Хорда.. Мускулатура.

04. 02. 22. Биология 11Б Тема: Эволюция органов и систем (часть2)

Классная работа (1. Прочитать предложенный материал; 2. Выписать новые термины и понятия; 3. Обратить внимание на пороки развития. )

Домашняя работа (у каких организмов эволюция пошла не по пути усложнения, а по пути упрощения? Приведите примеры с пояснением)

Цели: - углубить знания по теме, проанализировать филогенез покровов, скелета, пищеварительной системы; - применить знания по отношению к развитию человека.

Эволюция не является простым повторением строения предков, а предполагает изменение при формировании органов и систем органов:

Ценогенезы – приспособление зародышей к среде обитания, которое утрачивается у взрослых особей (жабры у головастиков, провизорные органы у амниотов).

Филэмбриогенез – изменение развития, имеющее адаптивное направление.

анаболия – надставки – добавление дополнительных стадий (диафрагма у млекопитающих, перья у птиц, появление изгибов позвоночника).
девиации – отклонение – в процессе морфогенеза органа происходит изменение в последовательности стадий развития (у млекопитающих развитие сердца рекапитулирует стадию трубки, 2-х камерное, 3-х камерное сердце, но стадия формирования неполной перегородки у пресмыкающихся вытесняется формированием перегородки характерной для млекопитающих).
архаллаксисы – отклонение онтогенеза в самом начале развития, биогенетический закон не выполняется (закладка волоса начинается с утолщения кожи)
гетерохрония – разное время – изменение времени закладки структур.
гетеротопия – разные места – изменение места закладки

Атавизмы – при нарушении эмбриогенеза взрослых особей могут появляться признаки встречающиеся у далеких предков.

Нарушение онтогенеза покровов:

Альбинизм – полное отсутствии пигмента покровов
Витилиго – пигмент отсутствует участками
Гипертрихоз – избыток роста волос
Алопеция – отсутствие волос
Гиперкератоз – утолщение ногтей
Пахионексия – утолщение волос
Полимастия – увеличение числа молочных желез
Полителия – увеличение чиста сосков

Филогенез скелета.

Низшие хордовые живут в водной среде
Высшие хордовые живут на суше.

Перемещение из водной среды в воздушную, привело в значительному усложнению скелета и скелетной мускулатуры, особенно конечностей. Увеличилось количество групп окружающих конечность.

Хорда.

Основные функции скелета: опора и основание для прикрепления поперечно-полосатых мышц.

В центре осевого скелета лежит хорда.
В процессе эволюции возникли и сформировались позвонки, которые дифференцировались и увеличилось число отделов позвоночника.
У человека в связи и прямохождением сформировались изгибы позвоночника – 2 лордоза (шейный и поясничный) и 2 кифоза (грудной и крестцовый).
Остатки хорды у высших позвоночных сохранились в виде межпозвоночных дисков.

У рыб есть 2 отдела позвоночника: туловищный и хвостовой.
У амфибий кроме туловищного и хвостового отдела появляется по одному шейному и крестцовому позвонку.
У рептилий шейный отдел имеет 8 позвонков (Iатлант, IIосевой), с возможностью поворачивать голову, грудной отдел позвоночника сзади соединен с ребрами, поясничный и крестцовый отдел имеют большое количество позвонков + хвостовой отдел позвоночника.
У птиц шейный отдел позвоночника имеет до 25 позвонков, поясничный, крестцовый и хвостовой отдел позвоночника срастаться в один мощный крестец.
У млекопитающих в шейном отделе 7 позвонков, но может быть 6 и 8 позвонков, в грудном отделе 9-24 позвонка, в поясничном 3-9 позвонков, крестцовый – число варьирует, у человека срастается в единую кость с тазом, хвостовой отдел – длинный хвост или копчиковая кость.

Нарушение онтогенеза скелета:

У человека есть разные дефекты формирования позвоночного канала, через которые могут выходить спинномозговые грыжи.
Могут быть патологические изгибы позвоночника – сколиоз.
Может сохраняться хвост (атавизм).

Скелет головы.

Мозговой отдел черепа
Висцеральный отдел черепа

В процессе эволюции шло:

уменьшение частей мозгового черепа
замена хрящей на кости
сокращение подвижных элементов.
число висцеральных дуг сократилось
IиIIвисцеральные дуги видоизменились и дали начало челюстям, костям лицевого черепа, слуховым костям и хрящам гортани

У рыб первая челюстная дуга состоит из верхнего небноквадратного и нижнего меккелевого хряща, эта дуга соединяется со второй висцеральной дугой состоящей из гиомандибулярного хряща, в результате чего получается гиостильное соединение мозгового и висцерального черепа.
Начиная с земноводных Iдуга соединяется с черепом сворим небным хрящом – это аутостильное соединение. Из гиомандибулярного хряща формируются слуховые кости. При нарушении онтогенеза у амфибий и рептилий вместо 3-х слуховых костей развивается только одна.

Строение органа слуха у разных классов:

У рыб: имеется только внутренне ухо + перепончатый лабиринт с сатонитами, полулунный канал и зачаток улитки.
У амфибий: внутреннее ухо имеет строение как у рыб, но имеется еще среднее ухо с одной слуховой остью и барабанной перепонкой.
У рептилий: во внутреннем ухе улитка и полулунные каналы хорошо развиты, среднее ухо с малой полостью и имеется зачаток наружного уха.
У птиц: хорошо сформировался наружный слуховой проход, в среднем ухе одна слуховая кость.
У млекопитающих: внутренне ухо имеет улитку с 2, 5 оборотами, полулунные каналы, мешочек и маточка. В среднем ухе 3 слуховых кости и барабанная перепонка. Наружное ухо состоит из слухового похода и ушной раковины.

Конечности:

В скелете конечностей сформировались пояса конечностей
Появилась пятипалая конечность
Уменьшилось число костей в дистальных отделах
Удлинились икроножные и укоротились дистальные отделы конечности

Пороки развития:

Полидактилия – увеличение числа пальцев
Полифалангия – увеличение числа фаланг
Болезнь Шпренгеля – перемещение пояса конечностей на 1-2 позвонка вниз.
Деформация грудной клетки (воронкообразная и килевидная).

Мускулатура.

Соматическая – поперечнополосатая мускулатура – развивается из миотомов сомита и иннервируется спинномозговыми нервами.
Висцеральная мышечная ткань – развивается из других участков мезодермы и иннервируется вегетативными нервами и может быть как гладкой, так и поперечнополосатой

Филогенез пищеварительной системы.

Для хордовых характерна филогенетическая эмбриональная и функциональная связь пищеварительный и дыхательной систем.

Дыхательная система развивается на базе пищеварительной системы у низших хордовых, эти системы функционируют совместно. У взрослых наземных позвоночных обе системы перекрещиваются в области глотки. Обе системы закладываются у эмбриона над хордой, в виде прямой труби, которая в дальнейшем делится на три части:

Передняя часть–stomatodeus– у рыб и амфибий служит основанием черепа. У млекопитающих объем ротовой полости увеличивается за счет складок верхней челюсти и небной кости.
Правая и левая складкисрастаются и образуют вторичное твердое небо, которое разделяет ротовую и носовую полости. Если это срастание нарушается у человека, то возникает порок развития – волчья пасть (порог имеет генетический механизм и может наследоваться)ть. стание нарушается у человека, то вознакает порок развитя - в и яхь пищеварительный и вхательной системы. 0000000000000000).

Зубы

Зубы позвоночных развиваются из плакоидной чешуи рыб, у низших позвоночных в несколько рядов.

У рептилий все зубы одинаковые и расположены в один ряд и могут меняться несколько раз в течение жизни – это гомодонтная зубная система.
У млекопитающих зубы дифференцируются и выполняют определенные функции (резцы, клыки, малые и большие коренные зубы), расположены в альвеолярных ячейках челюстей и меняются всего один раз – молочные зубы на постоянные – это гетеродонтная зубная система.
У человека может встречаться редкая аномалия – гомодонтные зубы (все одинаковые).
На дне ротовой полости имеется язык. У рыб язык лишен мышц. У наземных позвоночных язык подвижный и развивается их трех зачатков (один парный и один непарный), если они не срастаются, то это приводит к аномалии – раздвоенный язык.

Глотка

Глотка – выполняет дыхательную и пищеварительную функцию.

У рыб глотка имеет 5-7 жаберных щелей, они закладываются как непарные слепые выросты глотки – жаберные мешки, им навстречу выпячиваются наружные покровы – жаберные карманы, между ними есть щели, которые закладываются и у наземных хордовых, но прорываются они только у личинок амфибий.
У млекопитающих и пресмыкающихся щели прорываются только при нарушении эмбриогенеза с формированием латеральных свищей и кист шеи, которые малигнизируются.
Первая жаберная щель у наземных хордовых превращается в евстахиеву трубу, барабанную полость и наружный слуховой проход.

Кишечная трубка:

Кишечная трубка в процессе филогенеза удлиняется и дифференцируется на отделы, увеличивается количество одноклеточных желез и появляются трубные многоклеточные железы (печень, поджелудочная железа, слюнные железы).
У ланцетника длинна пищеварительной системы составляет ⅓ длинны тела, а у человека длина пищеварительной системы в 10 раз больше длинные тела.
Начиная с рептилий, появляется слепая кишка с симбиотическими бактериями и простейшими, что позволяет расширить рацион питания.

Пороки развития:

Укорочение и недоразвитие любого отдела кишечника
Недоразвитие печени и поджелудочной железы
Свищи между трахеей и пищеводом
Персистирование клоаки (объединение прямой кишки и мочевых путей).
Гетеротопия – изменение места закладки – при замедленном перемещении зачатков поджелудочной железы с желудочным или кишечным положением.

Филогенез органов кровообращения.

Для высокоорганизованных животных нужно быстрое и эффективное перемещение жидкой внутренней среды организма, что обеспечивает система кровообращения. У хордовых она замкнутая.

У ланцетника основными сосудами являются брюшная и спинная аорта. По брюшной аорте венозная кровь идет к органам дыхания, а по спинной идет артериальная кровь к органам.

Часть брюшной аорты периодически сокращается и проталкивает кров по сосудам (выполняет функцию сердца). В брюшную аорту впадают левый и правый кюверовы потоки, несущие кровь от органов пищеварения по воротной вене в печеночные вены. Правый кюверов проток превращается в верхнюю полую вену, а левый проток в коронарный синус сердца.

У рыб формируется 2-х камерное сердце и сохраняется один круг кровообращения.
У амфибий сердце 3-х камерное (2 предсердия и желудочек), из желудочка выходит артериальный ходус, который делится на 3 пары сосудов: ножнолегочная артерия (венозная кровь), правая и левая дуга аорты (смешанная кровь) и сонная артерия (артериальная кровь).
У рептилий в сердце появляется неполная межжелудочковая перегородка, из желудочка отходит 3 непарных сосуда: правая дуга аорты (артериальная кровь), левая дуга аорты (смешанная кровь) и легочная вена (венозная кровь).
У млекопитающих идет полное разделение венозного кровотока от артериального, сердце становится 4-х камерным (2 предсердия и 2 желудочка), правая дуга аорты редуцируется и остается только левая дуга аорты.
У человека сердце закладывается в области шеи, а затем перемещается в переднее средостение.

У человека закладывается 6 пар жаберных артериальных дуг, но они не функционируют одновременно и от них сохраняются только левые части (аорта и легочная артерия).

Очень редко сохраняется правая половина IV дуги, при этом две дуги располагаются позади пищевода и сдавливают трахею → удушье и нарушение глотания.

Пороки развития:

2-х камерное сердце
шейное положение сердца
дефект межжелудочковой перегородки
дефект межпредсердной перегородки
Самый часты порог развития это сохранение Боталового протока между аортой и легочным стволом, который приводит к смещению венозной и артериальной крови.
Через этот проток кровь в эмбриональном периоде поступает из малого круга кровообращения перемещается в большой руг кровообращения.
Редкий порог развития – отхождение от сердца легочного ствола