Как развивались системы органов у животных организмов в процессе эволюции.

СКЕЛЕТ. У бесхордовых животных настоящего скелета нет и его функцию могут выполнять различные образования как экто-, так и энтодермального происхождения, иногда – мезодермального характера.
У хордовых животных впервые появляется осевой скелет (хорда) и у позвоночных животных он дифференцируется на три части: осевой скелет, скелет головы и скелет конечностей.
Осевой скелет в течение эволюционного развития претерпевает ряд изменений, которые выполняют разные отделы тела. Эти изменения могут быть сведены к двум основным тенденциям: – укрепление осевого скелета, которое выражается в замене в процессе эволюции хорды хрящевым скелетом и последующей заменой хрящевого скелета костным; – дифференцировка осевого скелета на отделы (у рыб – туловищный, хвостовой; у земноводных – шейный, туловищный, крестцовый, хвостовой; у рептилий – шейный, грудной, поясничный, крестцовый, хвостовой и т.д.).
К характерным изменениям осевого скелета в процессе антропогенеза следует отнести: – образование изгибов позвоночника в связи с прямохождением; – изменение формы грудной клетки – уплощение в дорзовентарльном и расширение в латеральном направлениях.
Скелет черепа состоит из двух отделов: мозговой череп – служащий вместилищем для головного мозга; висцеральный череп – дающий опору органам дыхания низших позвоночных (жаберным щелям).
Скелет конечностей. Различают парные и непарные конечности (плавники – спинной и хвостовой). Скелет парных конечностей состоит из поясов, которые служат опорой для свободных конечностей. В основе строения конечностей наземных позвоночных лежит единая схема, общая для передних и задних конечностей.
Изменения скелета конечностей в процессе антропогенеза: – смещение центра тяжести, что приводит к расширению таза; – противопоставление большого пальца кисти; – развитие свода стопы.
НЕРВНАЯ СИСТЕМА. Она развилась от примитивной сетчатой к лестничной, далее появляется брюшная нервная цепочка и затем - центральная нервная система. Примитивные таксисы сменяются рефлексами и сложными инстинктами. Позже всех - рассудочная деятельность.
ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА. Общие направления эволюции органов пищеварения позвоночных: – дифференциация кишечной трубки; – удлинение пути; – увеличение всасывающей поверхности; – развитие пищеварительных желез.
У низших хордовых – слабая дифференцировка пищеварительной трубки, печеночный вырост. Пищеварительный тракт рыб по сравнению с низшими хордовыми дифференцирован: рот, глотка, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник, имеются складки и появляются ворсинки. Имеются: поджелудочная железа, печень, желчный пузырь. Желудок мешковидный, челюсти, зубы.
У амфибий – ротовая полость не отделяется от глотки. Зубная система гомодонтная. Появляются слюнные железы для смачивания пищи, химического действия не оказывают. В рото-глоточную полость открываются хоаны, евстахиевы трубы и гортанная щель. Полость продолжается в пищевод, переходящий в желудок. Кишечник делится на тонкий отдел и толстый, открывающийся в клоаку. Есть печень, поджелудочная железа, мелкие, однорядные зубы.
У рептилий – полость обособлена от глотки. Гомодонтная зубная система. Подъязычные, губные и зубные железы. У змей зубные железы превращены в ядовитую железу. Строение глотки, пищевода, желудка не имеют существенного отличия от такового же у амфибий. Тонкий и толстый кишечник, на границе – слепой вырост (зачатки слепой кишки). Длина кишечника увеличивается, имеется клоака.
У млекопитающих – пищеварительный тракт достигает наибольшей дифференцировки. Ротовая полость ограничена сверху твердым небом, которое продолжается в мягкое, отделяющее полость от глотки. Гетеродонтная зубная система. Число зубов сокращается. Ротовые железы достигают наибольшего развития: мелкие слизистые, слюнные – подъязычная, заднеязычная, подчелюстная и околоушная. В глотку открыты носоглоточные ходы, евстахиевы трубы, гортанная щель. Разнообразие желез желудка. Кишечник дифференцирован на отделы – двенадцатиперстная, тонкая, толстая, слепая, прямая кишка.
Итог. ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ система появилась на самых ранних этапах эволюции. Пищеварение из внутриклеточного превратилось в полостное. Затем стали дифференцироваться отделы и система преобразовалась из замкнутой в сквозную.
ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА. 2 типа: водное и воздушное.
У низших хордовых животных – передняя часть кишечной трубки. В стенках глотки имеются 100-150 пар жаберных щелей (щели в глотке).
У рыб – на межжаберных перегородках – многочисленные эпителиальные выросты – жаберные лепестки. Эволюция: число жаберных перегородок сокращается, но увеличивается число жаберных лепестков.
У земноводных мешковидные легкие аналогичны плавательному пузырю кистеперых. Это два мешка, соединенных с плотной гортанно-трахейной камерой. Воздухоносные пути слабо дифференцированы. Основным органом дыхания служит кожа.
У рептилий – кожа выключается из дыхания, т.к. роговые чешуйки препятствуют. Легкие ячеистые. На стенках легочных мешков разветвленные перегородки. Прогрессивные изменения в воздухоносных путях. В трахее формируются хрящевые кольца, разделяясь, она дает два бронха.
У птиц губчатые легкие, пронизанные бронхами.
У млекопитающих древовидное разветвление бронхов. На концах бронхов – альвеолы. Диафрагма разделяет полость тела на грудную и брюшную. Основные направления эволюции – увеличение дыхательной поверхности, обособление воздухоносных путей.
КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА. У губок, кишечнополостных, плоских и круглых червей кровеносной системы нет и доставка кислорода и питательных веществ осуществляется за счет диффузии токов и тканевых жидкостей при наличии разветвленных полостей.
Кровеносная система у бесхордовых животных (замкнутая) появляется впервые у кольчатых червей в виде спинного и брюшного сосудов, связанных между собой несколькими кольцевыми сосудами, идущими вокруг кишечника.
У членистоногих и моллюсков система незамкнутая, но имеются артериальные и венозные сосуды.
Кровеносная система позвоночных построена в принципе по тому же типу, что и кровеносная система низших хордовых и даже кольчатых червей. Ее основу составляют брюшной и спинной сосуды, соединенные анастомозами в стенках кишки и стенках тела.
Основные тенденции в эволюции кровеносной системы позвоночных: – обособление мышечного сосуда – сердца; – дифференциация сосудов на кровеносные и лимфатические; – появление 2-го круга кровообращения; – развитие приспособлений для разграничения артериального и венозного токов крови.
У низших хордовых, ланцетника кровеносная система замкнутая и имеет один круг кровообращения. Роль сердца выполняет пульсирующий сосуд – брюшная аорта.
Для низших позвоночных (рыб) также характерно наличие единого круга кровообращения. Их кровеносная система почти полностью повторяет схему кровеносной системы ланцетника.
Отличиями прогрессивного характера являются: – появление двухкамерного сердца, состоящего из предсердия и желудочка; сердце рыб содержит только венозную кровь, которая поступает от органов по венозным сосудам в венозный синус, за тем предсердие, желудочек и по брюшной аорте в жаберные артерии, где окисляется; – жаберные артерии, в отличие от сосудов ланцетника, распадаются на капилляры и тем самым увеличивают дыхательную поверхность; – кроме воротной системы печени, у рыб имеется воротная система почек; она образуется за счет кардиальных вен, которые в почках распадаются на сеть капилляров.
У наземных позвоночных в сердце вливается как венозная, так и артериальная кровь, благодаря образованию 2-го легочного круга кровообращения. Вследствие этого у амфибий и рептилий получаются смешанные потоки крови и только у птиц и млекопитающих, в связи с образованием четырехкамерного сердца, потоки крови разделяются.

ВЫДЕЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА. У низших многоклеточных (губки, кишечнополостные) обособленных органов выделения нет. У плоских и круглых червей появляются специальная выделительная система протонефридиального типа. У кольчатых червей – выделительная система метанефридиального типа, которая сохраняется в измененном виде у членистоногих.
Эволюция выделительной системы у хордовых выражается в переходе от нефридий низших хордовых к специальным органам – почкам.
Первичная почка функционирует у низших позвоночных – рыб, амфибий – в течение всей жизни. У высших позвоночных – рептилий, птиц, млекопитающих она сохраняется только в эмбриональном периоде.
У высших позвоночных – амниот – в эмбриональном периоде, кроме головной и туловищной почек, образуется еще третья закладка в сегментах тела, лежащих сзади туловищной почки, тазовая или вторичная почка.
Итог: сократительные вакуоли - протонефридии - метанефридии - туловищные почки - тазовые почки.
ПОЛОВАЯ СИСТЕМА. Для половой системы позвоночных характерна тесная связь с выделительной системой, которая обусловлена филогенезом.
У большинства позвоночных гонады закладываются в виде парных складок центральных краях мезонефроса. У самок анамний мочеточник предпочки (мюллеров канал) преобразуется в яйцевод, а продукты диссимиляции выводятся самостоятельно через первичную почку и ее мочеточник (вольфов канал). Мужские половые клетки через семявыводящие канальцы попадают в почку и мочеточник (вольфов канал), выделяются наружу, который поэтому называют мочеполовым протоком.
У самок амниот, как и у анамний, яйцевод развивается из остатков предпочки и из мочеточника (мюллеров канал). У самцов амниот мочеточник полностью редуцируется. Канальцы передней части первичной почки (вольфов канал) превращается в семяпровод.
У рептилий и птиц в яйцеводах наблюдается дифференцировка на отделы. Передняя часть у черепах, крокодилов и птиц – белок. Задняя часть продуцирует кожистую (у рептилий) или пропитанную известью (у птиц) скорлупу.
У млекопитающих в связи с появлением функции живорождения дифференцировка яйцеводов не становится более сложной. Яйцеводы подразделяются на 3 отдела: фаллопиевы трубы, матку и влагалище. У плацентарных происходит срастание дистальных отделов яйцевода на разных уровнях. В результате может развиваться двойная матка (грызуны), двурогая матка (хищники, парнокопытные) или просто матка (полуобезьяны, человек, некоторые летучие мыши).