Anatomické zloženie, postupnosť umiestnenia dýchacieho prístroja, funkcie a spojenie s inými systémami a prístrojmi;
Princípy funkčná anatómia dýchacie prístroje;
Etapy fylogenézy
Ontogenéza dýchacích orgánov
Horné dýchacie cesty, ich druhová charakteristika
Dolné dýchacie cesty, ich druhová charakteristika
Dýchacie orgány, ich druhová charakteristika
I. Anatomické zloženie, postupnosť dýchacieho aparátu, funkcie a vzťah k iným systémom a aparátom
Prístroj na podporu dýchania:
dýchací systém (dýchacích ciest dochádza v nich k nútenému pohybu vzduchu (konvekcia): horná (nos a nosová dutina, nosohltan), dolná (hrtan, priedušnica, priedušky), dýchacie orgány (pľúca), v nich dochádza k pasívnemu pohybu vzduchu (difúzia));
orgány respiračnej motility(podporný-statický aparát hrudníka dýchacie svaly (svaly hrudnej steny), bránica a brušné svaly, neurovaskulárne formácie hrudná a brušná stena)
Vonkajší nos (nasus externus) u niektorých zvierat pri takzvaných šnupacích pohyboch vykazuje značnú pohyblivosť (zajac). U veľrýb sú nozdry silne posunuté dozadu, na temene hlavy a môžu byť nepárové (delfíny). Nosová dutina je značne skrátená. Majú tiež pár svalových „špliechajúcich“ vakov neznámeho účelu pod kožou zo strán nosovej dutiny.U koňa sa do hornej-laterálnej oblasti pridáva kožovitý, slepo končiaci útvar dlhý až 5-7 cm. mäkkého nosa - divertikul nosa. Predpokladá sa, že ide o pozostatok vysoko vyvinutej formácie, ktorá slúži v príbuzných koňa (podľa príkladu tapíra) na podporu proboscis.
U zvierat s krátkym krkom je priedušnica krátka, široká a obsahuje malý počet krúžkov (veľryby, orgován), a naopak, u zvierat s dlhým krkom je dlhá a počet krúžkov je veľmi veľký ( u žirafy sa ich počet blíži k 100).
U zvierat, ktoré vedú aktívny životný štýl, sú pľúca vyvinutejšie (napríklad silný vývoj pľúc u geparda, veľmi rýchleho zvieraťa, ktoré prejde až 105 km za 1 hodinu.
II. Zásady funkčnej anatómie dýchacieho aparátu;
jeden). V pľúcach sa tvoria 2 kanály: aerodynamický a hemodynamický;
2). Existuje veľká oblasť kontaktu medzi vzduchom a cievy;
3). cievne lôžko pľúca tvoria špeciálny, malý kruh krvného obehu;
4). Prítomnosť elastického tkaniva v pľúcach;
5). Výstelka dýchacích ciest ciliovaným epitelom;
6). Tvorba orgánov respiračnej motility a respiračných pohybov
III. Etapy fylogenézy
Fylogenetické premeny dýchacieho aparátu (štádiá fylogenézy):
1) Difúzne dýchanie (bez špeciálnych dýchacích orgánov pri absencii cievneho systému);
2) kožné dýchanie;
3) Črevné dýchanie (prototyp dýchacieho aparátu);
4) žiabrové dýchanie;
5) Žiabrovo-pľúcne (zmiešané) dýchanie (u plúcnikov sa plavecký mechúr odchyľuje od ventrálnej steny hltana, u teleostov od chrbtovej steny a hrá úlohu primitívnych pľúc);
6) Dýchanie pľúcami
kožné dýchanie: k výmene plynov dochádza difúziou kyslíka a oxidu uhličitého (v smere prostredia s nižším parciálnym tlakom zodpovedajúcich plynov) medzi krvnými cievami zásobujúcimi kožu a vonkajším prostredím.
Žiabre sú záhyby sliznice, ktoré visia dolu do priesvitu žiabrových štrbín a výrazne zväčšujú celkový povrch výmeny plynov. Žiabre dostávajú krv z aferentných vetvových tepien, ktoré sa v žiabrách rozpadajú na kapiláry. Prítomnosť žiabra kapilárna sieť- najdôležitejší znak rozvoja pravého žiabrového dýchania.
Niektoré z týchto rýb príjem kyslíka z prehltnutého vzduchu vyskytuje sa v strednom čreve.
plavecký mechúr vo väčšine kostnatých rýb, ktoré sú súčasťou podtriedy lúčoplutvých rýb, stratil svoju úlohu dýchací orgán a je to hydrostatický aparát, ktorý reguluje vztlak rýb. Avšak u primitívnejších lúčoplutvých rýb (kostnaté ganoidy, niektoré typy teleostov) sa plávací mechúr naďalej používa ako orgán na dýchanie vzduchu.
Reálny pľúca existujú
Reálny pľúca existujú u pľúcnika a mnohoplutvých rýb(u väčšiny druhov svetlé páry, ale u austrálskeho ceratoda - nepárové). Pľúca sa líšia od plaveckého mechúra tým, že udržiavajú pomerne široké spojenie s tráviacim traktom cez hrtanovú štrbinu, ktorá ústi zospodu až do zadnej časti hltana, a tým, že sú bohato zásobené krvou; v stenách pľúc sú početné kapiláry, ktoré slúžia na výmenu plynov medzi krvou a vzduchom, ktorý napĺňa pľúca. Pľúcne kapiláry dostávajú krv z pľúcnych tepien, začínajúc od štvrtého páru eferentných vetvových tepien; okysličená krv v pľúcach sa vracia do srdca (alebo pečeňovej žily) cez pľúcne žily. Tento extrapulmonálny (alebo pľúcny) obeh je veľmi charakteristický pre pľúca.
IV. Ontogenéza dýchacích orgánov
Vývoj vonkajšieho nosa a nosovej dutiny je spojený s vývojom kostí lebky, ústnej dutiny a čuchových orgánov. Hrtan, priedušnica, priedušky sú výbežkom ventrálnej steny hltanového predžalúdka, ktorý má formu trubice umiestnenej pred prednou časťou kmeňového čreva. V 4. týždni je dolný koniec tohto výrastku rozdelený na dva asymetrické vaky - uloženie budúcich pľúc. Z proximálneho výrastku sa tvorí epitel sliznice hrtana, z distálneho - priedušnica, z pravého a ľavého asymetrického vaku - epitel priedušiek a pľúc. Záložky pľúc v procese rastu v 6. týždni vnútromaternicového vývoja dosahujú vznikajúcu hrudnú dutinu. V 5. týždni sa celá, alebo sekundárna telesná dutina rozdelí na dve pleurálne a jednu perikardiálnu dutinu, ktoré sú od brušnej dutiny oddelené vzniknutou bránicou. Z viscerálneho listu ventrálneho mezodermu - splanchnopleury, ktorá z mediálnej strany ohraničuje primárnu telesnú dutinu, vzniká viscerálna pleura. Parietálny list ventrálneho mezodermu je somatopleura. vzniká parietálna pleura. Pleurálna dutina je vytvorená medzi dvoma listami. Z endodermu primárneho čreva sa teda vyvíja epitel a žľazy hrtana, priedušnice, bronchiálneho stromu a alveol. Mezenchým obklopujúci rastúce dýchacie orgány sa premieňa na spojivové tkanivo, chrupavku, svaly, cievy a pohrudnicu. V 4. týždni sa v okolí hrtanovo-tracheálneho výrastku objavuje zhrubnutie mezenchýmu, pri ktorom je už možné rozlíšiť zaústenie chrupaviek a svalov hrtana. Chrupavky hrtana sa vyvíjajú z II - III žiabrových oblúkov. V hrúbke záhybu sliznice, ktorý sa nachádza pred vchodom do hrtana, sa vytvára epiglottis. Po kostre hrtana, jeho stenách, hlasivkách a záhyboch vestibulu sa tvoria hrtanové komory. Svaly hrtana sa vyvíjajú zo spoločného svalového zvierača 499.1 obklopujúceho hltanové črevo, mimo chrupaviek. V 5. týždni sa objavujú rudimenty lobárnych priedušiek vo forme troch výrastkov vpravo a dvoch vľavo. Primárne výrastky (.obličky) sa delia na sekundárne, čím vzniká na každej strane 10 segmentových priedušiek, na ktorých koncoch vznikajú aj nové deliace výbežky. Toto pokračuje 2 až 4 mesiace vývoja, čo vedie k vytvoreniu bronchiálneho stromu. Od 4. do 6. mesiaca vnútromaternicového života sú položené bronchioly a od 6. do 9. - alveolárne pasáže a alveolárne vaky. V čase narodenia dieťaťa dosahuje rozvetvenie bronchiálneho a alveolárneho stromu pľúc 18 rádov.
1. Filo- a ontogenéza dýchací systém.
Proces dýchania pozostáva z 3 fáz: vonkajšie dýchanie (výmena plynov medzi vonkajším prostredím a krvou), transport plynov krvou a vnútorné (tkanivové) dýchanie (výmena plynov medzi krvou a plynmi. V súlade s biotopom, dýchanie vyvíjajú sa orgány 2 typov : u živočíchov žijúcich vo vode - žiabre, na súši - priedušnica a pľúca Žiabre - výrastky sliznice hltanového čreva, nachádzajúce sa na žiabrových oblúkoch, medzi ktorými sú žiabrové štrbiny Hustá sieť v žiabrach sa vyvíjajú krvné vlásočnice. U pľúcnika sa spolu so žiabrovým aparátom objavujú vzduchové vaky - vývody pľúc. S prechodom stavovcov na súš sa žiabrové dýchanie nahrádza dýchaním pobrežným. U obojživelníkov - hrtan, priedušnica a priedušky , sú načrtnuté pľúca vo forme vakov; u plazov - hrtan, priedušnica, 2 priedušky; u vtákov - hrtan, priedušnica, priedušnica, priedušky, pľúca - hubovité orgány; u cicavcov - hrtan sa v ňom objavuje nová chrupavka, hlasivky, priedušnica a priedušky majú kostru vo forme chrupkových polkruhov otvorených vzadu, intrapulmonálna panva onchi tvoria rady vetvenia a končia bronchiolami; pľúca sú rozdelené na laloky a pokryté pleurou. ONTOGENÉZA. Dolné dýchacie cesty (hrtan, priedušnica a priedušky) sú položené v 3. týždni. vo forme vakovitého výbežku ventrálnej steny primárneho čreva na hranici hltanových a trupových úsekov. V procese rastu má formu trubice, ktorej horný koniec je spojený s hltanom, dolný koniec v 4. týždni. rozdelené na ľavý a pravý výbežok. Proximálna časť nepárovej analáže orgánov dýchacieho systému sa transformuje na epiteliálny kryt sliznice hrtana, distálna časť - na epiteliálny kryt sliznice priedušnice. Ľavé a pravé výbežky spôsobujú vznik epit. výstelka priedušiek a pľúc. Epit sa vyvíja z endodermálneho uzla. výstelka a žľazy hrtana, priedušnice, bronchiálneho a alveolárneho stromu. Mezenchým sa premení na Comm. tk., chrupavky, svaly, krvné a lymfatické cievy. V 4. týždni okolo hrtanovo-tracheálneho výrastku vzniká zhrubnutie mezenchýmu, v ktorom sa rozlišuje chrupavka a svaly hrtana. Chrupavka sa vyvíja z 2-3 ropúch. oblúky. Zo spoločného svalového zvierača obklopujúceho hltanové črevo sa svaly hrtana vyvíjajú mimo chrupavky. Na 8-9 týždňov. vytvárajú sa chrupavky a svaly priedušnice. V 5. týždni - základy lobárnych priedušiek vo forme opuchov (3 vpravo a 2 vľavo). V 4. mesiaci tvorba bronchiálneho stromu. 6. mesiac – bronchioly, 9. mes. - alveolárne vývody a alveolárne vaky. Pri narodení dosahujú alveolárne a bronchiálne stromy 18 rádov. V 6. týždni záložky pľúc sa dostanú do hrudnej dutiny. V 5. týždni primárna dutina tela sa delí na 2. pleurálnu a 1. perikardiálnu. Zo splanchnopleury - viscerálnej pleury, somatopleury - parietálnej pleury.
VEDENIE MOZGU
ide o projekčné vlákna, ktoré spájajú kôru, subkortikálne jadrá, mozgový kmeň a miechu.
Cesty:
Vzostupne (aferentné, senzorické)
Zostupne (eferentné, motorické)
Podľa charakteru vedených impulzov sa vzostupné projekčné dráhy delia do troch skupín:
Exteroceptívne dráhy - nesú impulzy (bolesť, teplota, dotyk a tlak) vyplývajúce z vplyvu vonkajšieho prostredia na kožu, ako aj impulzy z vyšších zmyslových orgánov (orgánov zraku, sluchu, chuti, čuchu).
Proprioceptívne dráhy - vedú vzruchy z pohybových orgánov (svaly, šľachy, kĺbové puzdrá, väzy), nesú informácie o polohe častí tela, o rozsahu pohybu.
Interoceptívne dráhy - vedú impulzy z vnútorných orgánov, kĺbov, kde stav vnímajú chemo-, baro- a mechanoreceptory vnútorné prostredie organizmu, rýchlosť metabolizmu, chémia krvi a lymfy, tlak v cievach.
Všetky vzostupné dráhy sú 3-neurálne; 1. neurón sa vždy nachádza v miechovom gangliu a 3. neurón je vždy v talame.
AFFERENTNÉ KORTIKOVÉ DRÁHY.
Tractusgangliobulbothalamocorticalis
ide o proprioceptívnu dráhu hlbokej citlivosti alebo muskuloartikulárneho cítenia.
F-tion: koordinácia pohybov tela v priestore, vedomé, cieľavedomé pohyby.
V mieche cesta prechádza ako súčasť zadných povrazcov, pričom obchádza zadné rohy. V oblasti medulla oblongata prechádza na opačnú stranu na úrovni dolného uhla kosoštvorcovej jamky, pričom tvorí decussatio lemniscorum medialium (prekríženie mediálnych slučiek), po ktorom sa spája s dráhou povrchovej citlivosti a tvorí lemniscus medialis.
Pozostáva z 2 častí:
Gaullov lúč alebo tenký lúč - vedie impulzy z dolných končatín, umiestnený relatívne mediálne.
Burdachov zväzok alebo klinovitý zväzok, umiestnený laterálne.
1. neurón sa nachádza v spinálnom gangliu.
2. neurón sa nachádza v medulla oblongata (bunky nucl. gracilis et nucl. cuneati)
3. neurón sa nachádza v dorzálnych a laterálnych jadrách talamu.
Cesta končí v postcentrálnom gyre.
Tractusspinothalamocorticalispredné
ide o exteroceptívnu dráhu, povrchovú citlivosť, tlak, dotyk a stereognózu.
3-neurálne:
Prvý neurón je v spinálnom gangliu.
2. neurón - zadné rohy miechy, potom vlákna pozdĺž subst. gelatinosa okamžite prechádzajú na opačnú stranu (vždy ide do prednej šnúry) alebo na úrovni medulla oblongata, potom sa spájajú s vláknami hlbokej citlivosti (lemniscus medialis) a idú spolu, čím tvoria lemniscus medialis spolu s neurónmi hlboká dráha, ide do 3. neurónu - do zadného a laterálneho jadra.
Kríž môže byť vykonaný na rovnakej úrovni alebo na úrovni medulla oblongata. Toto nie je úplne krížová cesta (niektoré vlákna sa križujú a niektoré nie).
lemniscus medialis je zväzok vlákien, ktorý pri opustení tenkých a klinovitých jadier prechádza na druhú stranu. Hneď ako vyšli, vytvorili vnútorné oblúkové slučky (fibrae arcuatae externae) - sú začiatkom mediálnej slučky. Samotná mediálna slučka smeruje nahor, až po dorzálne a laterálne jadrá talamu.
Dráha končí v postcentrálnom gyre pri lobulus parietalis superior.
Tractusgangliospinothalamocorticalislateralis
táto dráha vedie k citlivosti na bolesť a teplotu. 3-neurálne:
Prvým neurónom je spinálny ganglion.
2. neurón - zadný roh, vlákna subst. gelatinosa úplne prechádza do bočného kmeňa opačnej strany na rovnakej úrovni alebo o 1-2 segmenty vyššie.
3. neurón - dorzálne a laterálne jadro talamu ide smerom von vzhľadom na mediálnu slučku.
U nižších bezstavovcov nie sú žiadne špeciálne dýchacie orgány, výmena plynov prebieha cez kožu - difúzne dýchanie. Energetický metabolizmus takýchto zvierat sa vyznačuje nízkou intenzitou. U mnohých bezstavovcov sa vyvíjajú adaptácie, ktoré zväčšujú dýchací povrch vo forme miestnych špecializovaných dýchacích orgánov. Vo vodných formách sú dýchacie orgány reprezentované žiabrami, v suchozemských formách - pľúcami a priedušnicami.Mnoho druhov súčasne zachováva difúzne dýchanie.
Funkcia dýchacích orgánov v dolných strunách ( lancelet) preberá prednú časť črevnej trubice. V stenách hltana je 100-150 párov otvorov alebo žiabrových štrbín. Dýchacie orgány sú medzižiabrové prepážky, v ktorých prechádzajú krvné cievy – žiabrové tepny. Voda, ktorá prechádza cez žiabrové štrbiny, premýva tieto septa a kyslík difunduje cez steny tepien. Keďže vetvové tepny lanceletu sa nerozvetvujú na kapiláry, celkový povrch, cez ktorý vstupuje kyslík, je malý a oxidačné procesy sú na nízkej úrovni. V súlade s tým vedie lancelet sedavý, pasívny životný štýl.
Progresívne zmeny v dýchacom systéme r y b spočívajú vo výskyte početných epitelových výrastkov - žiabrových filamentov na medzivetvových priehradkách. Žiabrové tepny rýb na rozdiel od lanceletu tvoria hustú sieť kapilár v žiabrových vláknach. Žiabrové štrbiny u rýb vznikajú vyčnievaním steny hltanu. Spolu so žiabrami sa u lalokovitých rýb objavujú orgány na využitie vzdušného kyslíka. Takýmto dodatočným dýchacím orgánom v nich je plavecký mechúr, čo je párový vakovitý výrastok ventrálnej strany hltana, ktorého steny sú bohaté na krvné cievy. Bublina je spojená s hltanom krátkou širokou komorou.
Obojživelníky majú schopnosť žiť v pozemských podmienkach, čo viedlo k ďalšiemu rozvoju atmosférických dýchacích orgánov v podobe pľúc a kože. Pľúca obojživelníkov sú homológne s plávacím mechúrom lalokovitých rýb. Sú to dva vaky spojené s hltanom malou hrtanovo-tracheálnou komorou.Steny pľúcnych vakov sú spravidla hladké, s malými priečkami, dýchacia oblasť je malá. \. Dýchacie cesty sú zle diferencované. V dôsledku nedostatočného rozvoja pľúc je hlavným dýchacím orgánom koža, ktorá obsahuje veľký počet malé krvné cievy nazývané kapiláry.
Kožené plazov je vypnutý z dýchania, pretože hrubé zrohovatené šupiny, ktoré chránia plazy pred vyschnutím, bránia výmene plynov a pľúca sa stávajú hlavným dýchacím orgánom. Dýchací povrch pľúcnych vakov sa dramaticky zvyšuje v dôsledku výskytu veľkého počtu rozvetvených priečok na ich stenách, v ktorých prechádzajú krvné cievy.
Zároveň sa u plazov pozorujú progresívne zmeny v dýchacích cestách. V priedušnici sa tvoria chrupavkové krúžky, ktoré sa delia, dáva dve priedušky. Začína sa tvorba intrapulmonálnych priedušiek. Samostatné veľké priečky vyčnievajú hlboko do pľúcnej dutiny a ponechávajú voľný len úzky centrálny vchod. Distálne okraje septa sú pokryté riasinkovým epitelom a v najväčšom z nich sa objavuje chrupavka. V dôsledku toho sa vytvárajú steny intrapulmonálnych priedušiek.
cicavcov majú pľúca najkomplexnejšej štruktúry. Charakteristický je stromovitý typ rozvetvenia priedušiek. Hlavný bronchus je rozdelený na pomerne veľký počet vedľajších priedušiek, ktoré sa zase rozpadajú na ešte menšie priedušky 3. rádu a tie dávajú početné malé priedušky 4. rádu atď., a nakoniec tam sú tenkostenné rúrky - bronchioly . Na koncoch bronchiolov sú malé vezikuly lemované epitelom alebo alveolami. Steny každej alveoly sú opletené hustou sieťou kapilár, kde dochádza k výmene plynov. Počet alveolov dosahuje obrovské číslo, vďaka čomu sa povrch dýchania dramaticky zvyšuje.
Hlavným smerom vývoja dýchacieho systému je teda zväčšenie povrchu dýchania, izolácia dýchacích ciest.
(56) Biogenetická rastlina. F. Muller pri štúdiu fylogenézy kôrovcov upozornil na podobnosť niektorých moderných foriem lariev s formami ich vyhynutých predkov. Na základe týchto pozorovaní dospel k záveru, že živé kôrovce v embryogenéze akoby opakovali cestu, ktorú prešli v historickom vývoji ich predkov. Transformácie individuálneho vývoja v evolúcii podľa F. Mullera nastávajú pridávaním nových štádií do ontogenézy rodičov. Opakovanie v ontogenéze potomkov viacerých znamení. predkov sa vysvetľuje akumuláciou takýchto rozšírení.
E. Haeckel sformuloval základný biogenetický zákon, podľa ktorého je ontogenéza krátke a rýchle opakovanie fylogenézy.
Príklady rekapitulácie slúžia ako dôkaz platnosti biogenetického zákona. Spočívajú v opakovaní štruktúry orgánov dospelých predkov v určitých štádiách individuálneho vývoja potomkov. V embryogenéze vtákov a cicavcov sú teda položené žiabrové štrbiny a im zodpovedajúce kostrové útvary a krvné cievy. Mnohé znaky lariev bezchvostých obojživelníkov zodpovedajú znakom dospelých chvostových obojživelníkov. V ľudskej embryogenéze je epidermis kože najskôr reprezentovaná jednovrstvovým valcovitým, potom viacvrstvovým nekeratinizovaným, viacvrstvovým slabo keratinizovaným a nakoniec typickým keratinizovaným epitelom. Zodpovedajúce typy epitelu sa nachádzajú u dospelých strunatcov - lancelet, kostnaté ryby, chvostové obojživelníky.
Podľa E. Haeckela v dospelosti vznikajú nové črty evolučného významu. Keď sa organizácia dospelých foriem stáva zložitejšou, embryonálny vývoj sa predlžuje v dôsledku zahrnutia ďalších štádií.
Znaky rodových foriem, opakujúce sa v ontogenéze potomkov, nazýva E. Haeckel palingéza. Porušenie biogenetického zákona závisí od tých zmien, ktoré nemajú evolučný význam, ku ktorým dochádza v priebehu individuálneho vývoja pod vplyvom vonkajších podmienok. Môžu spočívať v posúvaní procesov embryonálneho vývoja v čase (heterochrónia) a v priestore (heterotopia). E. Haeckel nazval poruchy spôsobené adaptáciami embryí na podmienky vývoja cenogenéza a. Príkladom heterochrónie je skoršie uloženie nervového systému a oneskorenie tvorby reprodukčného systému u vyšších stavovcov a ľudí v porovnaní s nižšími, heterotopia je uloženie pľúc, čo je modifikácia zadného páru žiabrové vaky umiestnené po stranách čreva, na jeho ventrálnej strane, koenogenéza - amnion , chorion, alantois embryí suchozemských stavovcov.
E. Haeckel na základe biogenetického zákona navrhol hypotézu fylogenézy mnohobunkové organizmy. Etapy morí, blastei, gastrea historický vývoj rekapitulovať podľa jeho názoru v ontogenéze mnohobunkových živočíchov ako štádiá morula, blastula, gastrula.
Teória fylembryogenézy. Rozhodujúci význam pre odhalenie súvislosti ontogenézy a fylogenézy majú práce A. N. Severtsova. Podľa A. N. Severtsova sú zdrojom fylogenetických transformácií zmeny, ktoré sa vyskytujú v skorých štádiách ontogenézy, a nie v dospelých formách. Ak vedú k rozvoju vlastností, ktoré sú užitočné v dospelosti a sú dedené, odovzdávajú sa z generácie na generáciu a fixujú sa. Takéto znaky sú zahrnuté vo fylogenéze zodpovedajúcej skupiny organizmov. Embryonálne zmeny, ktoré sa neskôr odrážajú v štruktúre dospelých foriem a majú evolučný význam, sa nazývajú fylembryogenéza, ktoré sú troch typov.
Embryogenéza sa môže zmeniť zahrnutím ďalšieho štádia k už existujúcim štádiám bez ich skreslenia (anabolizmus), alebo je priebeh embryogenézy narušený v jej strednej časti (deviácia). Odchýlka od normálneho priebehu vývoja na začiatku embryogenézy sa nazýva archalaxia.
Ako vidno, zmeny v ontogenéze podľa typu anabolizmu spĺňajú biogenetický zákon. V tomto prípade je embryonálny vývoj v podstate sériou postupných rekapitulácií. V prípade odchýlky sa pozorujú rekapitulácie, ale v obmedzenej miere a v archalaxii chýbajú.
Podľa teórie fylembryogenézy zmeny v skoré štádia individuálny vývoj tvoria základ fylogenetických premien orgánov. Ontogenéza teda odráža nielen priebeh evolúcie organizmov určitého druhu, ale prechádzajúcimi zmenami ovplyvňuje proces historického vývoja určitej skupiny zvierat. Z toho, čo bolo povedané, vyplýva, že v určitom zmysle možno fylogenézu považovať za príčinu ontogenézy (E. Haeckel). Zároveň, keďže v dôsledku zmien v embryogenéze týchto orgánov dochádza k evolučne významným zmenám v štruktúre orgánov v dospelom stave, fylogenéza je funkciou ontogenézy (AN Severtsov).
(59) Koncept rás a druhovej jednoty ľudí. Moderné ľudstvo patrí k rovnakému druhu Homo sapiens. Dôkazom toho je narodenie plodných a plnohodnotných potomkov v kríženiach medzi zástupcami v niektorých ohľadoch výrazne odlišných etnogeografických skupín obyvateľstva. Druhová jednota ľudí je založená na reprodukcii troch hlavných znakov rodu Homo - vzpriamená poloha tela, uchopovací typ horných končatín, vyvinutý rečová funkcia a myslenie. Tieto vlastnosti hrajú vedúcu úlohu pri zabezpečovaní prežitia a rozvoja všetkých hominidov. Štrukturálne znaky muskuloskeletálneho systému a mozgu, na ktorých vzpriamené držanie tela, činnosť nástrojov a spoločenskosť majú výrazný konzervativizmus. Predstavitelia rôznych etnogeografických skupín sa vyznačujú rovnakým intelektuálnym potenciálom. Homo sapiens je zároveň ostro polytypický druh, čo sa prejavuje prítomnosťou troch „veľkých“ rás ľudí a množstva menších skupín, ktoré sa líšia najmä komplexom vonkajších znakov.
Prideľte kaukazské (euroázijské), austrálsko-negroidné (rovníkové) a mongoloidné (ázijsko-americké) „veľké“ rasy.
Kaukazčania majú svetlú alebo tmavú pokožku, rovné alebo vlnité vlasy, vyvinuté ochlpenie na tvári, úzky vyčnievajúci nos a tenké pery. Mongoloidy sa vyznačujú svetlou alebo tmavou pokožkou, rovnými, často hrubými vlasmi, sploštenou tvárou s vyčnievajúcimi lícnymi kosťami, šikmou štrbinou v očiach, výrazným „tretím viečkom“ (epické) a priemernou šírkou nosa a pier. Austrálsko-negroidy majú tmavú pleť, kučeravé, vlnité alebo vlnité vlasy, hrubé pery, široký, mierne vyčnievajúci nos, s priečnymi nozdrami. Zástupcovia rôznych rás sa líšia v niektorých fyziologických a biochemických charakteristikách. Bazálny metabolizmus černochov a väčšiny ostatných národov rovníkovej zóny je teda nižší ako u Európanov. V druhom prípade obsah cholesterolu v krvnej plazme dosahuje 4,64 mmol / l, zatiaľ čo v prvom prípade je to 3,48 mmol / l.
Spoločnosť hlavných ľudských čŕt a hlavná línia historického vývoja, užitočnosť potomstva v medzirasových manželstvách naznačujú, že rozdelenie na rasy sa vzťahuje na pomerne pokročilé štádiá evolúcie hominínov. Na základe komparatívnych biochemických a antropologických údajov sa predpokladá, že spočiatku v ľudstve vystupovali mongoloidné a kaukazsko-negroidné rasy. Neskôr z toho posledného vznikli eurázijské a austrálsko-negroidné. Tieto udalosti sa zrejme odohrali v štádiu prechodu od paleoantropov k neoantropom.
Pred érou veľkých geografických objavov sa „veľké“ rasy vyznačovali určitým osídlením planéty. Zástupcovia mongoloidnej rasy sa nachádzali na území severnej, strednej, východnej a juhovýchodnej Ázie, Severnej a Južnej Ameriky, austrálsko-negroidnej rasy - v starom svete južne od obratníka Raka, Kaukazu - v Európe, severnej Afrike , západná Ázia, severná India. Mnohé rasové črty sú adaptívne vhodné v tej časti Oikoumene, v ktorej sa rasy vyvíjali a žili mnoho tisícročí. Tieto zahŕňajú pigmentáciu kože a vlnité vlasy černochov ( zvýšená hladina slnečné žiarenie), veľká veľkosť nosovej dutiny belochov (účinok ochladzovania vzduchu v zime), epikantus, úzka palpebrálna štrbina, druh ukladania tukového tkaniva na tvári mongoloidov (ochrana oka pred vetrom, prachom slnečné svetlo odrazené od snehu a od podchladenia tkanív tváre). Dá sa predpokladať, že k formovaniu rasových komplexov znakov došlo pod vplyvom prirodzeného výberu. Zároveň by sa malo zabrániť zjednodušenému chápaniu adaptívnej povahy takýchto komplexov ako celku. Niektoré znaky zahrnuté do rasového komplexu sa mohli objaviť v dôsledku korelačnej variability. Hlavnú úlohu vo vývoji sploštenej tváre Mongoloidov teda zrejme zohrali primárne zmeny v žuvacom aparáte a všeobecnej štruktúre kostry tváre. Pri selekcii v rámci „veľkých“ rás rôznych morfologických typov a skupín, miscegenácii, dlhodobom rozmnožovaní v populácii s vysokým stupňom genetickej príbuznosti a vo vzťahu k národom nachádzajúcich sa na perifériách Oikumene mohol genetický drift. hrať úlohu.
(60) Náuka o biosfére. Pojem „biosféra“ zaviedol austrálsky geológ E. Suess v roku 1875 na označenie špeciálnej schránky Zeme tvorenej kombináciou živých organizmov, ktorá zodpovedá biologickému konceptu biosféry. V tomto zmysle používa v súčasnosti uvedený termín množstvo výskumníkov.
Koncept širokého vplyvu života na prírodné procesy sformuloval V. V. Dokučajev, ktorý ukázal závislosť procesu tvorby pôdy nielen od klímy, ale aj od kombinovaného vplyvu rastlinných a živočíšnych organizmov.
V. I. Vernadskij rozvinul tento smer a rozvinul doktrínu biosféry ako globálneho systému našej planéty, v ktorom hlavný priebeh geochemických a energetických premien určuje živá hmota. Pojem biosféra rozšíril nielen na samotné organizmy, ale aj na ich prostredie, čím pojem biosféra získal biogeochemický význam. Väčšina javov, ktoré menia vzhľad Zeme na škále geologického času, bola predtým považovaná za čisto fyzikálnu, chemickú alebo fyzikálno-chemickú (erózia, rozpúšťanie, sedimentácia, zvetrávanie hornín atď.). V. I. Vernadsky vytvoril doktrínu o geologickej úlohe živých organizmov a ukázal, že činnosť týchto organizmov je najdôležitejším faktorom premeny minerálnych obalov planéty.
S menom V. I. Vernadského sa spája aj formovanie socioekonomického konceptu biosféry, ktorý odráža jej premenu na noosféru v určitom štádiu evolúcie (pozri kapitolu 10) v dôsledku ľudskej činnosti, ktorá nadobúda úlohu samostatného geologického útvaru. sila. Berúc do úvahy systémový princíp organizácie biosféry, ako aj skutočnosť, že základom jej fungovania sú cykly hmoty a energie, moderná veda sú formulované biochemické, termodynamické, biogeocenotické, kybernetické koncepty biosféry.
Biosféra je škrupina Zeme, ktorú obývajú a aktívne transformujú živé bytosti. Biosféra je podľa V. I. Vernadského taká škrupina, v ktorej existuje alebo existoval život v minulosti a ktorá bola alebo je vystavená živým organizmom. Zahŕňa: 1) živú hmotu tvorenú kombináciou organizmov; 2) biogénna látka, ktorá vzniká a spracováva sa počas života organizmov (atmosférické plyny, uhlie, ropa, bridlica, vápenec atď.); 3) inertná hmota, ktorá sa tvorí bez účasti živých organizmov (produkty tektonickej činnosti, meteority); 4) bioinertná látka, ktorá je spoločným výsledkom životnej činnosti organizmov a abiogénnych procesov (pôda).
Štruktúra a funkcie b/s. Biosféra je viacúrovňový systém, ktorý zahŕňa podsystémy rôzneho stupňa zložitosti. Hranice biosféry sú určené oblasťou distribúcie organizmov v atmosfére, hydrosfére a tosfére. Horná hranica biosféry prechádza v nadmorskej výške približne 20 km. Živé organizmy sú teda usadené v troposfére a v spodných vrstvách stratosféry. Limitujúcim faktorom osídlenia tohto prostredia je s výškou stúpajúca intenzita ultrafialového žiarenia. Takmer všetko živé, čo prenikne nad ozónovú vrstvu atmosféry, zomrie. Biosféra preniká do hydrosféry do celej hĺbky oceánov, čo potvrdzuje aj objav živých organizmov a organických ložísk do hĺbky 10-11 km. V litosfére je oblasť distribúcie života do značnej miery určená úrovňou prenikania vody v kvapalnom stave - živé organizmy boli nájdené v hĺbke asi 7,5 km.
Atmosféra. Táto škrupina pozostáva hlavne z dusíka a kyslíka. V menších koncentráciách obsahuje oxid uhličitý a ozón. Stav atmosféry má veľký vplyv na fyzikálne, chemické a najmä biologické procesy na zemskom povrchu a vo vodnom prostredí. Najväčšia hodnota pre biologické
procesy majú: vzdušný kyslík používaný na dýchanie organizmov a mineralizáciu odumretých organických látok, oxid uhličitý spotrebovaný pri fotosyntéze, ako aj ozón, skríning zemského povrchu z tvrdého ultrafialového žiarenia. Mimo atmosféry je existencia živých organizmov nemožná. Vidno to na Mesiaci bez života, ktorý nemá atmosféru. Historicky je vývoj atmosféry spojený s geochemickými procesmi, ako aj vitálnou činnosťou organizmov. Takže dusík, oxid uhličitý, vodná para vznikli počas evolúcie planéty do značnej miery v dôsledku sopečnej činnosti a kyslík v dôsledku fotosyntézy.
Hydrosféra. Voda je dôležitá neoddeliteľnou súčasťou všetkých zložiek biosféry a jedným z nevyhnutných faktorov pre existenciu živých organizmov. Jeho hlavná časť (95%) je uzavretá vo svetovom oceáne, ktorý zaberá približne 70% povrchu zemegule. Celková hmotnosť oceánskych vôd je viac ako 1300 miliónov km3. Asi 24 miliónov km 3 vody obsahujú ľadovce a 90 % z tohto objemu pripadá na ľadovú pokrývku Antarktídy. Rovnaké množstvo vody je obsiahnuté v podzemí. Povrchové vody jazier sú približne 0,18 milióna km 3 (z toho polovica je slaných) a riek - 0,002 milióna km 3. Množstvo vody v telách živých organizmov dosahuje približne 0,001 milióna km3. Z plynov rozpustených vo vode najvyššia hodnota obsahujú kyslík a oxid uhličitý. Množstvo kyslíka v oceánskych vodách sa značne líši v závislosti od teploty a prítomnosti živých organizmov. Koncentrácia oxidu uhličitého sa tiež mení a celkové množstvo oxidu uhličitého v oceáne je 60-krát väčšie ako v atmosfére. Hydrosféra vznikla v súvislosti s vývojom litosféry, ktorá v priebehu geologickej histórie Zeme uvoľnila značné množstvo vodnej pary a takzvaných juvenilných (podzemných magmatických) vôd.
Litosféra. Väčšina organizmov žijúcich v litosfére je sústredená v pôdnej vrstve, ktorej hĺbka zvyčajne nepresahuje niekoľko metrov. Pôdy, ktoré sú podľa terminológie V. I. Vernadského bioinertnou látkou, predstavujú minerálne látky vznikajúce pri ničení hornín a organické látky - produkty životnej činnosti organizmov.
Živé organizmy (živá hmota). V súčasnosti je popísaných asi 300 tisíc druhov rastlín a viac ako 1,5 milióna živočíšnych druhov. Z tohto množstva tvoria 93 % suchozemské a 7 % druhy vodných živočíchov. Živá hmota na hmotnosť tvorí 0,01-0,02% inertnej hmoty biosféry, hrá však vedúcu úlohu v biogeochemických procesoch v dôsledku metabolizmu prebiehajúceho v živých organizmoch. Keďže organizmy čerpajú substráty a energiu využívanú pri látkovej premene z prostredia, premieňajú si ho už tým, že žijú. Ročná produkcia živej hmoty v biosfére je 232,5 miliardy ton suchej organickej hmoty. Počas toho istého času sa na planetárnom meradle v procese fotosyntézy syntetizuje 46 miliárd ton organického uhlíka.
Biotický cyklus. Hlavnou funkciou biosféry je zabezpečiť obeh chemických prvkov. Globálny biotický cyklus sa uskutočňuje za účasti všetkých obyvateľov
planéta organizmov. Spočíva v cirkulácii látok medzi pôdou, atmosférou, hydrosférou a živými organizmami. Vďaka biotickému cyklu je možná dlhá existencia a vývoj života s obmedzeným prísunom dostupných chemických prvkov. Pomocou anorganických látok vytvárajú zelené rastliny na úkor energie Slnka organickú hmotu, ktorú ničia iné živé bytosti (konzumné heterotrofy a deštruktory), aby produkty tejto deštrukcie mohli rastliny využiť na nové organické syntézy.
Dôležitú úlohu v globálnom obehu látok má obeh vody medzi oceánom, atmosférou a hornými vrstvami litosféry. Voda sa vyparuje a vzdušnými prúdmi sa prenáša na mnoho kilometrov. Dopadá na zemský povrch vo forme zrážok, prispieva k deštrukcii hornín, sprístupňuje ich rastlinám a mikroorganizmom, eroduje vrchnú vrstvu pôdy a spolu s chemickými zlúčeninami a suspendovanými organickými časticami v nej rozpustenými vstupuje do oceánov a morí. .
Cyklus uhlíka začína fixáciou atmosférického oxidu uhličitého počas fotosyntézy. Časť uhľohydrátov vzniknutých pri fotosyntéze využívajú samotné rastliny na energiu a časť spotrebúvajú živočíchy. Oxid uhličitý sa uvoľňuje pri dýchaní rastlín a živočíchov. Mŕtve rastliny a živočíchy sa rozkladajú, uhlík v ich tkanivách sa oxiduje a vracia sa späť do atmosféry. Podobný proces prebieha v oceáne.
cyklus dusíka pokrýva aj všetky oblasti biosféry. Hoci sú jeho zásoby v atmosfére prakticky nevyčerpateľné, vyššie rastliny dokážu dusík využiť až po spojení s vodíkom alebo kyslíkom. V tomto procese zohrávajú mimoriadne dôležitú úlohu baktérie viažuce dusík. Keď sa bielkoviny týchto mikroorganizmov rozložia, dusík sa opäť vráti do atmosféry.
Biosféra má vďaka biotickému cyklu isté geochemické funkcie: plyn - biogénna migrácia plynov v dôsledku fotosyntézy a fixácie dusíka; koncentrácia - akumulácia chemických prvkov rozptýlených v živých organizmoch vonkajšie prostredie; redox - premena látok obsahujúcich atómy s premenlivou mocnosťou (napríklad železo, mangán); biochemické - procesy prebiehajúce v živých organizmoch.
stabilita biosféry. Biosféra je komplexný ekologický systém fungujúci v stacionárnom režime. Stabilita biosféry je daná tým, že výsledky činnosti troch skupín organizmov, ktoré v biotickom cykle plnia rôzne funkcie - producentov (autotrofy), konzumentov (heterotrofy) a rozkladačov (mineralizujúce organické zvyšky) - sú vzájomne vyvážené. . Homeostatický stav biosféry nevylučuje jej schopnosť vyvíjať sa.
(61) Evolúcia b/s. Po značnú dobu existencie našej planéty boli hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi vývoj biosféry geologické a klimatické procesy. Súvisia s vývojom živých organizmov.
Prvé živé organizmy - prokaryoty - sa objavili v archeánskej ére. Boli to anaeróby, ktoré získavali energiu fermentáciou. Ako potravu používali organickú hmotu abiogénneho pôvodu.
Postupom času začali v prvotnom oceáne vysychať organické látky abiogénneho pôvodu. Vznik autotrofných organizmov, najmä zelených rastlín, zabezpečil ďalšiu nepretržitú syntézu organických látok využitím slnečnej energie. Vytvoril sa tak predpoklad pre ďalší rozvoj a komplikácie foriem života.
S príchodom fotosyntézy sa organický svet rozdelil na dva kmene, líšiace sa spôsobom výživy. Vďaka vzniku autotrofných fotosyntetických rastlín sa voda a atmosféra začali obohacovať voľným kyslíkom. To predurčilo možnosť vzniku aeróbnych organizmov schopných efektívnejšieho využívania energie v procese života. Medzi týmito organizmami by sa mohli objaviť mnohobunkové organizmy.
Hromadenie kyslíka v atmosfére viedlo k vytvoreniu ozónovej clony v jej horných vrstvách, ktorá neprepúšťa škodlivé ultrafialové lúče. To otvorilo cestu prvým živým organizmom (predovšetkým jednobunkovým) na pristátie na súši, čo sa odohralo v období kambria.
Objavenie sa fotosyntetických rastlín umožnilo existenciu a progresívny vývoj heterotrofných organizmov. Život zaplnil rôzne biotopy.
Už v polovici paleozoickej éry sa obsah kyslíka v atmosfére ustálil na približne 20 %. Biosféra nadobudla dynamickú rovnováhu v činnosti troch skupín organizmov, ktoré plnia rôzne funkcie v obehu látok v prírode – producentov (autotrofy), konzumentov (heterotrofy) a rozkladačov, ktoré mineralizujú organickú hmotu. Vďaka tomu sa nastolil homeostatický stav biosféry.
So vznikom ľudskej spoločnosti v dejinách biosféry sa objavil nový mocný faktor, ktorý sa svojím vplyvom rovnal grandióznym geologickým procesom. Tento faktor (činnosť človeka) do určitej miery narušil biosférickú homeostázu.
(62) Muž a b/s. S príchodom človeka získala biosféra novú kvalitu. Vplyv človeka na životné prostredie sa spočiatku nelíšil od vplyvu iných organizmov. Obnovili sa prostriedky obživy, ktoré si človek vydobyl z prírody prirodzene a produkty jeho životnej činnosti vstúpili do všeobecného obehu látok. Homeostáza biosféry nebola narušená. Postupom času populačný rast a stále sa zvyšujúce využívanie prírodných zdrojov ľudskou spoločnosťou vyústili do silného environmentálneho faktora, ktorý narušil niekdajšiu rovnováhu v biosfére.
V súčasnej fáze existencie našej planéty najväčšie premeny v biosfére uskutočňuje človek. Orať obrovské územia, rúbať lesy, vytvárať veľké osady a priemyselné podniky, ťažiť nerasty, stavať kanály, nádrže, meniť korytá riek, vysádzať lesy, človek výrazne mení prírodu. Jeho činnosť ovplyvňuje klímu, terén, zloženie atmosféry, druhové a početné zloženie flóry a fauny. Využívanie atómovej energie, najmä testovanie atómových zbraní, viedlo k hromadeniu rádioaktívnych látok v atmosférickom vzduchu a oceánoch.
Ťažba a spaľovanie uhlia, ropy, plynov z hlbín, ťažba rudy a tavenie čistých kovov, vytváranie zliatin a syntetických látok, ktoré v prírode neexistovali, a nových chemických prvkov, nakoniec rozptýlenie produktov svojej činnosti, človek výrazne zvyšuje biogénne migrácia prvkov. Počas existencie ľudstva celková hmotnosť živých organizmov klesá, za posledných 300 rokov sa biomasa planéty znížila asi o štvrtinu.
V. I. Vernadsky dospel k záveru, že ľudstvo spolu tvorí novú škrupinu Zeme - noosféra(gr. intelekt), teda sféra inteligentného života.
Prírodné zdroje sa delia na nenahraditeľné a obnoviteľné. Medzi prvé patria nerasty, ktorých zásoby sú obmedzené. Obnoviteľné bohatstvo je spojené s životne dôležitou činnosťou organizmov. Ale pri iracionálnom používaní sa aj vyčerpávajú, čo môže viesť k nenapraviteľným zmenám v biosfére. V dôsledku iracionálnej ľudskej činnosti bolo len za posledných niekoľko storočí vyhubených mnoho druhov zvierat a rastlín. Hydraulické konštrukcie často zbavujú ryby možnosti dostať sa do neresísk. Nedostatočne vyčistené priemyselné odpady, keď sa dostanú do vodných útvarov, ničia v nich živé bytosti. Odlesňovanie bez zohľadnenia ich rozmnožovania vedie k plytkovaniu riek a pôdnej erózii. Pokles plochy lesov, stále väčšia plocha pestovaných plodín, ktoré odparujú značné množstvo vody, rast miest, ciest a iných plôch s povlakmi, ktoré bránia prenikaniu vody do pôdy, olova. k vyčerpaniu pôdy vodou, čo sťažuje rast rastlín. Zároveň sa zvyšuje dopyt po vode. Ľudstvo čelilo problému zásobovania čerstvou vodou.
Problém je aj s množstvom kyslíka v atmosfére. Vegetačný kryt planéty už nemá čas na doplnenie atmosféry voľným kyslíkom. Ak teda vezmeme do úvahy, že ročne ľudstvo zvýši spotrebu kyslíka o 5 %, tak po 165 rokoch
jeho zloženie v atmosfére dosiahne kritickú hranicu pre ľudskú existenciu. Životné prostredie (atmosféra, povrchové a podzemné vody, pôda) je často znečistené odpadmi z priemyselných podnikov.
Vojny sú významným faktorom dopadu na životné prostredie. V dôsledku používania vojenských chemikálií vo Vietname americkou armádou bolo zničených až 25 % lesov v Južnom Vietname a akumulácia mutagénov a teratogénov v životnom prostredí viedla k zvýšeniu pôrodnosti detí s anomáliami. .
V súčasnosti stojí ľudstvo pred otázkou možnosti ekologickej krízy, teda takého stavu životného prostredia, kedy sa v dôsledku zmien, ktoré v ňom udiali, môže stať nevhodným pre život.
Ľudská činnosť vedie k pozitívnym aj negatívnym zmenám v biosfére. K pozitívnym patrí vytváranie nových vysokoproduktívnych odrôd kultúrnych rastlín, plemien zvierat, kmeňov mikroorganizmov, umelý chov rýb v moriach a svetovom oceáne, vytváranie kultúrnych biogeocenóz atď. znečistenie vody, atmosféry/a pôdy priemyselným, poľnohospodárskym a domácim odpadom, iracionálne obrábanie pôdy vedúce k erózii atď. Negatívne vplyvy na biosféru je samozrejme potrebné obmedziť.
Rýchly rast populácie a intenzívny rozvoj priemyslu so sebou prinášajú stále väčšie využívanie zdrojov voľne žijúcich živočíchov. Zároveň často iracionálna spotreba prírodných zdrojov vedie k narušeniu biologickej rovnováhy v niektorých komunitách až k ich vyčerpaniu a smrti. V tomto smere je potrebné zistiť svetové zdroje biosféry, aby sa vyvinuli čo najracionálnejšie metódy ich využitia. Za týmto účelom bola v roku 1964 vytvorená špeciálna organizácia - Medzinárodný biologický program (IBP) na obdobie 8 rokov. Jeho úlohou bolo určiť biologickú produktivitu prirodzených a človekom vytvorených suchozemských a vodných spoločenstiev rastlín a živočíchov.
Štúdium prírodných biologických zdrojov planéty ukázalo, že podvýživa významnej časti ľudstva nie je v súčasnosti výsledkom chudoby prírodných zdrojov, ale výsledkom kapitalistického spôsobu výroby a distribúcie produktov. Výpočty ukazujú, že súčasná úroveň technológie poľnohospodárskej výroby môže poskytnúť dobrá výživa populáciu, ktorá je niekoľkonásobne väčšia ako dnes.
Navyše, vďaka rozvoju vedy (agrotechnika, selekcia) sa úroda poľnohospodárskych plodín v najbližších rokoch prudko zvýši. Prechod od lovu rýb a iných obyvateľov oceánu k umelému pestovaniu je sľubný. morských organizmov. Bude to dôležitý príspevok k riešeniu svetového potravinového problému.
(63) Základné pojmy ekológie.Živé bytosti obývajúce územia s rôznymi biotopovými podmienkami pociťujú ich vplyv a samy majú vplyv na životné prostredie. Vzorce vzťahov medzi organizmami a ich biotopom, zákony vývoja a existencie biogeocenóz, ktoré sú komplexmi vzájomne sa ovplyvňujúcich živých a neživých zložiek v určitých častiach biosféry, študuje špeciálna biologická veda. ekológia.
Ekologické zákonitosti sa prejavujú na úrovni jednotlivca, populácie jednotlivcov, biocenózy (spoločenstva), biogeocenózy. Biocenóza (spoločenstvo organizmov) je priestorovo ohraničené združenie vzájomne sa ovplyvňujúcich rastlín a živočíchov, v ktorom dominujú určité druhy alebo fyzikálny faktor. Predmetom ekológie je teda fyziológia a správanie jednotlivých organizmov v prirodzených biotopoch (autoekológia), plodnosť, mortalita, migrácia, vnútrodruhové vzťahy (populačná dynamika), medzidruhové vzťahy, energetické toky a cykly látok (synekológia).
Medzi hlavné metódy ekológie patria terénne pozorovania, experimenty v prírodných podmienkach, modelovanie procesov a situácií vyskytujúcich sa v populáciách a biocenózach pomocou výpočtovej techniky.
streda- to je celý súbor prvkov, ktoré pôsobia na jednotlivca v jeho biotopu. Prvok prostredia, ktorý je schopný priamo ovplyvňovať živý organizmus aspoň v jednom zo štádií individuálneho vývoja, sa nazýva environmentálny faktor. Podľa bežnej a pohodlnej klasifikácie sa faktory prostredia delia na biotické a abiotické, hoci toto rozdelenie je do určitej miery podmienené. Teplota abiotického faktora môže byť napríklad regulovaná zmenami stavu populácie organizmov. Takže keď teplota vzduchu klesne pod 13°C, motorická aktivita včiel sa zintenzívni, čím sa teplota v úli zvýši na 25-30°C. Berúc do úvahy sociálnu podstatu človeka, prejavujúcu sa v jeho aktívnom postoji k prírode, je vhodné vyčleniť aj antropogénne enviromentálne faktory. S rastom populácie a technického vybavenia ľudstva sa neustále zvyšuje podiel antropogénnych faktorov prostredia.
Podľa inej klasifikácie existujú primárny a sekundárne periodické a neperiodické faktory prostredia.Život sa stretol s pôsobením primárnych faktorov v raných štádiách evolúcie. Patrí medzi ne teplota, zmena polohy Zeme voči Slnku. Vďaka nim denná, sezónna, ročná periodicita mnohých biologické procesy. Sekundárne periodické faktory sú deriváty primárnych faktorov. Napríklad úroveň vlhkosti závisí od teploty, takže v chladných oblastiach planéty atmosféra obsahuje menej vodnej pary. Neperiodické faktory pôsobia na organizmus alebo populáciu epizodicky, náhle. Patria sem elementárne prírodné sily - sopečná erupcia, hurikán, úder blesku, povodeň, ako aj predátor predbiehajúci obeť a lovec zasahujúci cieľ.
Bezlebečný neexistujú žiadne špecializované dýchacie orgány a dýchacie funkcie vykonáva hltan - predná časť tráviacej trubice, prepichnutá žiabrovými štrbinami.
V rybách dýchacie orgány - žiabre - sú umiestnené na hornej strane štyroch žiabrových oblúkov vo forme jasne červených okvetných lístkov. Voda vstupuje do úst ryby, filtruje sa cez žiabrové štrbiny, umýva žiabre, a vychádza spod žiabrového krytu. Výmena plynov sa uskutočňuje v početných žiabrových kapilárach, v ktorých krv prúdi smerom k vode obklopujúcej žiabre. Za posledným branchiálnym oblúkom sa vytvára párový útvar - plavecký mechúr, ktorý plní hydrostatické funkcie.
Obojživelníky v dospelosti fungujú pľúca. Prvýkrát sa objaví hrtan. Pľúca začínajú priamo z hrtana. Sú s hrubými okami a majú malý dýchací povrch, v súvislosti s tým sa výmena plynov uskutočňuje prevažne cez kožu.
plazov majú horné dýchacie cesty (nosová dutina nie je úplne ohraničená od ústnej dutiny), ako aj dolné - hrtan, priedušnicu a priedušky. Pľúca sú s malými okami a majú veľký dýchací povrch. Bránica sa objavuje prvýkrát, ale má pasívny význam.
U cicavcov dýchacie cesty sú lemované riasinkovým epitelom. Sú úplne oddelené od tráviaceho systému a krížia sa s ním iba v hltane. Priedušky sa viacnásobne rozvetvujú. Hlavným svalom, ktorý mení objem hrudníka, je bránica.
Ľudská embryogenéza odráža pôvodnú jednotu tráviaceho a dýchacieho systému. To je základ pre vznik vrodených vývojových chýb pažeráka a priedušnice typom pažerákových fistúl. Cystická hypoplázia je nedostatočný rozvoj pľúc.
16. Fylogenéza obehovej sústavy strunatcov. Fylogenéza arteriálnych žiabrových oblúkov. Ontofylogeneticky podmienené malformácie srdca a obehových orgánov u ľudí.
Na lancelete obehový systém je uzavretý. Kruh krvného obehu je jeden. Cez brušnú aortu sa venózna krv dostáva do aferentných vetvových tepien, kde je obohatená kyslíkom. Prostredníctvom eferentných vetvových tepien krv vstupuje do koreňov dorzálnej aorty, umiestnenej symetricky na oboch stranách tela. Predné vetvy týchto dvoch ciev sa nazývajú krčné tepny. Zadné vetvy tvoria dorzálnu aortu, ktorá sa rozvetvuje na početné tepny a smeruje k orgánom. Po výmene plynov v tkanivách krv vstupuje do spárovaných predných a zadných hlavných žíl. Predné a zadné kardinálne žily ústia do Cuvierovho kanálika na každej strane. Obidva Cuvierove kanály sa odvádzajú do brušnej aorty. Z orgánov tráviaceho systému prúdi venózna krv cez portálnu žilu pečene, potom do pečeňového výrastku a z neho sa kapiláry zhromažďujú do pečeňovej žily, cez ktorú sa krv dostáva do brušnej aorty.
Obehový systém ryby ZATVORENÉ. Srdce je dvojkomorové, pozostáva z predsiene a komory. Venózna krv zo srdcovej komory vstupuje do brušnej aorty, ktorá ju prenáša do žiabrov, kde sa obohacuje kyslíkom a uvoľňuje z oxidu uhličitého. Arteriálna krv vytekajúca zo žiabier sa zhromažďuje v dorzálnej aorte, ktorá sa nachádza pozdĺž tela pod chrbticou. Z dorzálnej aorty odchádzajú mnohé tepny do rôznych orgánov rýb. V nich sa tepny rozpadávajú na sieť najtenších, kapilár, cez steny ktorých krv vydáva kyslík a je obohatená oxidom uhličitým. Venózna krv sa zhromažďuje v žilách a cez ne vstupuje do predsiene a z nej do komory. Preto majú ryby jeden kruh krvného obehu.
Obehový systém u obojživelníkov ZATVORENÉ. Srdce je trojkomorové. Z pravej polovice komory začína jediná cieva - arteriálny kužeľ, rozvetvený na 3 páry ciev: kožné - pľúcne tepny, aortálne oblúky a krčné tepny. K úplnému premiešaniu krvi nedochádza. Preto prvá časť venóznej krvi vstupuje do arteriálneho kužeľa a odtiaľ do kožných pľúcnych artérií. Krv zo stredu komory vstupuje do aortálnych oblúkov a zvyšné množstvo arteriálnej krvi vstupuje do krčných tepien. Dva oblúky aorty obiehajú srdce, spájajú sa s dorzálnou aortou a zásobujú celé telo zmiešanou krvou, okrem hlavy. Zadné hlavné žily sú značne znížené a stávajú sa zadnou dutou žilou. Predné hlavné žily sú nahradené jugulárnymi žilami a Cuvierove vývody, ktoré spolu s podkľúčovými žilami ústia do jugulárnych žíl, sa nazývajú predná dutá žila.
U plazov v srdci sa objaví neúplná priehradka. Zo srdca nevychádza jedna, nie jedna cieva, ale tri, ktoré vznikli v dôsledku rozdelenia arteriálneho kmeňa. Pravý oblúk aorty, nesúci arteriálnu krv, odstupuje z ľavej polovice komory a pľúcna artéria s venóznou krvou odstupuje z pravej polovice. Od stredu komory začína ľavý oblúk aorty, ktorý vedie zmiešanú krv. Oba aortálne oblúky sa spájajú za srdcom a zásobujú telo zmiešanou krvou, no kyslíka je v ňom už viac. Žilový systém sa nelíši od žilového systému obojživelníkov.
U cicavcov venózny a arteriálny prietok krvi je úplne oddelený. Plne dokončené štvorkomorové srdce. Redukcia pravého aortálneho oblúka a zachovanie len ľavého. V dôsledku toho sú všetky orgány zásobované arteriálnou krvou. Vzniká innominátna žila, ktorá spája ľavé krčné a podkľúčové žily s pravými.
Poruchy vývoja srdca môžu byť vyjadrené v anomáliách štruktúry, miesta a polohy. Zachovanie dvojkomorového srdca je možné. Častejšie sú defekty predsieňového septa. Možná cervikálna ektopia srdca, v ktorej sa nachádza v krčnej oblasti. Perzistencia oboch aortálnych oblúkov, perzistencia ductus arteriosus
Fylogenéza arteriálnych žiabrových oblúkov.
V embryogenéze väčšiny stavovcov je položených 6 párov žiabrových oblúkov, čo zodpovedá 6 párom viscerálnych oblúkov lebky. Prvé dva páry viscerálnych oblúkov sú súčasťou tvárovej lebky, prvé dva páry sú rýchlo redukované. 4 zostávajúce v rybách fungujú ako žiabrové tepny. U suchozemských zvierat sa pár stáva krčnými tepnami. 4 pár sa stáva aortálnym oblúkom. U obojživelníkov a plazov fungujú obe cievy a u cicavcov sú tiež položené 4 páry, ale potom je pravý oblúk aorty znížený. 5. pár je redukovaný u všetkých suchozemských živočíchov, okrem chvostových obojživelníkov.
17. Fylogenéza reprodukčnej a vylučovacej sústavy stavovcov. Vzťah medzi vylučovacím a reprodukčným systémom stavovcov. Evolúcia obličiek. Evolúcia pohlavných žliaz. Evolúcia močového traktu. Ontofylogeneticky podmienené malformácie obličiek, urogenitálneho traktu, gonád u ľudí.
Evolúcia obličiek.
Oblička prechádza 3 štádiami vývoja: pronephros je hlava (pronephros), primárna oblička je trup (mesonefros) a sekundárna oblička je panvová (metanefros).
Pronephros funguje u rýb a lariev obojživelníkov. Skladá sa z 2 - 12 nefrónov, ktorých lieviky sú otvorené ako celok a vylučovacie cesty sú otvorené do pronefrického kanála, ktorý je spojený s kloakou. Pronephros sa nachádza na hlavovom konci tela.
U dospelých rýb a obojživelníkov za pronefrosom sa vyvíjajú primárne obličky, ktoré obsahujú až niekoľko stoviek nefrónov. Počas ontogenézy sa počet nefrónov zvyšuje. Tvoria kapsuly obličkových glomerulov. Kapsuly majú miskovitý tvar.
Plazy a cicavce vyvíjajú sekundárne obličky. Sú položené v panvovej oblasti. Obsahujú stovky tisíc nefrónov. Nefróny nemajú lievik, spojenie s coelom sa napokon stratí. Tubul nefrónu sa predlžuje a u cicavcov sa diferencuje na prokimálne a distálne úseky, medzi ktorými sa vytvára Henleho slučka.
Evolúcia pohlavných žliaz.
U chrupavčitých rýb je štruktúra pohlavných žliaz samíc a samcov podobná. U všetkých ostatných stavovcov má vaječník folikulárnu štruktúru, to znamená, že obsahuje folikuly, z ktorých každý obsahuje jedno budúce vajíčko. Semenníky obsahujú semenné trubice. U všetkých stavovcov s nestabilnou telesnou teplotou sú pohlavné žľazy umiestnené v brušnej dutine. U väčšiny cicavcov putujú mužské pohlavné žľazy cez inguinálny kanál do miešku.
Evolúcia močového traktu.
U samíc rýb a vlkov obojživelníkov kanál vždy funguje ako ureter a mullers ako vajcovod. U mužov Mullerovcov je kanálik zmenšený, Vlčí kanál plní sexuálnu a vylučovaciu funkciu. Semenné tubuly prúdia do obličiek a spermie počas oplodnenia vstupujú do vody močom.
U plazov a cicavcov u samcov vlkov plní kanál funkciu ejakulačného kanála. Müllerov kanál prechádza redukciou. U vlčích samíc je kanál redukovaný (s výnimkou jeho kaudálnej časti, ktorá tvorí močovod) a z mullerian sa stáva vajcovod. U placentárnych cicavcov sa mulleriánsky kanál delí na vajcovod, maternicu a vagínu.
U ľudí je segmentovaná sekundárna oblička pomerne častá, často sa pozoruje panvové umiestnenie obličky, u ľudí sú možné príznaky hermafroditizmu vonkajších pohlavných orgánov, u žien môže dôjsť k porušeniu redukcie vlčích kanálov , tiež rôzne formy zdvojnásobenie maternice.
Dýchací systém všetkých strunatcov je topograficky aj pôvodom spojený s črevami. U vodných strunatcov funkciu dýchania vykonávajú žiabrové štrbiny prenikajúce do prednej časti črevnej trubice (hltanu). U suchozemských strunatcov sa žiabrové štrbiny vytvárajú počas embryonálneho vývoja a potom zanikajú. Funkciu dýchania v nich vykonávajú pľúca, ktoré sú vytvorené z výbežku črevnej steny.
Evolúcia žiabrového aparátu u strunatcov sa prejavila v znížení počtu žiabrových štrbín so súčasným zväčšením povrchu dýchania prostredníctvom tvorby žiabrových vlákien. Vývoj pľúc sa prejavuje izoláciou viac či menej zložitých dýchacích ciest a zväčšením povrchu dýchania prostredníctvom tvorby hubovitých pľúc so zložitým systémom rozvetvených intrapulmonálnych priedušiek, ktoré končia vezikulami s bunkovými stenami.
Najprimitívnejší dýchací systém je v lancelete (podtyp nekraniálneho). Predný úsek čreva - stena hltana - je perforovaný žiabrovými štrbinami (až 150 párov), ktoré ústia do predsieňovej (periobranchiálnej) dutiny. V cyklostómoch (podtyp stavovcov) sú dýchacími orgánmi žiabrové vaky (5-15 párov), ktoré komunikujú s predným črevom a otvárajú sa smerom von nezávislými otvormi.
Ryby majú medzi žiabrovými oblúkmi 4-7 (najčastejšie 5) žiabrových vakov vo forme štrbinovitých medzier. Obsahujú početné žiabrové vlákna prepichnuté kapilárami. Tyčinky umiestnené na konkávnom povrchu žiabrových oblúkov zabraňujú vstupu potravy do žiabrov z hltana. Niektoré ryby majú navyše ďalšie dýchacie orgány, ktoré im umožňujú využívať vzdušný kyslík. Obzvlášť zaujímavé je použitie plaveckého mechúra na dýchanie vzduchu a tvorbu pľúc. Steny plávacieho mechúra sú bohaté na krvné cievy, preto u niektorých rýb, ktoré sa zanárajú do bahna, môže slúžiť na výmenu plynov. Napriek tomu plavecký mechúr väčšiny rýb nie je homológny s pľúcami, pretože sa vyvíjajú z ventrálnej časti žiabrového vaku a plavecký mechúr z jeho dorzálnej časti. Len u rybárov je plávací mechúr vytvorený ako výbežok ventrálnej časti čreva a slúži ako homológ pľúc suchozemských živočíchov. Pľúcne ryby majú pľúca, ale nemajú plávací mechúr. V súvislosti s vývojom pľúcne dýchanie, okrem vonkajších majú vnútorné nozdry (choanae), pomocou ktorých komunikujú čuchové dutiny s dutinou prednej časti črevnej trubice.
U lariev obojživelníkov, ako aj niektorých rýb, sú dýchacie orgány reprezentované vonkajšími žiabrami rozvetvenými na stromoch. Zrejme sa vyvinuli zo žiabrových vlákien horných koncov žiabrových oblúkov v dôsledku ich pohybu smerom von. Väčšina dospelých obojživelníkov vyvíja pľúca vo forme tenkostenných bunkových vakov. Sú uložené v larvách vo forme párových výrastkov brušnej steny hltana za posledným žiabrovým vakom. U obojživelníkov plní dýchaciu funkciu okrem pľúc aj koža s veľkým počtom krvných vlásočníc a hlienových žliaz. Diferenciácia dýchacieho traktu sa prejavuje vo vzhľade choanae a priedušnice (zatiaľ neexistujú žiadne priedušky), ako aj arytenoidných chrupaviek a natiahnutých nad nimi hlasivky(iba pre mužov). Zosilnenie zvukov je dosiahnuté hlasivkami tvorenými sliznicou ústna dutina. Hrtanová kostra je homológna s brušnou oblasťou piateho žiabrového oblúka.
U plazov sa pľúca stávajú komplikovanejšími. Vyvíjajú sa početné bunkové priečniky, ktoré dramaticky zväčšujú dýchací povrch pľúc. Pokrok sa pozoruje aj v dýchacom trakte, objavujú sa rozvetvené priedušky.
Pľúca vtákov sú hubovité telá plné priedušiek, a nie vaky ako u plazov.
U cicavcov je ďalšou komplikáciou bronchiálny strom, objavujú sa priedušky druhého, tretieho a štvrtého rádu, bronchioly a alveoly. Hrudná dutina je oddelená od brušnej dutiny bránicou, ktorá hrá dôležitú úlohu pri dýchaní.
Je zaujímavé, že vzhľad laryngeálnych chrupaviek (štítna žľaza), tvorených druhým a tretím žiabrovým oblúkom.
Načítava...