Строение кожи

Покровы позвоночных представлены кожей, покрывающей весь организм животного. Ее функции достаточно многообразны. Обычно первой называют защитную функцию. Прочная кожа у многих животных несет на себе и различные армирующие структуры – роговые и костные чешуи, иногда настоящие кости, которые могут образовывать панцирь. Эти приспособления защищают организм животного от механических, физических или химических воздействий, от нападения хищников. Важными являются выделительная и дыхательная функции кожи. Выделительная функция обеспечивается деятельностью кожных желез, что имеет место у рыб,земноводных и млекопитающих, дыхательная особенно ярко выражена у земноводных, у которых через кожу поступает до 80 % кислорода и выводится приблизительно такое же количество углекислоты. У гомотермных позвоночных – млекопитающих и птиц кожа и ее производные волосяной и перьевой покров выполняют терморегулирующую функцию. Тактильные рецепторы, расположенные в коже, обеспечивают функционирование кожи,как органа чувств.

Эволюционная роль покровов весьма значительна. Возникнув у первых многоклеточных в качестве защитного слоя, предохраняющего лежащие ниже ткани и органы от повреждающих воздействий, покровная ткань приняла на себя и сенсорные функции, так как именно покровы контактируют с окружающей средой. Нервная система хордовых ведет свое происхождение от покровов, закладываясь в эктодерме, нервная трубка затем погружается в глубину тела, но сохраняет афферентные связи именно с покровами, несущими на своей поверхности органы чувств и самостоятельно являясь сенсорным органом. Важна эволюционная роль покровов в качестве элемента выделительной системы и непосредственно в качестве защитного аппарата животных.

Экологическую роль покровов невозможно переоценить. Покровы обеспечивают гомеостаз организма, принимая участие в регуляции водно – солевого обмен у гидробионтов. Пахучие железы млекопитающих обеспечивают межвидовые и внутрипопуляционные связи и, конечно, экологически чрезвычайно важны защитные функции покровов, обеспечивая динамическое равновесие в соотношении хищник – жертва.

Совершенно особая роль покровов в экологическом становлении целого класса – Птиц. Обеспечивая важнейшую функцию – полет, принимая огромное участие в становлении гомотермии, как важнейшего экологического ароморфоза птиц и млекопитающих – покровы являются важнейшей системой обеспечивающей экологическое превосходство этих классов позвоночных животных. Именно благодаря развитию перьевого и волосяного покрова, а, также, подкожной жировой клетчатке, гомотермные амниоты смогли освоить все поле существования жизни на планете Земля, в том числе и обитание в полярных пустынях и полярных водах.

Кожа хордовых животных состоит из двух слоев:

А) эпидермис (наружный слой)

Б) кориум (собственно кожа)

Эпидермис- это поверхностный слой кожи, происходящий непосредственно из эктодермального зародышевого листка и одевающий все тело сплошным покровом. Обычно эпидермис намного тоньше кориума. Наиболее примитивную структуру имеет эпидермис бесчерепных, у которых он представлен однослойным эпителием, имеющим реснички у молодых особей и покрытым тонкой кутикулой у взрослых. У высших позвоночных животных наличествует многослойный эпидермис, несущий различные чешуи, железы и пигменты. Однако, у рыб, земноводных и хамелеонов, окраска обуславливается специальными клетками – хроматофорами, также находящимися в эпидермисе.

У наземных позвоночных эпидермис состоит из наружного ороговевающего и внутреннего базального (или росткового) слоев. Ороговевший слой содержит специфический белок – кератин или кератогиалин, обуславливающий водонепроницаемость кожи. У эпидермиса существуют производные - различные чешуи и их видоизменения – когти, ногти, щитки, рога, копыта. Производными внутреннего слоя - кориума являются рога плотнорогих. Во внутреннем слое расположены железы, которые выделяют секрет, способствующие смачиванию кожи, придания ей эластичности и, кроме того, у различных классов железы могут иметь и другие функции (ядовитую – защита, химических маркеров, питательную).

СТРОЕНИЕ КОЖИ РЫБ.

У хрящевых рыб тело покрыто очень прочной кожей состоящей измногослойного эпидермиса и кориума. В коже расположены плакоидные чешуи – ромбообразные пластинки, состоящие из сложных белков. Внутренний слой представлен дентином, а наружный слой и шипик – эмалью. Переходя на челюсти плакоидные чешуи увеличиваются в размерах и превращаются в типичные зубы.

У костных рыб кожа имеет такое же строение, но несет чешуи других типов. У них существуют ганоидные, космоидные и костные чешуи. Ганоидные развиты у надотряда ганоидных (нильский многопер, панцирная щука), покров которых представлен панцирем ромбовидных чешуй, их внутренняя поверхность покрыта т.н. ганоином, а наружная – эмалеподобным веществом. Космоидные чешуи были развиты у вымерших в юрском периоде кистеперых рыб, из которых один вид –латимерия, дожил до современности. У латимерии чешуя имеет 6-гранную форму и состоит из нескольких слоев космина, преломляющих солнечные лучи. В результате окраска постоянно меняется, переливаясь в солнечных лучах разными цветами.. Костная чешуя развита у более молодой группы – н/отряда Костистые рыбы. Этот тип чешуи делятся на ктеноидную, характерную для большинства видов из отряда Окунеобразные и циклоидную, характерную для отряда Карпообразные. Количество годовых колец на чешуях,образующихся из – за неравномерности роста рыб в разные сезоны,соответствуют возрасту костистых рыб. Окраска рыб обеспечивается наличием в поверхностном слое кориума специфических клеток- хроматофоров, заключающих в себе ряд пигментов- меланина, хроматинов и специфического белка – гуанина- обеспечивающего т.н. иризирующую окраску. В этом случае окраска зависит не только от пигментов или их комбинаций, но и от угла падения светового потока отражаемого гуанином.

ПОКРОВЫ ЗЕМНОВОДНЫХ.

Кожа земноводных голая, снабженная большим количеством многоклеточных желез вырабатывающих слизь обладающую бактерицидными свойствами, а иногда, и ядовитую. Экологически влажная кожа- это адаптация позволяющая земноводным компенсировать примитивное строение легких, а, в отдельных случаях и полностью переходить на кожное дыхание. Бактерицидный секрет кожных желез не позволяет влажной коже служить питательным субстратом для патогенных бактерий и грибов. Ядовитые железы кожи обеспечивают их обладателям пассивную защиту от хищников. У земноводных более всего адаптированных к обитанию в сухом климате (жабы) кожа достаточно сильно ороговевает

ПОКРОВЫ ПРЕСМЫКАЮЩИХСЯ.

Кожа рептилий сухая, лишена желез, кроме ящериц у которых они расположены на внутренней стороне бедра и их функция не вполне ясна. В коже располагаются роговые чешуи, предохраняющие организм от механических повреждений и препятствующих испарению воды. У черепах роговые чешуи лежат поверх костных щитков, образующих панцирь. В коже у крокодилов, хамелеонов и некоторых черепах имеются хроматофоры. Ядовитых желез в коже нет. Представители отряда чешуйчатых раз в год претерпевают линьку кожных покровов, причем у ящериц изношенный роговой слой кожи сходит отдельными фрагментами – «клочьями», а у змей старая кожа сходит целиком, вместе с роговым чехликом прикрывающим глаза образуя т. н. «выползок», в умеренном климате этот процесс происходит весной, после зимовки.

ПОКРОВЫ ПТИЦ.

Кожа птиц сухая практически полностью лишена желез, единственным исключением является копчиковая железа, о функциях которой будет сказано ниже. Важнейшим признаком птиц является наличие оперения. Недаром Аристотель назвал птиц «двуногими в перьях»

Функция оперения птиц чрезвычайна важна. Перо у птиц- это терморегулирующий слой, обеспечивающий постоянную температуру тела т. к. птицы - гомотермные животные. Переход к гомотермности является одним из важных ароморфозов, так как постоянная температура позволяет не зависеть от колебаний температур внешней среды. Нормальное самочувствие наблюдается у птиц при температурах внешней среды от + 50 до – 40-60⁰ С.

Расположение перьев: Птицы, которые хорошо летают, имеют неравномерное расположение оперения. Места на коже, где расположены перья, называют птерилиями, а места лишенные их – аптериями. Оперение постоянно снашивается и периодически заменяется новым – птицы линяют. Линьки бывают полные, при которых оперение меняется полностью, сезонные – осенняя и весенняя, брачные –перед наступлением и после окончания брачного сезона..

Перо птиц: Различают четыре типа пера. Контурное придает телу птиц обтекаемую форму. Оно состоит из следующих частей: стержня, очина и опахала, которое в свою очередь состоит из т. н. бородок 1 и 2 порядка. От бородок 2 порядка отходят бородки 3 порядка или крючочки, цепляющиеся за соседние бородки второго порядка. Контурные перья расположенные на крыльях называются маховыми, на хвосте – рулевыми. Асимметрия маховых перьев расположенных на кисти обеспечивает тяговую силу крыла. Расположенные на предплечье второстепенные маховые или маховые второго порядка образуют несущую плоскость крыла, перья расположенные на плече называются кроющими крыла, они прикрывают сложенное в покое крыло.

Пуховое перо лишено крючочков. Оно выполняет термоизолирующую функцию, поэтому у него бородки 2 порядка тонкие и длинные.

Пух,как и пуховое перо обеспечивает терморегуляцию организма птиц. Однако его термоизолирующие свойства намного выше чем у пухового оперения. Поэтому лучше всего пуховой покров развит у водоплавающих птиц и у оседлых видов обитающих полярном климате. Наилучшими термоизолирующими показателями обладает лебединый и гагачий пух. Морфологически пух от остальных типов оперения отличается укороченным стержнем и длинными, очень извитыми бородками 1 порядка. Последний,четвертый тип оперения это нитевидное перо, представляющее собой длинный,тонкий стержень, лишенный опахала. Его функции обеспечение тактильной информации о состоянии остального оперения. Нитевидные перья- щетинки, расположенные в уголках клюва многих птиц, особенно воздухореев, увеличивают площадь ротовой полости и способствуют захвату летающих насекомых. И пух и нитевидное перо расположены по поверхности тела птиц равномерно. Иногда контурное оперение имеет дополнительный пуховой ствол, а опахала кроющих перьев имеют пуховую часть.

Кроме перьев у птиц имеются и другие производные кожи – роговые чешуйи и щитки. Если они располагаются на клюве, то называются рамфотекой, если на ногах – подотекой

Единственная кожная железа птиц – копчиковая железа расположена у корня хвоста на спинной стороне тела. Ее секрет птицы с помощью клюва наносят на оперение. Однако функции копчиковой железы до сих пор не вполне ясны. Традиционно считается, что секрет копчиковой железы, благодаря жироподобной консистенции, предохраняет оперение от намокания. Однако существует мнение, что перо птиц не намокает благодаря особенностям строения бородок и крючочков способствующим несмачиваемости оперения. Однако, в этом случае не вполне ясно лучшее, по сравнению с другими птицами, развитие копчиковой железы у водоплавающих и появление так называемых «пудреток» у не имеющих копчиковой железы цапель – специальных перьев на груди, которые постоянно обламываясь,образуют своеобразную «пудру», которую с помощью клюва птица наносит на перья. Несомненной является функция выработки провитамина Д, который содержась в секрете копчиковой железы,превращается на свету в витамин Д, необходимый птицам для нормального усвоения кальция и формирования скелета.

ПОКРОВЫ МЛЕКОПИТАЮЩИХ.

Кожа млекопитающих и ее производные выполняют разнообразные функции.

Одной из функций является терморегуляция. Она обеспечивается волосяным покровом и не встречающемся у остальных позвоночных животных слоем подкожной жировой клетчатки. Волосяной покров состоит из нескольких типов волос. Длинные, жесткие, прямые называются остью. Тонкие, завитые – подпушью. Расположение наклона остевых волос от спины к брюшку и от головы к хвосту, называются ворсом. Ворс обеспечивает стекание дождевой воды и предохраняет расположенную под остью подпушь от намокания. Это особенно важно для водных млекопитающих- выхухоли, выдр, ластоногих. Чем в более суровом климате живут звери, тем гуще у них меховой покров. В последнее время выяснилось, что меховой покров белого медведя не просто механически изолирует животное от низких полярных температур, но и выполняет роль своеобразного световода- проводника тепла к черной пигментированной коже, являющейся совершенным теплоприемником. Помимо волос кожа многих млекопитающих несет и другие роговые образования- иглы (у ехидны, проехидны, ежей, дикобразов), роговые чешуи у панголинов, костные щитки у броненосцев. Концевые фаланги пальцев на конечностях зверей защищены когтями у большинства видов, ногтями у приматов и копытами у непарно и парнокопытных. Защитную роль играют роговые чехлы на выростах лобных костей у быков, баранов, антилоп, роль турнирного оружия выполняют рога самцов оленей. Своеобразно устроены рога носорогов, представляющие собой на спиле вид пучка волос переплетенных между собой.

Кожа млекопитающих, в отличие от других амниот, богато снабжена железами Железы подразделяются на несколько типов – сальные, пахучие, потовые и млечные. Они располагаются на разных участках тела.. Пахучие железы вырабатывают ферромоны, обеспечивающие индивидуальность каждого зверя. Чаще всего эти железы располагаются на подошве ног или в паховых областях. Помимо вырабатывания ферромонов у некоторых млекопитающих пахучие железы вырабатывают репеллентный секрет (скунсы, хорьки).Потовые железы принимают участие в терморегуляции,испаряя с поверхности кожи влагу, что охлаждает организм, они же, выделяя шлаки, обеспечивают гомеостаз. Секрет сальных желез делает кожу эластичной. Млечные железы хорошо развиты и у самок, и у самцов, однако у самцов нет гормона пролактина, обеспечивающего выработку молока.

Раздел 4: Сравнительная морфология и анатомия,эволюционная и экологическая роль опорно – двигательной системы хордовых.4ч

Опорно – двигательная система состоит из скелета и мускулатуры. Скелет в этом двуединстве выполняет защитную и опорную функции, а мускулатура – двигательную и, частично, защитную. Гибкость скелета обеспечивает разнонаправленность движения. Мышечное напряжение обеспечивает тонус организма в целом.

Опорно-двигательная система в различной степени развита у различных представителей хордовых животных. Наиболее примитивна она у бесчерепных, где представлена хордой объединенной с миомерами с помощью соединительно – тканных фасций. Это образование представляет собой упругую систему, иногда называемую нотохордом. В подтипе позвоночных скелет достаточно сложный. Типичный скелет, представленный позвоночным столбом, черепом и скелетом поясов конечностей со свободными конечностями, имеется не у всех позвоночных животных. Например, у бесчелюстных нет поясов конечностей и самих свободных конечностей, у всех классов, образующих подтип имеются крупные таксоны с отклонениями в строении скелета от общего плана- многие рыбы, земноводные / червяги/,змеи, безногие ящерицы, черепахи, киты.

Дата добавления: 2014-01-03