Органы дыхания

Жабры – наиболее ранние специализированные органы дыхания, которые впервые появляются у рыб, которые сохраняются только у личинок земноводных. У рыб позади последней жаберной дуги за счет выпячивания глотки формируется парное образование – плавательный пузырь. Он не является органом дыхания, а выполняет гидростатическую функцию (уравновешивание тела рыбы в толще воды).

У земноводных во взрослом состоянии органами дыхания становятся легкие, которые преобразуются из плавательных пузырей (рис.63). Легкие крупноячеисты и имеют относительно малую дыхательную поверхность, поэтому газообмен осуществляется преимущественно через кожные покровы.

Пресмыкающиеся окончательной вышли на сушу и в отличие от земноводных у них появляются как верхние дыхательные пути (рот, нос), так и нижние (гортань, трахея, бронхи, легкие). Их легкие мелкоячеистые.

У млекопитающих дыхательные пути полностью отделены от пищеварительной системы и только перекрещиваются с ней в глотке.

Бронхи многократно разветвляются вплоть до бронхиол, ведущих в альвеолы – легочные пузырьки, имеющие огромную дыхательную поверхность (у человека до 90 м²). Основной мышцей, изменяющей объем грудной полости, является диафрагма.

В эмбриогенезе человека находит отражение первоначальное единство пищеварительной и дыхательной систем.

Прогрессивные направления эволюции дыхательной системы:

1. Замена жаберного дыхания на легочное

2. Увеличение дыхательной поверхности легких

3. Удлинение дыхательных путей

Онтофилогенетические обусловленные врожденные пороки развития у человека:

1. эзофаготрахеальные свищи

2. бронхолегочные кисты – округлые полости в легких.

3. кистозная гипоплазия (недоразвитие долей легких).

4. гипоплазия диафрагмы. Полная аплазия диафрагмы несовместима с жизнью и обычно встречается не самостоятельно, а только с множественными пороками развития.

Филогенез выделительной и половой систем хордовых

Выделительная и половая системы выполняют разные функции. Однако их рассматривают в едином комплексе. Во-первых, это объесняется общностью эмбрионального развития (нефрогонотом). Во-вторых, обе системы на ранних этапах эволюции хордовых были связаны с единой полостью тела: половые продукты и продукты выделения первоначально попадали во вторичную полость тела (целом), затем поступали через воронку в канальцы и выделялись через выделительную пору.

Эволюция почки

В филогенезе позвоночных почка прошла три этапа эволюции: 1 - предпочка (головная или пронефрос), 2 – первичная почка (туловищная, мезонефрос), 3 – вторичная почка (тазовая, метанефрос) (рис. 64).

Предпочка у рыб состоит из 2  12 нефронов. Это воронка, открывающаяся в целом и соединенная с выделительным канальцем, который впадает в общий выводной проток – мочеточник. Продукты диссимиляции фильтруются в целом из кровеносных сосудов, которые поблизости от нефронов формируют клубочки.

У земноводных кзади от предпочки формируется первичная почка, содержащая до нескольких сотен нефронов. В ходе онтогенеза нефроны увеличиваются в количестве за счет почкования друг от друга, они формируют капсулы Шумлянского-Баумена, которые имеют вид двустенной чаши, охватывающей сосудистые клубочки. Благодаря этому продукты диссимиляции из крови поступают непосредственно в нефрон. Выделительные канальцы удлиняются, в них осуществляется обратное всасывание в кровь воды, глюкозы и др. Однако воды с мочой теряется много, поэтому такой почкой обладают только животные, обитающие в воде или во влажной среде.

У пресмыкающихся и млекопитающих возникает вторичная почка. Она закладывается в тазовом отделе и содержит сотни тысяч нефронов (у новорожденного ребенка – до 1 млн.). Каналец нефрона удлиняется, у млекопитающих появляется петля Генле. Фильтрация осуществляется в почечном тельце, за которым следует проксимальный извитой каналец, далее петля Генле и дистальный извитой каналец. Такое строение обеспечивает не только полноценную фильтрацию плазмы крови в капсуле, но и, что более важно, эффективное обратное всасывание воды, глюкозы, витаминов, гормонов, солей и др. необходимых организму веществ. В результате концентрация продуктов диссимиляции в моче, выделяемой вторичной почкой, велика, а само ее количество мало. У человека, например, за сутки в капсулах нефронов фильтруется около 150 л первичной мочи, а выделяется около 2 л вторичной мочи. Эффективная деятельность вторичных почек позволила млекопитающим заселить засушливые районы земной поверхности.

Прогрессивные направления филогенеза выделительной системы:

• появление компактного органа выделения - почки; замена предпочки на первичную и затем вторичную почку;

• увеличение количества нефронов в почке;

• редукция воронки нефрона и появление капсулы Шумлянского-Баумена

• удлинение и дифференцировка канальца нефрона

• дифференцировка клоаки.

Онтофилогенетически обусловленные врожденные пороки развития у человека: тазовая эктопия почки, сегментированная почка.