Филогенез выделительной системы

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Бюджетное учреждение высшего образования

Ханты-Мансийского автономного округа - Югры

«Сургутский государственный университет»

Медицинский институт

Кафедра морфологии

Проектная работа на тему:

Филогенез выделительной системы

Автор:

Вербицкий Валерий

Проверил преподаватель:

Гюльмагомедова Мария Викторовна

Сургут 2015

Введение

Цель: Исследовать эволюцию выделительной системы животных организмов. Выделить закономерности эволюции выделительной системы.

Задачи:

1) Изучить строение выделительных систем животных различных уровней организации.

2) Систематизировать полученную информацию в виде таблицы

3) Выделить общие закономерности

4) Сделать выводы

Актуальность: На сегодняшний день этот вопрос является изученным, но он актуален для студентов первого курса медицинского института, так как он затрагивает широкий спектр изучаемых наук и входит в основу базовых знаний, необходимых для дальнейшего обучения.

Предмет изучения: Выделительные системы животных разных уровней организации.

Объект исследования: Исследовательские материалы из различных источников.

1. Выделительная система, ее структура и функции

Функции выделения из организма продуктов обмена веществ выполняют несколько систем органов, которые объединяют в единую функциональную выделительную систему. В нее входят:

--пищеварительная система -- участвует в выделении непереваренных остатков пищи, продуктов метаболизма, некоторых лекарств, желчных пигментов, тяжелых металлов;

--дыхательная система -- участвует в выделении углекислого газа, паров воды;

--кожа -- через сальные и потовые железы выводятся вода, углекислый газ, продукты азотистого обмена (мочевина);

--мочевыделительная система -- через нее удаляется до 75% выводимых из организма жидких продуктов обмена веществ.

В состав мочевыделительной системы входят: парные бобовидные почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал.

Основной структурной единицей почки является нефрон (рис. 1.1), функцией которого является образование мочи.

Образование мочи

В процессе образования мочи выделяют две фазы: фильтрационную и реабсорбционную.

Первая фаза -- фильтрационная -- это образование первичной мочи в клубочках нефрона. Из почечных капилляров в полость капсулы профильтровывается из крови вода и растворенные в ней вещества. В первичной моче содержатся все компоненты плазмы крови, кроме высокомолекулярных белков, которые не могут профильтровываться через стенки капсулы и капилляров. Первичная моча также содержит аминокислоты, глюкозу, витамины и соли, продукты обмена -- мочевину, мочевую кислоту. За сутки у человека образуется 150--180 л первичной мочи.

Во второй фазе -- реабсорбции, которая происходит в канальцах нефрона, осуществляется обратное всасывание из первичной мочи в кровь нужных для организма веществ: аминокислот, глюкозы, витаминов. В канальцах всасывается 99% воды, содержащейся в первичной моче. В связи с этим во вторичной моче резко повышается концентрация сульфатов, фосфатов, мочевины, мочевой кислоты и других веществ, которые не всасываются в кровь, -- происходит концентрирование мочи. В конечном счете в течение суток из 150--180 л первичной мочи образуется около 2 л вторичной мочи.

В канальцах нефрона наблюдается также выделение (секреция) веществ в мочу. В основном это вещества, которые не могут пройти из кровеносных капилляров в капсулу клубочков, например многие лекарственные препараты.

Органы выделительной системы формируются из мезодермы.

В процессе филогенеза выделительная система проходит через 3 этапа (Рис1.2): филогенез мочеполовой животный выделительный

1) Пронефрос (головная почка)

2) Мезонефрос (первичная почка)

3) Метанефрос (вторичная почка)

1.1 Выделительная система типа простейших

Простейшие освобождаются от продуктов метаболизма путем диффузии их через мембрану, если концентрация выделяемых веществ в окружающей воде ниже, чем в клетке. Для удаления излишка воды простейшие, обитающие в пресной воде, имеют сократительные вакуоли, у морских простейших, обитающих в среде, изотоничной по отношению к содержимому их клеток, сократительных вакуолей обычно не бывает. Губки и кишечнополостные не имеют специальных органов выделения - продукты обмена удаляются путем диффузии. У кишечнополостных роль органа выделения играет ротовое отверстие (рис. 2).

1.2 Выделительная система плоских червей

Впервые выделительная система как самостоятельная система появилась у плоских червей в виде протонефридиев (греч. protos - первая, первичная, nephros - почка), или пламенных клеток (рис. 3.1;3.2). Протонефридии начинаются в глубине паренхимы клетками звездчатой формы, получившими название конечных или терминальных клеток с мерцательным пламенем.

Эти клетки очень многочисленны, разбросаны они по всему телу и путем пиноцитоза отсасывают из тканевой жидкости паренхимы продукты обмена. В терминальных клетках имеются канальцы с пучком ресничек, которые своими колебаниями проталкивают продукты обмена сначала в канальцы с узким просветом, затем в каналы большей ширины, затем в главный выделительный канал (или каналы) и к выделительным порам.

1.3 Выделительная система круглых червей

У круглых червей выделительная система представляет 1-2 одноклеточными кожными железами, заменившими протонефридии. От желез отходят выросты в виде двух боковых каналов, лежащих в боковых валиках гиподермы (рис. 4). Сзади каналы оканчиваются слепо, а в передней части соединяются в один непарный канал, открывающийся наружу порой позади «губ». Функцией выделения обладают также и фагоцитарные клетки, расположенные по ходу выделительных каналов. В клетках накапливаются нерастворимые продукты распада, а также инородные тела, попадающие в полость тела.

1.4 Выделительная система кольчатых червей

У кольчатых червей в каждом сегменте тела имеется по паре специализированных выделительных органов - метанефридиев. Метанефридий - это каналец, открытый с обоих концов: внутренний конец его открывается в целомическую полость предыдущего сегмента воронкой, снабженной ресничками, а другой конец открывается наружу выделительной порой. Биением ресничек продукты обмена удаляются из организма, а вода и глюкоза всасываются в капилляры, оплетающие нефридий (рис. 5). Дополнительным экскреторным органом кольчатых червей служат хлорагогенные клетки, блуждающие по целому. Эти клетки фагоцитируют твердые частицы отходов метаболизма и откладывают их затем в коже как пигмент.

1.5 Выделительная система моллюсков

У моллюсков главными органами выделения являются почки, по своему строению напоминающие метанефридии. Кроме того, они имеют особые железы, поглощающие продукты диссимиляции (Рис. 6).

1.5.1 Выделительная система ракообразных

Органами выделения ракообразных являются зеленые железы, расположенные у основания антенн и представляющие собой целомический мешок с зеленоватой железистой камерой и каналом, идущим в мочевой пузырь. Моча накапливается в мочевом пузыре, а затем изливается наружу (Рис. 7).

1.5.2 Выделительная система паукообразных и насекомых

У насекомых и паукообразных имеются мальпигиевы трубочки, открывающиеся в пищеварительный тракт (Рис. 8.2;8.1). Они располагаются в гемоцеле, из которой продукты обмена (путем диффузии или активного переноса) поступают в трубочки, а затем в пищеварительный тракт. Вода всасывается в трубочках или пищеварительном тракте, а основной продукт обмена - мочевая кислота по мере всасывания воды осаждается и выделяется в виде сухой пасты. Таким образом организм сберегает воду.

1.5.3 Выделительная система низших хордовых

Выделительная система у низших хордовых построена по типу нефридиев. Так у ланцетника в области жаберных щелей метамерно расположено до 100 пар нефридиев, один конец которых открывается во вторичную, а другой - в околожаберную полость (Рис. 9). Края целомического отверстия нефридиев (нефростом) имеют множество соленоцитов - клеток похожих на терминальные клетки протонефридиев. Следовательно, выделительные органы ланцетника имеют характер как прото-, так и метанефридиев.

1.5.4 Выделительная система рыб

Выделительная система у всех позвоночных в основных чертах одинакова: она состоит из почечных канальцев - нефронов, с помощью которых из крови удаляются продукты метаболизма. У низших позвоночных нет боуменовой капсулы, как у высших, поэтому канальцы открываются в полость тела. Эти пронефрические канальцы занимают промежуточное положение между метанефридиями кольчатых червей и мезонефрическими и метанефрическими канальцами высших позвоночных. У некоторых костных рыб почка утратила почечные клубочки (агломерулярная - бесклубочковая почка) и отфильтровывает из крови очень мало воды. А так как жидкости тела и кровь костных рыб гипертоничны по отношению к морской воде, то для восполнения воды морские костные рыбы пьют воду, а избыток солей удаляют с помощью специализированных солевых желез, расположенных в жабрах. Акуловые рыбы решают эту проблему другим путем: аммиак, образующийся в результате обмена веществ, в их организме превращается в мочевину, накапливающуюся в крови, способствуя тем самым повышению осмотического давления внутри тела. Почки у акуловых выделяют гипертоническую мочу (они не пьют морскую воду), часть воды поступает осмотическим путем через покровы. Пресноводные рыбы редко пьют воду, а их жабры поглощают соли путем активного, переноса почки же выделяют обильную мало концентрированную мочу для удаления излишка воды, которая всасывается через жабры и выстилку ротовой полости (Рис. 10).

1.5.5 Выделительная система земноводных

Амфибии имеют почечные канальцы примитивного строения, способные выделять обильную, мало концентрированную мочу (Рис. 10). Лягушка может терять ежесуточно с мочой и через кожу до 1/3 массы тела.

1.5.6 Выделительная система пресмыкающихся

Роговой покров рептилий способствует сохранению воды в теле: клубочки почек очень мелкие и отфильтровывают воды из крови меньше, чем крупные клубочки пресноводных рыб и амфибий (Рис. 12).

1.5.7 Выделительная система птиц и млекопитающих

У птиц и млекопитающих клубочки тоже не очень велики, но у них развивается петля Генле, в которой осуществляется обратное всасывание воды, и они выделяют уже гипертоничную (высококонцентрированную) мочу. Млекопитающие, обитающие в пустыне, должны обходиться малым количеством воды, поэтому у них петля Генле очень длинная и воды всасывается много больше, чем у других животных. У птиц и млекопитающих в процессе эволюции выработалась почка третьего типа - метанефрос, канальцы которой имеют два сильно извитых участка (как и у человека) и длинную петлю Генле (Рис. 13.1; 13.2). В длинных участках почечного канальца происходит обратное всасывание воды и поэтому выделяется сильно концентрированная моча. Все это позволило животным успешно приспособиться к жизни на суше и экономно расходовать воду.

1.6 Таблица «Эволюция выделительной системы»

Выводы

1) Эволюция системы выделения шла в направлении создания специализированных органов, обеспечивающих выведение из организма образующихся в процессе жизнедеятельности опасных, а иногда просто ядовитых веществ.

2) Эволюция мочевыделительной системы усложняется тем, что у многих животных некоторые ее части тесно связаны с системой размножения, поэтому обе эти системы рассматриваются вместе под названием мочеполовой системы.

3) в эволюции животных можно выделить три типа выделительных систем: протонефридии, мезонефридии, метанефридии.

4) Процесс формирования мочеполовой системы позвоночных является ярким примером субстиции органов.

Литература

1) http://medlec.org/

2) http://evolution.powernet.ru/

3) http://bibl.tikva.ru/

4) http://побиологии.рф

5) Кузнецова В. Н. Из опыта работы учителя биологии Ї технологическая карта урока «Выделительная система» [Текст] / В. Н. Кузнецова // Молодой ученый. -- 2015. -- №10.1. -- С. 59-63.

6) Петрашов В. В. «Механизм эволюции, состоящий из процессов, которые трудно отрицать» [Текст] / Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук - 2012 - №3

7) Газарян К. Г., Белоусов Л. В. Биология индивидуального развития животных. - М.: Высшая школа, 1983. - 287 с.

Приложение 1

Рис. 1.1 Строение органов и структурных элементов выделительной системы. А -- левая почка в разрезе; Б -- нефрон; В -- клубочек: 1 -- корковое вещество; 2 -- мозговое вещество; 3 -- почечные пирамиды; 4 -- основание пирамиды; 5 -- почечные сосочки; 6 -- извитые почечные канальцы; 7 -- петля Генле; 8 -- клубочек; 9 -- почечное тельце; 10 -- капсула клубочка (Боумана)

Рис. 1.2 Стадии развития почки в филогенезе

Рис. 2 Строение пресноводной гидры

Рис. 3.1 Строение Белой планарии

Рис. 3.2 Протонефридии

Рис. 4. Аскарида (самка). Поперечный срез 1 - спинной валик гиподермы; 2 - плазматические отростки мышечных клеток; 3 - мышечные клетки; 4 - яичник в продольном разрезе; 5 - стенка кишечника; 6 - кутикула; 7 - боковой валик гиподермы; 8 - канал выделительной системы; 9 - поперечный срез яичника; 10 - матка; 11 - яйцевод в продольном разрезе; 12 - брюшной валик гиподермы; 13 - яйцеводы, перерезанные поперек

Рис. 5 Выделительная система кольчатых червей

Рис. 6 Строение моллюсков

Рис. 7 Строение ракообразных

Рис. 8.1 Выделительная система паукообразных

Рис. 8.2 Выделительная система насекомых

Рис. 9 Строение Ланцетника

Рис. 10 Строение рыб

Рис. 11 Строение выделительной системы лягушки

Рис. 12 Строение выделительной системы пресмыкающихся

Рис. 13.1 Выделительная система человека

Рис. 13.2 Мочеполовая система птиц

Размещено на Аllbеst.ru