§ 33. Ткани и системы органов животных

Ткани животных. У животных также выделяют несколько типов тканей. Важнейшими из них являются следующие.

Эпителиальные ткани — это пограничные ткани, покрывающие организм снаружи, выстилающие внутренние полости и органы, входящие в состав печени, легких, желез. Клетки эпителиальных тканей располагаются в виде пласта. Эпителиальные клетки обладают высокой способностью к регенерации (восстановлению). Отмершие или отторгнутые эпителиальные клетки постоянно замещаются в ре­зультате деления. В эпителиальных тканях отсутствуют кровеносные сосуды; питание клеток происходит диффузно через базальную пластинку, состоящую из коллагеновых волокон нижележащих тканей. От эпителиальных клеток происходят железистые клет­ки (железистые ткани). Эпителиальные ткани выполняют защи­тную функцию (защищают ткани, расположенные глубже), а также регулируют обмен веществ с окру­жающей средой (например, газообмен, выделение про­дуктов обмена, всасывание питательных веществ в кишечнике). Железы внутренней, внешней и смешан­ной секреции осуществляют свои функции благодаря наличию в них железистого эпителия. Его клетки об­разуют необходимые организму вещества (слизь, гор­моны, пищеварительные ферменты).

Ткани внутренней среды. Представлены кровью, лимфой и соединительной тканью. Особенностью организации этих тканей является рыхлое расположение клеток и наличие, наряду с клеточными элементами, большого количества межкле­точного вещества, представленного основным аморфным веществом и волок­нистыми структурами. Последние образованы фибриллярными белками — коллагеном, эластином и др.

У каждого вида этих тканей особое строение меж­клеточного вещества, а следовательно, и разные обусловленные им функции. Для крови характерно жидкое межклеточное вещество (плазма), благодаря чему одной из основных функций крови является транспортная (переносит газы, питательные вещества, гормоны, конечные продукты жиз­недеятельности клеток и др.).

Соединительная ткань делится на: собственно соединительную, хрящевую, костную.

Собственно соединителъная тканъ формирует прослойки внутренних органов, подкожную клетчатку, связки, сухожилия и др. Межклеточное вещество рыхлой волокнистой соединитель­ной ткани, находящейся в прослойках между органами, а также соединяющей кожу с мышцами, состоит из аморфного вещества и свободно расположенных в разных направлениях коллагеновых и эластических волокон.

Плотная волокнистая соединительная ткань состоит в основном из упорядоченно расположенных коллагеновых волокон. Такое строение придает прочность структурам, в которые она входит, и позволяет им выдерживать большие нагрузки. Из этой ткани образуются связки (кроме эластичных) и сухожилия мышц. Кроме того, примерами плотной соединительной ткани могут служить: твердая оболочка головного и спинного мозга, выстилающие изнутри полость черепа и позвоночный канал; надкостница, покрывающая кости; плотные слои фасций, отделяющих отдельные мышцы друг от друга; фиброзный перикард и склера (одна из оболочек глазного яблока).

В хрящевой ткани межклеточное вещество эластичное и гибкое. Хрящевая ткань образует гиалиновый хрящ (локализован на суставных поверхностях), волокнистый хрящ (локализован в межпозвоночных дисках), эластический хрящ (входит в состав надгортанника, ушных раковин)

В межклеточном веществе костной тка­ни располагаются кристаллы солей (преимущественно соли кальция), которые и придают костной ткани особую прочность твердость. Поэтому костная ткань выполняет защитную и опорную функ­ции, а также участвует в минеральном обмене. Костная ткань содержит гаверсовы каналы с кровеносными сосудами и нервами. Костные клетки (остеоциты) располагаются в основном концентрическими ря­дами вокруг гаверсовых каналов и связаны между собой плазматическими от­ростками. У хрящевых клеток (хондроцитов), имеющих, как прави­ло, округлую форму, таких отростков нет.

Мышечная ткань состоит из клеток с очень сильно раз­витой способностью к обратимому сокращению. В их цитоплазме (саркоплаз­ме) находятся идущие параллельно сократимые мышечные фибриллы (миофибриллы). В отличие от гладкой мускулатуры (например, «непроизвольной» мус­кулатуры в стенках кровеносных и лимфатических сосудов, кишечника и т. д.) произвольно управляемые скелетные мышцы большинства беспозвоночных и всех позвоночных имеют поперечную исчерченность. Гладкие мышечные клетки большей частью имеют веретеновидную форму, содержат одно или много ядер, длина этих клеток до 0,5 мм. Поперечнополосатые мышечные клетки (мышечные волокна) имеют длину до 12 см и содержат много ядер.

Сердечная мышечная ткань (миокард) сочетает свойства глад­кой и поперечно-полосатой мышечной тканей. Так, сердечная мышца имеет исчерченность, но не поддается произвольному управле­нию и обладает автоматией. Клетки сердечной мышцы соедине­ны друг с другом с помощью особых отростков (вставочных дис­ков) с образованием единой структурно-функциональной едини­цы, отвечающей на раздражение одновременной сократительной реакцией всех мышечных элементов.

В результате сокращения мышц происходит: перемещение тела в пространстве; смещение и фиксация частей тела; изменение объема полости тела, просвета сосуда, движение кожи; работа сердца.

Нервная ткань. Нервные клетки (нейроны) воспринимают, хранят и перерабатывают информацию. Тело нейрона снабжено одним, двумя или большим числом отростков. В последнем случае отростки (дендриты), как правило, короткие, толстые, сильно разветвленные. Они проводят возбуждение к телу нейрона. А один очень длинный отросток (нервное волокно, нейрит, или аксон) проводит возбуждение от тела нейрона.

Системы органов животных. К основным системам органов у животных относятся: опорно-двигательная, пищеварительная, кровеносная, ды­хательная, нервная, выделительная, половая и сис­тема желез внутренней секреции (эндокринная).

Пищеварительная система обеспечивает посту­пление в организм питательных веществ, их перева­ривание, всасывание продуктов пищеварения и выведение из организма непереваренных остатков пищи. Пищеварение — совокупность процессов, обе­спечивающих механическую и химическую (с помощью пищеварительных ферментов) переработку пищи до компонентов, которые могут усваиваться организ­мом и включаться в обмен веществ. Как правило, процессы пищеварения начинаются в полости пищеварительного тракта, а заканчиваются в клетках кишечного эпителия. У некоторых животных (например, губок) существует только внутриклеточное пищеварение.

Многие виды животных вводят пищеварительные ферменты в тело других организмов (например, пауки) или субстратов (например, личинки мух, оби­тающие в разлагающейся органике). Затем они вса­сывают переваренные или полупереваренные вещества в кишечник. Такой тип пищеварения назы­вают внекишечным, или внешним.

Пищеварительная система может быть замкнутой и сквозной. Замкнутая пищеварительная сис­тема начинается ротовым отверстием и включает замкнутый кишечник (рис. ). Непереваренные ос­татки пищи при этом удаляются через ротовое отве­рстие (например, у плоских червей). У большинства животных развита сквозная пищеварительная система, заканчивающаяся анальным отверстием, через которое и удаляются наружу непереваренные остатки пищи (рис. ). Некоторые паразитические животные, например ленточные черви, в процессе эволюции утратили пищеварительную систему. Пита­тельные вещества из организма хозяина они погло­щают через покровы тела.

Кровеносная система состоит из кровеносных со­судов и центрального пульсирующего органа - сердца. У организмов, у которых отсутствует сердце (например, ланцетников, кольчатых червей), его функции выполняют некоторые сосуды, стенки которых имеют хорошо развитую мускулатуру. Кро­веносная система может быть замкнутой и незамкну­той (рис. ). Если кровь течет только по системе кровеносных сосудов и не попадает в полость тела, то такая кровеносная система называется замкнутой (кольчатые черви, большинство хордовых животных). Если же сосуды открываются в полость тела и часть пути кровь проделывает в промежутках между орга­нами, кровеносная система называется незамкну­той (членистоногие, моллюски). При этом кровь смешивается с полостной жидкостью.

Кровеносная система обеспечивает транспорт и перераспределение питательных веществ, газов, биологически активных веществ, продуктов обмена. Кровеносная и лимфатическая системы вместе с межклеточной жидкостью осуществляют защитные реак­ции организма, обеспечивают постоянство его внут­ренней среды.

Дыхательная система обеспечивает газообмен между организмом и окружающей средой. Кроме того, органы дыхания выводят из организма конечные про­дукты обмена.

У обитателей водоемов (ракообразных, моллюсков, рыб и др.) органы дыхания — жабры — тонкостенные выросты, омываемые водой; они обеспечивают ды­хание кислородом, растворенным в воде. Условием осуществления газообмена через жабры является их увлажненность, поэтому на суше эти органы дыха­ния функционировать не могут. У обитателей суши органы дыхания могут быть представлены трахея­ми (насекомые, паукообразные, многоножки), ле­гочными мешками (паукообразные) или легкими (наземные позвоночные животные).

У некоторых обитателей водоемов (ресничные, круглые и малощетинковые черви, мелкие ракооб­разные и клещи) и почв (например, круглые и мало­щетинковые черви) органы дыхания отсутствуют и газообмен осуществляется через покровы тела.

Функцию выделения из организма конечных про­дуктов обмена веществ выполняет выделительная система. Органы выделения - это специализиро­ванные образования, разнообразные по строению и выполняемым функциям (система выделительных канальцев у различных групп червей, почки у мол­люсков и позвоночных животных, зеленые железы речного рака, мальпигиевы сосуды у наземных членистоногих) (рис. ). Кроме этих органов, в вы­делении конечных продуктов обмена могут прини­мать участие и другие образования (потовые и сальные железы млекопитающих животных и человека, орга­ны дыхания, жировое тело насекомых и др.).

Опорно-двигательная система обеспечивает опорную функцию, изменение положения тела жи­вотных в пространстве, а также движения отдельных органов и организма в целом. В опорно-двигатель­ной системе различают пассивную часть (наружный или внутренний скелет) и активную (мускулатура). У различных групп червей опорно-двигательная систе­ма представлена кожно-мускулъным мешком. В поддержании формы тела этих животных принимает участие полостная (или межклеточная) жидкость (гидроскелет), ко­торая давит на стенки тела, а также может действо­вать как антагонист определенных групп мышц, сгибающих тело. У других групп животных имеется твердый наружный (членистоногие) или внутренний (хордовые) скелет, к элементам которого прикрепля­ются группы мышц.

Половая система представлена половыми же­лезами, образующими половые клетки, и протоками, через которые они выводятся. Половая система вы­полняет функцию размножения, благодаря чему обеспечивается непрерывная последовательность поколений.

Животные ведут в основном под­вижный образ жизни (прикреплен­ный характерен только для неко­торых водных форм), в связи с чем им, в отличие от растений, необхо­дима компактная форма тела. Поэтому большинству животных свой­ственна двусторонняя симметрия и вытянутость тела в направлении движения. Для прикрепленных форм характерна радиальная сим­метрия (гидра, коралловые поли­пы).

Многоклеточный организм – целостная интегрированная система. В многоклеточном организме все ткани и органы взаимосвязаны и функционируют как единое целое.

Многоклеточные и одно­клеточные организмы являются открытыми биоло­гическими системами, способными к саморегуляции. Любому живому организму свойственно поступление из окружающей среды строительного и энергетичес­кого материала, обмен веществ, превращение энергии, способность к размножению. Разнообразные процессы жизнедея­тельности (питание, дыхание, выделение) реализу­ются преимущественно благодаря взаимодействию определенных тканей и органов. При этом все процес­сы жизнедеятельности многоклеточных организмов ре­гулируются разнообразными регуляторными системами.

У растений жизненные функции регулиру­ются с помощью биологически активных веществ (напри­мер, фитогормонов).

У животных к регуляторным системам относятся: нервная, иммунная и система желез внутренней секреции. Регуляторные системы обеспечивают функциони­рование сложного многоклеточного организма как единой целостной биологической системы, обусловлива­ют его реакции на изменение условий внешней и внут­ренней среды, способность поддержания гомеостаза.

1. Какие основные типы тканей выделяют у животных? 2. Какие основные системы органов характерны для животных? 3. Какие типы симметрии свойственны жи­вотным и с чем это связано? 4. Как вы понимаете выражение «Многоклеточный организм – целостная интегрированная система»? 5. Приведите примеры взаимодействия тканей и органов в ходе выполнения растительным или животным организмов каких-либо функций.