Филогенез выделительной системы беспозвоночных

Московский  институт открытого образования

Кафедра методики преподавания биологии

 

 

 

Реферат

Тема: Филогенез выделительной системы беспозвоночных

 

 

 

 

 

 

Курсант: Талашова Н.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2013г

Содержание

Введение 

1. Зарождение  выделительной системы и её  дальнейшее развитие у беспозвоночных животных

1.1 Выделение  продуктов метаболизма простейших

2. Выделение  продуктов метаболизма многоклеточных

2.1 Губки  (Porifera)

2.2 Кишечнополостные (Coelenterata)

2.3 Плоские  черви (Plathelminthes

2.4 Немертины  (Nemertini

2.5 Круглые (Первичнополостные)  черви (Nemathelminthes)

2.6 Кольчатые черви (Annelida)

2.7 Моллюски (Mollusca)

2.8 Иглокожие (Echinodermata)

2.9 Членистоногие (Arthropoda)

Заключение

Библиографический список 

 

 

Введение

Современный животный мир представляет собой результат длительной эволюции животных, в процессе которой по мере появления обособленной внутренней среды в живых организмах начинают обособляться и органы, предназначенные для поддержания постоянства её состава, и прежде всего – дыхательные и выделительные органы. Все клетки тела способны выделять жидкие или твёрдые продукты своего обмена. Этой тканевой экскреции вполне достаточно для тех животных, внутренняя среда которых мало обособлена от внешней, в силу чего продукты экскреции всех клеток поступают непосредственно во внешнюю среду. С появлением обособленной внутренней среды появляются и органы, обладающие способностью поглощать из этой внутренней среды продукты обмена, поступающие туда из тканей, и выделять их наружу, т. е. специфические экскреторные органы. Первую ступень в развитии экскреторных органов представляют те случаи, когда часть клеток отнимает продукты экскреции от остальных клеток, без посредства общей для тех и других внутренней среды. И вероятно на этой ступени стоят более крупные кишечнополостные и большинство плоских червей.

В осмотическом отношении внутренняя среда типичных морских беспозвоночных не обособлена от окружающей морской  воды. Но с переходом животного  в воду неустойчивой солёности (литораль, эстуарии) или в пресную воду появляется необходимость в регуляции осмотического давления внутренней среды, и как приспособление к жизни в подобной среде возникают осморегулирующие органы. Последние первоначально совершенно независимы от экскреторных органов, но у вышестоящих животных обычно вступают с ним в тесную связь, образуя единый аппарат.

Экскреторные органы образуются за счёт всех пластов тела, но главным  образом – за счёт фагоцитобласта. Наряду с ним большую роль в  экскреции у всех животных играет периферический фагоцитобласт. Здесь экскреторную функцию берут на себя, с одной стороны – отдельные клетки и группы клеток неполяризованного фагоцитобласта, с другой стороны – целомический эпителий и стенки целомодуктов. Участие в экскреции кинобласта выражается больше всего в образовании за его счёт настоящих (эктодермальных) нефридиев. Более развитые типы нефридиев и экскреторные целомодукты, наряду с экскреторными придатками кишечника (мальпигиевы сосуды) образуют наиболее совершенные выделительные органы, с нефроцитами, расположенными в виде правильного эпителия и с выводным протоком.

Функция экскреции включает в себя предварительную переработку экскретов  и выделение из организма нескольких различных категорий этих экскретов.

1. Зарождение выделительной системы  и её дальнейшее развитие у беспозвоночных животных 

 

1.1 Выделение продуктов метаболизма  простейших

Простейшим, как и любым другим живым организмам, свойственны все  функции: питание, обмен веществ, выделение, восприятие внешних раздражений  и реакция на них, движение, рост, размножение и смерть.

Тело простейших устроено довольно сложно. В пределах одной клетки происходит дифференциация её отдельных  частей, которые выполняют различные  функции. Так, по аналогии с органами многоклеточных животных эти части  простейших были названы органоидами или органеллами.

Выделительными органеллами простейших являются сократительные вакуоли. Кроме  функции выделения накапливающихся  в цитоплазме жидких продуктов метаболизма (обмена веществ), сократительная вакуоль  освобождает простейшее от избытка воды, поступающей из окружающей среды в его тело. Т.е. уже у простейших функция экскреции объединяется с функцией осморегуляции, или поддержания постоянства внутренней среды организма. Морские простейшие, кроме инфузорий, и паразитические формы лишены сократительных вакуолей. Жидкие продукты обмена веществ выводятся у них диффузно всей поверхностью тела.

Строение сократительных вакуолей инфузорий:

А – сократительные вакуоли и приводящие каналы Paramecium caudatum; Б - сократительные вакуоли инфузории Campenella umbellaria в состоянии диастолы и систолы; В - схема строения сократительной вакуоли Cycloposthium: 1 - вакуоль открывается наружу постоянным каналом, окружённым особыми мионемами-замыкателями; 2 - пелликула - плотный слой эктоплазмы. Г - сократительная вакуоль Paramecium trichium с извитым выводным каналом (1).

 

Строение инфузории- туфельки. Класс  ресничные инфузории.

 

2. Выделение продуктов метаболизма многоклеточных

Возникновение многоклеточности было важнейшим этапом в эволюции всего  царства животных. Размеры тела животных, ранее ограниченные одной клеткой, у многоклеточных значительно возрастают за счёт увеличения числа клеток. Тело многоклеточных состоит из нескольких слоёв клеток, не менее чем из двух. И среди клеток происходит разделение функций. Клетки дифференцируются на комплексы клеток, выполняющих одни и те же функции, образуют соответствующие ткани. А ткани, в свою очередь, образуют сложные органы и системы органов, обеспечивающие жизненные отправления животного.

Многоклеточность чрезвычайно расширила возможности эволюционного развития животных и способствовала завоеванию ими всех возможных сред обитания.

Рассмотрим, как и за счёт чего происходит выделение экскрементов и продуктов метаболизма у представителей многоклеточных беспозвоночных животных:

2.1 Губки (Porifera)

Губки – наиболее низкоорганизованные  асимметричные или радиально-симметричные многоклеточные животные, в основном обитающие в морях и океанах. Они находятся на клеточном уровне организации. Это означает, что их тело представляет собой скопление рыхло расположенных, в разной степени дифференцированных клеток, выполняющих определённые функции. Однако эти клетки ещё не образуют настоящих тканей и органов.

Выделение у губок, как и дыхание, осуществляется диффузно. Жидкие продукты метаболизма и экскременты из пищеварительных вакуолей хоаноцитов – цилиндрических или шаровидных клеток, образующих жгутиковые камеры, и амёбоцитов – крупных блуждающих клеток, участвующих в переваривании пищи и осуществляющих фагоцитоз, поступют через систему каналов в атриальную полость, а оттуда с током воды выбрасываются через оскулум наружу.

2.2 Кишечнополостные (Coelenterata)

Тип кишечнополостных относится к низшим многоклеточным животным, которые, однако, по целому ряду признаков состоит выше губок. Это приемущественно морские животные, и лишь немногие из них живут в пресных водах.

Класс гидроидные. Строение гидры

Выделение экскрементов у кишечнополостных происходит через ротовое отверстие. Также выделительную функцию приписывают и кишечным порам кишечнополостных, но с физиологической стороны это предположение недостаточно обосновано. Зато морфологически они являются вероятными гомологами целомодуктов. Целомодукты (от Целом - полость и лат. ductus — проход, отвод) протоки, которыми полость, или целом, сообщается с внешней средой. Развиваются из среднего зародышевого листка — мезодермы Целомодукты открываются в целом ресничными воронками. У кишечнополостных целомодукты несут выделительную функцию.

2.3 Плоские черви (Plathelminthes) 

 

К типу плоских  червей относятся наиболее низкоорганизованные  трёхслойные билатеральные животные, ведущие разнообразный образ жизни. У плоских червей имеется ряд особенностей в их строении и биологии, развившихся под влиянием условий жизни. Такой особенностью плоских червей является появление у них новой системы органов, отсутствующей у кищечнополостных – выделительной системы, образовавшейся из впервые появившейся мезодермы.

Органы  выделения впервые возникают  у турбуллярий (ресничных червей). И у различных турбуллярий  выделительные органы развиты неодинаково. Они представлены системой сильно разветвлённых каналов, часто образующих перемычки, или анастомозы. Наиболее тонкие канальцы замыкаются слепо концевыми, или терминальными, клетками, а главные каналы открываются выделительными отверстиями. Терминальные клетки грушевидной формы, часто со звёздчатыми отростками, расположены они непосредственно в паренхиме. Внутри клеток имеется полость, в которой помещается пучок длинных ресничек (1). Пучок ресничек находится в непрерывном колебательном движении, напоминающем колебания пламени свечи, за что эти клетки называют пламенными клетками. Полость терминальной клетки продолжается в её отростке. Это и есть начало выделительного канала. Далее к отростку клетки примыкает ряд удлинённых клеток, сквозь которые проходит канал. Канальцы, отходящие от близко расположенных пламенных клеток, соединяются в более крупные протоки, затем эти протоки впадают в ещё более крупные, открывающиеся одним или несколькими отверстиями наружу.

Описанные органы выделяют из тела избыток воды, а также жидкие продукты диссимиляции. Продукты распада органических веществ диффузно проникают из паренхимы в полость выделительной клетки и движением мерцательного пламени гонятся по каналам, которые также выстланы ресничками, и, наконец, выделяются наружу.

Важнейшей чертой выделительных органов турбуллярий, как и всех плоских червей, является наличие особых терминальных клеток, замыкающих выделительные каналы. Такого типа выделительные органы беспозвоночных называют протонефридиями.

Выделительная система плоских червей - протонефридиального типа:

Наиболее известные представители  плоских червей — планарии (Turbellaria: Tricladida), печёночный сосальщик и кошачья двуустка (Trematoda), бычий цепень, свиной солитёр, широкий лентец, эхинококк (Cestoda).

Белая планария

Протонефридий — парный орган выделения  у плоских червей. Также может  осуществлять функции осморегуляции  и распределения. Проксимальный  отдел представлен циртоцитом («пламенная клетка» или соленоцит), который совместно с клеткой канала образует фильтрационный аппарат. Проскимальная часть циртоцита несёт лопастевидные выросты; на противоположной стороне находится пучок плотно упакованных ресничек, окружённый кольцом микровиллей. У отряда Gnathostomulida (из ресничных червей) вместо пучка ресничек циртоцит несёт один жгутик. Биение пучка ресничек (или жгутика) обеспечивает ток жидкости по каналу. Микровилли циртоцита, совмещённые в шахматном порядке с микровиллями клетки канала, образуют фильтрационный аппарат.

Далее идёт система каналов, последними из которых являются два главных собирательных канала. Они либо впадают в мочевой пузырь, либо открываются экскреторными порами по бокам тела животного.

 

Выделительная система  турбуллярий: - в настоящее время эти бескишечные черви раасматриваются как отдельный тип.

А - расположение главных  выделительных каналов в теле прямокишечной турбуллярии Gyratryx hermaphrodites; Б - схема строения протонефридиев:

1 – главные продольные  выделительные каналы, 2 – разветвления канальцев, 3 – звёздчатые клетки, 4 – мерцательное пламя, 5 – выделительные отверстия

Выделительная система трематод

1 – главные боковые каналы выделительной системы, 2 – протонефридиальные канальцы, заканчиваю-щиеся мерцательными  клетками,3 – мочевой пузырь

Выделительная система ленточных червей:

1 – продольные боковые каналы  выделительной системы,

2 – разветвления выделительных  каналов, заканчивающиеся звёздчатыми клетками,

3 – поперечные перемычки между  продольными  каналами

2.4 Немертины(Nemertini) тоже отдельный тип бескишечных

Водные, почти исключительно  морские свободноживущие, реже паразитические животные. У немертин впервые появляется хорошо развитая кровеносная система. Накапливающиеся в крови конечные продукты обмена веществ поступают  в выделительную систему, устроенную по типу протонефридиев. Это пара трубок, лежащих по бокам тела, чаще лишь в передней его половине, и открывающихся наружу выводными отверстиями. Каждый ствол даёт от себя много побочных канальцев, оканчивающихся клетками с мерцательным пламенем. Своими концами канальцы глубоко вдаются в стенку боковых кровеносных сосудов, облегчая этим диффузию конечных продуктов обмена веществ из крови в выделительную систему.

 

Немертины: 1 – выделительные органы

2.5 Круглые  (Первичнополостные) черви (Nemathelminthes)

Этот тип характеризуется либо отсутствием выделительной системы, либо она представлена видоизменёнными  кожными железами, либо она протонефридиального  типа.

Выделительная система первичнополостных на примере класса собственно круглых червей (Nematoda):

Выделительная система представлена модифицированными  кожными железами и фагоцитарными  клетками. Шейная железа, или ренетта, выводной канал которой открывается  в области глотки, состоит из одной или нескольких клеток. Ренетта имеет Н-образную форму, тела формирующих ее клеток выдаются в шизоцель, а боковые каналы залегают в латеральных валиках гиподермы. Однако для ряда видов показано, что клетки шейной железы могут формировать секрет, функция которого не связана с выделительной или осморегуляторной. Фагоцитарные клетки представляют собой почки накопления, обычно их несколько штук и располпгаются они на латеральных валиках гиподермы в передней трети тела.

У части  свободноживущих нематод шейная железа массивна и имеет короткий выделительный проток (её дополняют более мелкие железы, лежащие по бокам тела) и кроме шейных желез, у них имеются терминальные, или хвостовые, выделительные кожные железы. У большинства почвенных и паразитических нематод шейная железа связана с длинными экскреторными каналами, расположенными в боковых утолщениях гиподермы. Например, у лошадиной аскариды (Parascaris equorum) в боковых валиках гиподермы проходят два выделительных канала, замкнутых на задних концах. Эти каналы, проходят к переднему концу тела, загибаются на брюшную сторону, сливаются вместе в короткий непарный канал и открываются на брюшной стороне выделительным отверстием. Весь этот орган представляет собой одну гигантскую клетку: выделительные каналы проходят в её отростках, а ядро расположено в цитоплазме левого канала. Через боковые каналы выводятся вырабатываемые в теле жидкие продукты выделения.