Вороніна К.К.

Красноярськ 2008


Зміст

Введення

1. Зародження видільної системи та їїподальший розвиток у безхребетних тварин

1.1 Виділення продуктів метаболізму найпростіших

2. Виділення продуктів метаболізмубагатоклітинних

2.1 Губки (Porifera)

2.2 Кишковопорожнинні (Coelenterata)

2.3 Плоскі черви (Plathelminthes

2.4 Немертини (Nemertini

2.5 Круглі (Первічнополостние) черви (Nemathelminthes)

2.6 Кільчасті черви (Annelida)

2.7 Молюски (Mollusca)

2.8 Голкошкірі (Echinodermata)

2.9 Членистоногі (Arthropoda)

Висновок

Бібліографічний список


Введення

Сучасний твариннийсвіт являє собою результат тривалої еволюції тварин, в процесіякої по мірі появи відокремленої внутрішнього середовища в живих організмахпочинають відокремлюватися і органи, призначені для підтримання сталості їїскладу, і перш за все - дихальні і видільні органи. Всі клітини тілаздатні виділяти рідкі або тверді продукти свого обміну. Цією тканинноїекскреції цілком достатньо для тих тварин, внутрішня середа яких маловідособлена від зовнішньої, в силу чого продукти екскреції всіх клітин поступаюбезпосередньо в зовнішнє середовище. З появою відокремленої внутрішнього середовищаз'являються і органи, що володіють здатністю поглинати з цієї внутрішнього середовищапродукти обміну, що поступають туди з тканин, і виділяти їх назовні, тобтоспецифічні екскреторні органи. Першу сходинку у розвитку екскреторнихорганів представляють ті випадки, коли частина клітин віднімає продукти екскреціївід інших клітин, без посередництва загальної для тих і інших внутрішнього середовища. Іймовірно на цій щаблі стоять більш великі кишковопорожнинні і більшістьплоских хробаків.

У осмотическомвідношенні внутрішня середа типових морських безхребетних не відокремлена віднавколишнього морської води. Але з переходом тварини в воду нестійкою солоності(Літораль, естуарії) або в прісну воду з'являється необхідність в регуляціїосмотичного тиску внутрішнього середовища, і як пристосування до життя вподібному середовищі виникають осморегулірующей органи. Останні спочаткуабсолютно незалежні від екскреторних органів, але у вищестоящих тварин зазвичайвступають з ним у тісний зв'язок, утворюючи єдиний апарат.

Екскреторна органиутворюються за рахунок усіх пластів тіла, але головним чином - за рахунокфагоцітобласта. Поряд з ним велику роль в екскреції у всіх тварин відіграєпериферичний фагоцітобласт. Тут екскреторну функцію беруть на себе, з одногобоку - окремі клітини і групи клітин неполяризованого фагоцітобласта, зіншого боку - целомічний епітелій і стінки целомодукти. Участь векскреції кінобласта виражається найбільше в освіті за його рахуноксправжніх (ектодермальних) нефрідій. Більш розвинені типи нефрідій і екскреторнихцеломодукти, поряд з екськреторнимі придатками кишечника (мальпігієві судини)утворюють найбільш досконалі видільні органи, з нефроцитів,розташованими у вигляді правильного епітелію і з вивідним протокою.

Функція екскреціївключає в себе попередню переробку екскретів і виділення з організмудекількох різних категорій цих екскретів.


1. Зародженнявидільної системи та її подальший розвиток у безхребетних тварин

1.1 Виділення продуктівметаболізму найпростіших

Найпростішим, як і будь-якиміншим живим організмам, властиві всі функції: харчування, обмін речовин,виділення, сприйняття зовнішніх роздратувань і реакція на них, рух, ріст,розмноження і смерть.

Тіло найпростішихвлаштовано досить складно. У межах однієї клітини відбувається диференціація їїокремих частин, які виконують різні функції. Так, за аналогією зорганами багатоклітинних тварин ці частини найпростіших були названі органоїдамиабо органелами.

видільноїорганелами найпростіших є скоротливі вакуолі. Крім функції виділеннянакопичуються в цитоплазмі рідких продуктів метаболізму (обміну речовин),скорочувальна вакуоль звільняє найпростіше від надлишку води, що надходить знавколишнього середовища в його тіло. Тобто вже у найпростіших функція екскреції об'єднуєтьсяз функцією осморегуляції, або підтримання сталості внутрішнього середовищаорганізму. Морські найпростіші, крім інфузорій, і паразитичні форми позбавленіскорочувальних вакуолей. Рідкі продукти обміну речовин виводяться у нихдифузно всією поверхнею тіла.

Будова скорочувальнихвакуолей інфузорій:

А - скоротливі вакуоліі призводять канали Parameciumcaudatum; Б - скоротливівакуолі інфузорії Campenellaumbellaria в стані діастоли ісистоли; В - схема будови скоротливої вЂ‹вЂ‹вакуолі Cycloposthium: 1 - вакуоль відкривається назовні постійним каналом, оточеним особливими міонемамі-замикачами; 2 - пеллікула - щільний шар ектоплазму. Г - скорочувальна вакуоль Parameciumtrichium з звивистих вивіднимканалом ( 1 ).


2. Виділення продуктівметаболізму багатоклітинних

Виникненнябагатоклітинного було найважливішим етапом в еволюції всього царства тварин.Розміри тіла тварин, раніше обмежені однією клітиною, у багатоклітиннихзначно зростають за рахунок збільшення числа клітин. Тіло багатоклітиннихскладається з кількох шарів клітин, не менше ніж з двох. І серед клітинвідбувається поділ функцій. Клітини диференціюються на комплекси клітин,виконують ті ж функції, утворюють відповідні тканини. А тканини, всвою чергу, утворюють складні органи та системи органів, що забезпечуютьжиттєві відправлення тварини.

багатоклітиннихчерезвичайно розширила можливості Евола-Ціон розвитку тварин ісприяла завоюванню ними всіх можливих середовищ існування.

Розглянемо, як і за рахунокчого відбувається виділення екскрементів і продуктів метаболізму у представниківбагатоклітинних безхребетних тварин:

2.1 Губки ( Porifera )

Губки - найбільшнізкоорганізованних асиметричні або радіально-симетричні багатоклітиннітварини, в основному мешкають в морях і океанах. Вони знаходяться на клітинномурівні організації. Це означає, що їх тіло являє собою скупченняпухко розташованих, в різній мірі диференційованих клітин, що виконуютьпевні функції. Однак ці клітини ще не утворюють справжніх тканин іорганів.

Виділення у губок, які подих, здійснюється дифузно. Рідкі продукти метаболізму і екскрементиз травних вакуолей хоаноцітов - циліндричних або кулястих клітин,утворюють жгутикові камери, і амебоцитів - великих блукаючих клітин,що у перетравленні їжі і здійснюють фагоцитоз, поступют черезсистему каналів в атріальную порожнину, а звідти із струмом води викидаються черезоскулум назовні.

2.2 Кишковопорожнинні ( Coelenterata )

Тип кишковопорожниннихвідноситься до нижчих багатоклітинних тварин, які, однак, по цілому рядуознак складається вище губок. Це приемущественно морські тварини, і лишедеякі з них живуть у прісних водах.

Виділення екскрементіву кишковопорожнинних відбувається через ротовий отвір. Також видільнуфункцію приписують і кишковим порам кишковопорожнинних, але з фізіологічноїбоку це припущення недостатньо обгрунтовано. Зате морфологічно вониє вірогідними гомологами целомодукти, які у багатьох тварин несутьвидільну функцію.

2.3 Плоскі черви ( Plathelminthes )

До типу плоских хробаків відн...осятьсянайбільш нізкоорганізованних тришарові білатеральні тварини, що ведутьрізноманітний спосіб життя. У плоских хробаків є ряд особливостей в їхбудові і біології, які розвинулися під впливом умов життя. Такою особливістюплоских хробаків є поява у них нової системи органів, відсутньої укіщечнополостних - видільної системи.

Органи виділеннявперше виникають у турбуллярій (війкових черв'яків). І у різних турбуллярійвидільні органи розвинені неоднаково. Вони представлені системою сильнорозгалужених каналів, часто утворюють перемички, або анастомози. Найбільштонкі канальці замикаються сліпо кінцевими, або термінальними, клітинами, аголовні канали відкриваються видільними отворами. Термінальні клітинигрушоподібної форми, часто із зірчастими відростками, розташовані вонибезпосередньо в паренхімі. Усередині клітин є порожнина, в якійпоміщається пучок довгих вій (1). Пучок війок знаходиться в безперервномуколивальному рух, що нагадує коливання полум'я свічки, за що ці клітининазивають полум'яними клітинами. Порожнина термінальної клітини продовжується в їївідростку. Це і є початок видільної каналу. Далі до відростку клітинипримикає ряд подовжених клітин, крізь які проходить канал. Канальці,відходять від близько розташованих полум'яних клітин, з'єднуються в більшіпротоки, потім ці протоки впадають в ще більш великі, що відкриваються одним абодекількома отворами назовні.

Описані органивиділяють з тіла надлишок води, а також рідкі продукти дисиміляції. Продуктирозпаду органічних речовин дифузно проникають із паренхіми в порожнинувидільної клітини і рухом миготливого полум'я женуться по каналах,які також вистелені віями, і, нарешті, виділяються назовні.

Найважливішою рисоювидільних органів турбуллярій, як і всіх плоских хробаків, є наявністьособливих термінальних клітин, замикаючих видільні канали. Такого типу видільніоргани безхребетних називають протонефрідіі.


Видільна системаплоских хробаків - протонефрідіального типу:

Видільна система турбуллярій:

А - розташування головних видільнихканалів в тілі прямокишечной турбулляріі Gyratryx hermaphrodites; Б - схема будови протонефридіїв:

1 - головні поздовжнівидільні канали, 2 - розгалуження канальців, 3 - зірчасті клітини, 4 -миготливе полум'я, 5 - видільні отвори

Видільна систематрематод

1 - головні бічніканали видільної системи, 2 - протонефрідіальние канальці, закінчую-щиесямиготливими клітинами, 3 - сечовий міхур

Видільна система стрічкових черв'яків:

1 - поздовжні бічніканали видільної системи,

2 - розгалуженнявидільних каналів, що закінчуються зірчастими клітинами,

3 - поперечніперемички між поздовжніми каналами

2.4 Немертини ( Nemertini )

Водні, майжевиключно морські вільноживучі, рідше паразитичні тварини. В немертінвперше з'являється добре розвинена кровоносна система. Накопичуються в кровікінцеві продукти обміну речовин надходять у систему виділення, влаштовануза типом протонефридіїв. Це пара трубок, що лежать по боках тіла, частіше лише упередній його половині, і відкриваються назовні вивідними отворами. Коженстовбур дає від себе багато побічних канальців, що закінчуються клітинами змиготливим полум'ям. Своїми кінцями канальці глибоко вдаються в стінку бічнихкровоносних судин, полегшуючи цим дифузію кінцевих продуктів обміну речовинз крові в видільну систему.

Немертини: 1 -видільні органи

2.5 Круглі(Первічнополостние) черви ( Nemathelminthes )

Цей типхарактеризується або відсутністю видільної системи, або вона представленавидозміненими шкірними залозами, або вона протонефрідіального типу.

Видільна системапервічнополостних на прикладі класу власне круглих червів (Nematoda):

Один з найбільшчисленних класів тваринного світу, вільноживучих і паразитуючих. Видільнасистема нематод своєрідна. Вона складається з одноклітинних шкірних(Гіподермальние) залоз, які замінили протонефридии, які зникли у зв'язку звтратою нематодами війових утворень, і виконують також функціюосморегуляції. Видільні органи розташовані в гиподерме і утворені зазвичайоднією або двома, рідше багатьма клітинами і ці органи називаються шийнимизалозами. У частини вільноживучих нематод вона масивна і має короткийвидільної протоку (її доповнюють більш дрібні залози, що лежать по боках тіла)і крім шийних залоз, у них є термінальні, або хвостові, видільнішкірні залози. У більшості грунтових і паразитичних нематод шийна залозапов'язана з довгими екськреторнимі каналами, розташованими в бічних стовщенняхгіподерми. Наприклад, у кінської аскариди (Parascarisequorum) в бічних валикахгіподерми проходять два видільних каналу, замкнутих на задніх кінцях. Ціканали, проходять до переднього кінця тіла, загинаються на черевну сторону,зливаються разом в короткий непарний канал і відкриваються на черевній сторонівидільним отвором. Весь цей орган представляє собою одну гігантськуклітку: видільні канали проходять в її відростках, а ядро ​​розташоване вцитоплазмі лівого каналу.

Через бічні каналививодяться виробляються в тілі рідкі продукти виділення. Але у нематод єтакож особливі фагоцитарні органи, в яких затримуються і накопичуютьсярізні нерозчинні продукти обміну речовин і сторонні тіла, проникаючів організм, наприклад бактерії. Отже, нерозчинні частинки,накопичилися в фагоцитарних органах, не видаляються з тіла, а тільки усуваютьсятаким чином з життєвого кругообігу організму.

Такі органи називаютьсяВ«Нирками накопиченняВ»; вони мають вигляд великих зірчастих клітин (у кінськійаскариди їх чотири). Вони розташовані в порожнині тіла по ходу бічнихвидільних каналів, в передній третині тіла. Крім того, в них виявленогемоглобін. Припускають, що фагоцитарні органи служать центрами,регулюючими споживання вільного кисню нематодами.

Одноклітинні видільні органи паразитичних нематод:

А- Porrocaecum; Б- Contracaecum; В- Parascaris equorum;

1 - ядровиділи-котельної клітини; 2 - видільний отвір; Г - розкритий переднійкінець Parascarisequorum: 1 - кишка, 2 -фагоцитарні органи, 3 - бічні видільні канали.

2.6 Кільчасті черви ( Annelida )

Тип кільчастих хробаків,або кольчецов, являє собою дуже важливу групу для розуміння еволюціївищих безхребетних тварин.

Основною ознакоюзовнішньої будови кольчецов є метамерія, або сегментація тіла. Метамеріякольчецов виражається не тільки у зовнішній, а й у внутрішній організації, вповторюваності багатьох внутрішніх органів. Це стосується і видільної системи:функція виділення виконується сегментарним органами - нефрідій(Метанефридії). Зазвичай в кожному сегменті є одна пара нефрідій.

Метаніфрідіяміназиваються відкриті видільні органи, на відміну від замкнутихпротонефридіїв. Метанефридії розташовані метамерно і попарно, але так, щокожен нефрідій починається в одному (передньому) сегменті, а закінчуєтьсявидільним отвором в наступному (задньому).

Видільна функціяметанефридії двоякого роду. Стінка нефрідіального каналу, особливо середньоїчастини, пронизана мережею кровоносних капілярів. З крові в нефрідіальний каналнадходять рідкі продукти дисиміляції. З іншого боку, через війковийаппарпт воронки разом з частиною целомічних рідини виносяться екскретів,які попередньо накопичуються в амебоидних клітинах целома, а також вособливих клітинах, що володіють фагоцитарною функцією і розташованих в певнихмісцях целомічну епітелію. У міру накопичення зерняток твердих екскретівці клітини разом з містяться в них екскретів виносяться назовні. Такимчином, розвиток метанефридії тісно пов'язане з участю целома в видільнихпроцесах.

Видільна системакласу малощетінкових кольчецов ( Polychaeta ):

метанефридії:

1 - воронка; 2 -початок нефрідіального каналу; 3 - нефрідіальний канал з... віями; 4 -кінцева частина нефрідіального каналу, що відкривається деколи.

У більшостівисокоорганізованих поліхет органами виділення служать метанефридії.

метанефридії починаєтьсябільш або менш розширеної лійкою - нефростомія, усадженої віями івідкривається в порожнину сегмента. Від нефростома починається нефрідіальний канал,який проходить через діссепімент в наступний сегмент. Тут нефрідіальнийканал утворює більш-менш складний клубок, підходить до стінки тіла івідкривається і відкривається видільним отвором назовні. До метанефридіїпідходять кровоносні судини. У просвіті нефрідіального каналу зазвичай маютьсяреснички.

Кінецьоднієї з гілок протонефрідіі

На перший поглядметаніфрідіі зовсім не схожі на протонефрідіі. Однак ці два типивидільних органів генетично між собою пов'язані, і метанефридії розвинулисяз протонефридіїв. Протонефрідіі є у поліхет. Личинка поліхет - трохофора -має справжні протонефрідіі з видільними каналами, замкнутимитермінальними клітинами. У багатьох поліхет є протонефрідіі кількаособливого типу. У них нефрідіальний канал в термінальній частині замкнутий, ікінчається групою клітин, що нагадують шпильки з розширеними головками. Врозширеної частини цих клітин поміщаються ядро ​​і цитоплазма, а в трубчастій ніжціпроходить канал, в якому знаходиться коливний джгут, що доходить до початкунефрідіального каналу. Такі нефрідіальние клітини отримали назву

кислоти).

Видільна система

Видільна система

Видільна системаГоловна

Видільна система

Видільна система

Для цієї метиПри

Видільна система

Видільна системаформи.

Видільна системаОдна

Видільна система

Крімклітин. У йогоклітинахспостерігаються численні краплі жиру, а також конкрецій сечової кислоти.Жирове тіло служить не тільки для накопичення поживного матеріалу, але і длявиділення.

Видільна системакласу павукоподібні ( Arachnida ):

Павукоподібні - вищіхеліцерових членистоногі. Вони дихають за допомогою легенів або трахей і володіютькрім видільної апарату у вигляді розгалужених мальпігієвих судинентодерміческого походження, що лежать в черевці (в просвітах якихнакопичується гуанін - основний продукт виділення павукоподібних) - коксальниезалозами - парними мішкоподібні утвореннями мезодермальной природи, лежачимив двох (рідше в одному) сегментах головогруди. Коксальние залози добре розвинені узародків і в молодому віці, але у дорослої особини більш або меншатрофуються. Цілком сформовані коксальние залози складаються з кінцевогоепітеліального мішечка, петлевидних извитого каналу і більш прямого вивідногопротоки з сечовим бульбашкою і зовнішнім отвором. Кінцевий мішечок відповідаєресничной воронці целомодукти, отвір якої замкнуто залишкомцеломічну епітелію. Коксальние залози відкриваються в підстави 3-й або 5-йпари кінцівок.

Схема організації павука:

1 - мальпігієві судини,2 - підстави ходних ніг.


Видільна системакласу комахи ( Insecta ):

Комахи представляютьсобою найбільший клас тварин у сучасній фауні. Вони широко розселилисяпоп материках і пристосувалися до самих різних умов існування.Комахи - найбільш високоорганізовані членистоногі, але серед них різнігрупи досягли різного ступеня складності організації.

Функції органіввиділення у комах виконуються поряд утворень. Але основними органамивиділення комах є мальпігієві судини, що відходять від харчового каналуна кордоні між середньою і задньою кишками і мають ектодермальноепоходження. Мальпігієві судини іноді гілкуються, але частіше являють собоюдовгі неветвящіеся трубочки, що лежать вздовж кишечника в міксоцель. Вони сліпозамкнуті на одному кінці і іншим кінцем відкриваються в кишечник на кордонісередньої і задньої кишок. Їх порожнину вистелена низьким одношаровим епітелієм.Кількість судин коливається від 2 до 200 і більш-менш постійно упредставників різних систематичних груп. Рідкі продукти виділення у виглядісечової кислоти, уратів та інших сполук потрапляють з мальпігієвих судин взадній відділ кишечнику і виділяються назовні. Іноді мальпігієві судини володіютьдеякою рухливістю, що забезпечує постійну зміну омиваючої їхгемолімфи.

мальпігієві судини різних комах:

А - жужелиці; Б -метелики; В - гусениці метелика; Г - чорного таргана: 1 - мальпігієві судини


Крім мальпігієвихсудин, видільну функцію у комах виконує також жирове тіло. Цейорган займає проміжки між органами і буває особливо розвинений напевних стадіях розвитку, наприклад у гусениць метеликів старших віків.Це пов'язано з тим, що в клітинах жирового тіла накопичуються поживніречовини у вигляді крапельок жиру, які потім використовуються в період метаморфоза.У багатьох жирових клітинах і в особливих клітинах жирового тіла - нефроцитах -виявляються відкладення сечокислих солей. Поглинаючи продукти дисиміляції,клітини жирового тіла нікуди їх не віддають, вони функціонують в даному випадку якВ«Нирки накопиченняВ».

Крім цього,видільну функцію несуть і деякі інші органи. Такими, очевидно,є групи перикардіальних клітин, що лежать з боків серця. Можливо,таку ж роль грають знаходяться в жировому тілі і в порожнині тіла особливі клітини -еноціти. У нижчих комах (ногохвосток, тізанур і двухвосток) єніжнегубние видільні залози, мабуть, гомологічні метанефридіїполіхет.

метаболізмбезхребетних видільний екскреторної


Висновок

Видільна системабезхребетних тварин різних рівнів організації має відносне подібнебудову, і в процесі еволюції йдуть по шляху ускладнення. Видільнимиорганелами найпростіших є скоротливі вакуолі. Губки голкошкірі ікишковопорожнинні не мають спеціальних видільних органів, і продукти обмінуречовин переходять у них із внутрішньоклітинної рідини в зовнішнє середовище шляхомдифузії за рахунок клітин хоаноцітов і амебоцитів. Найбільш примітивні тварини- Це плоскі хробаки і немертіни володіють спеціалізованими видільнимиорганами, у них є протонефрідіі, що закінчуються зірчастими (полум'яними)клітинами. У представників кільчастих хробаків в кожному сегменті тіла є попарі спеціалізованих органів виділення - метанефридії, що сталися відпротонефридіїв. Молюскам також характерні видільні органиметанефрідіального типу - нирки, або нефрідій, що є справжніми целомодукти.Серед безхребетних членистоногі являють собою найбільшвисокоорганізованих тварин, для них характерно появи видозміненихцеломодукти - коксальние, антеннальние залози або ж особливих органів, що виниклив межах типу членистоногих, а саме мальпігієвих судин. Потрібно сказати протому, що в межах різних типів і класів безхребетних тварин, крімосновних характерних органів виділення, присутні й інші додатковіосвіти, також несуть функцію виділення продуктів метаболізму.


Бібліографічнийсписок:

1.БеклемішевВ.Н. Основи порівняльної анатомії безхребетних. Вид. 2-е. Держ. изд. В«Радянська наука В»- М.; 1952

2.БілічГ.Л., Крижановський В.А. Біологія повний курс. 3т. Зоологія 4-е видання/М.:В«ОніксВ», 2004

3.ГінеціанскаяТ.А. Трематоди їх життєвий цикл, біологія і еволюція. М.: Наука, 1968

4.ДогельВ.А. Зоологія безхребетних: Підручник для ун-тов/Під ред. проф. ПолянськогоЮ.І. - 7-е изд., Перераб. і доп. - М.: Вищ. школа, 1981

5.МантейфельБ.П. АНССР Інститут еволюційної морфології і екології тварин ім. Северцова _М.: Наука, 1984

6.НаталіВ.Ф. Зоологія безхребетних. Підручник для студентів біол. фак. пед. ін-тів/Заред. Проф. Сазонової О.Н. - 3-е изд., Перераб. і доп. - М.: В«ПросвещениеВ», 1975

7.ШапкінВ.А., Тюмасева З.І. , Машкова І.В., Гуськова О.В. Практикум з зоологіїбезхребетних: Навчальний посібник для студ. Вища. пед. учеб. закладів/- М.:Видавничий... центр В«АкадеміяВ», 2003