Organismele vii moderne se caracterizează prin diverse forme organizare structurala:
- organisme unicelulare foarte diferențiate (cum ar fi protozoare),
- organisme mai mari, multinucleate, cu diferențiere morfologică complexă, fără partiții celulare (această structură se numește sifonală sau sifonică);
- organisme care sunt asociații de celule (de exemplu, organisme coloniale). Coloniile apar prin diviziunea celulară. Celulele din ele formează o unitate morfologică și funcțională. În coloniile foarte organizate (de exemplu, în Volvox), există o diviziune a funcțiilor între celule. Coloniile au celule vegetative, care asigură mișcarea și nutriția, și celule generative, care servesc pentru reproducere. Astfel de colonii pot fi considerate cele mai simple organisme pluricelulare.
Corp organisme pluricelulare constă dintr-o mare varietate de celule care se diferențiază prin structură și funcții. Organismele multicelulare, la rândul lor, sunt împărțite în organisme multicelulare fără țesuturi adevărate și organisme multicelulare cu țesuturi adevărate. Corpul organismelor multicelulare fără țesuturi adevărate nu este diferențiat în organe și nu conține țesuturi. ca aceasta organizarea structurală au ciuperci, majoritatea algelor și unele briofite (cum ar fi mușchi de ficat). La ciuperci, hifele se pot uni în țesuturi false: atunci când sunt împletite, formează țesut țesut, iar atunci când sunt topite, formează pseudoparenchim. Corpurile fructifere sunt formate dintr-un astfel de țesut fals din ciupercile cu capac. În algele filamentoase, celulele, înmulțindu-se prin diviziune transversală, formează un rând - talus filamentos (spirogyra, ulothrix). Uneori, talii plate apar atunci când celulele se divid în direcțiile longitudinale și transversale (ulva). Unele forme prezintă diferențiere polară: au un capăt în creștere al talului și un rizoid bazal (ulotrix) atașat de substrat. În forme mai bine organizate, se observă ramificarea talului.
Corpul organismelor multicelulare cu țesuturi adevărate este diferențiat în organe care constau din țesuturi diferite. Plantele superioare și majoritatea animalelor au o astfel de organizare structurală.
U plante superioare, cu excepția briofitelor, distingeți rădăcinăŞi evadare(tulpina cu frunze si muguri). La briofite, funcția rădăcină este îndeplinită rizoizi- celule alungite sub formă de fir ale părții inferioare a tulpinii. Aproape toate plantele superioare sunt autotrofe și, prin urmare, au nevoie de o suprafață mare pentru a absorbi lumina. Acest lucru se realizează datorită ramificării tulpinilor și numărului mare de frunze situate pe tulpini. Frunzele sunt de obicei distanțate în așa fel încât să nu se umbrească între ele. Dezvoltarea unei suprafețe mari plante terestre duce la pierderi uriașe de apă ca urmare a transpirației (evaporării) prin frunze. Aceste pierderi sunt reînnoite în mod constant din sol. Pentru a asigura absorbția apei și minerale din sol, sistemul rădăcină Plantele sunt foarte ramificate. Plantele duc un stil de viață atașat și, prin urmare, se caracterizează prin simetrie radială.
TEMA 10. ORGANISME MULTICELULARE
Plan
I. Trăsături fundamentale ale organizării organismelor pluricelulare. Conceptul de țesuturi și organe.
II. Organisme pluricelulare care nu au țesuturi adevărate
III. Țesuturi și organe ale plantelor superioare.
V. Ţesuturi ale animalelor pluricelulare. Histotehnologie.
VI. Organe și sisteme de organe ale plantelor și animalelor.
VII. Reglarea funcțiilor în organismele pluricelulare.
eu. Multicelular se numesc organismele al căror corp este format din mai multe celule cele mai multe care diferenţiat, adică diferă ca structură și funcții. Ar trebui să se distingă organisme pluricelulare din cele pe care le-am analizat anterior colonial . Organismelor coloniale le lipsesc celulele adevărate diferențiate și, în consecință, diviziunea corpului în țesuturi. Pe lângă diferențierea celulară, organismele multicelulare se caracterizează și prin mai multe nivel înaltintegrare(interacțiuni între celule) decât pentru formele coloniale. Granița dintre multicelularitate și colonialitate este neclară. De exemplu, Volvox este adesea clasificat ca un organism colonial, deși în coloniile sale există o diviziune clară a celulelor în generative și somatice. Prin urmare, unii oameni de știință atribuie Volvox nu algelor coloniale, ci algelor multicelulare. Unii neagă, în general, diferențele fundamentale dintre organismele multicelulare coloniale, considerând că primele sunt doar forme mai primitive ale celor din urmă.
Multicelularitatea este cunoscută doar în rândul organismelor eucariote aparținând la trei regnuri: Plante, Ciuperci și Animale.
Fiecare celulă care face parte din organismele multicelulare este proiectată să îndeplinească numai anumite funcții. În consecință, diferitele tipuri de celule diferă în caracteristicile lor structurale, adică diferenţiat. Prin urmare, funcționarea unui organism multicelular ca sistem biologic integral este asigurată de activitatea coordonată a tuturor celulelor sale. În organismele multicelulare, diferite manifestări ale proceselor vitale (nutriție, respirație, excreție, iritabilitate etc.) sunt efectuate doar parțial la nivel celular și în principal datorită interacțiunii celulelor întregului organism. Este tipic pentru organismele multicelulare dezvoltarea individuală(ontogeneză) , care începe de la origini si se termina moarte. Doar o parte din celulele corpului (de obicei o proporție foarte mică din numărul total) sunt generativ , transmit caracteristicile parentale generației următoare și asigură continuitatea existenței speciei.
Printre organismele pluricelulare există forme coloniale(a nu se confunda cu organisme unicelulare coloniale).. În acest caz, coloniile sunt formate nu din celule individuale, ci din organisme multicelulare întregi (de exemplu, polipi de corali). Ele se formează ca urmare a înmulțirii vegetative, când indivizii generațiilor fiice rămân conectați la mamă.
Țesătură numită o colecție de celule care sunt similare ca structură, funcție și origine. Fiecare țesut îndeplinește funcții specifice în organism.
Nu toate organismele multicelulare au țesuturi în sensul strict al cuvântului. Ciupercile multicelulare, algele și unele animale (de exemplu, bureții) nu au țesuturi distincte, deoarece celulele lor interacționează slab unele cu altele. În ciuda faptului că celulele lor sunt diferențiate în diferite tipuri funcționale, aceste tipuri nu sunt unite de originea comună a lor specială. celule educaționaleși, de obicei, se pot transforma cu ușurință unul în celălalt.
Și numai plante superioareŞi animale pluricelulare Există țesături reale care respectă pe deplin definiția de mai sus. Țesuturile plantelor și animalelor diferă semnificativ ca formare și structură. La animale, în timpul dezvoltării embrionare apar diferite tipuri de țesuturi din țesuturi germinale specifice - straturi germinale (ecto-, mezo- și endoderm); la plantele superioare toate ţesuturile provin din țesătură educațională(meristeme) . O diferență semnificativă între țesuturile animalelor și plantelor este că țesuturile animale sunt adesea construite nu numai din celule, ci și din substanță intercelulară, care este un produs al activității vitale a celulelor înseși. Celulele individuale ale așa-numitelor țesuturi lichide (sânge, limfa etc.) sunt scufundate în lichidul intercelular. Practic nu există substanță intercelulară în țesuturile plantelor. Dar între scoici celule vegetale sunt adesea localizate cavitățile - spații intercelulare, de obicei umplute cu aer. Conținutul celulelor vegetale învecinate este conectat prin plasmodesmate, ceea ce nu este cazul la animale. Astfel, putem concluziona că țesuturile vegetale și animale au apărut complet independent unele de altele în timpul evoluției.
Țesutul animal este studiat de știință histologie . Se studiază structura microscopică a țesuturilor plantelor anatomia plantelor .
Diferențierea celulelor și formarea țesuturilor. Toate organismele multicelulare provin dintr-o singură celulă - zigoți, spori etc. Toate informațiile ereditare despre viitorul organism sunt codificate în ADN-ul acestei celule. Celulele fiice, deși poartă copii ale genomului mamei, cu fiecare diviziune ulterioară devin din ce în ce mai diferite de el. Ulterior, ele se transformă în celule caracteristice anumitor țesuturi din anumite organe. Acest proces se numește diferenţiere. Într-un corp adult, locurile celulelor moarte sunt ocupate de altele similare, iar toate celulele organelor și țesuturilor acționează în mod concertat (fenomenul integrare ). In consecinta, exista anumite interactiuni intre celule care asigura cresterea si dezvoltarea coordonata a unui organism tanar si stabilitatea unuia matur.
Ce se știe despre astfel de interacțiuni? Oamenii de știință au descoperit că deja în stadiile incipiente ale diviziunii zigotului, unele celule ale embrionului le influențează pe altele. Acest fenomen a fost numit interacțiune embrionară (inducție embrionară). Rămâne în mare parte neexplorat până astăzi. S-a dovedit că unele celule germinale (așa-numitele organizatori) secretă anumite substanţe care direcţionează diferenţierea altor celule. Astfel, realizând doar o anumită parte a propriei persoane informații ereditare, aceste celule devin epiteliale, nervoase, musculare etc. Așa-numitele celule stem , în timpul fiecărei diviziuni a cărei una dintre celulele fiice joacă rolul de organizator. Celulele stem sunt localizate în locații specifice în diferite țesuturi la oameni și multe vertebrate. Sunt capabili de diviziune și se caracterizează prin auto-întreținere: după diviziune, una dintre celulele fiice rămâne o celulă stem, cealaltă se diferențiază. Ele determină, de asemenea, capacitatea de regenerare, restabilind compoziția celulară a organismelor. Celulele stem sunt caracterizate printr-un număr de caracteristici specifice:
1) capabil să împartă un număr nelimitat de ori;
2) când celulele stem sunt introduse în organism, ele găsesc zona deteriorată și prind rădăcini în ea, asigurând reînnoirea compozitia celularași funcții pierdute.
Trebuie remarcat faptul că există foarte puține celule stem în corpul uman: într-un embrion uman există o astfel de celulă la 10.000 de altele, iar la o persoană de peste 60 de ani - la 5-8 milioane, dacă celulele stem își pierd proprietățile , trupul este sortit morții. Numai o operație de introducere a celulelor stem obținute de la un donator, de exemplu, printr-un transplant de măduvă roșie, îl poate salva.
La embrionii de mamifere, celulele stem pot da naștere la toate tipurile de celule. Într-un corp adult, ele mențin doar numărul de celule diferențiate la nivelul necesar pentru a asigura viabilitatea.
La plante, sursa celulelor este așa-numita O țesuturi educaționale , sau meristeme . Există mai multe tipuri de meristeme, fiecare dintre ele dând naștere la țesuturi specifice. În acest caz, ca și în cazul celulelor stem animale, una dintre celulele fiice formate în timpul diviziunii celulelor meristemice se diferențiază, iar a doua rămâne meristematică. Spre deosebire de oameni, la plante, în anumite condiții, este posibil proces invers transformarea unor tipuri de celule diferenţiate în cele meristematice. Aceasta asigură regenerarea țesuturilor, organelor și chiar a întregului organism în caz de deteriorare, înmulțire vegetativă etc.
Organ- aceasta este o parte a corpului care are o anumită structură și îndeplinește una sau mai multe funcții specifice. Organele constau de obicei din diferite tipuri de țesut, dar adesea unul dintre ele predomină (de exemplu, în inimă - tesut muscular, muguri de plante – educative etc.). Organele care îndeplinesc funcţii generale constituie un anumit sistem de organe . Astfel, majoritatea animalelor pluricelulare au dezvoltat sisteme digestive, respiratorii, circulator, excretor, nervos, reproducător și alte sisteme. Organe un anumit sistem pot fi interconectate spațial (digestiv sau respirator) sau „împrăștiate” în organism și unite doar funcțional (endocrin).
II. Organisme pluricelulare care nu au țesuturi adevărate. Corp ciuperci multicelulare constă din celule plasate secvenţial care formează fire - hife. Hifele se caracterizează prin creștere apicală și ramificare laterală. Totalitatea lor se numește miceliu, sau miceliu . Hifele sunt capabile să crească rapid: la unele ciuperci, miceliul crește mulți metri într-o zi. O parte a miceliului este situată în interiorul mediului pe care crește ciuperca (mieliu substrat), cealaltă parte este situată la suprafața acestuia (miceliu aerian). Datorită miceliului aerian, așa-numitul corpuri roditoare, servind pentru reproducere prin spori. Toate ciupercile - organisme heterotrofe.
Corp alge pluricelulare numit talus , sau slan. Diferite grupuri de alge diferă în combinația de pigmenți, structura cloroplastelor, produsele de fotosinteză, caracteristicile structurale ale mitocondriilor etc. alge brune reprezentate exclusiv de specii pluricelulare. Printre alge verzi, pe lângă cele unicelulare și coloniale, sunt cunoscute adevărate multicelulare și așa-zise filamentoase, al căror corp, ca și hifele, este format din fire de celule legate succesiv.
LA animal multicelular fără țesut include câteva mii de specii acvatice, care sunt combinate într-un filum Bureții. Corpul lor asemănător unui sac este format din pereți și un spațiu interior umplut cu apă, care se deschide în mediu cu o gaură. Prin ea, apa cu resturi alimentare nedigerate părăsește corpul animalului. În exterior și în interior, pereții corpului sunt acoperiți cu un strat protector de celule strâns adiacente unul altuia. Partea principală a peretelui corpului este formată din mai multe tipuri de celule dispuse aleatoriu; contine elemente de sustinere (schelet), un sistem de cavitati si canale prin care apa patrunde din mediul exterior in spatiul intern al buretelui. Aceste canale încep cu găuri mici - pori. Scheletul este format din ace dure, puternice, formate din CaCO 3, Si0 2 sau fibre flexibile din materie organică asemănătoare cornului.
Asociate canalelor sunt așa-numitele celule de guler cu un flagel înconjurat de o formațiune specială („guler”). Bătaia flagelilor face ca apa să se deplaseze prin corpul animalului; Ele conduc, de asemenea, particule de nutrienți (mai ales diverse organisme unicelulare) sub guler, unde sunt capturate de pseudopodii. La bureți, digestia este exclusiv intracelulară. Este furnizat în principal de celule amiboide capabile de fagocitoză. Aceste animale se reproduc sexual sau prin înmugurire. Bureții nu au gonade, iar ouăle și spermatozoizii se formează din celule speciale împrăștiate în tot corpul. Din oul fecundat iese o larvă acoperită cu cili, care înoată un anumit timp, apoi se atașează de diverse obiecte subacvatice și se transformă într-un adult. Ca urmare a înmuguririi, se formează colonii de bureți. Există și persoane singure.
III. Țesuturile vegetale împărțit în educațional, tegumentar, conductiv, mecanic și de bază.
Țesuturi educaționale (meristeme) constau din celule mici strâns adiacente între ele. Au subțiri pereții celulari cu un continut scazut de celuloza, un nucleu mare, mic si putine vacuole. Celulele țesuturilor educaționale sunt capabile de diviziune și creștere, ceea ce este posibil datorită membranei de tracțiune. Celula se împarte în două prin mitoză: una rămâne celulă meristemă, iar cealaltă, după ce s-a divizat una sau mai multe ori, începe diferențierea.
Meristemele sunt clasificate în funcție de locația lor:
1. Apical– situat în partea de sus a lăstarii ( con de creștere ) sau rădăcină ( zona de diviziune ) și asigură creșterea în lungime (creșterea apicală).
2. Introduceți- situată în apropierea bazelor internodurilor unor plante (de exemplu, cerealele) și asigură alungirea acestora (creștere inserată).
3. Meristeme laterale
sub forma unei suprafețe cilindrice se află în interiorul tulpinii sau rădăcinii plantelor perene și asigură îngroșarea acestora. Există mai multe tipuri de meristeme laterale care formează diferite straturi de țesut tulpină: scoarță, lemn etc.
Pe baza originii lor, se disting meristemele primare și secundare. Meristem primar este așezat pe vârfurile rădăcinii și tulpinii embrionare. Meristeme secundare provin din diferite celule mature care și-au păstrat capacitatea de a se diviza (de exemplu, cambium de plută, un tip de meristem lateral responsabil de formarea scoarței plantelor lemnoase - din celulele țesutului principal sau a pielii). Atunci când țesuturile sunt deteriorate sau sunt supuse reproducerii vegetative, unele celule ale epidermei, țesutului măcinat etc. sunt, de asemenea, capabile să se divizeze, să formeze meristemul plăgii sau, calus , asigurând regenerarea sau formarea de noi indivizi.
Țesuturile tegumentare localizate la suprafata organelor si disociati-le de mediul extern. Ele protejează organismul de efectele adverse factori externi, asigură relația sa cu mediul, reglează procesele de schimb de gaze și evaporarea apei ( transpirație).
Există țesuturi tegumentare:
1. Țesutul tegumentar primar- uh piderma (piele). constă dintr-unul sau mai multe straturi de celule vii transparente, strâns adiacente între ele, astfel încât spațiile intercelulare sunt practic absente Majoritatea volumului acestor celule este ocupat de o vacuolă cu seva celulară, iar citoplasma are forma unui perete subțire. stratul în care se află nucleul. Celulele pielii sunt de obicei incolore, cu excepția celulelor stomatice. Doar la unele plante toate celulele epidermice sunt verzi. Uneori, celulele pielii sunt colorate în albastru sau violet din cauza prezenței pigmenților corespunzători în seva celulară colorate în albastru sau violet datorită prezenței pigmenților corespunzători în seva celulară (soiuri colorate de ceapă). Pereții exteriori ai celulelor epidermice sunt vizibil mai groși decât cei interiori și sunt adesea impregnați cu minerale (de exemplu, SiO 2 este depus în coada-calului). Coaja acoperă toate organele copacilor anuali și lăstarii tineri ai copacilor pereni, iar celulele sale își păstrează capacitatea de a se diviza pentru o lungă perioadă de timp. Partea superioară a epidermei este de obicei acoperită cu produsul de secreție al celulelor sale - un strat special de substanță ceară ( cuticulă ), prevenind evaporarea apei.
Celule în formă de fasole dispuse în perechi stomate conţinând cloroplaste, surround fante stomatice si asigura deschiderea sau inchiderea acestora. Pereții acestor celule din jurul fisurii stomatice sunt mai groși decât pereții care se confruntă cu celulele învecinate. Dacă presiunea citoplasmei crește, pereții exteriori se întind, iar pereții interiori se îndoaie, iar golul se lărgește. Când presiunea scade, fisura stomatică se închide, împiedicând evaporarea apei. Ziua, când fotosinteza are loc în celule, presiunea intracelulară crește și fisura stomatică se deschide, iar noaptea, când fotosinteza se oprește, presiunea scade și fisura se închide. Transpirația are loc și prin stomate. Stomatele sunt de obicei situate pe ambele părți ale frunzei, dar majoritatea sunt pe partea inferioară.
formațiuni speciale ale pielii - stomatele de apă - mai multe celule care inconjoara un gol prin care picaturi de lichid sunt eliberate la suprafata. Acest lucru se întâmplă atunci când aerul este suprasaturat cu umiditate și planta nu poate evapora cantitatea necesară de apă. Stomatele de apă sunt cel mai adesea situate de-a lungul marginilor frunzelor și sunt de obicei caracteristice plantelor care cresc în climatele umede.
Epiderma conține adesea fire de păr unice sau multicelulare de structură variată, reprezentând celule alungite vii sau moarte. Unele dintre ele protejează planta de pierderea excesivă de umiditate, altele de a fi consumate de animale sau de a îndeplini o funcție secretorie ( firele de păr glandulare ). Perii glandulari de urzică sunt impregnați cu SiO2 și conțin vacuole umplute cu acid formic. Vârful ascuțit al părului străpunge ușor pielea oamenilor sau animalelor. Odată cu acesta, acidul intră în rană, iritantă grav pielea. fire de păr lignificate - spini situate pe pielea zmeurii, murelor și a altor plante, le protejează de a fi mâncate de animale. Nutriția minerală are loc în principal prin firele de păr de rădăcină - excrescențe ale celulelor pielii din zona de absorbție a rădăcinii.
2. țesut de acoperire secundar - plută înlocuiește epiderma la plantele erbacee lemnoase și perene. Special cambium de plută formează straturi în exterior dopuri de celule, ai căror pereți îngroșați sunt impregnați suberinași impermeabil la gaze și apă. Prin urmare, conținutul lor moare rapid. Acest lucru creează un strat de plută. În interiorul plută cambium produce viață celule ale țesutului măcinat. Celulele de plută sunt alungite, strâns adiacente între ele și dispuse în mai multe straturi. Straturile superioare ale plutei se desprind în timp, astfel încât cambiul de plută formează noi celule de-a lungul vieții plantei.
Există dopuri la suprafață linte, prin care are loc schimbul de gaze. Arată ca tuberculi cu un gol în mijloc.
1 – vase de xilem; 2 – traheide; 3 – celulele parenchimului lemnos; 4 – pori; 5 - tuburi de sită; 6 – celule însoțitoare; 7 – câmpuri de sită; 8 – celule de parenchim floem. 
Țesături conductoare asigură două fluxuri de substanțe: ascendent (soluțiile de săruri minerale, precum și substanțele organice se deplasează de la rădăcină la părțile supraterane ale plantei și nu numai) și descendent (substanțele organice sintetizate în lăstarii verzi merg la alte organe). Aceste fluxuri apar în două tipuri de țesuturi conductoare - xilem Şi floem . Pe lângă elementele conductoare, xilemul și floemul includ celule ale țesuturilor principale și mecanice, motiv pentru care sunt numite țesuturi complexe.
Xilem pătrunde în toate părțile plantei și formează un sistem conducător integral. Este format din elementele conductoare în sine (pereții celulelor moarte), precum și din celulele vii însoțitoare ale țesutului principal. Distinge două tipuri de elemente conducătoare ale xilemului:
1. Traheide- formațiuni unicelulare, în formă de fus, care variază în lungime de la fracțiuni de milimetru până la 12 cm (într-un lotus), ale căror cochilii sunt străpunse cu găuri mici - pori.
2. Vase – formațiuni pluricelulare. Celulele lor sunt aranjate secvenţial una după alta; pereţii transversali dintre ei au orificii mari sau lipsesc cu totul. Lungimea medie a unui astfel de vas este de aproximativ 10 cm, dar uneori poate ajunge la câțiva metri (de exemplu, pentru stejar - până la 2 m), diametrul este de aproximativ 0,5 mm. Pereții vaselor și traheidelor prezintă îngroșări de diverse forme (sub formă de inele, spirale, straturi continue cu pori etc.), care împiedică lipirea lor.
Elementele de xilem îndeplinesc simultan o funcție de susținere datorită pereților duri îngroșați. Astfel, în tulpinile plantelor lemnoase, vasele situate mai aproape de miez sunt adesea înfundate cu o substanță asemănătoare grăsimii; pierzându-și funcția conductivă, își întăresc funcția de susținere. Primăvara, nu numai soluțiile de săruri minerale din sol, ci și zaharurile formate ca urmare a hidrolizei amidonului în țesuturile de depozitare ale rădăcinilor și tulpinilor ajung la lăstari de-a lungul xilemului. Ele servesc la creșterea frunzelor înainte de începerea fotosintezei.
Floem, ca și xilemul, este un țesut complex, pe lângă elementele conductoare, include celulele țesutului principal și mecanic; Elementele conductoare ale floemului constau din tuburi de sită - celule vii alungite, lipsite de nuclei. Ele sunt conectate în serie prin secțiuni transversale ale pereților - plăci de sită , pătruns cu un număr mare de pori și, prin urmare, seamănă cu o sită. Prin orificiile plăcilor, citoplasma celulelor învecinate se conectează și are loc un flux descendent de soluții de substanțe organice. Pereții celulari sunt îngroșați, dar nu se lignifică. Situat lângă tuburile de sită celule însoțitoare cu sâmburi. Prin porii acestor celule intră în citoplasma tuburilor sită substanțe care le asigură funcțiile vitale.
Se formează vase, traheide și tuburi de sită împreună cu țesuturile mecanice și de bază fascicule vascular-fibroase , de exemplu venele frunzelor.
Celulele îndeplinesc, de asemenea, o funcție de conducere material principal , care servesc la transportul de substanțe între țesuturi (de exemplu, razele medulare asigura deplasarea substanţelor pe direcţia orizontală între diferitele straturi ale tulpinii: scoarţă, cambium, lemn şi midă).
Uneori, țesuturile conductoare sunt denumite și ca lăptari .Sunt formate din celule vii alungite, a căror citoplasmă este situată într-un strat de perete cu numeroși nuclei, iar o vacuola mare este umplută suc de lapte , culoare alb lăptos (păpădie, diverse euforie etc.) sau portocaliu (celandina). Acesta este un amestec de lichide, în care, pe lângă o soluție apoasă de zaharuri, proteine și minerale, există picături de lipide și alți compuși hidrofobi. Celula lăptoasă poate consta dintr-o celulă foarte alungită sau din multe topite la capete. Viermii de lapte protejează plantele de a fi consumate de animale, deoarece seva lor este fie otrăvitoare, fie vâscoasă și lipicioasă (mai des, ambele). Seva copacilor lacticiferi ai arborelui de cauciuc - latex– folosit pentru producerea cauciucului natural.
Țesături mecanice îndeplinesc funcții de susținere: dau plantei elasticitate și rezistență, susțin părțile acesteia într-o anumită poziție. Ele constau din celule vii sau moarte. Adesea, celulele acestui țesut sunt alungite sub formă de fibre (in, cânepă, plante lemnoase), dar în frunze sau fructe (pare) forma lor poate fi diferită. Există mare varietateţesuturi mecanice caracteristice grupuri diferite plante, pe care nu le vom analiza în detaliu. Caracteristica comună Celulele celor mai multe dintre ele au pereți îngroșați în care se depun anumite substanțe care le conferă rezistență (de exemplu, în fibrele de lemn aceasta lignină).
Țesuturi terestre sau parenchim constau din celule vii cu pereți subțiri. Între celule există de obicei spații intercelulare. Aceste țesuturi sunt situate între altele, în special mecanice și conductoare, și alcătuiesc cea mai mare parte a plantelor. În funcție de caracteristicile și funcțiile structurale, există trei tip de material principal:
1. Parenchim purtător de clorofilă sau de asimilare este format din celule care conțin cloroplaste. Se găsește în părțile verzi (mai ales frunze) dedesubt țesut de acoperire. Fotosinteza are loc în celulele sale.
2. Parenchimul de depozitare prezent în toate părțile plantei, formând uneori straturi speciale (de exemplu, miezul tulpinilor). Celulele sale conțin leucoplaste și uneori cromoplaste (în flori și fructe). Funcția sa principală este acumularea de nutrienți de rezervă (amidon, etc.), iar în plantele din zonele aride - și apă (cactusi, agave etc.).
3. Parenchimul aeropurtat servește pentru schimbul de gaze și are spații intercelulare mari. Se dezvoltă cel mai bine în plantele care cresc în zone cu conținut scăzut de oxigen (plante acvatice și de mlaștină), precum și în rădăcinile speciilor comune în solurile compactate. Acest țesut umplut cu gaz nu numai că promovează schimbul de gaze, dar permite și plantelor acvatice sau părților lor să rămână la suprafață sau în coloana de apă.
Celulele individuale ale țesutului principal îndeplinesc o funcție secretorie, sintetizând rășini, uleiuri esențiale etc. și eliberându-le în exterior.
Principalele țesuturi sunt locul majorității reacțiilor biochimice care asigură viața plantelor, în timp ce alte tipuri de țesuturi servesc la protejarea, susținerea și furnizarea acestora. chimicale etc.
V. Clasificarea modernă tesut animal iar oamenii a fost aprobat în 1987 la Congresul Internațional de Anatomie. Potrivit acestuia, există patru tipuri principale de țesuturi: epitelial, muscular, nervos și mediu intern.
Țesut epitelial acoperă corpul, căptuşind cavităţile acestuia şi cavităţile organelor interne. Sunt formate din unul sau mai multe straturi de celule strâns adiacente unul altuia. Substanța intercelulară din țesuturile epiteliale este aproape absentă. Celulele sunt polare: vârful lor diferă ca structură față de bază și pot avea cili (epiteliul ciliat), microvilozități (epiteliul intestinal) și alte formațiuni.. Epiteliul tegumentar secretă adesea o membrană exterioară densă - cuticulă(artropode, viermi rotunzi etc.). La moluște și alte animale, epiteliul tegumentar secretă o înveliș protector de compuși organici și minerali.
Celulele epiteliale sunt localizate în principal pe membrana bazala - un strat subțire de substanță intercelulară. Epiteliul nu are vase de sânge, astfel încât celulele sale sunt hrănite prin primirea de nutrienți din țesuturile mai profunde prin membrana bazală.
Există multe tipuri de țesuturi epiteliale. Epiteliu tegumentar cu un singur strat formează pielea multor animale nevertebrate, precum și lancelete. În plus, se formează epiteliul cu un singur strat căptușește cavitatea secundară a corpului cochilii interioare intestine, vase de sânge și limfatice etc. Un tip special de epiteliu cu un singur strat este ciliar căptuşind pereţii căilor respiratorii. Celulele sale sunt echipate cu cili, a căror bătaie asigură îndepărtarea mucusului, împreună cu praful, bacteriile și corpurile străine. Acoperă epiteliul stratificat formează stratul superior al pielii ( epidermă ) vertebrate și căptușește cavitatea bucală. Celulele stratului său interior sunt capabile să se divizeze, iar cele exterioare pot deveni excitate, pot muri și se pot desprinde treptat. Prin urmare, în locurile de celule moarte apar celule din straturile mai profunde, ceea ce contribuie la reînnoirea epiteliului. Multe vertebrate au zone keratinizate în anumite părți corpurile formează structuri care îndeplinesc funcții de protecție și alte funcții: solzi de reptile, pene și ciocuri de păsări, gheare, cuie, coarne, copite de mamifere etc. epiteliul glandular secretă diverse substanțe și fac adesea parte din glandele.
Capacitatea ridicată a țesuturilor epiteliale de a se auto-reînnoi (regenera) este unul dintre motivele autovindecării rănilor.
In general, tesuturile epiteliale indeplinesc functii de delimitare, protectoare, secretoare, de schimb gazos, excretor si de absorbtie.
Țesut muscular caracterizată prin capacitatea de a se contracta ca răspuns la excitație – sosirea unui impuls nervos. Ele fac parte din sistemul musculo-scheletic și din pereții majorității organelor interne și asigură mișcarea (mișcarea în spațiu) întregului corp sau părților sale individuale, precum și o anumită poziție fixă în spațiu - postură. Aceste țesuturi se caracterizează prin capacitatea de a se regenera (cu excepția mușchiului inimii). Ele sunt împărțite în nestriate Şi striat. Celulele musculare conțin multe mănunchiuri de miofibrile dispuse într-o anumită ordine - fire formate din proteine contractile (actină, miozină etc.). Grupuri de celule sunt colectate în mănunchiuri, între care există ţesut conjunctiv cu vase sanguine și limfatice și fibre nervoase.
Țesut muscular nestriat (neted).b este format din celule care au cel mai adesea o formă fusiformă, un nucleu și din care fac parte musculatura neteda . Fibrele lor contractile sunt lipsite de striații, iar contracțiile sunt involuntare și lente. Celulele acestui țesut sunt capabile de întindere puternică și pot fi într-o stare de contracție pentru o perioadă lungă de timp. Mușchii nestriați fac parte din membranele organelor interne ale vertebratelor. Musculatura platelor și a anelidelor, precum și a moluștelor și a altor animale, este formată din mușchi nestriați.
Țesut muscular striat (striat). este format din fibre alungite. Ele par striate deoarece au discuri deschise și întunecate alternând în mod regulat ale proteinelor contractile actină și miozină, care au indici diferiți de refracție a luminii. Mușchii striați se pot contracta mult mai repede decât mușchii nestriați. Distinge scheletice striate Şi țesut muscular cardiac . Fibre musculare scheletice striate multinucleate, formate în timpul dezvoltării individuale dintr-un număr mare de celule mici fuzionate între ele. Ei formează mușchi scheletici, legați prin tendoane de elementele scheletice și mai rar de piele. Ele fac parte din sistemul musculo-scheletic; aceștia sunt și mușchii limbii, faringelui, laringelui, esofagului superior, diafragmei. Fibrele individuale și mușchii în ansamblu sunt acoperite cu teci de țesut conjunctiv care împiedică întinderea excesivă. Țesutul muscular striat este dezvoltat la oameni, vertebrate și artropode. U viermi rotunzi(viermi rotunzi, oxiuri etc.) mușchii constau din țesut muscular special striat oblic, care amintește de țesutul muscular striat în proprietăți. Contracțiile mușchilor scheletici umani sunt sub controlul cortexului cerebral, adică apar voluntar.
Țesut muscular cardiac striat formează unul dintre straturile pereților inimii ai vertebratelor - miocardul și unele zone vasele de sânge diametru mare (aorta, vena cava superioara etc.). Ele constau din celule individuale ( cardiomiocite ) care sunt strâns conectate (dar fără fuziunea citoplasmei) într-o structură asemănătoare rețelei. Această structură facilitează propagarea rapidă a impulsurilor care apar în celulele speciale ale miocardului însuși.
După caracteristicile lor structurale, cardiomiocitele sunt împărțite în trei grupuri . Unii dintre ei sunt numiti muncitori , formează baza mușchiului inimii. Arata ca fibre ramificate care contin filamente contractile - miofibrile. Aceste cardiomiocite de lucru formează contacte intercelulare, unindu-se în fibre musculare cardiace. Un alt grup de cardiomiocite - stimulatoare cardiace asigurând ritmul corect al contracţiilor. Aceste celule arată ca fibre subțiri înconjurate de țesut conjunctiv lax. Impulsurile nervoase apar periodic în ele, care sunt transmise cardiomiocitelor care lucrează și provoacă contracția acestora. Datorită acestui fapt, inima este capabilă să se contracte chiar și atunci când impulsurile nervoase nu ajung la ea din sistemul nervos central. Unele cardiomiocite sunt caracterizate activitate secretorie . Ei secretă un hormon care reglează tensiunea arterială. Trăsătură caracteristică muschiul cardiac este ca, spre deosebire de muschii scheletici, este inervat doar de sistemul nervos autonom.
Fibrele musculare striate modificate formează baza organelor electrice (cunoscute la peste 300 de specii de pești: raze electrice, anghile, somn etc.). De exemplu, în razele electrice aceste organe sunt situate între aripioarele pectorale. Descărcările, a căror putere poate ajunge la peste 200 de volți, sunt folosite de pești pentru vânătoare și protecție de inamici.
Țesut nervos capabil de excitare ca răspuns la influența anumitor factori și implementarea acesteia în organism. Impulsurile nervoase apar în el natura electrica: se deplasează de-a lungul anumitor fibre nervoase în direcții opuse - de la receptori la sistemul nervos central și de la sistemul nervos central la organele de lucru. Această țesătură este formată din nerv (neuroni) Şi celulele de susținere (gliale). . Se formează colecția de celule de susținere neuroglia .
Neuron- o celulă care este o unitate structurală și funcțională a sistemului nervos. Neuronii sunt capabili să perceapă stimuli, să-i transforme în impulsuri nervoase și să conducă aceste impulsuri către celulele altor tipuri de țesut. În starea lor matură, neuronii nu sunt capabili să se divizeze. Un neuron este format dintr-un corp și procese (axoni și dendrite). Corpul conține nucleul și alte organite. Axon - un proces alungit (până la 1 m lungime) și ramificat la sfârșit, de-a lungul căruia sunt trimise impulsuri din corpul neuronului către alte celule. Dendrită - practic un proces scurt, foarte ramificat, prin care excitația este transmisă de la receptori sau alți neuroni în corpul celulei nervoase. Neuronii au de obicei un axon și una sau mai multe dendrite.
Pe baza numărului de procese care se extind din corpul celular, neuronii se disting:
- unipolar - au un proces, care, după ce părăsește corpul celular, este împărțit într-un axon și o dendrită, caracteristice animalelor nevertebrate,
- bipolar - au un axon si o dendrita;
- multipolară- neuronii conțin un axon și mai multe dendrite.
Pe lângă conducere excitare nervoasă, unii neuroni secretă neurohormoni Şi neurotransmitator s. Primele îndeplinesc aceleași funcții în organism ca și secrețiile glandelor endocrine - hormoni. Acestea din urmă asigură transmiterea impulsurilor nervoase între neuronii individuali sau între neuroni și celulele musculare, precum și între neuroni și organele de lucru.
Pe baza naturii funcțiilor lor, neuronii sunt împărțiți în:
- sensibil - percep stimulii din mediul extern si intern;
- inserare (asociativ) - realizează conexiuni între neuronii individuali;
- motor – transmite semnale către corpurile de lucru.
Țesutul nervos este împărțit în materie cenușie, constând din corpuri de neuroni și dendrite scurte, și substanță albă, construită din procesele neuronilor acoperiți cu o teacă de mielină - nervi.
Spre deosebire de neuroni, matură celulele neurogliale capabil de diviziune. Ele umplu golurile dintre neuroni, le furnizează nutrienți, formează membrane electroizolante în jurul proceselor celulelor nervoase și sintetizează unele substanțe biologic active necesare funcționării sistemului nervos.
Țesătură interioară mediile îndeplinesc diverse funcții: menținerea homeostaziei, protectoare, distribuție, transport, susținere, depozitare, refacere a părților deteriorate etc. Sunt formate din celule și substanță intercelulară a diferitelor structuri. Aceste țesuturi creează mediul intern al corpului, de unde și numele. Ele sunt împărțite în conjunctiv, scheletic și lichid(sânge etc.).
Țesuturile conjunctive au mai multe soiuri:
1. Fibroasă, sau de fapt conjunctivă,țesătură include celule, fibre de diferite structuriși împrejurimile lor substanță fundamentală fără structură (amorfă).. Fibrele conferă organelor rezistență și elasticitate. De exemplu, ca parte a pereților vaselor de sânge, ele previn întinderea excesivă, oferă elasticitate pielii etc. În funcție de raportul dintre fibre și substanța de bază amorfă, se disting liber Şi țesut conjunctiv dens .
Țesut conjunctiv lax se găsește în multe organe, în special formează un strat al așa-numitelor țesut subcutanat. Constă dintr-o cantitate mare de substanță fundamentală în care se află fibre și celule de mai multe tipuri. Unii dintre ei ( macrofage ) sunt capabili să captureze microorganismele și alte particule prin fagocitoză asigurând o funcție de protecție; alții sintetizează proteine ale substanței intercelulare ( colagen, elastina etc.), sunt implicate în vindecarea rănilor, formarea capsulelor de țesut conjunctiv în jurul corpurilor străine etc.
Țesut conjunctiv dens conţine număr mare fibre strâns adiacente între ele, unele substanțe fundamentale și celule. Este împărțit în neformat Şi oficializate . Fibrele țesăturii neformate sunt aranjate aleatoriu. Face parte din piele în sine (derm) și periost. Se formează fibrele țesăturii decorate grinzi paralele. Din el se formează ligamentele și tendoanele.
2. Tesuturi conjunctive cu proprietati deosebite:
· embrionar - în timpul dezvoltării individuale, dă naștere la celule de toate tipurile de țesut conjunctiv celulele sale stelate sau fusiforme au procese care, împletite, formează o plasă;
· gras țesutul se găsește în multe organe, funcțiile sale principale sunt acumularea de rezerve de nutrienți (de exemplu, corpul adipos al artropodelor, depozitele de grăsime subcutanată la om, mamifere și păsări) și izolarea termică, situată sub piele și în jurul organelor interne, oferind protectia lor mecanica; la om există două tipuri:
- țesut adipos alb participă la absorbția din sânge, la sinteza și stocarea lipidelor;
- grăsime brună țesătura servește la termoreglare;
· țesut reticular situat în ficat, splină și alte organe, formează baza organelor hematopoietice, face parte din membranele mucoase ale intestinelor, unii ganglioni limfatici etc., constă din fibre și celule care formează ochiuri - fibroblaste , precum și celulele stem, în organele hematopoietice înconjoară celulele sanguine în curs de dezvoltare.
· endoteliu - un strat monostrat de celule plate de origine mezenchimală, căptuşind suprafaţa interioară a vaselor sanguine şi limfatice, cavităţile cardiace, realizează barieră (separă sângele şi lichidul intercelular) conductiv (asigură metabolismul între ele) endocrin (eliberează substanţe care reglează tonusul vascular). , tensiunea arterială, funcția inimii) și câteva alte funcții.
Țesuturi lichide (sânge și limfa) constau din substanta intercelulara lichida ( plasmă ), în care se află celule individuale ( elemente de formă ). Principalele funcții ale acestor țesuturi sunt menținerea homeostaziei, transportul compușilor nutritivi, hormoni și alte substanțe biologice. substanțe active, produse metabolice, gaze, asigurarea imunității. Sângele îmbogățit cu oxigen se numește arterial, iar sângele îmbogățit cu dioxid de carbon se numește venos.
Elemente formate din sânge:
1. Globule roșii gaze de transport. Conțin pigment respirator hemoglobină , dându-le o culoare roșie și capabile să formeze compuși instabili cu O 2 și CO 2. Celulele roșii mature ale majorității mamiferelor nu au un nucleu. La artropode, moluște și alte animale nevertebrate, diverși pigmenți respiratori (roșu, roz, albastru etc.) sunt dizolvați în plasmă.
2. Leucocite au un nucleu și performează funcții de protecție, oferind răspunsuri imune. Tipuri de leucocite ( limfocite, monocite etc.) diferă în mărime, caracteristici structurale și funcții, speranța de viață. Unele dintre ele (de exemplu, macrofage) prin fagocitoză captează și digeră corpuri străine (bacterii, pulberi etc.), oferind imunitate celulară. Altele (ex. limfocitele B ) – sunt capabili să formeze compuși speciali de protecție – anticorpi, care asigură imunitate umorală.
3. Trombocitele participă la coagularea sângelui la vertebrate. Acestea sunt părți ale celulelor roșii mari ale măduvei osoase, lipsite de nuclei.
Țesuturile scheletice vertebratele se caracterizează prin elasticitatea (țesutul cartilajului) și rezistența (țesutul osos) a substanței intercelulare; fac parte din sistemul musculo-scheletic.
1. Țesut cartilaginos constă din celule și substanță organică de bază, care îi determină rezistența și elasticitatea. La embrionii animalelor vertebrate, scheletul este format din țesut cartilaj. La adulți, cartilajul este prezent în articulații, tendoane, ligamente, pereții căilor respiratorii etc. mobil(în articulații) și articulații osoase semi-mobile, previne prăbușirea căilor respiratorii, asigură reînnoirea oaselor în caz de fracturi etc. Scheletul unor pești adulți (rechini și raze) este format în întregime din cartilaj.
2. Tesut osos are un conținut ridicat de săruri anorganice, ceea ce îi conferă o rezistență deosebită. Substanța intercelulară conține carbonațiŞi fosfați de calciu, precum și speciale veverite(colagen etc.). Unele celule osoase formează materialul din care sunt compuse fibrele și substanța fundamentală. Ei participă la refacerea țesutului osos. Fiind zidit substanță intercelulară, se transforma in maturi, incapabili de impartire. Țesutul osos conține și celule mari multinucleate care, cu ajutorul enzimelor, distrug țesutul osos și cartilajului. Distinge spongios Şi compact țesut osos(substanță spongioasă și compactă).
Substanță spongioasă situat în interiorul oaselor și este format din plăci osoase împletite orientate în direcțiile forțelor de compresiune sau tensionare. Are aspectul unei mase spongioase, de unde si denumirea. Spațiile dintre plăcile osoase sunt umplute cu măduvă osoasă roșie.
Substanță compactă formează părțile exterioare ale oaselor. Arată ca o masă solidă cu cavități separate în interiorul în care se află celulele. Unitatea sa structurală principală este osteonul - un set de plăci osoase cilindrice situate concentric (de la 4 la 20). În centrul osteonului există un canal umplut cu țesut conjunctiv, care conține vase de sânge și fibre nervoase.
Histotehnologie- o direcție de cercetare în industria biotehnologiei, care dezvoltă metode de păstrare (conservare) pe termen lung a țesuturilor în afara organismului și producerea de preparate de țesut și celule pentru studiul ulterioar și aplicarea practică.
De exemplu, probele de țesut sunt înghețate și apoi metode diferite folosind echipament microscopic, tăiat în felii subțiri, deshidratat, pătat diverse substanțe etc. Metodele histotehnologice fac posibilă detectarea în timp util a modificărilor patologice în țesuturi care indică dezvoltarea oricărei boli, în special tumorile maligne (canceroase).
Histotehnologia modernă deschide perspective largi asociate cu îndepărtarea celulelor stem din organism și creșterea lor pe medii nutritive artificiale. De exemplu, celulele cordonului ombilical, care conectează embrionul cu corpul mamei, sunt folosite ca materie primă. Oamenii de știință diferite țări Ei dezvoltă metode care fac posibilă creșterea organelor întregi din culturi de celule stem, care ar putea fi folosite pentru a le înlocui pe cele bolnave sau deteriorate.
VI. Organele plantelor superioare. Organele plantelor superioare sunt împărțite în vegetativ Şi reproductivă . Organele vegetative (lastar și rădăcină) îndeplinesc funcțiile de furnizare diverse procese funcții vitale: nutriție, excreția produselor metabolice, schimbul de gaze etc. Nu formează celule specializate care ar asigura reproducerea sexuală sau asexuată, dar planta este adesea capabilă să se reproducă datorită organelor vegetative sau modificărilor acestora, adică formațiuni pluricelulare. . De exemplu, folosind lăstari modificați, cum ar fi mustati, tuberculi, bulbi, rizomi.
Rădăcină- organ vegetativ subteran al plantelor superioare. De obicei se află în sol și ancorează planta în acesta, asigură absorbția soluțiilor nutritive și le transportă în părțile supraterane. Mușchii nu au rădăcină, dar funcția sa este îndeplinită de rizoizi - excrescente filamentoase formate dintr-un rand succesiv de celule. Organul suprateran al plantelor superioare, lăstarul constă dintr-o parte axială ( tulpina ) și lateral ( frunze ). Modificările lăstarilor pot fi plasate în subteran: rizomi, tuberculi tulpini, bulbi, cormi. Tulpina asigură conexiuni între diferite părți ale plantei, formează muguri din care se dezvoltă lăstari noi. Funcțiile principale frunze sunt fotosinteza, respirația și evaporarea apei.
Plantele au doar organele de reproducere asigura reproducerea asexuată (cu ajutorul disputa ), altele ( generativ ) - sexuală. Organele generatoare ale plantelor cu spori superiori (mușchi, ferigi, coada-calului și mușchi) se formează pe indivizi din generația sexuală - gametofite . La unele plante, organele reproducătoare masculine și feminine sunt situate pe același individ ( monoic specii, de exemplu insecta masculă de scut), altele au diferite ( dioic specii, de exemplu inul cucului). După fuziunea celulelor reproducătoare masculine și feminine, se formează un zigot. Din ea se dezvoltă un individ din generația asexuată ( sporofit ). Organele se dezvoltă pe sporofit reproducere asexuată- sporangii, care sunt adesea colectate în grupuri (spiculețe purtătoare de spori etc.). Sporii se formează în sporangi. Din spor se dezvoltă un individ din generația sexuală (gametofit). Astfel, aceste plante se caracterizează prin complex ciclu de viață cu alternanţă de generaţii sexuale şi asexuate. La mușchi, sporofitul se formează pe gametofitul verde. Amintiți-vă din Lectura 7 cum și de ce diferă cariotipul unui gametofit și al unui sporofit.
Dacă la plantele cu spori superiori ambele generații sunt bine dezvoltate (la mușchi predomină generația sexuală, la ferigă, mușchi și coada calului predomină generația asexuată), atunci în plante cu semințe (gimnosperme și angiosperme) generația sexuală (gametofit) este semnificativ redusă. Gametofitul masculin este reprezentat de celule boabe de polen (la plantele cu flori aceasta este celula vegetativa Şi doi spermatozoizi ), iar femela - șapte celule sac embrionar (împreună cu ou Şi celula centrala , din care se dezvoltă endospermul țesutului germinal de depozit).
La gimnosperme, organele reproducătoare masculine și feminine sunt colectate pe lăstari generativi modificați - conuri . Organele generatoare ale angiospermelor sunt flori . Ele conțin pistilele Şi stamine , unde se formează gameții feminini și respectiv masculin. Din diverse părți După fertilizare, florile formează semințe și fructe.
Organe și sisteme de organe ale animalelor multicelulare.
Piele formează învelișuri corporale care protejează organismul de influențele externe nocive. De asemenea, este adesea implicat în schimbul de gaze (de exemplu, pielea broaștelor). Baza pielii este cu un singur strat (la majoritatea nevertebratelor) sau multistrat (în majoritatea acordurilor) epiteliu , sub care se poate localiza tesutul conjunctiv. Pielea poate conține multe glande diferite și celule secretoare individuale. De exemplu, la mamifere este transpirat (realizează funcții de termoreglare și excreție), gras (unge suprafața corpului), lactate (la femele sunt folosite pentru a hrăni puii), mirositoare (pentru a speria dușmanii sau a atrage persoane de sex opus) glandele Şi celule secretoare . Funcția de protecție împotriva inamicilor este îndeplinită de celulele glandulare situate în pielea multor amfibieni (unele salamandre, broaște, broaște râioase). Ei eliberează substanțe toxice.
La unele grupuri de animale, exteriorul pielii este acoperit cu un strat protector - cuticulă . Este secretat de celulele epiteliului tegumentar. Cuticula artropodelor și viermilor rotunzi servește simultan exoschelet și protejează organismul de influențe adverse mediu. Deoarece cuticula nu se întinde, aceste animale cresc datorită moarte : vechiul înveliș dens este aruncat și, până când cel nou se întărește, dimensiunea animalului crește rapid.
Scheletul și mușchii atașați de el alcătuiesc sistemul musculo-scheletic , datorită căruia corpul este menținut într-o anumită poziție, se efectuează mișcări ale părților sale individuale și mișcare în spațiu. Artropodele au un exoschelet format din cuticulă, care conține o polizaharidă chitină . Înconjoară corpul pe toate părțile, iar mușchii sunt atașați de el din interior. La vertebrate și oameni, scheletul este intern, adică situat în interiorul corpului. Mușchii scheletici sunt atașați de el.
La anelide și alte animale care nu au un schelet dur, corpul este acoperit cu un sac muscular-cutanat format din epiteliu și mai multe straturi continue de mușchi. Când se contractă, acţionează ca antagonişti: de exemplu, contracţiile muşchilor longitudinali se scurtează, iar muşchii circulari prelungesc corpul. În acest caz, fluidul din cavitatea corpului, datorită incompresibilității sale, joacă rolul de schelet hidrostatic .
Transformările mecanice și chimice ale substanțelor din alimente, absorbția produselor digestive în sânge și limfă și excreția reziduurilor nedigerate (defecarea) sunt asigurate de organe. sistemul digestiv. La celenterate și la viermi plati nu există anus, iar particulele de alimente solide nedigerate sunt îndepărtate prin deschiderea gurii. Acest tip de intestin se numește închis . La viermi rotunzi și anelide, moluște, artropode și vertebrate, intestinele prin - se termină anus. Apariția unui intestin traversant a contribuit la intensificarea metabolismului, deoarece concomitent cu îndepărtarea reziduurilor nedigerate, sunt absorbite noi porții de alimente.
Celulele glandulare individuale şi glandele digestive (salivar, pancreas etc.) produce enzime digestive , descompune nutrienții (greutate moleculară mare compuși organici) în componentele lor (aminoacizi, monozaharide, glicerol și acizi grași, nucleotide), precum și compuși care emulsionează grăsimile, adică facilitând acțiunea enzimelor digestive corespunzătoare (de exemplu, bila este secreția celulelor hepatice ale vertebratelor). ). La multe animale (acarieni prădători, păianjeni, larve de muște etc.) așa-numitele extern , sau digestia extraintestinală . Aceste animale introduc enzime digestive ca parte a sucurilor digestive în organism în afara corpului. mediu nutritiv, iar după ceva timp, alimentele lichide, parțial digerate, sunt absorbite.
Sistemul respirator asigură intrarea și ieșirea oxigenului din organism dioxid de carbon formate în timpul oxidării diferiților compuși. Prin utilizarea trahee sau plămânii Animalele absorb oxigenul atmosferic prin alternarea inhalării și expirării aerului. Animalele acvatice respiră oxigen dizolvat în apă prin branhii - excrescente corporale cu permeabile solutii apoase acoperă. Branhiile au adesea vase ramificate în care circulă sânge sau alt fluid.
La vertebrate și oameni, sistemul circulator închis , adică sângele se mișcă prin vase și nu intră în cavitatea corpului. Ei au inima - un organ muscular gol care se contractă periodic și asigură mișcarea sângelui prin sistemul vaselor de sânge. Se numesc vasele care transportă sângele din inimă arterelor și cei care îi furnizează sânge - venelor . Arterele și venele sunt conectate prin vase cu diametru mic - capilarele . În capilare, sângele arterial renunță la oxigen, transformându-se în sânge venos. O parte din plasma sanguină intră în cavitatea corpului prin pereții capilarelor, transformându-se în lichid tisular (intercelular). Furnizează oxigen și substanțe nutritive obținute din sânge către toate celulele și organele, preluând produse metabolice din acestea. Apoi, fluid tisular prin pereți capilare limfatice intră în ele, formându-se limfa . După sistem vasele limfatice limfa revine în venele mari ale sistemului circulator.
La anelide, sistemul circulator este de asemenea închis, dar nu există inimă, iar mișcarea dirijată a sângelui are loc datorită contracțiilor ritmice ale mușchilor pereților anumitor vase de sânge.
La animalele cu deschide sistemul circulator (moluște, artropode) nu există capilare, adică sângele din artere intră în cavitatea corpului. Acolo se amestecă cu fluidul din cavitate.
Cavitatea corpului reprezintă spaţiile dintre organele interne, în care circulă lichidul intercelular. Funcțiile acestui fluid sunt similare cu cele ale sistemului circulator și limfatic. Există diferite tipuri de cavități corporale:
- primar - nu are pereți proprii și reprezintă spații între organele interne (de exemplu, la viermi rotunzi).
- secundar - are propriul său muc epitelial, separându-l de țesuturile și organele interne ( anelide, moluște, cordate, oameni).
- amestecat -in timpul dezvoltarii embrionare se formeaza o cavitate secundara, dar mucoasa ei este ulterior distrusa si resturile cavitatii primare se contopesc cu cavitatea secundara (artropodele).
La oameni și mamifere, cavitatea corpului include părțile toracice și abdominale, separate de un mușchi plat - diafragma. Cavitatea craniană conține creierul, iar cavitatea canalului spinal conține măduva spinării.
Sistemul excretor asigură excreția din organism ( excreţie ) produse finale ale metabolismului. Diferite grupuri de animale au diferite tipuri de organe excretoare. În viermi plati, anelide și lancelete organele excretoare- acestea sunt opțiuni diferite pentru tuburile excretoare - nefridie c, la crustacee - glandele verzi , la insecte și arahnide – vase malpighiene , la vertebrate - rinichii . Toate aceste organe, în ciuda diferențelor semnificative de structură, funcționează conform aceleiași scheme:
1) sângele sau lichidul abdominal intră în lumenul începutului canalului excretor printr-un epiteliu cu un singur strat ( urina primara );
2) când urina primară curge prin canal prin pereții săi, cea mai mare parte a apei, zahărului și a altor substanțe de care are nevoie sunt returnate organismului (proces aspirare inversă );
3) concentrat urina secundara excretat prin uretra.
Sistemul excretor, pe lângă eliminarea produșilor finali ai metabolismului, este adesea implicat în procesele de reglare a concentrației de săruri din organism. Presiunea osmotică din celule depinde de aceasta (amintiți-vă ce este presiunea osmotică). Capacitatea de a regla presiunea osmotică este importantă pentru locuitorii corpurilor de apă, al căror conținut de sare se modifică periodic. De exemplu, crustaceul Artemia poate trăi în diferite corpuri de apă - de la apă aproape dulce până la cele în care concentrația de sare este de până la 300 ppm.
Sistemul nervosŞi glandele endocrine asigură reglarea funcțiilor vitale ale organismului, funcționarea acestuia ca sistem biologic integral, reacții la diverși stimuli ai mediului extern și intern.
Există mai multe tipuri de sisteme nervoase:
1. Difuz(celenterate) - constă din neuroni împrăștiați în tot corpul, conectați prin procesele lor, ganglionii nervoși sunt absenți.
2. Scara(viermi plati) - un ganglion nervos pereche este situat în partea din față a corpului - creier , trunchiuri longitudinale pereche pleacă de la acesta, conectate prin nervi transversali. În consecință, există o divizare a sistemului nervos în central (creierul și trunchiurile nervoase longitudinale) și periferic (terminații nervoase care se extind din ele) părți.
3. împrăștiat-nod(moluște) - ganglionii nervoși pot fi localizați în diferite părți corpurile, acestea sunt conectate folosind trunchiuri nervoase. La speciile caracterizate printr-un stil de viață activ (gastropode, cefalopode), din care fac parte majoritatea ganglionilor nervoși creier .
4. Lanț(Anelide și artropode) - partea centrală a sistemului nervos include creier Şi cordonul nervos ventral , constând dintr-o pereche de trunchiuri nervoase apropiate (se desfășoară de-a lungul părții ventrale a corpului). Pe lungimea lor, în fiecare segment al corpului, se formează un nod cu nervii care se extind din acesta. Aceste trunchiuri, ca și ganglionii nervoși, pot fuziona între ele.
5. Tubular(cordate) - partea centrală a sistemului nervos arată ca un tub situat pe partea dorsală a corpului. În lancetă, capătul anterior al acestui tub este doar ușor extins, în timp ce la vertebrate, partea centrală. sistemul nervosîmpărțit în extins cap și alungită măduva spinării . La vertebrate, creierul este format din cinci secțiuni.
Organele de simț asigură legătura corpului cu mediul, percepția stimulilor din mediul extern și intern.
Cele mai simple organe de simț sunt dispuse în celenterate. La polipi, stimulii de mediu sunt percepuți exclusiv celulele receptorilor, iar meduzele au organe multicelulare pentru percepția luminii (ochii) și echilibru. Ochii permit meduzelor să recunoască gradul de iluminare, iar organele de echilibru le permit să controleze poziția corpului în spațiu. În plus, organele de echilibru sunt capabile să perceapă fluctuațiile apei înainte de furtună, ele servesc ca semnal pentru îndepărtarea meduzelor de pe țărm. Cu toate acestea, în cele mai complex organizate meduze (de exemplu, meduze cutie), ocele sensibile la lumină, inițial simple gropi, s-au dezvoltat în ochi destul de complexi, care au un aparat de refracție a luminii și, aparent, sunt capabili de vedere.
Alte animale pluricelulare au organe de vedere, auz, miros, atingere etc., care pot avea structuri și origini diferite.
Sistemul de reproducere este format din organe care furnizează reproducere sexuală, iar în unele cazuri - etapele inițiale ale dezvoltării descendenților. Organele sistemului reproducător masculin - acestea sunt în primul rând glandele sexuale - testicule , în care se formează celulele reproducătoare masculine, precum și un sistem de canale prin care acestea sunt îndepărtate din organism. Inclus organele sistemului reproducător feminin trebuie incluse gonadele - ovarele , unde se formează ouăle, precum și sistemul tractului excretor.
Multe animale (de exemplu, majoritatea viermilor plati) au glande speciale - zheltochniks , în care celulele de gălbenuș se formează cu o aport de nutrienți pentru embrion, precum și recipiente de spermă (de exemplu, la râme), unde se acumulează celulele reproducătoare masculine obținute în timpul împerecherii.
La majoritatea animalelor, unii indivizi produc spermatozoizi (masculi) în corpul lor, în timp ce alții produc ouă (femele). Astfel de animale sunt numite dioic (mamifere, păsări, reptile, amfibieni, pești cartilaginoși, majoritatea peștilor osoși, artropode etc.). Dar există și animale în care atât celulele reproducătoare masculine, cât și cele feminine sunt formate într-un singur organism (viermi oligocheți, lipitori, majoritatea viermilor plati etc.). Astfel de animale sunt numite hermafrodiți .
VII. Sisteme de reglementare asigurarea funcționării unui organism multicelular ca sistem biologic integral, determinarea reacțiilor acestuia la condițiile în schimbare ale mediului extern și intern. La animale și la oameni, sistemele de reglementare includ nervos , imun Şi endocrin ; la plante – celule secretoare individuale. Reglarea activității celulelor, organelor și sistemelor acestora are ca scop menținerea homeostaziei mediului intern al unui organism multicelular.
Reglarea funcțiilor vitale la plantele pluricelulare in primul rand efectua fitohormoni . În cantități mici, ele reglează procesele metabolice, coordonează dezvoltarea individuală, influențând diviziunea și creșterea celulară, diferențierea țesuturilor, formarea organelor, dezvoltarea rinichilor, germinarea semințelor etc. Unii fitohormoni accelerează îndeplinirea funcțiilor vitale (diviziunea celulară, dezvoltarea lăstarilor, coacerea fructelor). ), altele le inhibă (de exemplu, provoacă căderea frunzelor). Fitohormonii includ:
1. Auxine- sintetizate în țesutul educațional apical și asigură alungirea celulelor, în urma căreia lăstarul se alungește. De asemenea, afectează diferențierea țesuturilor vasculare, stimulează diviziunea celulelor cambiului, accelerează formarea rădăcinilor suplimentare de butași etc. agricultură Auxinele sunt folosite pentru a stimula formarea rădăcinilor suplimentare de butași, fructele cad înainte de recoltare și în concentrații mari ca erbicide (pentru combaterea buruienilor).
2. Citokinine- accelerează procesele de diviziune celulară, creșterea și dezvoltarea mugurilor laterali, stimulează germinarea semințelor, metabolismul, întârzie procesul de îmbătrânire.
4. Gibereline accelerează creșterea plantelor, procesele de înflorire, formarea fructelor, stimulează germinarea semințelor, dezvoltarea tuberculilor și bulbilor etc.
5. Acid abscisic stimulează trecerea plantelor într-o stare de repaus, mărește durata acestei perioade, accelerează căderea frunzelor, suprimă germinarea semințelor și creșterea mugurilor.
Fitohormonii, ca și hormonii