表 19. 幼虫と成体のカエルの構造の特徴の比較 | ||
サイン | 幼虫(オタマジャクシ) | 大人の動物 |
体型 | 魚に似ており、手足の芽があり、尾には遊泳膜がある | 体は短くなり、二対の手足が発達し、尾はありません |
旅行の仕方 | 尻尾を使って泳ぐ | 後肢を使ってジャンプしたり泳いだり |
呼吸 | 鰓(鰓は最初に外側にあり、次に内側にあります) | 肺および皮膚 |
循環系 | 2 つの部屋を持つ心臓、1 つの血液循環 | 3 つの部屋を持つ心臓、2 つの血液循環 |
感覚器官 | 側線器官が発達し、目にまぶたがありません。 | 側線器官はなく、目にはまぶたが発達しています。 |
ジョーと給餌方法 | 顎の角質板は、単細胞動物や他の小動物とともに藻類を削り取ります。 | 顎には角質の板がなく、粘着性のある舌が昆虫、軟体動物、虫、稚魚を捕らえます。 |
ライフスタイル | 水 | 陸生、半水生 |
再生。 両生類は雌雄異株です。 生殖器は対になっており、男性のわずかに黄色がかった精巣と女性の色素のある卵巣で構成されています。 遠心管は精巣から伸び、腎臓の前部に浸透します。 ここでそれらは尿細管と接続し、尿管に開き、同時に精管の機能を果たし、総排出腔に開きます。 卵子は卵巣から体腔に落ち、そこから総排泄腔に開く卵管を通って放出されます。
カエルには明確な性的二形性があります。 したがって、オスは前足の内側のつま先に結節(「婚姻仮骨」)を持ち、受精中にメスを保持する役割を果たします。また、鳴き声の際の音を増強する声嚢(共鳴器)もあります。 声は両生類で初めて現れるということを強調しておく必要がある。 明らかに、これは陸上の生活に関係しています。
カエルは生後3年目の春に繁殖します。 メスは水中に卵を産み、オスは卵に精液を注ぎます。 受精卵は 7 ~ 15 日以内に発育します。 カエルの幼虫であるオタマジャクシは、成体とは構造が大きく異なります (表 19)。 2~3か月後、オタマジャクシはカエルに変わります。
クラス両生類 = 両生類。
まだ水生環境との接触を保っていた最初の陸生脊椎動物。 この分類には 3,900 種があり、尾のある目 (サンショウウオ、イモリ)、脚のない目 (熱帯性アシナガバチ)、尾のない目 (ヒキガエル、アマガエル、カエルなど) の 3 つの目で構成されています。
二次的な水生動物。 卵には羊膜腔がないため(円口類や魚類とともに両生類は有羊膜動物です)、水中で繁殖し、そこで発生の初期段階を経ます。 両生類はライフサイクルのさまざまな段階で陸生または半水生生活を送り、主に淡水域の岸沿いの湿度の高い地域や湿った土壌など、ほぼどこにでも分布しています。 両生類の中には、塩辛い海水の中で生きられる種は存在しません。 さまざまな運動様式が特徴的です。かなり長いジャンプをしたり、歩いたり、「這ったり」したり、四肢を欠く種(アシナガバチ)が知られています。
両生類の基本的な特徴。
両生類は純粋に水生の祖先の特徴の多くを保持していましたが、同時に真の陸生の脊椎動物に特徴的な多くの特徴を獲得しました。
尾のある動物と尾のない動物は、淡水中で鰓呼吸をする幼生(カエルのオタマジャクシ)と、肺で呼吸する成体への変態を特徴としています。 足のない動物では、幼虫は孵化すると成体の動物の形になります。
循環系は 2 つの血液循環によって特徴付けられます。 心臓は 3 つの部屋からなります。 心室が 1 つと心房が 2 つあります。
脊椎の頸部と仙骨部は分離されており、それぞれに 1 つの椎骨があります。
両生類の成体は、関節のある一対の四肢が特徴です。 手足は5本指です。
頭蓋骨は、2 つの後頭顆によって頸椎と可動に関節接合されています。
骨盤帯は仙椎の横突起にしっかりと付着しています。
目には可動まぶたと瞬膜があり、目詰まりや乾燥から目を保護します。 凸面の角膜と平らな水晶体により調節力が向上します。
前脳は拡大し、2 つの半球に分かれます。 中脳と小脳はわずかに発達しています。 10対の脳神経が脳から出ています。
皮膚は裸です、つまり 角質や骨の形成がなく、水やガスを透過します。 したがって、それは常に湿っています。酸素は最初に皮膚を覆う液体に溶解し、その後血液中に拡散します。 同じことが二酸化炭素でも起こりますが、方向は逆です。
腎臓は、魚の腎臓と同様、原発=中腎です。
空気からの音波を捉えるために、鼓膜が現れ、次に中耳 (鼓室) が現れ、その中に振動を内耳に伝える耳小骨、あぶみ骨があります。 耳管は中耳腔および口腔と連絡しています。 Choanaeが現れます - 内部の鼻孔、そして鼻腔が通ります。
体温は一定ではありません(変温症)は周囲温度に依存し、周囲温度をわずかに超えるだけです。
アロモルフォーゼ:
肺と肺呼吸が現れました。
循環系はより複雑になり、肺循環が発達しました。 両生類には大小の 2 つの血液循環があります。 心臓は 3 つの部屋からなります。
対になった 5 本の指の手足が形成され、多関節関節を備えたレバー システムを表し、陸上での移動を目的としていました。
脊椎には、頭の動きを保証する頸部領域と、骨盤帯の取り付け場所である仙骨部が形成されています。
中耳、まぶた、長穴が出現しました。
筋肉の分化。
神経系の進行性の発達。
系統発生。
両生類は、約 3 億 5,000 万年前の古生代のデボン紀に、葉鰭のある古代の魚から進化しました。 最初の両生類であるイクチオステガスは、外見が現代の尾のある両生類に似ていました。 その構造は、鰓蓋や側線器官の原始的な部分など、魚類に特徴的な特徴を持っていました。
カバー。二重層。 表皮は多層であり、真皮は薄いですが、毛細血管が豊富に供給されています。 両生類は粘液を生成する能力を保持していますが、ほとんどの魚のように個々の細胞ではなく、肺胞型の形成された粘液腺を使用しています。 さらに、両生類は、さまざまな程度の毒性の有毒な分泌物を含む顆粒腺を持っていることがよくあります。 両生類の皮膚の色は、特別な細胞である色素胞に依存します。 これらには、黒色素胞、脂肪細胞、虹彩細胞が含まれます。
カエルの皮膚の下には広範なリンパ管腔があり、組織液で満たされた貯水池であり、不利な条件下では水を蓄積することができます。
スケルトンすべての脊椎動物と同様に、軸性動物と副脊椎動物に分けられます。 脊柱は魚類よりもさらに細分化されており、頸部、体幹、仙骨、尾部の 4 つのセクションで構成されています。 頸部と仙骨のセクションにはそれぞれ 1 つの椎骨があります。 無尾類は通常 7 つの体幹椎骨を持ち、すべての尾椎(約 12 個)が 1 つの骨、つまり尾柱に結合します。 尾状骨には 13 ~ 62 の体幹と 22 ~ 36 の尾椎があります。 足のない動物では、椎骨の総数は 200 ~ 300 に達します。なぜなら、頸椎の存在が重要だからです。 魚とは異なり、両生類は体をそれほど速く回転させることができず、頸椎のおかげで頭は可動しますが、振幅は小さいです。 両生類は首を回すことはできませんが、首を傾けることはできます。
両生類によって脊椎の種類は異なる場合があります。 足のない椎骨と下部尾状椎骨は角包性であり、魚のように脊索が保存されています。 高位尾状体では、椎骨は面体腔です。 ボディは前が湾曲し、後ろが凹んでいます。 逆に、尾のない動物では、椎体の前面は凹面で、後面は湾曲しています。 このような椎骨は原体腔と呼ばれます。 関節面と関節突起の存在は、椎骨の強力な結合を保証するだけでなく、軸骨格を可動にし、手足を使わずに尾のある両生類が水中で移動するのに重要です。体。 さらに、垂直方向の移動も可能です。
両生類の頭蓋骨は、硬骨魚の頭蓋骨を陸上での存在に適応させて改変したものです。 脳の頭蓋骨は生涯にわたって主に軟骨のままです。 頭蓋骨の後頭領域には2つの外側後頭骨のみが含まれており、これらは関節顆に沿って運ばれ、その助けを借りて頭蓋骨が椎骨に取り付けられます。 両生類の内臓頭蓋骨は最も大きな変化を遂げます。第二の上顎が現れます。 前上顎骨と上顎骨によって形成されます。 鰓呼吸の減少により、舌骨弓に根本的な変化が生じました。 舌骨弓は補聴器と舌下プレートの要素に変換されます。 魚とは異なり、両生類の内臓頭蓋骨は、口蓋方形軟骨によって脳頭蓋骨の底部に直接取り付けられています。 舌骨弓の要素の関与を伴わない頭蓋骨の構成要素のこのタイプの直接接続は、自己突出と呼ばれます。 両生類には鰓蓋の要素がありません。
付属のスケルトンには、ガードルと自由肢の骨が含まれます。 魚と同様、両生類の肩帯の骨は、軸骨格に接続する筋肉の厚さの中に位置していますが、肩帯自体は軸骨格に直接接続されていません。 ベルトは自由肢をサポートします。
すべての陸上動物は常に重力に打ち勝つ必要がありますが、魚にはその必要がありません。 自由な手足はサポートとして機能し、体を水面上に持ち上げて動きを提供します。 自由肢は、近位 (1 つの骨)、中間 (2 つの骨)、遠位 (比較的多数の骨) の 3 つのセクションで構成されます。 陸生脊椎動物のさまざまなクラスの代表者は、いずれかの自由肢の構造的特徴を持っていますが、それらはすべて二次的な性質を持っています。
すべての両生類では、自由前肢の近位部分は上腕骨で表され、中間部分は尺骨と尾状の橈骨で表され、前腕の単一の骨(尺骨と橈骨の融合の結果として形成されます)で表されます。 )無尾類では。 遠位セクションは、手首、中手骨、および指の指骨によって形成されます。
後肢のガードルは、仙骨部分を含む軸骨格と直接関節しています。 骨盤帯と脊柱との確実かつ強固な接続により、移動する両生類にとってより重要な後肢の機能が確保されます。
筋肉系魚の筋肉系とは異なります。 体幹の筋肉は、脚のない部分でのみ準量構造を保持します。 尾状動物では、体節の条件変化が破壊され、尾のない両生類では、筋肉の部分が分離し始め、リボン状の筋肉に分化します。 手足の筋肉量が急激に増加します。 魚のヒレの動きは主に体にある筋肉によって確保されていますが、5本指の手足はそれ自体にある筋肉によって動きます。 筋肉 - 拮抗筋 - 屈筋と伸筋の複雑なシステムが表示されます。 分節された筋肉は脊柱の領域にのみ存在します。 口腔の筋肉はより複雑かつ特殊になり(咀嚼筋、舌、口底)、食物の捕捉と嚥下に関与するだけでなく、口腔と肺の換気にも関与します。
体腔- 一般的に。 両生類では、えらの消失により、心膜腔の相対的な位置が変化しました。 彼女は胸の底から胸骨(または烏口骨)で覆われた領域まで押し込まれました。 その上の、一対の体腔管の中に肺があります。 心臓と肺を含む空洞。 胸膜心膜を分離します。 肺が位置する空洞は主体腔と連絡しています。
神経系。脳は魚鱗類のタイプです。 主な統合中枢は中脳ですが、両生類の脳には多くの進行性の変化があります。 両生類の脳は 5 つのセクションに分かれており、主に前脳の発達と半球の完全な分離が魚の脳と異なります。 さらに、側脳室の底部に加えて、側面と屋根にも神経物質がすでに並んでおり、延髄円蓋、つまり基球を形成しています。 間脳、特に中脳との結合の強化を伴う基球の発達は、両生類の行動を調節する連合活動が延髄と中脳だけでなく前脳半球によっても実行されるという事実につながります。 前方の細長い半球には共通の嗅葉があり、そこから 2 つの嗅神経が生じています。 前脳の後ろには間脳があります。 骨端は屋根の上にあります。 脳の下側には視交叉(視交叉)があります。 間脳の底から漏斗と下垂体(髄質下部)が伸びています。
中脳は 2 つの丸い視葉として表されます。 視葉の後ろには未発達の小脳があります。 そのすぐ後ろには、菱形窩 (第 4 脳室) を備えた延髄があります。 延髄は徐々に脊髄に入ります。
両生類では、10対の頭部神経が脳から出ています。 11 番目のペアは発達しておらず、12 番目のペアは頭蓋骨の外側に伸びています。
カエルには 10 対の真の脊髄神経があります。 前方の 3 つのペアは前肢を支配する腕神経叢の形成に関与し、後方の 4 つのペアは後肢を支配する腰仙骨神経叢の形成に関与します。
感覚器官水中と陸上の両生類に方向性を提供します。
水生生活を送るすべての幼虫と成虫には側線器官があります。 それらは、体全体に点在する、それらに対応する神経を備えた敏感な細胞のクラスターによって表されます。 敏感な細胞は、温度、痛み、触覚のほか、湿度や環境の化学組成の変化を知覚します。
嗅覚器官。 両生類の頭の両側には小さな外鼻孔があり、そこから細長い嚢が伸びて内鼻孔(チョアナ)で終わります。 長穴は口腔の屋根の前部で開きます。 左右の長穴の前には鼻腔に通じる袋があります。 これはいわゆる 鋤鼻器官。 多数の感覚細胞が含まれています。 その機能は、食べ物に関する嗅覚情報を受け取ることです。
視覚器官は陸生脊椎動物に特徴的な構造を持っています。 これは、角膜の凸面、両凸レンズの形をした水晶体、目を乾燥から守る可動まぶたによって表現されます。 しかし、魚の場合と同様に、調節は毛様体筋を収縮させて水晶体を動かすことによって達成されます。 この筋肉は水晶体を囲む環状の隆起に位置しており、筋肉が収縮すると、カエルの水晶体は若干前方に移動します。
聴覚器官は地上のタイプに従って配置されています。 2番目のセクションが表示されます-中耳には、脊椎動物で最初に出現する耳の骨であるあぶみ骨があります。 鼓室は耳管によって咽頭領域に接続されています。
両生類の行動は非常に原始的であり、条件反射はゆっくりと発達し、すぐに消えてしまいます。 反射の運動特殊化は非常に小さいため、カエルは片足を引っ込める防御反射を形成できず、片方の手足が刺激されると、両足をぴくぴくと動かします。
消化器系口腔咽頭腔につながる口裂から始まります。 筋肉質の舌が入っています。 唾液腺の管がそこに開口しています。 舌と唾液腺は両生類で初めて出現します。 腺は食物の塊を湿らせるためにのみ機能し、食物の化学的処理には関与しません。 前上顎骨、上顎骨、および鋤骨には単純な円錐形の歯があり、それらの歯は基部で骨に取り付けられています。 消化管は、口腔咽頭腔、食べ物を胃に運ぶ短い食道、そして大きな胃に区別されます。 その幽門部分は十二指腸、つまり小腸の始まりに入ります。 膵臓は胃と十二指腸の間のループの中にあります。 小腸はスムーズに大腸に入り、総排出腔に通じる顕著な直腸で終わります。
消化腺は、胆嚢および膵臓を備えた肝臓です。 肝管は胆嚢管とともに十二指腸に通じています。 膵管は胆嚢管に流れ込みます。 この腺は腸と独立して連絡していません。
それ。 両生類の消化器系は、消化管の長さにおいて、同様の魚類の消化器系とは異なります。大腸の最後の部分は総排出腔に通じています。
循環系閉まっている。 血液循環の 2 つのサークル。 心臓は 3 つの部屋からなります。 さらに、心臓には右心房と連絡する静脈洞があり、心室の右側からは円錐動脈が伸びています。 3対の血管がそこから出発し、魚の鰓動脈に類似しています。 各容器は独立した開口部から始まります。 左右の 3 本の血管はすべて、まず共通の膜に囲まれた共通の動脈幹を通過し、その後分岐します。
(頭から数えて)最初のペアの血管は、魚の鰓動脈の最初のペアの血管に類似しており、頸動脈と呼ばれ、血液を頭部に運びます。 2番目のペアの血管(魚の鰓動脈の2番目のペアに相当)、つまり大動脈弓を通って、血液は体の背面に送られます。 鎖骨下動脈は大動脈弓から出発し、血液を前肢に運びます。
魚の鰓動脈の4番目のペアである肺動脈に相当する3番目のペアの血管を通って、血液は肺に送られます。 各肺動脈は大きな皮動脈を形成し、血液を皮膚に運び酸化させます。
体の前端からの静脈血は、2 対の頸静脈を通って収集されます。 後者は、すでに鎖骨下静脈を吸収している皮静脈と合流して、2つの前大静脈を形成します。 動脈血は皮静脈を通って移動するため、混合した血液を静脈洞に運びます。
両生類の幼生には 1 つの循環があり、その循環系は魚の循環系と似ています。
両生類は、新しい循環器官である長骨の赤い骨髄を発達させます。 赤血球は大きく、核があり、白血球は外観が同じではありません。 リンパ球があります。
リンパ系。皮膚の下にはリンパ嚢のほかに、リンパ管と心臓があります。 1対のリンパ心臓は3番目の椎骨の近くに配置され、もう1対は総排出腔の開口部の近くに配置されます。 小さな丸い赤い体のように見える脾臓は、直腸の始まり近くの腹膜上にあります。
呼吸器系。魚の呼吸器系とは根本的に異なります。 成人の場合、呼吸器官は肺と皮膚です。 頸椎がないため気道が短くなります。 鼻腔、中咽頭腔、喉頭が代表的です。 喉頭は 2 つの開口部で肺に直接開いています。 肋骨の縮小により、圧力ポンプの原理に従って、肺は飲み込んだ空気によって満たされます。
解剖学的に、両生類の呼吸器系には、口腔咽頭腔(上気道)と、嚢状の肺に直接入る喉頭気管腔(下気道)が含まれます。 胎児の発育中、肺は消化管の前部(咽頭)部分の盲目的な成長物として形成されるため、成人になっても咽頭に接続されたままになります。
それ。 陸生脊椎動物の呼吸器系は、解剖学的にも機能的にも気道系と呼吸器の 2 つの部分に分かれています。 気道は空気の双方向の輸送を行いますが、ガス交換自体には関与しません。呼吸器部門は体内環境 (血液) と大気の間でガス交換を行います。 ガス交換は表面の液体を介して起こり、濃度勾配に従って受動的に起こります。
鰓蓋のシステムが不要になるため、すべての陸上動物の鰓装置は部分的に変更され、その骨格構造の一部が喉頭の骨格(軟骨)に含まれます。 肺の換気は、呼吸行為中の特別な体性筋の強制的な動きによって行われます。
排泄システム、魚と同様に、それは一次芽または幹芽によって表されます。 これらは赤褐色のコンパクトな体で、背骨の側面にあり、魚のようなリボン状ではありません。 各腎臓から細いウォルフ管が総排出腔まで伸びています。 メスのカエルでは尿管としてのみ機能しますが、オスのカエルでは尿管と精管の両方の役割を果たします。 総排出腔では、ヴォルフ管が独立した開口部で開きます。 また、総排出腔と膀胱に別々に開きます。 両生類の窒素代謝の最終生成物は尿素です。 水生両生類の幼生では、窒素代謝の主な生成物はアンモニアであり、えらおよび皮膚を介して溶液中に排泄されます。
両生類は淡水に対して高浸透圧の動物です。 その結果、水は常に皮膚を通って体内に入りますが、皮膚には他の陸生脊椎動物のようにこれを防ぐ機構がありません。 海水は両生類の組織の浸透圧に比べて高浸透圧であり、両生類がそのような環境に置かれると、水は皮膚を通って体外に排出されます。 両生類が海水中では生きられず、脱水症状で死んでしまうのはこのためです。
生殖器系。男性の生殖器は、腎臓の腹側表面に隣接する一対の丸くて白っぽい精巣によって表されます。 細い精細管が精巣から腎臓まで伸びています。 精巣からの性的産物は、これらの尿細管を通って腎臓本体に送られ、次にウォルフ管に送られ、そこを通って総排出腔に送られます。 ウォルフ管は総排出腔に流入する前に、精子を一時的に保管する小さな拡張部である精嚢を形成します。
女性の生殖器は、顆粒構造の対になった卵巣によって表されます。 その上には脂肪体があります。 彼らは冬眠中に生殖産物の形成を確実にする栄養素を蓄積します。 体腔の側部には、非常に複雑な軽い卵管、またはミュラー管があります。 心臓の領域の体腔への各卵管は漏斗で開きます。 卵管の子宮下部が急激に拡張し、総排出腔に開口します。 熟した卵子は卵巣壁の破裂を通って体腔内に落ち、卵管の漏斗に捕らえられ、それに沿って総排泄腔まで移動します。
女性のウォルフ管は尿管の機能のみを果たします。
尾のない両生類では、受精は体外で行われます。 卵はすぐに精液で洗浄されます。
男性の外部性的特徴:
オスの前肢のつま先の内側には生殖器疣贅があり、生殖の際に特別な発達に達し、卵の受精中にオスがメスを保持するのに役立ちます。
通常、オスはメスよりも小さいです。
発達両生類は変態を伴います。 卵には黄身が比較的少ないため(中期卵)、放射状の卵割が起こります。 幼虫は卵から出現します。オタマジャクシは、その組織において成体の両生類よりも魚にはるかに近いです。 それは特徴的な魚のような形をしています - よく発達した遊泳膜に囲まれた長い尾、頭の側面には2〜3対の外側の羽状のえらがあり、対の四肢はありません。 側線の器官があり、機能する腎臓は前腎(前腎)です。 すぐに外鰓は消え、その場所に鰓糸を備えた 3 対の鰓裂が発達します。 このとき、オタマジャクシと魚の類似点は、心臓が 2 つの部屋からなり、血液循環が 1 つの循環であるという点でもあります。 その後、食道の腹壁から突き出て、一対の肺が発達します。 発生のこの段階では、オタマジャクシの動脈系は、葉鰭や肺魚の動脈系と非常によく似ていますが、唯一の違いは、第 4 鰓がないため、第 4 輸入鰓動脈が肺に入るということです。動脈を途切れることなく。 その後もエラは小さくなります。 鰓のスリットの前には、両側に皮膚のひだが形成され、徐々に後ろに伸びて鰓のスリットを締めます。 オタマジャクシは完全に肺呼吸に切り替わり、口から空気を飲み込みます。 その後、オタマジャクシは一対の手足を発達させます。最初は前肢、次に後肢です。 ただし、前方のものは皮膚の下に長く隠れたままになります。 尾と腸が短くなり始め、中腎が現れ、幼虫は徐々に植物性食品から動物性食品に移行し、若いカエルに変わります。
幼虫の発育中に、呼吸器、循環器、排泄器官、消化器官などの内部システムが再構築されます。 変態は、成体個体のミニチュアコピーの形成で終了します。
アンビストーマはネオテニーによって特徴付けられます。 彼らは幼虫で繁殖しますが、長い間独立した種と誤解されていたため、アホロートルという独自の名前が付けられました。 この幼虫は成虫よりも大きいです。 もう一つの興味深いグループは、水中に永続的に生息し、生涯を通じて外鰓を保持するプロテアです。 幼虫の兆候。
オタマジャクシからカエルへの変態は、理論的に非常に興味深いものです。 これは、両生類が魚のような生き物の子孫であることを証明するだけでなく、水生動物が陸生動物に移行する際の個々の器官系、特に循環器系と呼吸器系の進化を詳細に再構築することを可能にします。
意味両生類は、多くの有害な無脊椎動物を食べ、それ自体が食物連鎖の他の生物の食物として機能するという点です。
ガス交換、つまり呼吸は、人体が環境(水または大気)から酸素を吸収し、組織内で起こる酸化プロセスの最終生成物として二酸化炭素を後者に放出することで表現されます。生命活動に必要なエネルギーが放出されます。 酸素はさまざまな方法で体によって認識されます。 それらは主に、1) 拡散呼吸、2) 局所呼吸、つまり特殊な器官による呼吸として特徴づけられます。
拡散呼吸それは、外皮の表面全体、つまり皮膚と消化管の上皮膜、腸呼吸、つまりこの目的に特別に適合した器官なしによる酸素の吸収と二酸化炭素の放出で構成されます。 このガス交換方法は、海綿動物、腔腸動物、扁形動物などのいくつかの種類の原始的な多細胞動物の特徴であり、循環系の欠如によるものです。
言うまでもなく、身体の体積は半径の 3 乗に比例して増加し、対応する表面積に比例して増加することが知られているため、拡散呼吸は体の体積が小さく、その表面積が比較的大きい生物にのみ固有のものです。 - 半径の二乗のみ。 したがって、体の体積が大きい場合、この呼吸法では不十分であることがわかります。
しかし、多かれ少なかれ適切な体積対表面積の比率があっても、拡散呼吸が常に生物を満足させるとは限らない。なぜなら、より精力的に生命活動が発現するほど、体内でより激しい酸化プロセスが発生する必要があるからである。
生命の激しい発現では、体の体積が小さいにもかかわらず、酸素を含む環境との接触面積を増やす必要があり、気道の換気を促進するための特別な装置が必要です。 ガス交換の領域の増加は、特別な呼吸器官の開発によって達成されます。
特殊な呼吸器官は、その構造や体内の位置の詳細が大きく異なります。 水生動物の場合、そのような器官はえらであり、陸生動物の場合、それらは気管および無脊椎動物の場合、脊椎動物の場合、それらは肺である。
鰓呼吸。えらには外側と内側があります。 原始的な外えらは、皮膚の絨毛シュートの単純な突起であり、毛細血管が豊富に供給されています。 場合によっては、そのようなえらの機能は拡散呼吸とほとんど変わらず、拡散呼吸のより高いレベルにすぎません(図332-) A、2)。通常、それらは体の前部に集中しています。
内鰓は、鰓裂の間の消化管の最初の部分の粘膜のひだから形成されます (図 246-2-5; 332-) 7). それらに隣接する皮膚は、多数の毛細血管を備えた花びらの形で豊富な枝を形成します。 内部のえらは、特別な皮膚のひだ (鰓蓋) で覆われていることが多く、その振動運動によって交換条件が改善され、水の流れが増加し、使用された部分が除去されます。
内鰓は水生脊椎動物の特徴であり、内鰓におけるガス交換作用は、口腔を通って鰓裂に水の一部が通過することと鰓蓋の動きによって複雑になります。 さらに、エラは血液循環に含まれています。 各鰓弓には独自の血管があるため、同時に循環系の高度な分化が達成されます。
もちろん、鰓によるガス交換法を使えば、皮膚呼吸も維持できますが、非常に弱いので背景に追いやられています。
消化管の中咽頭について説明するとき、鰓装置も半索動物や脊索動物などの一部の無脊椎動物の特徴であるとすでに述べました。
肺呼吸-巨大な動物の生物に簡単に役立つガス交換の非常に高度な方法。 これは、両生類(幼虫状態ではない)、爬虫類、鳥類、哺乳類などの陸生脊椎動物の特徴です。 肺に集中するガス交換の行為には、他の機能を持つ多くの器官が関与しており、その結果、肺呼吸法は非常に複雑な器官のセットの発達を必要とします。
脊椎動物の水生呼吸と陸生呼吸を比較するとき、重要な解剖学的違いが 1 つあることに留意する必要があります。 鰓呼吸中、水の一部が次々と原始的な口に入り、鰓裂を通って放出され、そこで鰓ひだの血管によって水から酸素が抽出されます。 したがって、脊椎動物の鰓呼吸装置は、入口と多数の出口開口部によって特徴付けられます。 肺呼吸中、同じ開口部を使用して空気の導入と除去が行われます。 この機能は、当然のことながら、ガス交換領域の換気を速くするために空気の一部を取り入れたり押し出したりする必要性、つまり肺を拡張したり収縮したりする必要性と関連しています。
脊椎動物のもっと原始的な祖先は、浮き袋の壁に独立した筋肉組織を持っており、それが肺に変化したと考えられます。 その周期的な収縮により気泡から空気が押し出され、気泡壁の弾性により真っ直ぐになる結果、空気の新鮮な部分が集められました。 弾性組織は、軟骨組織とともに、依然として呼吸器の支持体として重要な役割を果たしています。
その後、生物の生命活動が増加するにつれて、この呼吸運動のメカニズムは不完全になりました。 発達の歴史の中で、この力は、口腔および気管の前部(両生類)、または胸腔および腹腔の壁(爬虫類、哺乳類)のいずれかに集中する特別な力の形で置き換えられました。体幹の筋肉の分化した部分(呼吸筋)、そして最後に横隔膜です。 肺はこれらの筋肉の動きに従い、受動的に伸縮し、これに必要な弾力性と、補助装置としての小さな筋肉装置を保持しています。
皮膚呼吸は非常に重要ではなくなり、その役割はほぼゼロに減少します。
陸生脊椎動物の肺および水生脊椎動物の肺におけるガス交換は、別個の呼吸循環または肺循環の組織化を通じて循環系と密接に関係しています。
肺呼吸中の身体の主な構造変化は、1) 肺の作動領域と空気との接触の増加、2) 肺と空気の非常に密接かつ広範な接続、に帰着することは明らかです。血液循環の薄壁の毛細血管のある領域。
呼吸装置の機能、つまりガス交換のために多数のチャネルに空気を通すという機能は、開いた大きなチューブ システムの形でのその構造の性質を物語っています。 その壁は、柔らかい腸管と比較して、より硬い支持材料で構成されています。 一部の場所では骨組織(鼻腔)の形で発生しますが、主に軟骨組織の形で発生し、柔軟でありながらすぐに正常に戻る弾力性のある組織です。
気道の粘膜は特殊な繊毛上皮で覆われています。 嗅覚領域やガス交換自体の場所など、これらの領域の他の機能に従って別の形に変化するのは、いくつかの領域だけです。
肺気道に沿って、3 つの特徴的な領域が注目を集めています。 このうち、最初の空洞である鼻腔は空気を受け取る役割を果たしており、ここでは匂いについて調べます。 2 番目のセクションである喉頭は、食物昏睡が咽頭を通過するときに気道を消化管から隔離し、音を出し、最後に気道から粘液を排出する咳衝動を生成するための装置です。 最後のセクション - l e g k および e - は、ガスの直接交換の器官を表します。
鼻腔と喉頭の間には咽頭の消化器官と共通の空洞があり、喉頭と肺の間には呼吸路があります。
体の喉や気管。 したがって、通過する空気は、前述の拡張セクションによって 3 つの異なる方向に使用されます: a) 知覚される臭気、b) 音を発する装置、そして最後に、 V)ガス交換、最後がメインです。
動物の呼吸 – 提供する一連のプロセス打つ 環境から体内に入る酸素 、 彼のセルの使用 有機物の酸化や排泄 体から出る二酸化炭素。このような呼吸を「呼吸」といいます。好気性の 、そして生物 -好気性菌 .
わかりました。 28. 生物学。
緑藻クロレラ
繊毛虫スリッパ
動物の呼吸プロセスは従来、次のように分類されます。 3段階 :
外呼吸 = ガス交換。 このプロセスのおかげで、動物は酸素を受け取り、代謝の最終生成物である二酸化炭素を除去します。
体内のガスの輸送– このプロセスは、特別な気管チューブまたは内部の体液(血液を含む)のいずれかによって提供されます。 ヘモグロビン- 酸素を付着させて細胞内に輸送し、二酸化炭素を細胞の外に運ぶことができる色素)。
内呼吸- 細胞内で発生します。 単純な栄養素(アミノ酸、脂肪酸、単純な炭水化物)は細胞酵素の助けを借りて酸化され、分解され、その間に体の生命に必要なエネルギーが放出されます。
呼吸の主な重要性は、酸化反応に関与する酸素の助けを借りて栄養素からエネルギーを放出することです。
いくつかの原生動物 - 嫌気性微生物、つまり生物、 酸素を必要としない.
嫌気性菌義務的なものと義務的なものがあります。 通性嫌気性生物は、酸素の存在下でも酸素の存在下でも生存できる生物です。 偏性嫌気性生物は、酸素が有毒な生物です。 彼らは酸素がない状態でしか生きられません。 嫌気性生物は栄養素を酸化するのに酸素を必要としません。
ブラキオネラは嫌気性繊毛虫です
腸ジアルジア
人間回虫
による 呼吸法動物の呼吸器の構造には、次の 4 種類の呼吸があります。
皮膚呼吸 - これは、体の外皮を介した酸素と二酸化炭素の交換です。 このプロセスは、最も重要な物理プロセスに基づいています。 拡散 。 ガスは溶解状態でのみカバーから浅く低速で侵入します。 このような呼吸は、サイズが小さく、湿った外皮を持ち、水生生活を送る生物で起こります。 これ - 海綿動物、腔腸動物、線虫、両生類。
気管呼吸
–
を使用して実行される
接続されたシステム
チューブ – 気管 、 どれの
体全体に浸透し、
液体の参加。 と
彼らの環境
特別な接続
穴 – 気門。
気管を持つ生物
呼吸のサイズも小さくなります(2cm以下、そうでないと体に十分な酸素が供給されなくなります)。 これ - 昆虫、ヤスデ、クモ類.
えら呼吸 – 密な血管ネットワークを備えた特殊な構造の助けを借りて。 これらの成長物はと呼ばれます 鰓 。 水生動物では - 多毛類の虫、甲殻類、軟体動物、魚、特定の種の両生類。 無脊椎動物では通常、えらは外側にありますが、脊索動物では内側にあります。 鰓呼吸をする動物は、皮膚、腸、口の表面、浮袋を介したさらなる呼吸形態を持っています。
えらのある多毛類
甲殻類のえら
ウミウシ
肺呼吸 - これは内部の特殊な器官の助けを借りた呼吸です - 肺。
肺– これらは中空の薄壁のバッグで、小さな血管、つまり毛細管の密なネットワークで編まれています。空気から毛細血管への酸素の拡散は肺の内面で起こります。 したがって、内部表面が大きいほど、拡散はより活発になります。
ほぼすべての陸生脊椎動物は肺で呼吸します。 爬虫類、鳥類、いくつかの陸生無脊椎動物 - クモ、サソリ、肺軟体動物、およびいくつかの水生動物 - 肺魚。空気は肺に入ります 航空会社。
哺乳類の肺
爬虫類の肺
鳥の呼吸器系
動物の呼吸はその生き方によって決まり、外皮、気管、えら、肺を使って行われます。
呼吸器系 – 酸素を含む空気や水を運び、身体と環境の間でガスを交換するための一連の器官。
呼吸器官は、腸管の外皮または壁の副産物として発達します。 呼吸器系には、気道とガス交換器官が含まれます。 脊椎動物では 航空会社 – 鼻腔、喉頭、気管、気管支 ; あ 呼吸器系 -肺 .
呼吸器の特徴の比較。
グループ |
呼吸器系の特徴 |
腔腸動物 |
体の表面全体でガス交換が行われます。 特別な呼吸器官はありません。 |
環形動物 |
外えら(多毛虫)および体表全体(多毛虫、ヒル) |
貝 |
えら(二枚貝、頭足類)と肺(腹足類) |
節足動物 |
えら(甲殻類)、気管と肺(クモ類)、気管(昆虫) |
魚 |
鰓。 追加の呼吸器官: 肺 (肺魚)、口腔の一部、咽頭、腸、浮袋 |
両生類 |
肺は細胞、えら(幼虫の場合)、皮膚(多数の血管がある)です。 気道: 鼻孔、口、気管喉頭室 |
爬虫類 |
ライトセルラー。 気道: 鼻孔、喉頭、気管、気管支 |
鳥 |
肺は海綿状です。 気道: 鼻孔、鼻腔、上部喉頭、気管、発声器を備えた下部喉頭、気管支。 エアバッグはあります。 |
哺乳類 |
肺胞肺。 気道:鼻孔、鼻腔、発声装置を備えた喉頭、気管、気管支。 |
呼吸器系の機能:
体細胞への酸素の供給と体細胞からの二酸化炭素の除去およびガス交換(メイン機能)。
体温調節(水は肺や気道の表面から蒸発する可能性があるため)
入ってくる空気の浄化と消毒(鼻水)
自制心を養うための質問。
学年 |
自制心を養うための質問 |
1.呼吸とは何ですか? 2. 呼吸の主な段階は? 3. 動物の呼吸の主な種類を挙げてください。 4. 皮膚、えら、気管、肺を使って呼吸する動物の例を挙げてください。 5. 呼吸器系とは何ですか? 6. 呼吸器系の主な機能に名前を付けてください。 |
|
7. 動物細胞のエネルギー放出にとって呼吸はどのくらい重要ですか? 8. 動物の呼吸の種類は何によって決まりますか? 9. 呼吸器系はどのような機能を果たしますか? |
|
10. 脊椎動物の呼吸法について説明します。 |
動物の呼吸器の特徴の比較。
呼吸器系 |
構造的特徴 |
機能 |
例 |
鰓 |
外部の(櫛状、糸状、羽状) または 内部(常に咽頭と関連している)多くの血管を含む体の薄壁の増殖物 |
水生環境におけるガス交換 |
魚類、尾のない両生類のほぼすべての幼虫、ほとんどの軟体動物、一部の線虫および節足動物 |
気管 |
体全体を貫通し、開口部 (柱頭) で外側に開く分岐した管 |
空気中でのガス交換 |
ほとんどの節足動物では |
肺 |
広範な容器ネットワークを備えた薄肉バッグ |
空気中でのガス交換 |
一部の軟体動物や魚類、陸生脊椎動物では |
呼吸器系の進化
呼吸プロセスの段階
呼吸– 細胞のミトコンドリア内の有機物質の酸化と二酸化炭素の放出に必要な、環境から身体への酸素の供給を確保する一連のプロセス
呼吸の種類:
呼吸タイプ:
携帯電話。
生物:単細胞動物(アメーバ、ミドリムシ、スリッパ繊毛虫)。 腔腸動物(クラゲ、サンゴポリプ)。 いくつかの虫。
単細胞生物は水に溶けている酸素を体表面全体で拡散吸収します。
酸素は複雑な有機物質の分解に関与し、その結果、動物の生命に必要なエネルギーが放出されます。
呼吸によって生成された二酸化炭素も体の表面全体から放出されます。
気管呼吸は、全身に浸透する統合された気管チューブのシステムを使用する呼吸です。
生物: 昆虫クラス (カブトムシ、蝶、バッタ、ハエ)
昆虫の腹部は5〜11の部分(節)に分かれています。 それぞれに一対の小さな穴があります - 気門。 分岐管が各気門から内側に伸びています - 気管昆虫の全身に浸透します。 コガネムシを観察すると、腹部の体積が減少したり、サイズが増加したりしていることに気づくことができます。 これらは呼吸の動きです。 息を吸うと酸素を含んだ空気が気門を通って体内に入り、息を吐くと二酸化炭素が飽和した空気が出てきます。
クモ(クモ綱)では、呼吸器官は気管だけでなく、呼吸開口部を通じて外部環境と連絡する肺嚢によっても表されます。
鰓呼吸は、密な血管網を備えた特殊な構造の助けを借りて呼吸することです。
生物: 多くの水生生物 (魚、ザリガニ、軟体動物)
魚は、と呼ばれる特別な枝分かれした皮膚の成長の助けを借りて、水中に溶けた酸素を呼吸します。 鰓。
魚は常に水を飲み込んでいます。 口腔からは鰓裂を通って水が鰓を洗い、鰓蓋の下から出てきます。 鰓からなる 鰓弓そして 鰓糸、多くの血管が貫通しています。 えらを洗う水から酸素が血液に入り、二酸化炭素が血液から水中に除去されます。 体の内側にあるえらを「えら」といいます。 内鰓。
両生類などの一部の動物は、体の表面に密なえらの房を持っています。 そのようなえらは次のように呼ばれます - 外部の。これは、ユーゴスラビア西部地域に生息する盲目の洞窟動物であるプロテウスと、アホロートル(一般的な外観はイモリに似ています)の構造です。彼らの故郷はメキシコです。