Compoziția anatomică, succesiunea locației aparatului respirator, funcțiile și conexiunea cu alte sisteme și aparate;
Principii anatomie funcțională aparate respiratorii;
Etapele filogenezei
Ontogenia organelor respiratorii
Căile respiratorii superioare, caracteristicile speciilor lor
Căile respiratorii inferioare, caracteristicile speciilor lor
Organele respiratorii, caracteristicile speciilor lor
I. Compoziția anatomică, succesiunea aparatului respirator, funcțiile și relația cu alte sisteme și aparate
Mașină care ajută la respirație:
sistemul respirator (căilor respiratorii, mișcarea forțată a aerului (convecția) are loc la ele: superioare (nas și cavitate nazală, nazofaringe), inferioare (laringe, trahee, bronhii), organe respiratorii (plamani), în ele există o mișcare pasivă a aerului (difuzie));
organe de motilitate respiratorie(aparat suport-static cufăr, mușchii respiratori (mușchii peretelui toracic), mușchii diafragmei și abdominali, formațiuni neurovasculare pereții toracici și abdominali)
Nasul extern (nasus externus) la unele animale în timpul așa-numitelor mișcări de adulmecare prezintă o mobilitate considerabilă (iepurele). La cetacee, nările sunt puternic deplasate înapoi, deasupra capului și pot fi nepereche (delfini). Cavitatea nazală este mult scurtată. Ei au, de asemenea, o pereche de pungi musculare „stropitoare” cu scop necunoscut sub piele din părțile laterale ale cavității nazale.La un cal, în zona superioară-laterală se adaugă o formațiune de piele, terminată orbește, de până la 5-7 cm lungime. al nasului moale - un diverticul nazal. Se crede că aceasta este rămășița unei formațiuni foarte dezvoltate care servește la rudele calului (urmând exemplul tapirului) pentru susținerea proboscidei.
La animalele cu gât scurt, traheea este scurtă, largă și conține un număr mic de inele (cetacee, liliac), iar, invers, la animalele cu gât lung, este lungă, iar numărul de inele este foarte mare. (la o girafa, numarul lor se apropie de 100).
La animalele care duc un stil de viață activ, plămânii sunt mai dezvoltați (de exemplu, dezvoltarea puternică a plămânilor la un ghepard, un animal foarte rapid, care face până la 105 km într-o oră.
II. Principii de anatomie funcțională a aparatului respirator;
unu). În plămâni se formează 2 canale: aerodinamic și hemodinamic;
2). Există o zonă mare de contact între aer și vase de sânge;
3). pat vascular plămânii formează un cerc special, mic, de circulație a sângelui;
patru). Prezența țesutului elastic în plămâni;
5). Căptușeala căilor respiratorii cu epiteliu ciliat;
6). Formarea organelor de motilitate respiratorie și mișcări respiratorii
III. Etapele filogenezei
Transformări filogenetice ale aparatului respirator (etape ale filogenezei):
1) Respirație difuză (fără organe respiratorii speciale în absența sistemului vascular);
2) Respirația pielii;
3) Respirația intestinală (prototipul aparatului respirator);
4) Respirația branhială;
5) Respirație branhio-pulmonară (mixtă) (la peștele pulmonar, vezica natatoare se îndepărtează de peretele ventral al faringelui, la teleostei, de pe peretele dorsal și joacă rolul plămânilor primitivi);
6) Respirația pulmonară
respiratia pielii: Schimbul de gaze are loc prin difuzia oxigenului și dioxidului de carbon (în direcția mediului cu o presiune parțială mai mică a gazelor corespunzătoare) între vasele de sânge care alimentează tegumentul și mediul extern.
Branhii sunt pliuri ale membranei mucoase care atârnă în lumenul fantelor branhiale și măresc semnificativ suprafața totală a schimbului de gaze. Branhiile primesc sânge din arterele branhiale aferente, care se descompun în capilare în branhii. Prezența unei branhii retea capilara- cel mai important semn al dezvoltării adevăratei respirații branhiale.
Unii dintre acești pești absorbtia de oxigen din aerul înghițit apare în intestinul mijlociu.
vezica natatoare la majoritatea peștilor osoși care fac parte din subclasa peștilor cu aripioare raze, acesta și-a pierdut rolul organul respiratorși este un aparat hidrostatic care reglează flotabilitatea peștilor. Cu toate acestea, la peștii cu aripioare mai primitive (ganoide osoase, unele tipuri de teleostei), vezica natatoare continuă să fie folosită ca organ al respirației aerului.
real plămânii Sunt
real plămânii Sunt în peștii pulmonari și peștii cu aripioare multiple(la majoritatea speciilor, perechi ușoare, dar la ceratoda australiană - nepereche). Plămânii se deosebesc de vezica natatoare prin menținerea unei legături relativ largă cu tubul digestiv prin fisura laringiană, care se deschide de dedesubt spre spatele faringelui și prin faptul că au o abundență de sânge; in peretii plamanilor se gasesc numeroase capilare care servesc la schimbul de gaze intre sange si aerul care umple plamanii. Capilarele pulmonare primesc sânge din arterele pulmonare, începând de la a patra pereche de artere branchiale eferente; sângele oxigenat din plămâni revine la inimă (sau vena hepatică) prin venele pulmonare. Această circulație extrapulmonară (sau pulmonară) este foarte caracteristică plămânilor.
IV. Ontogenia organelor respiratorii
Dezvoltarea nasului extern și a cavității nazale este asociată cu dezvoltarea oaselor craniului, a cavității bucale și a organelor olfactive. Laringele, traheea și bronhiile sunt o proeminență a peretelui ventral al intestinului anterior faringian, care ia forma unui tub situat în fața părții anterioare a trunchiului intestinului. În a 4-a săptămână, capătul inferior al acestei excrescențe este împărțit în doi saci asimetrici - depunerea viitorilor plămâni. Din excrescența proximală se formează epiteliul membranei mucoase a laringelui, din distal - traheea, din sacii asimetrici din dreapta și din stânga - epiteliul bronhiilor și plămânilor. Semne de carte ale plămânilor în procesul de creștere în a 6-a săptămână de dezvoltare intrauterină ajung în cavitatea toracică emergentă. În a 5-a săptămână, întreaga cavitate sau secundară a corpului este împărțită în două cavități pleurale și una pericardică, care sunt separate de cavitatea abdominală prin diafragma rezultată. Din foaia viscerală a mezodermului ventral - splanchnopleura, care limitează cavitatea primară a corpului din partea medială, se formează pleura viscerală. Foaia parietală a mezodermului ventral este somatopleura. dă naștere pleurei parietale. Cavitatea pleurală se formează între cele două foițe. Astfel, epiteliul și glandele laringelui, traheei, arborelui bronșic și alveolelor se dezvoltă din endodermul intestinului primar. Mezenchimul care inconjoara organele respiratorii in crestere este transformat in tesut conjunctiv, cartilaj, muschi, vase de sange si pleura. În a 4-a săptămână, apare o îngroșare a mezenchimului în jurul excrescentului laringo-traheal, în care este deja posibil să se distingă anlagul cartilajului și mușchilor laringelui. Cartilajele laringelui se dezvoltă din arcurile branhiale II - III. În grosimea pliului mucoasei, situat anterior de intrarea în laringe, se formează o epiglotă. În urma scheletului laringelui, a pereților acestuia, a pliurilor vocale și a pliurilor vestibulului, se formează ventriculele laringelui. Mușchii laringelui se dezvoltă dintr-un sfincter muscular comun 499.1 care înconjoară intestinul faringian, în afara cartilajelor. În săptămâna a 5-a, rudimentele bronhiilor lobare apar sub forma a trei excrescențe în dreapta și două în stânga. Excrescenţele primare (.rinichi.) se împart în secundare, dând naştere pe fiecare parte a câte 10 bronhii segmentare, la capetele cărora apar şi noi proeminenţe divizoare. Aceasta continuă timp de 2-4 luni de dezvoltare, rezultând formarea unui arbore bronșic. Din a 4-a până în a 6-a lună de viață intrauterină se depun bronhiole, iar din a 6-a până în a 9-a - pasaje alveolare și saci alveolari. Până la nașterea unui copil, ramificarea arborelui bronșic și alveolar al plămânilor ajunge la 18 ordine.
1. Filo- și ontogenie sistemul respirator.
Procesul de respirație este alcătuit din 3 faze: respirație externă (schimb de gaze între mediul extern și sânge), transport de gaze prin sânge și respirație internă (tisulară) (schimb de gaze între sânge și gaze. În conformitate cu habitatul, respirator. se dezvoltă organe de 2 tipuri: la animalele care trăiesc în apă - branhii, pe uscat - trahee și plămâni Branhii - excrescențe ale membranei mucoase a intestinului faringian, situate pe arcurile branhiale, între care există fante branhiale.O rețea densă de capilarele sanguine se dezvoltă în branhii. La peștii plămâni, împreună cu aparatul branhial, apar saci de aer - canalele plămânilor. Odată cu tranziția vertebratelor la uscat, respirația branhială este înlocuită cu respirația costală. La amfibieni - laringele, traheea și bronhiile , plămânii sub formă de pungi sunt conturați; la reptile - laringe, trahee, 2 bronhii; la păsări - laringe, trahee, trahee, bronhii, plămâni - organe spongioase; la mamifere - laringe, cartilaj nou apare în el, corzile vocale, traheea și bronhiile au un schelet sub formă de semi-inele cartilaginoase deschise posterior, culcare intrapulmonară onchiul formează ordine de ramificare și se termină cu bronhiole; plamanii sunt impartiti in lobi si acoperiti cu pleura. ONTOGENEZĂ. Căile respiratorii inferioare (laringele, traheea și bronhiile) sunt depuse în a 3-a săptămână. sub forma unei proeminențe saculare a peretelui ventral al intestinului primar pe marginea secțiunilor faringiene și trunchiului. În procesul de creștere, ia forma unui tub, al cărui capăt superior este conectat la faringe, capătul inferior în a 4-a săptămână. împărțit în proeminență stângă și dreaptă. Partea proximală a anlagei nepereche a organelor sistemului respirator este transformată în capacul epitelial al membranei mucoase a laringelui, partea distală - în capacul epitelial al membranei mucoase a traheei. Proeminențele din stânga și din dreapta dau naștere la epit. căptușeală a bronhiilor și plămânilor. Epit se dezvoltă din anlagul endodermic. mucoasa si glandele laringelui, traheei, arborelui bronsic si alveolar. Mezenchimul este transformat în Comm. tk., cartilaj, mușchi, vase sanguine și limfatice. În a 4-a săptămână în jurul excrescenței laringe-traheale se formează o îngroșare a mezenchimului, în care se disting cartilajul și mușchii laringelui. Cartilajul se dezvoltă din 2-3 broaște râioase. arcuri. Din sfincterul muscular comun care înconjoară intestinul faringian, mușchii laringelui se dezvoltă în afara cartilajului. Timp de 8-9 săptămâni. se formează cartilajul și mușchii traheei. În a 5-a săptămână - rudimente ale bronhiilor lobare sub formă de umflături (3 în dreapta și 2 în stânga). La luna a 4-a formarea arborelui bronșic. luna a 6-a – bronhiole, luna a 9-a. - canalele alveolare si sacii alveolari. Prin naștere, arborii alveolari și bronșici ajung la 18 ordine. În a 6-a săptămână marcajele plămânilor ajung în cavitatea toracică. În a 5-a săptămână cavitatea primară a corpului este împărțită în a 2-a pleurală și a 1-a pericardică. Din splanchnopleura - pleura viscerală, somatopleura - pleura parietală.
CĂI DE CONDUCERE ALE CREIERULUI
acestea sunt fibre de proiecție care conectează cortexul, nucleii subcorticali, trunchiul cerebral și măduva spinării.
Căi:
Ascendent (aferent, senzorial)
descendent (eferent, motor)
În funcție de natura impulsurilor conduse, căile de proiecție ascendente sunt împărțite în trei grupuri:
Căile exteroceptive – poartă impulsuri (durere, temperatură, atingere și presiune) rezultate din influența mediului extern asupra pielii, precum și impulsuri din organele de simț superioare (organe de vedere, auz, gust, miros).
Căile propioceptive - conduc impulsurile din organele de mișcare (mușchi, tendoane, capsule articulare, ligamente), transportă informații despre poziția părților corpului, despre gama de mișcare.
Căile interoceptive - conduc impulsurile din organele interne, articulațiile, unde chimio-, baro- și mecanoreceptorii percep starea mediu intern organism, rata metabolică, chimia sângelui și a limfei, presiunea în vase.
Toate căile ascendente sunt 3-neurale; Primul neuron este întotdeauna situat în ganglionul spinal, iar al 3-lea neuron este întotdeauna în talamus.
CĂI CORTICE AFERENTE.
Tractusgangliobulbothalamocorticalis
este o cale proprioceptiva de sensibilitate profunda sau de senzatie musculo-articulara.
F-tion: coordonarea mișcărilor corpului în spațiu, mișcări conștiente, intenționate.
În măduva spinării, calea trece ca parte a cordoanelor posterioare, ocolind coarnele posterioare. În zona medular oblongata trece pe partea opusă la nivelul unghiului inferior al fosei romboide, formând decussatio lemniscorum medialium (încrucișarea anselor mediale), după care se contopește cu calea sensibilității superficiale și constituie lemniscus medialis.
Constă din 2 părți:
Fascicul Gaulle sau fascicul subțire - conduce impulsurile din extremitati mai joase, situat relativ medial.
Mănunchiul lui Burdach sau mănunchiul în formă de pană, situat lateral.
Primul neuron este situat în ganglionul spinal.
Al 2-lea neuron este situat în medula oblongata (celule nucl. gracilis et nucl. cuneati)
Al 3-lea neuron este situat în nucleii dorsal și lateral ai talamusului.
Calea se termină în circumvoluția postcentrală.
Tractusspinotalamocorticalisanterior
este o cale exteroceptiva, sensibilitate superficiala, presiune, atingere si stereognoza.
3-neural:
Primul neuron se află în ganglionul spinal.
2 neuron - coarne posterioare ale măduvei spinării, apoi fibre de-a lungul subst. gelatinosa merg imediat pe partea opusă (merg întotdeauna în cordonul anterior) sau la nivelul medulei oblongate, apoi se unesc cu fibrele de sensibilitate profundă (lemniscus medialis) și merg împreună, formând lemniscus medialis, împreună cu neuronii de calea profundă, merge către al 3-lea neuron - către nucleii posterior și lateral.
Încrucișarea se poate efectua la același nivel sau la nivelul medulei oblongate. Aceasta nu este o cale complet încrucișată (unele dintre fibre se încrucișează, iar altele nu).
lemniscus medialis este un mănunchi de fibre care trece pe cealaltă parte la părăsirea nucleilor subțiri și în formă de pană. Imediat ce au ieșit, au format bucle arcuate interne (fibrae arcuatae externae) - sunt începutul ansei mediale. Ansa medială în sine merge în sus, până la nucleii dorsali și laterali ai talamusului.
Calea se termină în girusul postcentral la lobul parietalis superior.
Tractusgangliospinothalamocorticalislateralis
această cale conduce durerea și sensibilitatea la temperatură. 3-neural:
Primul neuron este ganglionul spinal.
2 neuron - corn posterior, fibre de subst. gelatinosa trece complet în trunchiul lateral al părții opuse la același nivel sau cu 1-2 segmente mai sus.
Al 3-lea neuron - nucleul dorsal și lateral al talamusului se îndreaptă spre exterior în raport cu ansa medială.
La nevertebratele inferioare, nu există organe respiratorii speciale; schimbul de gaze are loc prin tegument - respirație difuză. Metabolismul energetic al unor astfel de animale se caracterizează printr-o intensitate scăzută. Multe nevertebrate dezvoltă adaptări care măresc suprafața respiratorie sub formă de organe respiratorii locale specializate. În formele acvatice organele respiratorii sunt reprezentate prin branhii, în formele terestre - prin plămâni și trahee.Multe specii păstrează simultan respirația difuză.
Funcția organelor respiratorii în cordele inferioare ( lanceta) preia partea anterioară a tubului intestinal. În pereții faringelui există 100-150 de perechi de găuri, sau fante branhiale. Organele respiratorii sunt septurile interbranchiale, în care trec vasele de sânge - artere branhiale. Apa, care trece prin fantele branhiale, spală aceste septuri și oxigenul difuzează prin pereții arterelor. Deoarece arterele branchiale ale lanceletei nu se ramifică în capilare, suprafața totală prin care intră oxigenul este mică, iar procesele oxidative sunt la un nivel scăzut. În consecință, lanceta duce un stil de viață sedentar, pasiv.
Modificări progresive ale sistemului respirator r y b constau in aparitia pe septurile interramificate a numeroase excrescente epiteliale - filamente branhiale. Arterele branhiale ale peștilor, spre deosebire de lancetă, formează o rețea densă de capilare în filamentele branhiale. Fante branhiale la pești apar prin proeminența peretelui faringian. Alături de branhii, organele pentru utilizarea oxigenului atmosferic apar la peștii cu aripioare lobice. Un astfel de organ respirator suplimentar în ele este vezica natatoare, care este o excrescere sacculară pereche a părții ventrale a faringelui, ai cărei pereți sunt bogați în vase de sânge. Bula este conectată la faringe printr-o cameră scurtă și largă.
Amfibieni au capacitatea de a trăi în condiții terestre, ceea ce a dus la dezvoltarea în continuare a organelor respiratorii atmosferice sub formă de plămâni și piele. Plămânii amfibienilor sunt omologi cu vezica natatoare a peștilor cu aripioare lobe. Sunt două pungi legate de faringe printr-o cameră mică laringo-traheală.De regulă, pereții sacilor pulmonari sunt netezi, cu despărțitori mici, iar zona respiratorie este mică. \. Căile respiratorii sunt slab diferențiate. Din cauza dezvoltării insuficiente a plămânilor, principalul organ respirator este pielea, care conține un numar mare de vase mici de sânge numite capilare.
Piele reptile este oprit de la respirație, deoarece solzii groși cornos care protejează reptilele de uscare împiedică schimbul de gaze, iar plămânii devin principalul organ respirator. Suprafața respiratorie a sacilor pulmonari crește dramatic datorită apariției pe pereții lor a unui număr mare de partiții ramificate, în care trec vasele de sânge.
În același timp, la reptile se observă modificări progresive ale căilor respiratorii. Inele cartilaginoase se formează în trahee, divându-se, dă două bronhii. Începe formarea bronhiilor intrapulmonare. Despărțitori mari separate ies adânc în cavitatea plămânului, lăsând liberă doar o intrare centrală îngustă. Marginile distale ale septurilor sunt acoperite cu epiteliu ciliat, iar cartilajul apare în cel mai mare dintre ele. Ca urmare, se formează pereții bronhiilor intrapulmonare.
mamifere au plămâni cu cea mai complexă structură. Un tip de ramificare a bronhiilor asemănător unui arbore este caracteristic. Bronhia principală este împărțită într-un număr destul de mare de bronhii secundare, care, la rândul lor, se despart în bronhii și mai mici de ordinul al 3-lea, iar acestea din urmă dau numeroase bronhii mici de ordinul al 4-lea etc. și, în sfârșit, există sunt tuburi cu pereți subțiri - bronhiole . La capetele bronhiolelor sunt mici vezicule căptușite cu epiteliu sau alveole. Pereții fiecărei alveole sunt împletite cu o rețea densă de capilare, unde are loc schimbul de gaze. Numărul de alveole atinge un număr imens, datorită căruia suprafața respiratorie crește dramatic.
Astfel, direcția principală de evoluție a sistemului respirator este creșterea suprafeței respiratorii, izolarea căilor respiratorii.
(56) Plantă biogenetică. Studiind filogeneza crustaceelor, F. Muller a atras atenția asupra asemănării unor forme de larve moderne cu formele strămoșilor lor dispăruți. Pe baza acestor observații, el a ajuns la concluzia că crustaceele vii din embriogeneză repetă parcă drumul parcurs în dezvoltarea istorică a strămoșilor lor. Transformările dezvoltării individuale în evoluție, după părerea lui F. Muller, se produc prin adăugarea de noi etape ontogeniei părinților. Repetarea în ontogenia descendenților mai multor semne. strămoșii se explică prin acumularea unor astfel de extensii.
E. Haeckel a formulat legea biogenetică de bază, conform căreia ontogenia este o repetare scurtă și rapidă a filogeniei.
Exemplele de recapitulare sunt folosite ca dovadă a validității legii biogenetice. Ele constau în repetarea structurii organelor strămoșilor adulți în anumite etape ale dezvoltării individuale a descendenților. Astfel, în embriogeneza păsărilor și mamiferelor, sunt așezate fante branhiale și formațiunile scheletice și vasele de sânge corespunzătoare. Multe caracteristici ale larvelor amfibienilor fără coadă corespund cu cele ale amfibienilor caudali adulți. În embriogeneza umană, epiderma pielii este mai întâi reprezentată de un singur strat cilindric, apoi multistratificat nekeratinizat, multistratificat slab keratinizat și, în final, un epiteliu tipic keratinizat. Tipurile corespunzătoare de epiteliu se găsesc în cordatele adulte - lanceletă, pești osoși, amfibieni cu coadă.
Potrivit lui E. Haeckel, la vârsta adultă apar noi trăsături de semnificație evolutivă. Pe măsură ce organizarea formelor adulte devine mai complexă, dezvoltarea embrionară se prelungește datorită includerii unor etape suplimentare.
Semnele formelor ancestrale, repetate în ontogenia descendenților, sunt numite palingeneza de către E. Haeckel. Încălcarea legii biogenetice depinde de acele modificări care nu au semnificație evolutivă care apar în cursul dezvoltării individuale sub influența conditii externe. Ele pot consta în deplasarea proceselor de dezvoltare embrionară în timp (heterocronie) și în spațiu (heterotopie). E. Haeckel a numit tulburările cauzate de adaptările embrionilor la condiţiile dezvoltării cenogeneză şi. Un exemplu de heterocronie este depunerea mai timpurie a sistemului nervos și întârzierea formării sistemului reproducător la vertebratele superioare și la oameni în comparație cu cele inferioare, heterotopia este depunerea plămânilor, care este o modificare a perechii posterioare de saci branhiali situati pe laturile intestinului, pe partea sa ventrala, coenogeneza - amnios, corion, alantoida embrionilor de vertebrate terestre.
Pe baza legii biogenetice, E. Haeckel a propus ipoteza filogenezei organisme pluricelulare. Etapele mărilor, blastei, gastreei dezvoltare istorica recapitulează, în opinia sa, în ontogeneza animalelor pluricelulare ca etapele morula, blastula, gastrula.
Teoria filembriogenezei. Lucrările lui A. N. Severtsov au o importanță decisivă pentru dezvăluirea legăturii dintre ontogeneză și filogeneză. Potrivit lui A. N. Severtsov, sursa transformărilor filogenetice sunt modificările care apar în stadiile incipiente ale ontogenezei, și nu în formele adulte. Dacă duc la dezvoltarea unor trăsături care sunt utile la vârsta adultă și sunt moștenite, ele sunt transmise din generație în generație și devin fixe. Astfel de caractere sunt incluse în filogenia grupului corespunzător de organisme. Modificările embrionare, care se reflectă ulterior în structura formelor adulte și au semnificație evolutivă, se numesc filembriogeneză, care sunt de trei tipuri.
Embriogeneza se poate modifica prin includerea unei etape suplimentare față de etapele deja existente fără a distorsiona acestea din urmă (anabolism), sau cursul embriogenezei este perturbat în partea sa mijlocie (deviație). Abaterea de la cursul normal de dezvoltare la începutul embriogenezei se numește arhalaxie.
După cum se poate observa, modificările de ontogeneză în funcție de tipul de anabolism satisfac legea biogenetică. În acest caz, dezvoltarea embrionară este în esență o serie de recapitulări succesive. În cazul abaterii se observă recapitulări, dar într-o măsură limitată, iar în arhalaxie sunt absente.
Conform teoriei filembriogenezei, modificările în primele etape dezvoltarea individuală formează baza transformărilor filogenetice ale organelor. Astfel, ontogeneza nu reflectă numai cursul evoluției organismelor unei anumite specii, dar, suferind modificări, influențează procesul de dezvoltare istorică a unui anumit grup de animale. Din cele spuse rezultă că, într-un anumit sens, filogeneza poate fi privită drept cauza ontogenezei (E. Haeckel). În același timp, deoarece modificări semnificative din punct de vedere evolutiv în structura organelor în starea adultă apar prin modificări ale embriogenezei acestor organe, filogeneza este o funcție a ontogenezei (AN Severtsov).
(59) Conceptul de rasă și unitate de specii a oamenilor. Omenirea modernă aparține aceleiași specii Homo sapiens. Acest lucru este dovedit de nașterea de urmași fertili și cu drepturi depline în încrucișări între reprezentanți ai grupurilor etnogeografice ale populației care diferă puternic în unele privințe. Unitatea speciei a oamenilor se bazează pe reproducerea celor trei trăsături principale ale genului Homo - o poziție a corpului îndreptată, un tip de apucare a membrelor superioare, un funcția de vorbireși gândire. Aceste trăsături joacă un rol principal în asigurarea supraviețuirii și dezvoltării tuturor hominidelor. Caracteristicile structurale ale sistemului musculo-scheletic și ale creierului, de care depind locomoția bipedă, activitatea uneltelor și sociabilitatea, au un conservatorism semnificativ. Reprezentanții diferitelor grupuri etno-geografice se caracterizează prin același potențial intelectual. În același timp, Homo sapiens este o specie puternic politipică, care se manifestă în prezența a trei rase „mari” de oameni și a unui număr de grupuri mai mici care diferă în principal printr-un complex de trăsături externe.
Alocați rase „mari” caucazoide (eurasiatice), australo-negroide (ecuatoriale) și mongoloide (asiatice-americane).
Caucazienii au pielea deschisă sau închisă la culoare, părul drept sau ondulat, părul facial dezvoltat, un nas îngust proeminent și buze subțiri. Mongoloizii se disting prin piele deschisă sau neagră, păr drept, adesea aspru, o față aplatizată cu pomeți proeminenti, o fantă oblică în ochi, o „a treia pleoapă” pronunțată (epicantă) și lățimi medii ale nasului și buzelor. Australo-Negroizii au pielea închisă la culoare, părul creț, lânos sau ondulat, buze groase, nasul lat, ușor proeminent, cu nări transversale. Reprezentanții diferitelor rase diferă în unele caracteristici fiziologice și biochimice. Astfel, metabolismul bazal al negrilor și al majorității celorlalte popoare din zona ecuatorială este mai scăzut decât cel al europenilor. La acesta din urmă, conținutul de colesterol din plasma sanguină ajunge la 4,64 mmol/l, în timp ce în primul este de 3,48 mmol/l.
Caracterul comun al principalelor trăsături umane și linia principală de dezvoltare istorică, utilitatea urmașilor în căsătoriile interrasiale indică faptul că împărțirea în rase se referă la stadii destul de avansate ale evoluției homininului. Pe baza datelor biochimice și antropologice comparative, se presupune că inițial rasele mongoloide și caucazoide-negroide s-au remarcat în umanitate. Mai târziu, din acestea din urmă au apărut eurasiatice și australo-negroide. Aceste evenimente au avut loc, se pare, în stadiul de trecere de la paleoantropi la neoantropi.
Înainte de era marilor descoperiri geografice, rasele „mari” erau caracterizate de o anumită așezare pe planetă. Reprezentanții rasei mongoloide au fost localizați pe teritoriul Asiei de Nord, Centrale, de Est și de Sud-Est, America de Nord și de Sud, rasa Australo-Negroide - în Lumea Veche la sud de Tropicul Cancerului, Caucazoidul - în Europa, Africa de Nord , Asia de Vest, India de Nord. Multe trăsături rasiale sunt adecvate adaptiv în acea parte a Oikoumene în care rasele au evoluat și au trăit timp de multe milenii. Acestea includ pigmentarea pielii și a părului lânos la negroizi ( nivel ridicat radiația solară), dimensiunea mare a cavității nazale a caucazianilor (efectul aerului răcit iarna), epicantus, fisura palpebrală îngustă, un fel de depunere de țesut adipos pe fața mongoloizilor (protecția ochiului de vânt, praf). , lumina solară reflectată de zăpadă și de hipotermia țesuturilor faciale). Se poate presupune că formarea complexelor rasiale de trăsături a avut loc sub influența selecției naturale. În același timp, ar trebui evitată o înțelegere simplificată a naturii adaptative a unor astfel de complexe în ansamblu. Unele personaje incluse în complexul rasial ar putea apărea din cauza variabilității corelative. Astfel, rolul principal în dezvoltarea feței turtite a mongoloizilor l-au jucat aparent modificările primare ale aparatului masticator și structura generală a scheletului facial. În selecția în cadrul raselor „mari” de diferite tipuri și grupe morfologice, amestecarea, reproducerea pe termen lung într-o populație cu un grad ridicat de relație genetică, și în raport cu popoarele situate la periferia Oikumene, deriva genetică ar putea joacă un rol.
(60) Doctrina biosferei. Termenul de „biosferă” a fost introdus de geologul australian E. Suess în 1875 pentru a desemna un înveliș special al Pământului format dintr-o combinație de organisme vii, care corespunde conceptului biologic al biosferei. În acest sens, termenul numit este folosit de o serie de cercetători în prezent.
Conceptul de influență largă a vieții asupra proceselor naturale a fost formulat de V. V. Dokuchaev, care a arătat dependența procesului de formare a solului nu numai de climă, ci și de influența combinată a organismelor vegetale și animale.
V. I. Vernadsky a dezvoltat această direcție și a dezvoltat doctrina biosferei ca sistem global al planetei noastre, în care cursul principal al transformărilor geochimice și energetice este determinat de materia vie. El a extins conceptul de biosfere nu numai la organismele înseși, ci și la mediul lor, ceea ce a dat conceptului de biosfere un sens biogeochimic. Majoritatea fenomenelor care modifică aspectul Pământului la scara timpului geologic au fost considerate anterior ca fiind pur fizice, chimice sau fizico-chimice (eroziune, dizolvare, sedimentare, alterarea rocilor etc.). V. I. Vernadsky a creat doctrina rolului geologic al organismelor vii și a arătat că activitatea acestora din urmă este cel mai important factor transformări ale învelișurilor minerale ale planetei.
Numele lui V. I. Vernadsky este asociat și cu formarea conceptului socioeconomic al biosferei, care reflectă transformarea acesteia în noosferă într-un anumit stadiu de evoluție (vezi capitolul 10) datorită activității umane, care capătă rolul unui geologic independent. forta. Ținând cont de principiul sistemic al organizării biosferei, precum și de faptul că funcționarea acesteia se bazează pe circulația materiei și energiei, stiinta moderna sunt formulate concepte biochimice, termodinamice, biogeocenotice, cibernetice ale biosferei.
Biosfera este învelișul Pământului, care este locuit și transformat activ de ființe vii. Potrivit lui V. I. Vernadsky, biosfera este o astfel de înveliș în care viața există sau a existat în trecut și care a fost sau este expusă organismelor vii. Include: 1) materie vie formată dintr-o combinație de organisme; 2) o substanță biogenă care este creată și procesată în timpul vieții organismelor (gaze atmosferice, cărbune, petrol, șist, calcar etc.); 3) materie inertă, care se formează fără participarea organismelor vii (produse ale activității tectonice, meteoriți); 4) substanță bioinertă, care este un rezultat comun al activității vitale a organismelor și proceselor abiogene (sol).
Structură și funcții b/s. Biosfera este un sistem pe mai multe niveluri care include subsisteme de diferite grade de complexitate. Limitele biosferei sunt determinate de aria de distribuție a organismelor în atmosferă, hidrosferă și tosferă. Limita superioară a biosferei trece la o altitudine de aproximativ 20 km. Astfel, organismele vii sunt așezate în troposferă și în straturile inferioare ale stratosferei. Factorul limitator de așezare în acest mediu este intensitatea crescândă a radiațiilor ultraviolete odată cu înălțimea. Aproape toate viețuitoarele care pătrund deasupra stratului de ozon al atmosferei mor. Biosfera pătrunde în hidrosferă la toată adâncimea oceanelor, ceea ce este confirmat de descoperirea organismelor vii și a depozitelor organice la o adâncime de 10-11 km. În litosferă, aria de distribuție a vieții este determinată în mare măsură de nivelul de penetrare a apei în stare lichidă - organisme vii au fost găsite la o adâncime de aproximativ 7,5 km.
Atmosfera. Acest înveliș este format în principal din azot și oxigen. În concentrații mai mici, conține dioxid de carbon și ozon. Starea atmosferei are o mare influență asupra proceselor fizice, chimice și, mai ales, biologice de pe suprafața pământului și în mediul acvatic. Cea mai mare valoare pentru biologic
procesele au: oxigenul atmosferic folosit pentru respirația organismelor și mineralizarea materiei organice moarte, dioxid de carbon consumat în timpul fotosintezei, precum și ozon, screening suprafața pământului de la radiațiile ultraviolete dure. În afara atmosferei, existența organismelor vii este imposibilă. Acest lucru poate fi văzut în Luna fără viață, care nu are atmosferă. Din punct de vedere istoric, dezvoltarea atmosferei este asociată cu procese geochimice, precum și cu activitatea vitală a organismelor. Deci, azotul, dioxidul de carbon, vaporii de apă s-au format în timpul evoluției planetei datorită în mare măsură activității vulcanice, iar oxigenul ca urmare a fotosintezei.
Hidrosferă. Apa este importantă parte integrantă toate componentele biosferei și unul dintre factorii necesari pentru existența organismelor vii. Partea sa principală (95%) este închisă în oceanul lumii, care ocupă aproximativ 70% din suprafața globului. Masa totală a apelor oceanice este de peste 1300 milioane km3. Aproximativ 24 de milioane de km 3 de apă sunt conținute în ghețari, iar 90% din acest volum cade pe stratul de gheață din Antarctica. Aceeași cantitate de apă este conținută în subteran. Apele de suprafață ale lacurilor sunt de aproximativ 0,18 milioane km 3 (din care jumătate sunt sărate), iar râurile - 0,002 milioane km 3. Cantitatea de apă din corpurile organismelor vii ajunge la aproximativ 0,001 milioane km3. Din gazele dizolvate în apă cea mai mare valoare au oxigen și dioxid de carbon. Cantitatea de oxigen din apele oceanului variază mult în funcție de temperatură și de prezența organismelor vii. De asemenea, concentrația de dioxid de carbon variază, iar cantitatea totală de dioxid de carbon din ocean este de 60 de ori mai mare decât cea din atmosferă. Hidrosfera s-a format în legătură cu dezvoltarea litosferei, care de-a lungul istoriei geologice a Pământului a eliberat o cantitate semnificativă de vapori de apă și așa-numitele ape juvenile (magmatice subterane).
Litosferă. Cea mai mare parte a organismelor care trăiesc în litosferă este concentrată în stratul de sol, a cărui adâncime de obicei nu depășește câțiva metri. Solurile, fiind, conform terminologiei lui V. I. Vernadsky, o substanță bio-inertă, sunt reprezentate de substanțe minerale formate în timpul distrugerii rocilor, iar substanțele organice - produse ale activității vitale a organismelor.
Organisme vii (materie vie). În prezent, au fost descrise aproximativ 300 de mii de specii de plante și peste 1,5 milioane de specii de animale. Din această cantitate, 93% sunt specii de animale terestre și 7% sunt specii de animale acvatice. Materia vie în greutate reprezintă 0,01-0,02% din materia inertă a biosferei, totuși, ea joacă un rol principal în procesele biogeochimice datorită metabolismului care are loc în organismele vii. Deoarece organismele atrag din mediu substraturile și energia folosită în metabolism, ele îl transformă prin însuși faptul că trăiesc. Producția anuală de materie vie din biosferă este de 232,5 miliarde de tone de materie organică uscată. În același timp, la scară planetară, în procesul de fotosinteză sunt sintetizate 46 de miliarde de tone de carbon organic.
Ciclul biotic. Funcția principală a biosferei este de a asigura circulația elementelor chimice. Ciclul biotic global se realizează cu participarea tuturor locuitorilor
planeta organismelor. Constă în circulația substanțelor între sol, atmosferă, hidrosferă și organismele vii. Datorită ciclului biotic, o existență îndelungată și o dezvoltare a vieții este posibilă cu o aprovizionare limitată de elemente chimice disponibile. Folosind substanțe anorganice, plantele verzi în detrimentul energiei Soarelui creează materie organică, care este distrusă de alte ființe vii (heterotrofe și distrugătoare de consum), astfel încât produsele acestei distrugeri pot fi folosite de plante pentru noi sinteze organice.
Un rol important în circulația globală a substanțelor îl revine circulației apei între ocean, atmosferă și straturile superioare ale litosferei. Apa se evaporă și este transportată de curenții de aer pe mulți kilometri. Cazând pe suprafața pământului sub formă de precipitații, contribuie la distrugerea rocilor, făcându-le accesibile plantelor și microorganismelor, erodează stratul superior de sol și merge împreună cu compușii chimici și particulele organice în suspensie dizolvate în acesta în oceane și mări. .
Ciclul carbonului începe cu fixarea dioxidului de carbon atmosferic în timpul fotosintezei. O parte din carbohidrații formați în timpul fotosintezei este folosită de plante pentru energie, iar o parte este consumată de animale. Dioxidul de carbon este eliberat în timpul respirației plantelor și animalelor. Plantele și animalele moarte se descompun, carbonul din țesuturile lor este oxidat și returnat în atmosferă. Un proces similar are loc în ocean.
ciclul azotului acoperă, de asemenea, toate zonele biosferei. Deși rezervele sale în atmosferă sunt practic inepuizabile, plantele superioare pot folosi azotul numai după ce îl combină cu hidrogenul sau oxigenul. Bacteriile fixatoare de azot joacă un rol extrem de important în acest proces. Când proteinele acestor microorganisme se descompun, azotul revine din nou în atmosferă.
Datorită ciclului biotic, biosfera are anumite functii geochimice: gaz - migrarea biogenă a gazelor ca urmare a fotosintezei și fixării azotului; concentrare - acumulare de către organismele vii a elementelor chimice dispersate în Mediul extern; redox - transformarea substanțelor care conțin atomi cu valență variabilă (de exemplu, fier, mangan); biochimice - procese care au loc în organismele vii.
stabilitatea biosferei. Biosfera este un sistem ecologic complex care funcționează într-un mod staționar. Stabilitatea biosferei se datorează faptului că rezultatele activității a trei grupe de organisme care îndeplinesc funcții diferite în ciclul biotic - producători (autotrofe), consumatori (heterotrofe) și descompunetori (mineralizarea reziduurilor organice) - sunt echilibrate reciproc. . Starea homeostatică a biosferei nu exclude capacitatea acesteia de a evolua.
(61) Evoluție b/s. Pentru o perioadă considerabilă a existenței planetei noastre, principalii factori care au influențat evoluția biosferei au fost procesele geologice și climatice. Ele sunt asociate cu evoluția organismelor vii.
Primele organisme vii - procariotele - au apărut în epoca arheică. Erau anaerobi care primeau energie prin fermentare. Au folosit ca hrană materia organică de origine abiogenă.
De-a lungul timpului, substanțele organice de origine abiogenă au început să se usuce în oceanul primordial. Apariția organismelor autotrofe, în special a plantelor verzi, a oferit continuarea sintezei continue a substanțelor organice prin utilizarea energiei solare. Astfel, a fost creată o condiție prealabilă pentru dezvoltarea și complicarea ulterioară a formelor de viață.
Odată cu apariția fotosintezei, lumea organică s-a despărțit în două trunchiuri, diferite în ceea ce privește modul de nutriție. Datorită apariției plantelor fotosintetice autotrofe, apa și atmosfera au început să fie îmbogățite cu oxigen liber. Acest lucru a predeterminat posibilitatea apariției unor organisme aerobe capabile de o utilizare mai eficientă a energiei în procesul vieții. Printre aceste organisme ar putea apărea organisme pluricelulare.
Acumularea de oxigen în atmosferă a dus la formarea unui ecran de ozon în straturile sale superioare, care nu lasă să pătrundă razele ultraviolete dăunătoare. Acest lucru a deschis calea pentru ca primele organisme vii (în primul rând unicelulare) să aterizeze pe uscat, ceea ce a avut loc în perioada Cambriană.
Apariția plantelor fotosintetice a făcut posibilă existența și dezvoltarea progresivă a organismelor heterotrofe. Viața a umplut diverse habitate.
Deja la mijlocul erei paleozoice, conținutul de oxigen din atmosferă s-a stabilizat la aproximativ 20%. Biosfera a dobândit un echilibru dinamic în activitățile a trei grupe de organisme care îndeplinesc diverse funcții în circulația substanțelor în natură - producători (autotrofe), consumatori (heterotrofe) și descompozitori care mineralizează materia organică. Datorită acestui fapt, s-a stabilit starea homeostatică a biosferei.
Odată cu apariția societății umane în istoria biosferei, a apărut un nou factor puternic, egal în impactul său cu procesele geologice grandioase. Acest factor (activitatea umană) a perturbat într-o anumită măsură homeostazia biosferică.
(62) Barbat si b/s. Odată cu apariția omului, biosfera a căpătat o nouă calitate. Inițial, impactul omului asupra mediului nu a fost diferit de impactul altor organisme. Mijloacele de subzistență extrase de om din natură au fost restaurate natural, iar produsele activității sale vitale au intrat în circulația generală a substanțelor. Homeostazia biosferică nu a fost perturbată. De-a lungul timpului, creșterea populației și utilizarea din ce în ce mai mare a resurselor naturale de către societatea umană au avut ca rezultat un puternic factor de mediu care a perturbat fostul echilibru al biosferei.
În stadiul actual al existenței planetei noastre, cele mai mari transformări ale biosferei sunt efectuate de om. Arată teritorii vaste, tăind păduri, creând așezări mari și întreprinderi industriale, extragerea mineralelor, construirea de canale, rezervoare, schimbarea albiilor râurilor, plantarea pădurilor, o persoană schimbă semnificativ natura. Activitatea sa afectează clima, terenul, compoziția atmosferei, speciile și compoziția numerică a florei și faunei. Utilizarea energiei atomice, în special testarea armelor atomice, a dus la acumularea de substanțe radioactive în aerul atmosferic și în oceane.
Extragerea și arderea cărbunelui, petrolului, gazelor din adâncuri, extragerea minereului și topirea metalelor pure, crearea de aliaje și substanțe sintetice care nu existau în natură și de noi elemente chimice, dispersând în cele din urmă produsele activității lor, o persoană îmbunătățește semnificativ biogenul. migrarea elementelor. În timpul existenței omenirii, masa totală a organismelor vii a scăzut; în ultimii 300 de ani, biomasa planetei a scăzut cu aproximativ un sfert.
V. I. Vernadsky a ajuns la concluzia că umanitatea împreună formează o nouă înveliș a Pământului - noosferă(gr. intelect), adică sfera vieții inteligente.
Resursele naturale sunt împărțite în de neînlocuit și regenerabile. Primele includ minerale, ale căror rezerve sunt limitate. Bogăția regenerabilă este asociată cu activitatea vitală a organismelor. Dar cu utilizarea irațională, acestea sunt și epuizate, ceea ce poate duce la schimbări ireparabile ale biosferei. Ca urmare a activității umane iraționale, doar în ultimele secole, multe specii de animale și plante au fost exterminate. Adesea, structurile hidraulice privează peștii de posibilitatea de a ajunge la locurile de reproducere. Deșeurile industriale insuficient purificate, atunci când sunt eliberate în corpurile de apă, distrug ființele vii din ele. Defrișarea fără a ține cont de reproducerea lor duce la reducerea adâncimii râurilor și la eroziunea solului. O scădere a suprafeței pădurilor, o suprafață din ce în ce mai mare a culturilor cultivate care evaporă o cantitate semnificativă de apă, creșterea orașelor, drumurilor și a altor zone cu acoperiri care împiedică pătrunderea apei în sol, plumb. la epuizarea solului cu apă, ceea ce face dificilă creșterea plantelor. În același timp, cererea de apă crește. Omenirea s-a confruntat cu problema furnizării de apă dulce.
Există, de asemenea, o problemă cu cantitatea de oxigen din atmosferă. Acoperirea de vegetație a planetei nu mai are timp să umple atmosfera cu oxigen liber. Prin urmare, dacă luăm în considerare că anual umanitatea crește consumul de oxigen cu 5%, atunci după 165 de ani
compoziţia sa în atmosferă va atinge o limită critică pentru existenţa umană. Mediul (atmosfera, apele de suprafata si subterane, solul) este adesea poluat de deseurile de la intreprinderile industriale.
Războaiele sunt un factor semnificativ în impactul asupra mediului. Ca urmare a utilizării substanțelor chimice militare în Vietnam de către armata americană, până la 25% din pădurile din Vietnam de Sud au fost distruse, iar acumularea de mutageni și teratogeni în mediu a dus la creșterea nașterii copiilor cu anomalii. .
În prezent, omenirea se confruntă cu problema posibilității unei crize ecologice, adică a unei astfel de stări a mediului în care, din cauza schimbărilor care au avut loc în acesta, acesta poate deveni nepotrivit vieții.
Activitatea umană duce la schimbări atât pozitive, cât și negative în biosferă. Cele pozitive includ crearea de noi soiuri foarte productive de plante cultivate, rase de animale, tulpini de microorganisme, creșterea artificială a peștilor în mări și Oceanul Mondial, crearea de biogeocenoze culturale etc.; poluarea apei, atmosferei/și a solului cu deșeurile industriale, agricole și menajere, prelucrarea irațională a solului care duce la eroziune etc. În mod firesc, impacturile negative asupra biosferei trebuie limitate.
Creșterea rapidă a populației și dezvoltarea intensivă a industriei implică o utilizare din ce în ce mai mare a resurselor faunei sălbatice. În același timp, adesea consumul irațional al resurselor naturale duce la încălcarea echilibrului biologic în unele comunități și chiar la epuizarea și moartea acestora. În acest sens, este necesar să se afle resursele mondiale ale biosferei pentru a dezvolta cele mai raționale metode de utilizare a acestora. În acest scop, în 1964, a fost creată o organizație specială - Programul Biologic Internațional (IBP) pe o perioadă de 8 ani. Sarcina sa a fost de a determina productivitatea biologică a comunităților de plante și animale naturale și artificiale terestre și acvatice.
Studiul resurselor biologice naturale ale planetei a arătat că malnutriția unei părți semnificative a umanității nu este în prezent rezultatul sărăciei resurselor naturale, ci rezultatul modului capitalist de producție și distribuție a produselor. Calculele arată că nivelul actual al tehnologiei de producție agricolă poate oferi alimentatie buna o populație care este de câteva ori mai mare decât în prezent.
În plus, datorită dezvoltării științei (tehnologia agricolă, selecția), randamentul culturilor agricole va crește brusc în următorii ani. Trecerea de la pescuitul pentru pește și alți locuitori ai oceanului la cultivarea artificială este promițătoare. organisme marine. Aceasta va fi o contribuție importantă la rezolvarea problemei alimentare mondiale.
(63) Concepte de bază ale ecologiei. Ființele vii care locuiesc în teritorii cu o varietate de condiții de habitat experimentează influența acestora din urmă și au un efect asupra mediului. Modelele de relații dintre organisme și habitatul lor, legile dezvoltării și existenței biogeocenozelor, care sunt complexe de componente vii și nevii care interacționează în anumite părți ale biosferei, sunt studiate de știința biologică specială. ecologie.
Tiparele ecologice se manifestă la nivelul unui individ, al unei populații de indivizi, al unei biocenoze (comunități), al unei biogeocenoze. O biocenoză (comunitate de organisme) este o asociere limitată spațial de plante și animale care interacționează, în care domină anumite specii sau un factor fizic. Subiectul ecologiei este, așadar, fiziologia și comportamentul organismelor individuale în habitatele naturale (autoecologie), fertilitatea, mortalitatea, migrația, relațiile intraspecifice (dinamica populației), relațiile interspecifice, fluxurile energetice și ciclurile de substanțe (sin-ecologie).
Principalele metode de ecologie includ observații pe teren, experimente în condiții naturale, modelarea proceselor și situațiilor care apar în populații și biocenoze folosind tehnologia computerizată.
miercuri- acesta este întregul ansamblu de elemente care acționează asupra unui individ în habitatul său. Un element al mediului capabil să exercite o influență directă asupra unui organism viu cel puțin în una dintre etapele dezvoltării individuale se numește factor de mediu. Conform unei clasificări comune și convenabile, factorii de mediu sunt împărțiți în biotici și abiotici, deși această diviziune este într-o oarecare măsură condiționată. Temperatura factorului abiotic poate fi, de exemplu, reglată prin modificări ale stării unei populații de organisme. Deci, atunci când temperatura aerului scade sub 13°C, activitatea motrică a albinelor se intensifică, ceea ce crește temperatura în stup la 25-30°C. Ținând cont de esența socială a unei persoane, manifestată în atitudinea sa activă față de natură, este recomandabil să se evidențieze și cele antropice. factori de mediu. Odată cu creșterea populației și a echipamentelor tehnice ale omenirii, proporția factorilor de mediu antropici crește constant.
Conform unei alte clasificări, există primarși factori de mediu secundari periodici şi neperiodici. Viața a întâlnit acțiunea factorilor primari în stadiile incipiente ale evoluției. Acestea includ temperatura, schimbarea poziției Pământului în raport cu Soarele. Datorită lor, periodicitatea zilnică, sezonieră, anuală a multora procese biologice. Factorii periodici secundari sunt derivati ai factorilor primari. De exemplu, nivelul de umiditate depinde de temperatură, astfel încât în regiunile reci ale planetei, atmosfera conține mai puțini vapori de apă. Factorii neperiodici acţionează asupra unui organism sau populaţie episodic, brusc. Acestea includ forțele elementare ale naturii - o erupție vulcanică, un uragan, un fulger, o inundație, precum și un prădător care depășește o victimă și un vânător care lovește o țintă.
Cei fără craniu nu există organe respiratorii specializate şi functia respiratorie realizează faringe - partea din față a tubului digestiv, străpunsă de fante branhiale.
În pește organele respiratorii - branhii - sunt situate pe partea superioară a celor patru arcade branhiale sub formă de petale de un roșu aprins. Apa intră în gura peștelui, este filtrată prin fantele branhiale, spălând branhiile și este scoasă de sub capacul branhiilor. Schimbul de gaze se realizează în numeroase capilare branhiale, în care sângele curge spre apa din jurul branhiilor. În spatele ultimului arc branhial, se formează o formațiune pereche - o vezică natatoare care îndeplinește funcții hidrostatice.
Amfibieni la vârsta adultă, plămânii funcționează. Laringele apare pentru prima dată. Plămânii încep direct din laringe. Sunt cu ochiuri grosiere și au o suprafață respiratorie mică, în legătură cu aceasta, schimbul de gaze se realizează predominant prin piele.
reptile au atât căile respiratorii superioare (cavitatea nazală nu este complet delimitată de cavitatea bucală), cât și cele inferioare - laringele, traheea și bronhiile. Plămânii au ochiuri mici și au o suprafață respiratorie mare. Diafragma apare pentru prima dată, dar are un sens pasiv.
La mamifere căile respiratorii sunt căptușite cu epiteliu ciliat. Sunt complet separați de sistemul digestiv și se încrucișează cu acesta doar în faringe. Ramura bronhiilor de mai multe ori. Principalul mușchi care modifică volumul toracelui este diafragma.
Embriogeneza umană reflectă unitatea originală a sistemelor digestive și respiratorii. Aceasta este baza pentru formarea malformațiilor congenitale ale esofagului și traheei de tipul de fistule esofagotraheale. Hipoplazia chistică este o subdezvoltare a plămânilor.
16. Filogeneza sistemului circulator al cordatelor. Filogeneza arcadelor branhiale arteriale. Malformații determinate ontofilogenetic ale inimii și organelor circulatorii la om.
La lanceta sistemul circulator este închis. Cercul de circulație a sângelui este unul. Prin aorta abdominală, sângele venos pătrunde în arterele branchiale aferente, unde este îmbogățit cu oxigen. Prin arterele branchiale eferente, sângele pătrunde în rădăcinile aortei dorsale, situate simetric pe ambele părți ale corpului. Ramurile anterioare ale acestor două vase se numesc artere carotide. Ramurile posterioare formează aorta dorsală, care se ramifică în numeroase artere și merge către organe. După schimbul de gaze tisulare, sângele intră în venele cardinale anterioare și posterioare pereche. Venele cardinale anterioare și posterioare se varsă în ductul Cuvier de fiecare parte. Ambele canale Cuvier se scurg în aorta abdominală. Din organele sistemului digestiv, sângele venos curge prin vena portă a ficatului, apoi în excrescența hepatică, iar din aceasta capilarele sunt colectate în vena hepatică, prin care sângele intră în aorta abdominală.
Sistem circulator peşteînchis. Inima este cu două camere, constând dintr-un atriu și un ventricul. Sângele venos din ventriculul inimii pătrunde în aorta abdominală, care îl duce la branhii, unde este îmbogățit cu oxigen și eliberat din dioxid de carbon. Sângele arterial care curge din branhii este colectat în aorta dorsală, care este situată de-a lungul corpului sub coloana vertebrală. Numeroase artere pleacă din aorta dorsală către diferite organe ale peștilor. În ele, arterele se despart într-o rețea de cele mai subțiri, capilare, prin pereții cărora sângele eliberează oxigen și este îmbogățit cu dioxid de carbon. Sângele venos este colectat în vene și prin acestea intră în atriu, iar din acesta în ventricul. Prin urmare, peștii au un cerc de circulație a sângelui.
Sistem circulator la amfibieniînchis. Inima are trei camere. Din jumătatea dreaptă a ventriculului începe un singur vas - conul arterial, care se ramifică în 3 perechi de vase: piele - artere pulmonare, arcade aortice și artere carotide. Nu are loc amestecarea completă a sângelui. Prin urmare, prima porțiune de sânge venos intră în conul arterial și de acolo în arterele piele-pulmonare. Sângele din mijlocul ventriculului intră în arcadele aortice, iar cantitatea rămasă de sânge arterial pătrunde în arterele carotide. Două arcade ale aortei merg în jurul inimii, se conectează la aorta dorsală, furnizând întregul corp cu sânge amestecat, cu excepția capului. Venele cardinale posterioare sunt mult reduse și devin vena cavă posterioară. Venele cardinale anterioare sunt înlocuite cu venele jugulare, iar canalele Cuvier, care, împreună cu venele subclaviei, se varsă în venele jugulare, se numesc venă cavă anterioară.
La reptileîn inimă apare un sept incomplet. Din inimă nu iese un singur vas, ci trei, formate ca urmare a divizării trunchiului arterial. Arcul aortic drept, purtând sânge arterial, pleacă din jumătatea stângă a ventriculului, iar artera pulmonară cu sânge venos pleacă din jumătatea dreaptă. Din mijlocul ventriculului începe arcul aortic stâng, care poartă sânge mixt. Ambele arcade aortice se unesc în spatele inimii și alimentează corpul cu sânge amestecat, dar există deja mai mult oxigen în el. Sistemul venos nu diferă de sistemul venos al amfibienilor.
La mamifere fluxul sanguin venos și arterial este complet separat. Inimă cu patru camere completă. Reducerea arcului aortic drept și păstrarea doar a celei stângi. Ca urmare, toate organele sunt alimentate cu sânge arterial. Apare o venă innominată, unind venele jugulare și subclaviere stângi cu cele drepte.
Tulburări de dezvoltare ale inimii poate fi exprimat în anomalii ale structurii, locului și poziției. Conservarea unei inimi cu două camere este posibilă. Defectele septului atrial sunt mai frecvente. Posibilă ectopie cervicală a inimii, în care este situată în regiunea cervicală. Persistența ambelor arcade aortice, persistența canalului arterios
Filogeneza arcadelor branhiale arteriale.
În embriogeneza majorității vertebratelor, sunt așezate 6 perechi de arcade branhiale, corespunzătoare a 6 perechi de arcuri viscerale ale craniului. Primele două perechi de arcade viscerale fac parte din craniul facial, primele două perechi se reduc rapid. Cele 4 rămase în pești funcționează ca artere branhiale. La animalele terestre, perechea devine arterele carotide. 4 perechi devin arcade aortice. La amfibieni și reptile, ambele vase funcționează, iar la mamifere se depun și 4 perechi, dar apoi arcul aortic drept este redus. A 5-a pereche este redusă la toate animalele terestre, cu excepția amfibienilor cu coadă.
17. Filogenia sistemului reproducător și excretor al vertebratelor. Relația dintre sistemele excretor și reproductiv ale vertebratelor. Evoluția rinichiului. Evoluția glandelor sexuale. Evoluția tractului urinar. Malformații determinate ontofilogenetic ale rinichilor, tractului genito-urinar, gonadelor la om.
Evoluția rinichiului.
Rinichiul trece prin 3 stadii de evolutie: pronefros este capul (pronefros), rinichiul primar este trunchiul (mezonefros) iar rinichiul secundar este pelvinul (metanefros).
Pronefrosul funcționează la pești și larvele de amfibieni. Este format din 2 - 12 nefroni, ale căror pâlnii sunt deschise în ansamblu, iar canalele excretoare sunt deschise către canalul pronefric, care este legat de cloaca. Pronefrosul este situat la capătul capului corpului.
La pești și amfibieni adulțiîn spatele pronefrosului se dezvoltă rinichii primari, care conțin până la câteva sute de nefroni. În timpul ontogenezei, nefronii cresc în număr. Ele formează capsulele glomerulilor renali. Capsulele sunt în formă de bol.
Reptilele și mamiferele dezvoltă rinichi secundari. Sunt așezate în regiunea pelviană. Conțin sute de mii de nefroni. Nefronii nu au pâlnie, legătura cu celomul se pierde în cele din urmă. Tubul nefron se alungește, iar la mamifere se diferențiază în secțiuni prokimale și distale, între care se formează bucla lui Henle.
Evoluția glandelor sexuale.
La peștii cartilaginoși, structura glandelor sexuale ale femelelor și masculilor este similară. La toate celelalte vertebrate, ovarul are o structură foliculară, adică conține foliculi, fiecare dintre care conține un viitor ovul. Testiculele conțin tuburile seminale. La toate vertebratele cu temperatură instabilă a corpului, gonadele sunt situate în cavitatea abdominală. La majoritatea mamiferelor, gonadele masculine călătoresc prin canalul inghinal până la scrot.
Evolutia tractului urinar.
La femelele peștilor și a lupilor amfibieni, canalul funcționează întotdeauna ca ureter, iar moletele ca oviduct. La masculii Muller, canalul este redus, canalul Wolf îndeplinește funcția sexuală și excretorie. Tubulii seminiferi curg în rinichi, iar spermatozoizii în timpul fertilizării intră în apă cu urină.
La reptile și mamifere la lupi masculi, canalul îndeplinește funcția de canal ejaculator. Canalul lui Müller suferă o reducere. La femele de lup, canalul este redus (cu excepția părții sale caudale, care formează ureterul), iar mullerianul devine oviduct. La mamiferele placentare, canalul mullerian se împarte în oviduct, uter și vagin.
La om, un rinichi secundar segmentat este relativ comun, se observă adesea o localizare pelviană a rinichiului, la om sunt posibile semne de hermafroditism ale organelor genitale externe, la femei, poate exista o încălcare a reducerii canalelor lupului. , de asemenea diferite forme dublarea uterului.
Sistemul respirator al tuturor cordatelor este legat atât din punct de vedere topografic, cât și prin origine cu intestinele. La cordatele acvatice, funcția de respirație este îndeplinită de fante branhiale care pătrund în secțiunea anterioară a tubului intestinal (faringe). La cordatele terestre, fante branhiale se formează în timpul dezvoltării embrionare și apoi dispar. Funcția de a respira în ele este îndeplinită de plămâni, care sunt formați din proeminența peretelui intestinal.
Evoluția aparatului branhial în cordate s-a exprimat printr-o scădere a numărului de fante branhiale cu creșterea simultană a suprafeței respiratorii prin formarea de filamente branhiale. Evolutia plamanilor se exprima prin izolarea cailor respiratorii mai mult sau mai putin complexe si o crestere a suprafetei respiratorii prin formarea de plamani spongiosi cu un sistem complex de ramificare a bronhiilor intrapulmonare, terminate in vezicule cu pereti celulari.
Cel mai primitiv sistem respirator este în lanceta (un subtip de non-cranian). Secțiunea anterioară a intestinului - peretele faringelui - este perforată de fante branhiale (până la 150 de perechi), care se deschid în cavitatea atrială (periobranhială). La ciclostomi (un subtip de vertebrate), organele respiratorii sunt saci branhiali (5-15 perechi), care comunică cu intestinul anterior și se deschid spre exterior cu deschideri independente.
Peștii au 4-7 (cel mai adesea 5) saci branhiali sub formă de spații sub formă de fante între arcurile branhiale. Conțin numeroase filamente branhiale străpunse de capilare. Staminele situate pe suprafața concavă a arcadelor branhiale împiedică intrarea alimentelor în branhii din faringe. În plus, unii pești au organe respiratorii suplimentare care le permit să utilizeze oxigenul din aer. Un interes deosebit este utilizarea vezicii natatoare pentru respirația aerului și formarea plămânilor. Pereții vezicii natatoare sunt bogați în vase de sânge; prin urmare, la unii pești care se înfundă în nămol, acesta poate servi pentru schimbul de gaze. În ciuda acestui fapt, vezica natatoare a majorității peștilor nu este omoloagă cu plămânii, deoarece aceștia se dezvoltă din partea ventrală a sacului branhial, iar vezica natatoare din partea sa dorsală. Numai la peștișor, vezica natatoare se formează ca o proeminență a părții ventrale a intestinului și servește ca un omolog al plămânilor animalelor terestre. Peștii pulmonari au plămâni, dar nu vezică natatoare. În legătură cu dezvoltarea respiratie pulmonara, pe lângă cele externe, au nări interne (choane), cu ajutorul cărora cavitățile olfactive comunică cu cavitatea părții anterioare a tubului intestinal.
La larvele de amfibieni, ca și la unii pești, organele respiratorii sunt reprezentate de branhii externe ramificate de arbori. Aparent, s-au dezvoltat din filamentele branhiale ale capetelor superioare ale arcurilor branhiale, ca urmare a mișcării lor spre exterior. Majoritatea amfibienilor adulți dezvoltă plămânii sub formă de saci celulari cu pereți subțiri. Ele sunt depuse în larve sub formă de excrescențe pereche ale peretelui abdominal al faringelui posterior de ultimul sac branhial. La amfibieni, funcția respiratorie, pe lângă plămâni, este îndeplinită și de pielea cu un număr mare de capilare sanguine și glande mucoase. Diferențierea tractului respirator se exprimă în aspectul coanelor și traheei (nu există încă bronhii), precum și cartilajele aritenoide și întinse pe ele corzi vocale(doar pentru bărbați). Amplificarea sunetelor se realizează prin sacii vocali formați de membrana mucoasă cavitatea bucală. Scheletul laringian este omologul regiunii abdominale a arcului al cincilea branchial.
La reptile, plămânii devin mai complicati. Se dezvoltă numeroase bare transversale celulare, crescând dramatic suprafața respiratorie a plămânilor. Se observă progres și în tractul respirator, apar bronhii ramificate.
Plămânii păsărilor sunt corpuri spongioase, pline de ramificații ale bronhiilor, și nu pungi, ca la reptile.
La mamifere există o complicație suplimentară a arborelui bronșic, apar bronhii de ordinul doi, al treilea și al patrulea, apar bronhiole și alveole. Cavitatea toracică este separată de cavitatea abdominală prin diafragmă, care joacă un rol important în actul de respirație.
Interesant este apariția cartilajelor laringiene (tiroidă), formate din al doilea și al treilea arc branhial.
Se încarcă...