Едни и същи органи при различните видове могат да се различават по структура и функционалност. Собственото ни сърце има четири отделни камери, докато жабите, жабите, змиите и гущерите могат да се справят само с три. Можете да научите за функционалността на трикамерните сърца в тази статия.
Класове гръбначни животни и камери на сърцето
Гръбначните животни са представени от различни класове: риби, земноводни, влечуги, бозайници и птици. При гръбначните, сърцето работи функция за изпомпване на кръвв цялото тяло това се нарича циркулация. Въпреки че кръвоносните системи са сходни в много отношения, сърцата на различните класове гръбначни животни имат различен брой камери. Тези камери определят колко ефективно сърцето пренася богата на кислород кръв и бедна на кислород кръв обратно към сърцето.
Гръбначните могат да бъдат класифицирани според броя на сърдечните камери:
- Две камери: едно предсърдие и една камера (риба)
- Три камери: две предсърдия и една вентрикула (земноводни, земноводни и влечуги)
- Четири камери: две предсърдия и две вентрикули (птици и бозайници)
Циркулация
Най-жизненоважното вещество – кислородът, навлиза в кръвния поток през хрилете или белите дробове. За да се постигне по-ефективно използване на кислорода, много гръбначни животни го правят два отделни етапа на циркулация: белодробни и системни.
При камерна белодробна циркулация сърцето изпраща кръв към белите дробове, за да я обогати с кислород. Процесът започва в вентрикула, от там, през белодробните артерии, той навлиза в белите дробове. Кръвта се връща от белите дробове през белодробните вени и се влива в лявото предсърдие. Оттам той навлиза в вентрикула, където започва системната циркулация.
Циркулацията е разпределението на богата на кислород кръв в цялото тяло. Вентрикулът изпомпва кръв през аортата, масивна артерия, която се разклонява към всички части на тялото. След като кислородът бъде доставен до органите и крайниците, той се връща през вените, които го отвеждат към долната куха вена или горната куха вена. След това от тези две главни вени навлиза в дясното предсърдие. Веднъж там, изчерпаната с кислород кръв се връща в белодробната циркулация.
Сърцето е сложна помпаи основният орган на кръвоносната система, осигуряващ обогатяването на тялото с кислород.
Сърцето е изградено от камери: предсърдие и камера. По един от всяка страна, всеки с различни функции. Лявата страна осигурява системна циркулация, докато дясната страна на сърцето е отговорна за белодробната циркулация, тоест обогатяването с кислород.
атриум
Предсърдията са камерите, през които кръвта влиза в сърцето. Те са от предната страна на сърцето, по едно предсърдие от всяка страна. Венозната кръв навлиза в дясното предсърдие през горната куха вена и долната куха вена. Левият получава кислородна кръв от белите дробове през лявата и дясната белодробна вена.
Кръвта се влива в атриума, заобикаляйки клапите. Предсърдията се отпускат и разширяват, докато се пълнят с кръв. Този процес се нарича диастолна фибрилация, ние сме с вас наречете го пулс. Предсърдията и вентрикулите са разделени от митралната и трикуспидалната клапа. Предсърдията преминават близо до предсърдната систола, предизвиквайки кратки предсърдни контракции. Те от своя страна изтласкват кръвта от предсърдията през клапите и в вентрикулите. Еластичните сухожилия, които се прикрепят към вентрикуларната клапа, се отпускат по време на систола и преминават в камерна диастола, но клапата се затваря по време на камерна систола.
Една от определящите характеристики на предсърдията е, че те не пречат на притока на венозна кръв в сърцето. Венозната кръв, влизаща в сърцето, има много ниско налягане в сравнение с артериалната кръв и клапите поемат венозното кръвно налягане. Предсърдната систола е непълна и не блокира притока на венозна кръв през предсърдията в вентрикулите. По време на предсърдната систола венозната кръв продължава да тече непрекъснато през предсърдията в вентрикулите.
Предсърдните контракции обикновено са незначителни, те само предотвратяват значително обратно налягане, което пречи на венозния кръвен поток. Релаксацията на предсърдията се координира с вентрикула, за да започне да се отпуска преди да започне камерната контракция, което помага да се предотврати твърде бавен пулс.
Вентрикули
Вентрикулите са в задната част на сърцето. Вентрикулът получава кръв от дясното предсърдие и го изпомпва през белодробната вена в белодробната циркулациякойто влиза в белите дробове за обмен на газ. След това получава обогатена с кислород кръв от лявото предсърдие и я изпомпва през аортата в системното кръвообращение, за да снабди тъканите на тялото с кислород.
Стените на вентрикулите са по-дебели и по-здрави от тези на предсърдията. Физиологичният стрес, който изпомпва кръвта в тялото от белите дробове, е много по-голям от налягането, създадено за запълване на вентрикулите. По време на вентрикуларната диастола камерата се отпуска и се изпълва с кръв. По време на систола вентрикулът се свива и изпомпва кръвта през полулунните клапи в системното кръвообращение.
Хората понякога се раждат с вродени аномалии, под формата на единична камера с две предсърдия. Вестигиалните части на камерната преграда могат да присъстват, но не функционират. Заболяването се нарича сърдечно заболяване.
Единственият вид земноводно, който има 4 сърдечни камери, е обикновеният крокодил. Редица животни имат три камери, тоест две предсърдия и една камера.
- земноводни
- земноводни
- влечуги.
В природата земноводните и повечето влечуги имат предкамерно сърце и се състоят от две предсърдия и една камера. Тези животни също имат отделни вериги от кръвоносни съдове, където отделни камери са отговорни за насищането с кислород, а венозната камера се връща и се влива в дясното предсърдие. Оттам кръвта се отвежда до вентрикула и след това се изпомпва в белите дробове. След обогатяване с кислород и освобождаване от въглероден диоксид, кръвта се връща в сърцето и се влива в лявото предсърдие. След това навлиза втори път в вентрикула и се разпределя допълнително в тялото.
Фактът, че те са хладнокръвни животни, телата им не изразходват много енергия за производство на топлина. По този начин влечугите и земноводните могат да оцелеят с по-малко ефективни сърдечни структури. Те също способни да блокират потока в белодробната артерияза отклоняване на кръвта към кожата за кожно дишане по време на гмуркане. Те също така са в състояние да шунтират кръвния поток в системата на белодробната артерия по време на гмуркане. Тази анатомична функция се счита за най-сложната от сърдечните структури при гръбначните животни.
Всички гръбначни животни като риби, земноводни, влечуги, птици, бозайници използват кислород от въздуха (или разтворен във вода) за ефективно извличане на енергия от храната и освобождаване на въглероден диоксид като отпадъчен продукт.
Всеки организъм трябва да доставя кислород до всички органи и да събира въглероден диоксид. Знаем, че тази специализирана система се нарича кръвоносна: тя се състои от кръв, съдържа клетки, които пренасят кислород, кръвоносни съдове (тръбите, които пренасят кръвта) и сърцето (помпата, която изпомпва кръв през кръвоносните съдове). ).
Въпреки че всички смятат, че рибите имат само хриле, заслужава да се отбележи, че много видове имат и бели дробове. При много риби кръвоносната система е сравнително прост цикъл.. Сърцето се състои от две контрактилни камери, атриум и камера. В тази система кръвта от тялото навлиза в сърцето и се изпомпва през хрилете, където се обогатява с кислород.
За да отговорим на въпроса как се е появил този феномен, първо трябва да разберем какво стои зад формирането на толкова сложна форма на сърцето и кръвоносната система по време на еволюцията.
Около 60 милиона години, от началото на карбона до края на юра, земноводните бяха доминиращите сухоземни животниНа земята. Скоро, поради примитивната структура, те губят почетното си място. Въпреки че сред различните семейства влечуги, произлезли от изолирани групи от земноводни, имаше и по-упорити. Например архозаври (които в крайна сметка се превърнаха в динозаври) и терапсиди (които в крайна сметка се превърнаха в бозайници). Класическото земноводно беше едроглавият ериопс, който беше около четиринадесет метра дълъг от главата до опашката и тежеше около двеста килограма.
дума "земноводно" на гръцки означава "и двата вида живот", и това до голяма степен обобщава това, което прави тези гръбначни животни уникални: те снасят яйцата си във вода, защото се нуждаят от постоянен източник на влага. И могат да живеят на сушата.
Големият напредък в еволюцията на гръбначните животни даде на много видове кръвоносни и дихателни системи, високоефективен. Според тези параметри земноводни, земноводни, влечуги се намират в дъното на кислородно-дихателната стълба: техните бели дробове имат относително малък вътрешен обем и не могат да обработват толкова въздух, колкото белите дробове на бозайниците. За щастие земноводните могат да дишат през кожата си, което в съчетание с трикамерно сърце им позволява, макар и трудно, да задоволят своите метаболитни нужди.
Кои гръбначни животни имат трикамерно сърце, ще научите в тази статия.
Кои животни имат трикамерно сърце?
земноводни ( земноводни) и влечуги ( влечугиили влечуги) имат трикамерно сърцеи два кръга на кръвообращението.
сърцето на възрастните жабитрикамерна, състояща се от камера и две предсърдия.
Трикамерното сърце се състои от две предсърдия и една камера. (казват, че крокодилът има четирикамерно сърце), но преградата, разделяща сърцето, е непълна и в нея има дупка между двете камери. Кръвта от вентрикула влиза в един от двата съда. Той пътува или през белодробната артерия до белите дробове, или през аортата до останалата част от тялото. Кислородната кръв пътува от белите дробове към сърцето и през белодробната вена към лявото предсърдие. И кръвта с въглероден диоксид, връщайки се от тялото, навлиза през венозния синус в дясното предсърдие. И двете предсърдия се изпразват в една и съща камера, смесвайки богата на кислород кръв от белите дробове с лишена от кислород кръв от телесните тъкани.
Докато тази система гарантира, че кръвта винаги тече към белите дробове и след това обратно към сърцето, смесването на кръвта в една и съща камера означава, че органите не получават кислородна кръв.
Земноводните принадлежат към класа четириноги гръбначни животни, като общо този клас включва около шест хиляди и седемстотин вида животни, включително жаби, саламандри и тритони. Този клас се счита за рядък. Има двадесет и осем вида в Русия и двеста четиридесет и седем вида в Мадагаскар.
Земноводните принадлежат към сухоземните примитивни гръбначни животни, те заемат междинно положение между водните и сухоземните гръбначни животни, тъй като повечето видове се размножават и развиват във водната среда, а индивидите, които са узрели, започват да живеят на сушата.
Земноводни имат бели дробове, който дишат, кръвообращението се състои от два кръга, а сърцето е трикамерно. Кръвта при земноводни се разделя на венозна и артериална. Движението на земноводните става с помощта на крайници с пет пръста и имат сферични стави. Гръбначният стълб и черепът са подвижно съчленени. Палатинният квадратен хрущял се слива с автостила, а химандибуларната става слуховата костичка. Слухът при земноводните е по-съвършен, отколкото при рибите: освен вътрешното ухо има и средно ухо. Очите са се приспособили да виждат добре на различни разстояния.
На сушата земноводните не са напълно приспособени да живеят - това може да се види във всички органи. Температурата на земноводните зависи от влажността и температурата на околната среда. Способността им да се движат и да се движат по сушата е ограничена.
Кръвообращение и кръвоносна система
Земноводни имат трикамерно сърце, той се състои от камера и предсърдие в размер на две части. При опашат и безкраки дясното и лявото предсърдие не са напълно разделени. Анурите имат пълна преграда между предсърдията, но земноводните имат един общ отвор, който свързва вентрикула с двете предсърдия. Освен това в сърцето на земноводните има венозен синус, който получава венозна кръв и комуникира с дясното предсърдие. Артериалният конус граничи със сърцето, кръвта се излива в него от вентрикула.
Артериозният конус има спирален клапан, който разпределя кръвта в три двойки съдове. Сърдечният индекс е съотношението на сърдечната маса към процента от телесното тегло, зависи от това колко активно е животното. Например тревните и зелените жаби се движат много малко и имат пулс под половин процент. А активната, смляна жаба има почти един процент.
При ларвите на земноводни кръвообращението има един кръг, кръвоснабдителната им система е подобна на рибата: едно предсърдие в сърцето и вентрикула, има артериален конус, разклоняващ се на 4 двойки хрилни артерии. Първите три артерии се разделят на капиляри във външните и вътрешните хриле, а бранхиалните капиляри се сливат в бранхиалните артерии. Артерията, която извършва първата бранхиална дъга, се разделя на каротидни артерии, които снабдяват главата с кръв.
Сливане на втория и третия еферентни бранхиални артериис десния и левия корен на аортата и връзката им става в дорзалната аорта. Последната двойка бранхиални артерии не се разделя на капиляри, тъй като на четвъртата дъга във вътрешните и външните хриле, аортата на гърба се влива в корените. Развитието и формирането на белите дробове е придружено от преструктуриране на кръвообращението.
Атриумът е разделен с надлъжна преграда на ляво и дясно, което прави сърцето трикамерно. Мрежата от капиляри е намалена и се превръща в каротидни артерии, а корените на дорзалната аорта произлизат от вторите двойки, опашните задържат третата двойка, докато четвъртата двойка се превръща в кожно-белодробни артерии. Кръвоносната периферна система също се трансформира и придобива междинен характер между земната схема и водната. Най-голямото преструктуриране настъпва при земноводните анурани.
Възрастните земноводни имат трикамерно сърце: една камера и предсърдиев размер на две бр. Венозният тънкостенен синус граничи с атриума от дясната страна, а артериалният конус се отклонява от вентрикула. Може да се заключи, че сърцето има пет секции. Има общ отвор, поради което и двете предсърдия се отварят в вентрикула. Там се намират и атриовентрикуларните клапи, те не позволяват на кръвта да проникне обратно в атриума, когато камерата се свие.
Има образуване на редица камери, които комуникират помежду си поради мускулните израстъци на вентрикуларните стени - това не позволява на кръвта да се смесва. Артериалният конус се отклонява от дясната камера, а спиралният конус се намира вътре в него. От този конус артериалните арки започват да се отклоняват в размер на три двойки, отначало съдовете имат обща мембрана.
Лява и дясна белодробна артерияпърво се отдалечете от конуса. Тогава корените на аортата започват да се отклоняват. Две бранхиални арки разделят две артерии: подклавиална и тилно-прешленна, те снабдяват с кръв предните крайници и мускулите на тялото и се сливат в дорзалната аорта под гръбначния стълб. Дорсалната аорта разделя мощната ентеромезентериална артерия (тази артерия снабдява храносмилателната тръба с кръв). Що се отнася до другите клони, кръвта тече през дорзалната аорта към задните крайници и към други органи.
Каротидни артерии
Каротидните артерии последни се отклоняват от артериалния конус и разделени на вътрешни и външниартерии. Венозната кръв от задните крайници и разположената отзад част от тялото се събира от седалищните и бедрените вени, които се сливат в бъбречните портални вени и се разпадат на капиляри в бъбреците, тоест се образува бъбречната портална система. Вените се отклоняват от лявата и дясната феморална вена и се сливат в несдвоената коремна вена, която отива към черния дроб по коремната стена, така че се разпада на капиляри.
В порталната вена на черния дроб кръвта се събира от вените на всички части на стомаха и червата, в черния дроб се разпада на капиляри. Има вливане на бъбречните капиляри във вените, които са еферентни и се вливат в задната нечифтна куха вена, като там се вливат и вените, излизащи от гениталните жлези. Задната празна вена преминава през черния дроб, но кръвта, която съдържа, не влиза в черния дроб, малки вени от черния дроб се вливат в него, а той от своя страна се влива във венозния синус. Всички каудални земноводни и някои анурани запазват кардиналните задни вени, които се вливат в предната празна вена.
Което се окислява в кожата, се събира в голяма кожна вена, а кожната вена от своя страна пренася венозна кръв в подклавиалната вена директно от брахиалната вена. Подключичните вени се сливат с вътрешната и външната югуларна вена в лявата предна куха вена, която се излива във венозния синус. Кръвта от там започва да тече в атриума от дясната страна. В белодробните вени се събира артериална кръв от белите дробове и вените се вливат в атриума от лявата страна.
Артериална кръв и предсърдия
Когато дишането е белодробно, смесената кръв започва да се събира в атриума от дясната страна: тя се състои от венозна и артериална кръв, венозната кръв идва от всички отдели през кухата вена, а артериалната кръв идва през вените на кожата. артериална кръв изпълва атриумаот лявата страна кръвта идва от белите дробове. Когато се случи едновременно свиване на предсърдията, кръвта навлиза в вентрикула, израстъците на стените на стомаха не позволяват на кръвта да се смесва: венозната кръв преобладава в дясната камера, а артериалната - в лявата камера.
Артериален конус се отклонява от вентрикула от дясната страна, така че когато камерата се свие в конуса, първо влиза венозна кръв, която изпълва белодробните артерии на кожата. Ако вентрикулът продължи да се свива в артериалния конус, налягането започва да се повишава, спираловидната клапа започва да се движи и отваря отворите на аортните дъги, в тях от центъра на вентрикула изтича смесена кръв. При пълно свиване на вентрикула артериалната кръв от лявата половина навлиза в конуса.
Няма да може да премине в дъговидната аорта и белодробните кожни артерии, тъй като те вече имат кръв, която със силно налягане измества спиралната клапа, отваряйки устията на каротидните артерии, там ще тече артериална кръв, която ще бъде изпратена към главата. Ако белодробното дишане е изключено за дълго време, например по време на зимуване под вода, повече венозна кръв ще потече в главата.
Кислородът навлиза в мозъка в по-малко количество, тъй като има общо намаляване на работата на метаболизма и животното изпада в ступор. При земноводни, които принадлежат към опашната част, често остава дупка между двете предсърдия, а спираловидната клапа на артериалния конус е слабо развита. Съответно, най-смесената кръв навлиза в артериалните дъги, отколкото при безопашатите земноводни.
Въпреки че земноводните имат кръвообращението върви в два кръга, поради факта, че вентрикулът е един, не им позволява да се разделят напълно. Структурата на такава система е пряко свързана с дихателните органи, които имат двойна структура и съответстват на начина на живот, който водят земноводните. Това дава възможност да се живее както на сушата, така и във водата, за да се прекарва много време.
червен костен мозък
Червеният костен мозък на тръбните кости започва да се появява при земноводни. Количеството на общата кръв е до седем процента от общото тегло на земноводно, а хемоглобинът варира от два до десет процента или до пет грама на килограм маса, кислородният капацитет в кръвта варира от два и половина до тринадесет процента, тези цифри са по-високи в сравнение с рибата.
Земноводните имат големи червени кръвни клетки, но има малко от тях: от двадесет до седемстотин и тридесет хиляди на кубичен милиметър кръв. Кръвната картина на ларвите е по-ниска от тази на възрастните. При земноводните, точно както при рибите, нивата на кръвната захар се колебаят в зависимост от сезоните. Показва най-високи стойности при рибите, а при земноводните, опашката от десет до шестдесет процента, докато при анурите от четиридесет до осемдесет процента.
Когато лятото свърши, има силно увеличение на въглехидратите в кръвта, при подготовката за зимуване, защото въглехидратите се натрупват в мускулите и черния дроб, както и през пролетта, когато започва размножителният сезон и въглехидратите влизат в кръвта. Земноводните имат механизъм за хормонална регулация на въглехидратния метаболизъм, въпреки че е несъвършен.
Три разряда земноводни
Земноводни се разделят на следните подразделения:
Артериите на земноводни са от следните видове:
- Каротидни артерии - снабдяват главата с артериална кръв.
- Кожно-белодробни артерии – пренасят венозна кръв към кожата и белите дробове.
- Аортните дъги носят кръв, която се смесва с останалите органи.
Земноводните са хищници, слюнчените жлези, които са добре развити, тяхната тайна овлажнява:
Земноводните са възникнали в средния или долния девон, т.е преди около триста милиона години. Рибите са техни предци, те имат бели дробове и сдвоени перки, от които най-вероятно са развити крайници с пет пръста. Древните риби с перки просто отговарят на тези изисквания. Те имат бели дробове, а в скелета на перките ясно се виждат елементи, подобни на части от скелета на петопръстен сухоземен крайник. Също така фактът, че земноводните произлизат от древни риби с перки, се посочва от силното сходство на покривните кости на черепа, подобно на черепите на земноводни от палеозойския период.
Долните и горните ребра също присъстват при лопатови перки и земноводни. Въпреки това, белите дробове, които са имали бели дробове, са много различни от земноводните. По този начин характеристиките на движението и дишането, които дават възможност за излизане на сушата при предците на земноводните, се появяват дори когато те са били само водни гръбначни животни.
Причината, която послужи като основа за появата на тези адаптации, очевидно е особеният режим на резервоари с прясна вода и в тях са живели някои видове риби с перки. Това може да е периодично изсушаване или липса на кислород. Най-водещият биологичен фактор, който стана решаващ при скъсването на предците с водоема и фиксирането им на сушата, е новата храна, която са намерили в новото си местообитание.
Дихателни органи при земноводни
Земноводните имат следните дихателни органи:
При земноводните белите дробове са представени под формата на сдвоени торби, кухи отвътре. Те имат стени, които са много тънки по дебелина, а вътре има слабо развита клетъчна структура. Земноводните обаче имат малки бели дробове. Например, при жабите съотношението на белодробната повърхност към кожата се измерва в съотношение две към три, в сравнение с бозайниците, при които това съотношение е петдесет, а понякога и сто пъти по-голямо в полза на белите дробове.
С трансформацията на дихателната система при земноводни, промяна в дихателния механизъм. Земноводните все още имат доста примитивен принудителен тип дишане. Въздухът се изтегля в устната кухина, за това ноздрите се отварят и дъното на устната кухина се спуска. След това ноздрите се затварят с клапи и дъното на устата се издига, поради което въздухът навлиза в белите дробове.
Как е нервната система при земноводни
При земноводните мозъкът тежи повече, отколкото при рибите. Ако вземем процента от теглото и масата на мозъка, тогава при съвременните риби, които имат хрущял, цифрата ще бъде 0,06–0,44%, при костната риба 0,02–0,94%, при земноводни с опашка 0,29–0,36%, при безопашатите земноводни 0,50–0,73 %.
Предният мозък на земноводните е по-развит от този на рибите; имаше пълно разделение на две полукълба. Също така развитието се изразява в съдържанието на по-голям брой нервни клетки.
Мозъкът се състои от пет секции:
Начинът на живот на земноводните
Начинът на живот, който водят земноводните, е пряко свързан с тяхната физиология и структура. Дихателните органи са несъвършени по структура - това се отнася за белите дробове, преди всичко поради това се оставя отпечатък върху други системи от органи. Влагата постоянно се изпарява от кожата, което прави земноводните зависими от наличието на влага в околната среда. Температурата на средата, в която живеят земноводните, също е много важна, тъй като те нямат топлокръвност.
Представителите на този клас имат различен начин на живот, така че има разлика в структурата. Разнообразието и изобилието на земноводни е особено голямо в тропиците, където има висока влажност и почти винаги температурата на въздуха е висока.
Колкото по-близо до полюса, толкова по-малко стават видовете земноводни. В сухите и студени райони на планетата има много малко земноводни. Няма земноводни там, където няма резервоари, дори временни, защото яйцата често могат да се развият само във вода. В солените водоеми няма земноводни, кожата им не поддържа осмотично налягане и хипертонична среда.
Яйцата не се развиват в резервоари със солена вода. Земноводните са разделени на следните груписпоред естеството на местообитанието:
Сухопътните могат да отидат далеч от водоемите, ако това не е размножителният сезон. Но водните, напротив, прекарват целия си живот във вода или много близо до водата. При опашатите преобладават водните форми, някои видове анурани също могат да принадлежат към тях, в Русия, например, това са езерни или езерни жаби.
Дървесни земноводнишироко разпространени сред сухоземните, например копеподни жаби и дървесни жаби. Някои сухоземни земноводни водят ровен начин на живот, например, някои са без опашки, а почти всички са безкраки. При сухоземните жители като правило белите дробове са по-добре развити, а кожата е по-малко ангажирана в дихателния процес. Поради това те са по-малко зависими от влажността на околната среда, в която живеят.
Земноводните се занимават с полезни дейности, които се колебаят от година на година, зависи от техния брой. Различно е на определени етапи, в определени часове и при определени метеорологични условия. Земноводните, повече от птиците, унищожават насекоми, които имат лош вкус и мирис, както и насекоми със защитен цвят. Когато почти всички насекомоядни птици спят, земноводни ловуват.
Учените отдавна обръщат внимание на факта, че земноводните са от голяма полза като унищожители на насекоми в зеленчукови градини и овощни градини. Градинарите в Холандия, Унгария и Англия специално донесоха жаби от различни страни, пускайки ги в оранжерии и градини. В средата на тридесетте години около сто и петдесет вида жаби ага бяха изнесени от Антилските и Хавайските острови. Те започнаха да се размножават и повече от милион жаби бяха пуснати в плантацията на захарната тръстика, резултатите надминаха всички очаквания.
Очите на земноводни предпазват от запушване и изсушаване подвижни долен и горен клепач, както и мигателната мембрана. Роговицата стана изпъкнала, а лещата - лещовидна. По принцип земноводните виждат обекти, които се движат.
Що се отнася до органите на слуха, се появи слуховата костка и средното ухо. Този външен вид се дължи на факта, че стана необходимо да се възприемат по-добре звуковите вибрации, тъй като въздушната среда има по-висока плътност от водата.
Тестове
706-01. Гръбначни животни с трикамерно сърце, чието възпроизвеждане е тясно свързано с водата, са обединени в клас
А) костни риби
Б) Бозайници
Б) влечуги
Г) Земноводни
Отговор
706-02. Към кой клас принадлежат животните, диаграмата на структурата на сърцето на което е показана на фигурата?
А) насекоми
Б) Хрущялни риби
Б) земноводни
Г) Птици
Отговор
706-03. Характеристиката, която отличава земноводните от рибите е
А) хладнокръвност
Б) структурата на сърцето
Б) развитие във вода
Г) затворена кръвоносна система
Отговор
706-04. Земноводните се различават от рибите по това, че имат
А) мозъкът
Б) затворена кръвоносна система
В) сдвоени бели дробове при възрастни
Г) сетивни органи
Отговор
706-05. Коя особеност от изброените отличава повечето животни от клас Земноводни от бозайници?
Б) външно торене
Б) половото размножаване
Г) използване за обитаване на водната среда
Отговор
706-06. Влечугите в процеса на еволюция придобиха, за разлика от земноводните,
А) затворена кръвоносна система
Б) висока плодовитост
Б) голямо яйце с ембрионални обвивки
Г) трикамерно сърце
Отговор
706-07. Ако в процеса на еволюция животно е образувало сърце, показано на фигурата, тогава дихателните органи на животното трябва да бъдат 
А) белите дробове
Б) кожа
Б) белодробни торбички
Г) хрилете
Отговор
706-08. При коя група животни размножаването не зависи от водата?
А) нечерепни (ланцети)
Б) костни риби
Б) земноводни
Г) влечуги
Отговор
706-09. При кои животни завършва развитието на ембриона вътре в яйцето?
А) костни риби
Б) опашати земноводни
Б) безопашати земноводни
Г) влечуги
Отговор
706-10. Гръбначни животни с трикамерно сърце, чието възпроизвеждане не е свързано с вода, се обединяват в клас
А) костни риби
Б) Бозайници
Б) влечуги
Г) Земноводни
Отговор
706-11. Гръбначни животни с променлива телесна температура, белодробно дишане, трикамерно сърце с непълна преграда в вентрикула се класифицират като
А) костни риби
Б) земноводни
Б) влечуги
Г) хрущялни риби
Отговор
706-12. Влечугите, за разлика от земноводните, са склонни
А) външно торене
Б) вътрешно оплождане
В) развитие с образуване на ларва
Г) разделяне на тялото на глава, хобот и опашка
Отговор
706-13. Кое от следните животни е хладнокръвно?
А) гущер
Б) Амурски тигър
Б) степна лисица
Г) обикновен вълк
Отговор
706-14. Към какъв клас принадлежат животните със суха кожа с рогови люспи и трикамерно сърце с непълна преграда?
А) влечуги
Б) Бозайници
Б) земноводни
Г) Птици
Отговор
706-15. Птиците се различават от влечугите по това, че имат
А) вътрешно оплождане
Б) централна нервна система
Б) два кръга на кръвообращението
Г) постоянна телесна температура
Отговор
706-15. Каква структурна особеност е подобна на съвременните влечуги и птици?
А) кости, пълни с въздух
Б) суха кожа, лишена от жлези
Б) каудална област в гръбначния стълб
Г) малки зъби в челюстите
Отговор
706-16. При кое животно се осъществява газообмен между атмосферния въздух и кръвта през кожата?
А) косатка
Б) тритон
Б) крокодил
Г) розова сьомга
Отговор
706-17. Коя група животни има двукамерно сърце?
Риба
Б) земноводни
Б) влечуги
Г) бозайници
Отговор
706-18. Развитието на бебето в матката става в
А) хищни птици
Б) влечуги
Б) земноводни
Г) бозайници
Отговор
706-19. Какъв клас хордови се характеризират с кожно дишане?
А) земноводни
Б) Влечуги
Б) птици
Г) Бозайници
Отговор
706-20. Знак за класа на земноводни е
А) хитинова покривка
Б) гола кожа
Б) живо раждане
Г) сдвоени крайници
Отговор
706-21. Как членовете на класа Земноводни се различават от другите гръбначни животни?
А) гръбначен стълб и свободни крайници
Б) белодробно дишане и наличие на клоака
В) оголена кожа на лигавицата и външно торене
Г) затворена кръвоносна система и двукамерно сърце
Отговор
706-22. Коя характеристика сред изброените отличава животните от клас Влечуги от животните от клас Бозайници?
А) затворена кръвоносна система
Б) променлива телесна температура
В) развитие без трансформация
Г) използване на земно-въздушната среда за обитаване
Появата на четирикамерно сърце при птици и бозайници беше най-важното еволюционно събитие, благодарение на което тези животни успяха да станат топлокръвни. Подробно изследване на развитието на сърцето при ембриони на гущер и костенурка и сравнението му с наличните данни за земноводни, птици и бозайници показа, че промените в регулаторния ген играят ключова роля в трансформацията на трикамерно сърце в четирикамерно сърце. -камерна. Tbx5, който функционира в първоначално единичния рудимент на вентрикула. Ако Tbx5той се изразява (работи) равномерно в целия рудимент, сърцето се оказва трикамерно, ако само от лявата страна е четирикамерно.
Появата на гръбначни животни на сушата е свързана с развитието на белодробното дишане, което изисква радикално преструктуриране на кръвоносната система. Рибите, дишащи с хриле, имат един кръг на кръвообращението, а сърцето, съответно, е двукамерно (състои се от едно предсърдие и една камера). Земните гръбначни животни имат три- или четирикамерно сърце и две циркулации. Един от тях (малък) задвижва кръвта през белите дробове, където се насища с кислород; след това кръвта се връща в сърцето и навлиза в лявото предсърдие. Големият кръг изпраща обогатена с кислород (артериална) кръв към всички други органи, където отделя кислород и се връща през вените към сърцето, влизайки в дясното предсърдие.
При животни с трикамерно сърце кръвта от двете предсърдия навлиза в една камера, откъдето след това отива в белите дробове и всички други органи. В този случай артериалната кръв в една или друга степен се смесва с венозна кръв. При животни с четирикамерно сърце по време на ембрионалното развитие първоначално единичната камера се разделя с преграда на лява и дясна половина. В резултат на това двата кръга на кръвообращението са напълно разделени: венозната кръв навлиза само в дясната камера и оттам отива към белите дробове, артериалната кръв отива само в лявата камера и отива оттам към всички други органи.
Формирането на четирикамерно сърце и пълното разделяне на циркулационните кръгове е необходима предпоставка за развитието на топлокръвност при бозайници и птици. Тъканите на топлокръвните животни консумират много кислород, така че се нуждаят от „чиста“ артериална кръв, максимално наситена с кислород, а не смесена артериално-венозна кръв, с която се задоволяват хладнокръвните гръбначни животни с трикамерно сърце ( виж: Филогенезата на кръвоносната система на хордовите).
Трикамерното сърце е характерно за земноводни и повечето влечуги, въпреки че при последните има частично разделяне на вентрикула на две части (развива се непълна интравентрикуларна преграда). Истинското четирикамерно сърце се развива независимо в три еволюционни линии: при крокодили, птици и бозайници. Това се счита за един от най-ярките примери за конвергентна (или паралелна) еволюция (виж: Ароморфози и паралелна еволюция; Паралелизми и хомологична променливост).
Голяма група изследователи от САЩ, Канада и Япония, които публикуваха резултатите си в последния брой на списанието природата, се заеха да открият молекулярно-генетичната основа на тази най-важна ароморфоза.
Авторите изучават подробно развитието на сърцето в ембрионите на две влечуги - червеноухата костенурка Trachemys scriptaи анолови гущери ( Anolis carolinensis). Влечугите (с изключение на крокодилите) представляват особен интерес за решаването на проблема, тъй като структурата на сърцето им в много отношения е междинна между типична трикамерна (като при земноводните) и истинска четирикамерна, като при крокодилите, птиците и животни. Междувременно, според авторите на статията, в продължение на 100 години никой не е изследвал сериозно ембрионалното развитие на сърцето на влечугите.
Изследванията, проведени върху други гръбначни животни, все още не са дали еднозначен отговор на въпроса какви генетични промени са причинили образуването на четирикамерно сърце по време на еволюцията. Наблюдавано е обаче, че регулаторният ген Tbx5, кодиращ регулатор на транскрипцията (вижте транскрипционни фактори), работи (експресира се) по различен начин в развиващото се сърце при земноводни и топлокръвни животни. При първия той е равномерно изразен в цялата бъдеща камера; при втория изразът му е максимум в лявата част на анлажа, от който по-късно се образува лявата камера, и минимална в дясната. Установено е също, че намаляване на активността Tbx5води до дефекти в развитието на преградата между вентрикулите. Тези факти позволиха на авторите да предположат, че промените в активността на гена Tbx5може да са изиграли известна роля в еволюцията на четирикамерното сърце.
По време на развитието на сърцето на гущера в вентрикула се развива мускулна гънка, която частично отделя изхода на вентрикула от основната му кухина. Този хребет е интерпретиран от някои автори като структура, хомоложна на междустомашната преграда на гръбначни животни с четирикамерно сърце. Въз основа на изследването на растежа на билото и неговата фина структура, авторите на обсъжданата статия отхвърлят тази интерпретация. Те обръщат внимание на факта, че същият валяк за кратко се появява по време на развитието на сърцето на пилешки ембрион - заедно с истинска преграда.
Данните, получени от авторите, показват, че в гущера очевидно не се образуват структури, хомоложни на истинската междустомашна преграда. При костенурката, от друга страна, се образува непълна преграда (заедно с по-слабо развит мускулен гребен). Образуването на тази преграда в костенурката започва много по-късно, отколкото при пилето. Въпреки това се оказва, че сърцето на гущера е по-„примитивно“ от това на костенурката. Сърцето на костенурката е междинно между типичното трикамерно сърце (като тези на земноводни и гущери) и четирикамерните сърца на крокодили и топлокръвни животни. Това противоречи на общоприетите идеи за еволюцията и класификацията на влечугите. Въз основа на анатомичните особености костенурките традиционно се считат за най-примитивната (базална) група сред съвременните влечуги. Въпреки това, сравнителният ДНК анализ от редица изследователи многократно сочи близостта на костенурките с архозаврите (група, която включва крокодили, динозаври и птици) и по-базалната позиция на скваматите (гущери и змии). Структурата на сърцето потвърждава този нов еволюционен модел (виж фигурата).
Авторите изследват експресията на няколко регулаторни гена в развиващото се сърце на костенурка и гущер, включително гена Tbx5.При птици и бозайници, още в най-ранните етапи на ембриогенезата, се образува рязък градиент в експресията на този ген в рудимента на вентрикулите (експресията бързо намалява от ляво на дясно). Оказа се, че при гущера и костенурката в ранните стадии на ген Tbx5изразено по същия начин като при жаба, тоест равномерно в цялата бъдеща камера. При гущера тази ситуация се запазва до края на ембриогенезата, докато при костенурката на по-късните етапи се формира градиент на експресия, по същество същият като при пилето, само че е по-слабо изразен. С други думи, в дясната част на вентрикула активността на гена постепенно намалява, докато в лявата част остава висока. По този начин, според естеството на генната експресия Tbx5костенурката също заема междинно положение между гущера и пилето.
Известно е, че протеинът, кодиран от ген Tbx5, е регулаторен – регулира дейността на много други гени. Въз основа на получените данни беше естествено да се предположи, че развитието на вентрикулите и полагането на междукамерната преграда са под контрола на ген. Tbx5. По-рано беше доказано, че намаляването на активността Tbx5в миши ембриони води до дефекти в вентрикуларното развитие. Това обаче не беше достатъчно, за да се разгледа "водещата" роля на Tbx5при образуването на четирикамерно сърце.
За да получат по-силни доказателства, авторите са използвали няколко линии генетично модифицирани мишки, в които по време на ембрионалното развитие генът Tbx5може да бъде изключен в една или друга част на сърдечния зародиш по искане на експериментатора.
Оказа се, че ако генът е изключен в цялата камерна пъпка, тогава пъпката дори не започва да се разделя на две половини: от нея се развива една камера без следи от междустомашна преграда. Не се формират и характерни морфологични характеристики, по които е възможно да се разграничи дясната камера от лявата, независимо от наличието на преграда. С други думи, получават се миши ембриони с трикамерно сърце! Такива ембриони умират на 12-ия ден от ембрионалното развитие.
Следващият експеримент беше, че ген Tbx5изключен само в дясната част на рудимента на вентрикулите. По този начин концентрационният градиент на регулаторния протеин, кодиран от този ген, беше рязко изместен наляво. По принцип може да се очаква, че в такава ситуация междустомашната преграда ще започне да се образува повече отляво, отколкото би трябвало. Но това не се случи: преградата изобщо не започна да се образува, но имаше разделяне на рудимента на лявата и дясната част според други морфологични характеристики. Това означава, че изразът градиент Tbx5не е единственият фактор, контролиращ развитието на четирикамерно сърце.
В друг експеримент авторите успели да създадат гена Tbx5изразено равномерно в рудимента на вентрикулите на миши ембрион - приблизително същото като при жаба или гущер. Това отново доведе до развитието на миши ембриони с трикамерно сърце.
Получените резултати показват, че промените в работата на регулаторния ген Tbx5наистина биха могли да играят важна роля в еволюцията на четирикамерното сърце и тези промени са настъпили паралелно и независимо при бозайници и архозаври (крокодили и птици). Така изследването още веднъж потвърди, че промените в активността на гените, които регулират индивидуалното развитие, играят ключова роля в еволюцията на животните.
Разбира се, би било още по-интересно да се проектират такива генетично модифицирани гущери или костенурки, които имат Tbx5би се изразил като при мишки и пилета, тоест в лявата страна на вентрикула е силен, а в дясната е слаб и вижте дали това прави сърцето им да изглежда повече като четирикамерно. Но това все още не е технически осъществимо: генното инженерство на влечугите все още не е напреднало толкова далеч.