Опорно-двигательная система. Как известно, тела всех живых организмов состоят из клеток

Клетка.

Как известно, тела всех живых организмов состоят из клеток. Есть организмы, тела которых состоят только из одной клетки, – это бактерии, одноклеточные водоросли, грибы, простейшие. Тела большинства животных состоят из множества клеток.

Изучением строения, развития и деятельности клеток занимается наука цитология (от греч. цитос – "клетка", логос – "наука").

Клетки всех животных имеют общее строение и отличаются от клеток растений (рис. 19). Размеры большинства клеток животных – примерно 10-100мкм (микрометр, микрон – равен одной миллионной доле метра). Поэтому изучать их строение приходится при большом увеличении микроскопа. Формы клеток животных очень различны. Так, клетки мышц сильно вытянуты и имеют веретеновидную форму. Клетки крови – овальной формы. Клетки кожи плоские, вытянутые или высокие, бокаловидные. У одних клеток есть отростки и выступы, другие клетки имеют гладкую поверхность.

Различия по величине и форме клеток животных зависят от функций, которые они выполняют.

Снаружи животная клетка покрыта эластичной клеточной мембраной (от лат. мембрана – "кожица", "пленка"). Она отделяет содержимое клетки от наружной среды и способна пропускать внутрь клетки одни вещества, а из клетки – другие. Как известно из курса ботаники, в растительной клетке снаружи от мембраны расположена плотная оболочка, содержащая целлюлозу. Клетки животных, в отличие от растительных клеток, такой оболочки не имеют.

Основное содержимое клетки, заполняющее весь ее объем, – вязкая зернистая цитоплазма (от греч. цитос – "клетка", плазма – "образование"). Она постоянно движется, в ней протекают все жизненные процессы клетки, процессы обмена веществ. В цитоплазме периодически образуются пузырьки, наполенные жидкостью, – вакуоли. Они играют важную роль в пищеварении, усвоении питательных веществ, накоплении их запасов, удалении вредных продуктов обмена веществ, обеспечивая относительно постоянный состав цитоплазмы.

Центральное место в цитоплазме занимает плотное округлое тельце – ядро. В нем находятся хромосомы (от греч. хрома – "цвет", сома – "тело"), состоящие из длинных молекул органического вещества. Они регулируют процессы, протекающие в клетке при размножении, обеспечивают передачу наследственных признаков дочерним клеткам, образующимся в процессе деления, и развивающимся из них организмам.

В цитоплазме находятся органоиды (органеллы) – особые клеточные "органы", выполняющие определенные функции.

В клетках животных отсутствуют пластиды, характерные для растительных клеток. Важное отличие животных клеток – отсутствие хлоропластов. Именно в них у растений происходит синтез органических веществ из неорганических (фотосинтез). Животные, в отличие от растений, питаются готовыми органическими веществами.

В животных клетках имеется органоид, который называется клеточным центром. Его нет в клетках растений. Основу клеточного центра составляют два цилиндрических тельца. Они играют важную роль в делении клеток животных, обеспечивая равномерное распределение наследственного материала материнской клетки в образовавшихся клетках.

В цитоплазме клеток всех живых организмов имеются многочисленные включения белков, жиров, углеводов в виде зерен, капелек различной величины и формы. Эти вещества синтезируются в разных частях клетки, транспортируются, распределяются и используются в процессе обмена веществ.

Клетка – мельчайшая структурная единица организма, целостная и сложная биологическая система. Важнейшие части клетки: ядро с хромосомами, цитоплазма, клеточный центр и другие – обеспечивают жизнедеятельность клетки, обмен веществ, а при размножении – передачу наследственных признаков от родителей детям. В отличие от растительных клеток в клетках животных нет пластид, отсутствует плотная клеточная оболочка.

Ткань

У многоклеточных животных клетки составляют ткани. Ткань – это группа сходных по строению и функциям клеток и межклеточное вещество, выделяемое этими клетками.

В теле животных имеются следующие виды тканей: эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная.

Эпителиальные ткани образуют покровы, выстилают полости тела и внутренних органов. Разные эпителиальные ткани состоят из одного или нескольких слоев плотно прилегающих клеток и почти не содержат межклеточного вещества. Они выполняют защитную, секреторную, газообменную, всасывающую и некоторые другие функции (рис. 20, А) в организмах животных.

Они защищают тело животного от ударов, повреждений, перегрева, переохлаждения.

В покрывающей тело позвоночных животных коже находятся железы. Сальные железы у птиц и млекопитающих выделяют жирный секрет, смазывающий перья, шерсть, придающий им эластичность и препятствующий намоканию. У зверей есть потовые, пахучие и млечные железы.

Эпителий кишечника всасывает питательные вещества. Эпителий, выстилающий органы дыхания, участвует в газообмене; эпителий органов выделения участвует в удалении из организма вредных продуктов обмена веществ.

Соединительные ткани состоят из сравнительно небольшого числа клеток, разбросанных в массе межклеточного вещества (рис. 20, Б), и выполняют опорную, поддерживающую, защитную и связывающую функции. Из этих тканей состоят хрящи, кости, сухожилия, связки.

Соединительная ткань, входящая в состав скелета, поддерживает тело, создает его опору, защищает внутренние органы. В жировой соединительной ткани откладываются запасные питательные вещества в виде жира. Своеобразная соединительная ткань – кровь – обеспечивает внутреннюю связь между органами: от легких ко всем органам и тканям переносит кислород, а от них к легким – углекислый газ, доставляет питательные вещества от кишечника ко всем органам, а далее – к органам выделения вредных продуктов обмена веществ.

Мышечные ткани состоят из вытянутых клеток, которые принимают раздражение от нервной системы и отвечают на него сокращением (рис. 20, В). Благодаря сокращению и расслаблению скелетных мышц происходит передвижение животных и перемещение отдельных частей их тела. Мышцы придают форму телу, поддерживают, защищают внутренние органы.

Внутренние органы имеют гладкую мышечную ткань, состоящую из вытянутых клеток с палочковидными ядрами. Поперечно-полосатая мышечная ткань у млекопитающих образует скелетные мышцы. Мышечные волокна ее длинные, многоядерные, имеют хорошо заметную поперечную исчерченность.

Нервные ткани образуют нервную систему, входят в состав нервных узлов, спинного и головного мозга. Они состоят из нервных клеток – нейронов, тела которых имеют звездчатую форму, длинные и короткие отростки (рис. 20, Г). Нейроны воспринимают раздражение и передают возбуждение к мышцам, коже, другим тканям, органам. Нервные ткани обеспечивают согласованную работу организма.

У многоклеточных животных одинаковые по строению и функциям группы клеток образуют ткани. У животных существуют эпителиальные, соединительные, мышечные, нервные ткани.

Органы. Системы органов.

Ткани образуют органы. Орган – это часть организма, которая отличается особым строением и выполняемыми функциями. Орган действует не изолированно, а совместно с другими. Образуется система органов, обеспечивающая протекание важнейших жизненных процессов.

У животных существуют опорно-двигательная, пищеварительная, дыхательная, кровеносная, выделительная, нервная, эндокринная, половая системы органов.

Опорно-двигательная система

Cостоит из скелета и мышц, которые прикреплены к нему.

У животных, не имеющих твердого скелета, мышцы вместе с покровами образуют кожно-мускульный мешок (например, у кольчатых червей).

У животных, имеющих твердый наружный скелет (например, у членистоногих) или внутренний (у хордовых), к частям скелета прикрепляются мышцы. Опорно-двигательная система выполняет опорную, двигательную и защитную функции. Особенно велика защитная роль панциря у членистоногих, грудной клетки и черепа – у позвоночных.

Пищеварительная система

Группа последовательно расположенных органов, обеспечивающих измельчение, переваривание пищи, всасывание питательных веществ и удаление непереваренных остатков.

В состав пищеварительной системы входят рот, глотка, пищевод, желудок, кишечник, пищеварительные железы. Пищеварительные железы вырабатывают биологически активные вещества – ферменты. Они обеспечивают переваривание пищи, при этом каждый фермент действует только на определенное вещество, вызывая его расщепление. Ферменты действуют при определенных температуре и кислотности. Питательные вещества, полученные в результате переваривания пищи, всасываются эпителием кишечника.

Дыхательная система

Осуществляет газообмен: поставляет в организм животных кислород, необходимый для окисления веществ и выделения энергии, и выводит углекислый газ.

У разных животных дыхательная система представлена разными органами. Так, животные, обитающие в воде (например, моллюски, ракообразные, рыбы) дышат с помощью жабр. В получении водными животными кислорода велика роль кожных покровов (например, у земноводных). Наземные животные (пресмыкающиеся,птицы, звери) дышат с помощью легких, а насекомые – с помощью трахей.

Выделительная система

Cлужит для выведения из организма избытка воды, вредных продуктов обмена веществ. Она представлена выделительными трубочками (например, у червей, бесчерепных), мальпигиевыми сосудами (у насекомых, паукообразных), почками (у позвоночных).

Кровеносная система

Cостоит из сосудов и сердца. Сердце – орган, выполняющий роль насоса и обеспечивающий движение крови по сосудам – кровообращение. Сосуды, несущие кровь от сердца, называются артериями, к сердцу – венами. Мельчайшие кровеносные сосуды (и вены, и артерии) называются капиллярами. Кровь участвует в газообмене: насыщенная кислородом – артериальная, а насыщенная углекислым газом – венозная.

У кольчатых червей и хордовых животных кровь движется только по сосудам и не попадает в полость тела. Такая кровеносная система называется замкнутой. У членистоногих и моллюсков кровь из сосудов поступает в полость тела. Такая кровеносная система называется незамкнутой.

Кровь выполняет и защитную функцию. Сгусток крови закрывает рану от проникновения микробов, лейкоциты уничтожают попавшие в организм болезнетворные микроорганизмы.

Нервная система

Обеспечивает связь организма с окружающей средой, согласованную работу органов, их систем (рис. 21) и всего организма.

Благодаря нервной системе животные воспринимают раздражения из внешней среды и от внутренних органов и реагируют на них.

Ответные реакции организма на раздражения окружающей среды, осуществляемые с участием нервной системы, называют рефлексами.

Рефлексы бывают врожденными(безусловными) и приобретенными в процессе жизни (условными), обусловленными повторяющимися сочетаниями раздражителей (условий).

Определенная постоянная последовательность нескольких врожденных (безусловных) рефлексов называется инстинктом (например, строительство сот у пчел, гнездостроение и перелеты

у птиц).

Рефлексы осуществляются с помощью рефлекторных дуг. Каждая рефлекторная дуга начинается рецептором – чувствительным нервным образованием, воспринимающим раздражение: вкусовой рецептор, обонятельный и др. Далее идут проводники возбуждения – нервные клетки (нейроны), передающие его в центральную нервную систему и затем к тому или другому органу. Нервная система бывает разных типов. Например, нейроны кишечнополостных образуют нервное сплетение, у кольчатых червей имеется брюшная нервная цепочка, у хордовых центральная нервная система представлена головным и спинным мозгом.

У большинства животных нервная система подразделяется на центральный и периферический отделы. В центральном анализируются и синтезируются возбуждения, формируются условные рефлексы, происходит запоминание и др. Периферическая нервная система состоит из нервных узлов (скоплений нервных клеток), расположенных вне центральной нервной системы, и нервов, отходящих от центральной нервной системы (длинные отростки нейронов, покрытые оболочкой), воспринимающих раздражение и передающих возбуждение.

У большинства животных развиты органы чувств. Они состоят из рецепторов (чувствительных нервных окончаний), реагирующих на определенные раздражения, и различных приспособлений, которые помогают уловить эти раздражения. К органам чувств относятся органы зрения, слуха, обоняния, равновесия, вкуса, осязания.

Эндокринная система

Представлена железами внутренней секреции. Они выделяют активные вещества – гормоны (секреты) в кровь или в полостную жидкость, в отличие от желез внешней секреции, которые выводят секрет наружу или в полости внутренних органов.

Гормоны регулируют уровень обмена веществ, влияют на деятельность отдельных органов и организма в целом. У насекомых, например, гормоны вызывают линьку и смену фаз индивидуального развития (личинка -> куколка -> взрослое животное), у земноводных – превращение головастика в лягушку.

Половая система

Обеспечивает размножение организмов. Она состоит из половых желез (гонад), вырабатывающих половые клетки (гаметы), и выводящих протоков.

Половые железы самок – яичники. В них образуются яйцеклетки – женские половые клетки. Мужские половые железы – семенники. В них образуются сперматозоиды. Дополнительными половыми органами служат железы, формирующие оболочки яйца, и образования, обеспечивающие оплодотворение и откладывание яиц.

У одних животных мужские и женские половые железы формируются в разных особях – это раздельнополые организмы. У других животных они развиваются в одной и той же особи. Такие организмы называются гермафродитами (например, они бывают у плоских и кольчатых червей).

План строения тела животных

Для многоклеточных животных характерна определенная симметрия тела. Она заключается в том, что тело животных можно разделить на части, которые являются зеркальным отражением друг друга. Например, у кишечнополостных и иглокожих симметрия лучевая (или радиальная). Такая симметрия развита у животных, которые ведут прикрепленный образ жизни или медленно плавают в толще воды. Через их тело можно провести одну воображаемую ось, от которой органы расходятся лучеобразно.

У большинства животных, которые активно передвигаются, различают передний и задний концы тела, спинную и брюшную стороны. Тело их можно разделить воображаемой плоскостью на две зеркально симметричные половины – левую и правую. Животных с таким типом симметрии называют двусторонне-симметричными. К ним относятся, например, черви, насекомые, все хордовые. Двусторонняя симметрия возникает в связи с оформлением головного отдела тела и органов, выполняющих сходные функции (это парные почки, конечности, легкие).

У животных формируются системы органов, обеспечивающие процессы жизнедеятельности: пищеварение, дыхание, кровоснабжение, выделение, размножение. Нервная и эндокринная системы регулируют интенсивность деятельности органов, систем органов, их согласованную работу, жизнедеятельность всего организма, обеспечивают связь организма со средой обитания.