Саратовский государственный медицинский университет

Кафедра общей биологии

ФИЛОГЕНЕЗ СИСТЕМ ОРГАНОВ ХОРДОВЫХ

Учебное пособие Часть 1

Издательство Саратовского государственного медицинского университета

2007

УДК 57(07)

Учебное пособие предназначено для самостоятельной внеау- диторной и аудиторной работы студентов 1-го курса медицинских вузов при изучении раздела программы «Филогенез систем орга- нов хордовых».

Составители: докт. биол. наук, проф. СИ. Белянина;

докт. биол. наук, доц. Н.В. Полуконова; докт. биол. наук, доц. И.В. Сергеева; канд. биол. наук, доц. Т.А. Андропова; канд. биол. наук, доц. Л.А. Боброва; канд. биол. наук, доц. Н.А. Дурнова; канд. биол. наук, доц. Л.Е. Сигарева; канд. мед. наук, доц. B.C. Софьин; канд. биол. наук, асе. Ю.В. Белоногова.

Рецензенты: докт. биол. наук, проф. В.В. Аникин;

канд. мед. наук, доц. О.Ю. Алешкина.

Рекомендовано к печати ЦКМС СГМУ.

© Составители: СИ. Белянина, Полуконова И.В., Сергеева И.В., Андронова Т.А., Боброва Л.А., Дурнова Н.А., Сигарева Л.Е., Софьин B.C., Белоногова Ю.В.

© Саратовский медицинский университет, 2007

ФИЛОГЕНЕЗ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ И ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМ ОРГАНОВ ХОРДОВЫХ

Цель занятия:

Знать основные этапы и направления филогенеза пищевари- тельной и дыхательной систем хордовых, определяющих строение и функции этих систем у человека.

Ознакомиться с филогенетической, эмбриональной и функциональной связью пищеварительной и дыхательной си- стем хордовых.

Уметь обосновывать возможные филогенетические механиз- мы аномалий пищеварительной и дыхательной систем челове- ка.

Внеаудиторная работа

Задание 1. Закладка пищеварительной системы хордовых в эмбриогенезе

Пищеварительная система хордовых в эмбриогенезе заклады- вается в виде слепозамкнутой прямой трубки, которая в зависи- мости от происхождения слизистой оболочки условно подразделя- ется на три части. Изучите по табл. 1 «Закладка пищеварительной системы в эмбриогенезе хордовых» границы, и производные пище- варительной трубки и ответьте на вопросы:

• Какой отдел пищеварительной трубки дает начало глотке, пищеводу, желудку, тонкой кишке, печени и поджелудочной железе?

• Какой отдел пищеварительной трубки дает начало толстому кишечнику?

• С какой системой органов филогенетически, эмбрионально и функционально связана пищеварительная система хордо- вых?

• У каких хордовых (первичноводных, наземных, вторично- водных) значительная часть переднего отдела кишечника преобразована в орган дыхания?

Таблица 1

Закладка пищеварительной системы в эмбриогенезе хордовых

Часть пищевари- тельной трубки	Границы	Производные	Проис- хождение слизистой оболочки
Передняя	начинается ротовым отверстием и заканчи- вается переходом в глотку	полость рта слюнные железы	эктодер- мальное
Средняя	начинается глоткой и заканчивается в месте контакта энтодермаль- ной слизистой оболоч- ки средней кишки с эк- тодермальной оболоч- кой задней кишки	глотка пищевод желудок тонкая кишка печень поджелудоч- ная железа	энтодер- мальное
Задняя	начинается верхним отделом задней кишки и заканчивается задне- проходным отверстием	толстая кишка	эктодер- мальное

Задание 2, Строение ланцетника - низшего хордового животного

Пользуясь материалом учебника, изучите строение ланцет- ника.

• Какой образ жизни ведет ланцетник? Пассивное или актив- ное питание у него?

• Как устроена пищеварительная система ланцетника?

• Гомологичен ли печеночный вырост ланцетника печени дру- гих хордовых?

Как устроена дыхательная система ланцетника?

Задание 3. Эволюция пищеварительной системы позвоночных животных

Изучите по учебнику основные этапы и главные направления эволюции пищеварительной системы позвоночных животных и за- полните табл. 2 «Сравнительная характеристика пищеваритель- ной системы позвоночных».

Таблица 2

Сравнительная характеристика пищеварительной системы позвоночных

Класс	Отделы пищевари- тельной системы		Большие пищева- ритель- ные железы		Особенности строения пи- щеварительной системы, свя- занные с обра- зом жизни		Эволюцион- ные преобра- зования пи- щеваритель- ной системы
Рыбы
Земно- водные
Пресмы- кающиеся
Птицы
Млекопи- тающие

Задание 4. Эволюция дыхательной системы позвоночных животных

Изучите по учебнику строение дыхательной системы у пред- ставителей основных классов позвоночных. Заполните табл. 3 «Сравнительная характеристика дыхательной системы позвоноч- ных». Обратите внимание на морфофизиологические особенности плавательного пузыря рыб, которые явились предпосылкой его преобразования в легкие.

Сравнительная характеристика дыхательной системы позвоночных

Продолжение табл. 3

Отделы

Класс

дыхательной системы	Рыбы	Земно- водные	Пресмы- кающие- ся	Млеко- питаю- щие
Бронхи (наличие, ветвление)
Легкие (строение, пло- щадь поверхности)
Диафрагма (наличие, строение)
Грудная клетка (нали- чие, связь ребер с гру- диной)		...
Механизм поступления воздуха в легкие (за- глатывание воздуха, работа межреберных мышц, диафрагмы)

Аудиторная работа

Задание 5. Пищеварительная и дыхательная системы . ланцетника

Рассмотрите постоянный микропрепарат «Ланцетник» при по- мощи микроскопа МБС-1 и изучите строение пищеварительной системы ланцетника. Зарисуйте, обозначив: а) предротовое отвер- стие, б) ротовые щупальца, в) глотку, г) жаберные щели, д) ки- шечник, е) печеночный вырост; ж) анальное отверстие, з) атрио- пор.

Таблица 3

Отделы дыхательной системы		Класс
		Рыбы		Земно- водные		Пресмы- кающие- ся	Млеко- питаю- щие
Ноздри (наличие, сообщение с ротовой полостью)
Твердое небо (отсутст- вует, имеется зачаток, развитое)
Место расположения внутренних хоан
Глотка (наличие жаберных щелей, их количество, функции)
Гортань (наличие)
Трахея (наличие, длина)				1

• Какую часть длины пищеварительной трубки ланцетника со- ставляет глотка?

• Какие процессы происходят у ланцетника при поступлении воды в глотку и далее в околожаберную полость?

• Имеются ли у ланцетника пищеварительные железы?

Задание 6. Пищеварительная и дыхательная системы рыб

Рассмотрите на влажном макропрепарате строение органов пищеварения и дыхания костной рыбы. Обратите внимание, что ротовая полость переходит в глотку, пронизанную жаберными ще- лями; глотка без четкой границы переходит в пищевод, а пище- вод - в желудок. Задняя часть желудка четко отграничена от две- надцатиперстной кишки, которая в начальной части окружена шестью пилорическими отростками. Остальная часть кишечной трубки не дифференцирована на отделы. Вокруг желудка и двена- дцатиперстной кишки располагается печень.

Органы дыхания рыб - жабры, состоящие из жаберных дуг, на внешней стороне которых расположено множество эпители- альных выростов ~ жаберных лепестков, а на внутренней - небольшие выросты - жаберные тычинки.

Ответьте на вопросы:

• Где, как правило, расположена ткань поджелудочной желе- зы у костных рыб?

• Какую функцию выполняют жаберные тычинки?

• Какова роль в переваривании пищи пилорических придат- ков, расположенных в начальной части тонкой кишки у ко- стных рыб: а) основная; б) вспомогательная?

Задание 7. Пищеварительная и дыхательная системы земноводных

Рассмотрите на влажном макропрепарате строение пищевари- тельной и дыхательной систем лягушки. Учтите, что ротоглоточ-

ная полость лягушки принимает участие в процессах и дыхания и пищеварения. Ротоглоточная полость переходит в пищевод (рис. 1), за которым следует желудок. Желудок, постепенно сужа- ясь, переходит в двенадцатиперстную кишку, в брыжейке которой видна поджелудочная железа. Двенадцатиперстная кишка перехо- дит в тонкую кишку, свернутую в петли. Тонкая кишка впадает в резко расширенную толстую кишку, заканчивающуюся клоакой.

Дыхательная система лягушки связана с пищеварительной системой в начальных отделах. В ротоглоточную полость открыва- ются хоаны. Воздухоносные пути не дифференцированы, имеется только маленькая гортанно-трахейная камера. Легочные мешки имеют ячеистое строение.

Ответьте на вопросы:

• Какие особенности строения имеет ротоглоточная полость лягушки?

• Сколько пар жаберных щелей закладывается у личинок зем- новодных (головастиков)?

• Каково соотношение длины тонкой и толстой кишок у ля- гушки?

• Какова степень дифференцировки кишечной трубки амфи- бий по сравнению с рыбами?

Задание 8. Пищеварительная и дыхательная системы пресмыкающихся

Рассмотрите на влажном макропрепарате строение пищевари- тельной и дыхательной систем ящерицы. Обратите внимание, что ротовая полость переходит в пищевод (рис. 2), идущий параллель- но трахее и переходящий в желудок. За желудком следует двена- дцатиперстная кишка, в брыжейке которой локализуется подже- лудочная железа. Имеется печень и желчный пузырь. Двенадца- типерстная кишка переходит в тонкую кишку, которая продолжа- ется в толстую кишку. Между тонкой и толстой кишкой имеется зачаток слепой кишки. Толстая кишка открывается в клоаку.

• Какова сравнительная длина кишечника лягушки и ящери- цы?

• Когда у пресмыкающихся происходит закладка жаберных щелей?

• Каково значение слепой кишки, впервые появившейся у пресмыкающихся?

• Каковы прогрессивные изменения пищеварительной и дыха- тельной систем пресмыкающихся (по сравнению в земно- водными)?

Задание 9. Пищеварительная и дыхательная системы птиц

желчный пузырь

клоака

толстая кишка

тонкая кишка

пилорус

поджелудочная железа, скрывающая желчный проток

желудок

мочевой пузырь

пищевод

желудок желчный пузырь

поджелудочная железа

клоака

Рассмотрите на влажном макропрепарате строение дыхатель- ной и пищеварительной систем голубя. Обратите внимание, что пищевод имеет в средней части расширение - зоб (рис. 3). Желу- док птиц имеет верхнюю (железистую) часть трубчатой формы и нижнюю (мускулистую) часть округлой формы. Желудок пере- ходит в двенадцатиперстную кишку, за. ней расположены тонкая и толстая кишка, на границе которых имеются два слепых отрост- ка. Кишечник открывается в клоаку.

Найдите у основания клюва голубя ноздри. Рассмотрите ло- кализацию трахеи и легких. Обратите внимание на компактное строение легких у птиц.

Ответьте на вопросы:

• Какова специфика соотношения отделов кишечника у птиц?

• Какое функциональное значение имеет зоб у птиц?

• Каково соотношение длины кишечника (в целом) и длины туловища птиц?

• Где у птиц расположены дыхательные мешки и как они уча- ствуют в процессе дыхания?

желчный проток печень

тонкая кишка толстая кишка

Задание 10. Пищеварительная и дыхательная системы млекопитающих

Рассмотрите на влажном макропрепарате строение дыхатель- ной и пищеварительной систем крысы (или морской свинки). Ис- пользуя рис. 4, найдите на препарате пищевод, объемистый желу- док, двенадцатиперстную кишку с поджелудочной железой, тон- кую кишку. Обратите внимание на объемистую толстую кишку с червеобразным придатком, рассмотрите прямую кишку. Найди- те печень, разделенную на доли разной величины.

Изучите дыхательную систему млекопитающих, найдите у морской свинки трахею, два бронха, легкие. Обратите внимание на то, что левое легкое состоит из одной доли, а правое - из двух.

Ответьте на вопросы:

• Какова сравнительная длина различных отделов кишечника морской свинки?

• Каково соотношение общей длины кишечника морской свинки с длиной ее туловища?

• Какова функция слепой кишки млекопитающих?

• На чем основан механизм дыхательных движений млекопи- тающих?

Задание 11. Аномалии строения пищеварительной и дыхательной систем человека

В эмбриогенезе человека прослеживается единство пищевари- тельной и дыхательной систем. Этим объясняется формирование врожденных пороков развития пищевода и трахеи по типу эзофа- готрахеальных свищей. Ознакомьтесь с некоторыми другими ано- малиями строения пищеварительной и дыхательной систем чело- века и установите, какие из них являются филогенетически обу- словленными. Обратите внимание на то, что врожденные пороки пищеварительной системы составляют более 20% всех аномалий развития.

желчный пузырь желчный проток поджелудочная железа

двенадцатиперстная кишка

проток поджелудочной железы

слепая кишка

восходящая часть толстой кишки

печень желчные протоки

протоки поджелудочной железы

поджелудочная железа

двенадцатиперстная кишка

пищевод зоб

тонкая кишка с брыжейкой

железистый желудок мускульный желудок

слепые выросты клоака

печень желудок

поперечная часть толстой кишки

тонкая кишка

нисходящая часть толстой кишки

прямая кишка

пищевод