Використана література: Підручник “Загальна біологія”10-11 клас,Кучеренко м.Є.

Пригадайте: чим багатоклітинний організм відрізняється від одноклітинного та колоніального? Які органи та системи органів характерні для багатоклітинних тварин і вищих рослин? Що таке гомеостаз?

ова і функції багатоклітинних організмів. Як вам відо­мо, у більшості багатоклітинних організмів клітини диференціюють­ся за особливостями будови та функцій, утворюючи різні типи тка­нин. Різні тканини входять до складу органів. Орган - це певна структура організму, яка складається з тканин різних типів, але, як правило, переважає один із них (наприклад, у серці - м'язова тка­нина). Кожен орган займає в організмі певне положення, характе­ризується певними особливостями будови та виконує конкретні функції.

Органи, що виконують спільні функції, утворюють в організмі тва­рин системи органів, наприклад, дихальну, кровоносну, опорно-ру­хову, сечостатеву та ін. Органи однієї системи можуть послідовно з'єд­нуватись один з одним (наприклад, органи травної, дихальної систем) або бути «розкиданими» в організмі (ендокринна система).

Органи різних систем можуть тимчасово об'єднуватись для вико­нання певної функції, утворюючи функціональну систему ор­ганів (наприклад, під час бігу скоординовано функціонують опор­но-рухова, дихальна, кровоносна, нервова системи тощо).

Основними властивостями багатоклітинного організму, як і од­ноклітинного, є обмін речовин, перетворення енергії, здатність до саморегуляції та розмноження. Будь-який організм є відкритою системою: він потребує постійного надходження ззовні енергетич­ного та будівельного матеріалу. Особливе місце в організмі нале­жить регуляторним системам: нервовій, гуморальній та імун­ній, які забезпечують його функціонування як єдиного цілого, зокрема зумовлюючи певні реакції на зміни умов зовнішнього та внутрішнього середовища.

Основними відмінностями одноклітинних і багатоклітинних ор­ганізмів є те, що кожен одноклітинний організм виконує всі життєві функції за допомогою органел чи інших клітинних структур, а кож­на з клітин багатоклітинних організмів пристосована до виконан­ня лише однієї чи кількох певних функцій у складі певних тканин, які, в свою чергу, утворюють органи. Тому різні прояви життєдіяль­ності (живлення, дихання, виділення, транспорт речовин, рух, ре­гуляція обміну речовин, розмноження та індивідуальний розвиток) у багатоклітинних організмів лише частково відбуваються на клі­тинному рівні, а реалізуються здебільшого в тканинах і органах насамперед завдяки взаємодії цих структур. Усі життєві процеси ба­гатоклітинних організмів регулюються різноманітними біологіч­но активними речовинами, а у більшості тварин - ще й нерво­вою, ендокринною та імунною системами.

Органи багатоклітинних організмів поділяють на вегетативні та генеративні. Перші забезпечують обмін речовин, рух, ріст тощо, другі спеціалізовані для здійснення процесів розмноження.

Багатоклітинні тварини та рослини по-різному реалізують свої життєві функції, що насамперед залежить від способу живлення - гетеротрофного у тварин і автотрофного - у рослин. Проте деякі про­цеси життєдіяльності цих організмів можуть здійснюватися подібно.

Рослини як автотрофні організми дістають необхідні для про­цесів біосинтезу речовини з грунту (розчини мінеральних солей) та повітря (вуглекислий газ), а необхідну енергію - від сонячного про­міння. Рослини, на відміну від тварин, ведуть переважно прикріпле­ний спосіб життя, у них відсутні нервова система, органи чуттів, спе­ціалізовані травна, дихальна, видільна системи тощо. Провідні тканини забезпечують транспорт води, розчинів мінеральних та ор­ганічних сполук, біологічно активних регуляторних речовин.

Багатоклітинні тварини як гетеротрофи активно використо­вують різні джерела живлення, багаті на органічні сполуки. Вони мають органи чуттів, нервову та опорно-рухову системи, структури для захоплення та перероблення їжі (травна система). Це сприяло інтенсифікації обміну речовин і перетворенню енергії, забезпечило активний спосіб життя, а у теплокровних тварин (птахи, ссавці) зникла залежність температури тіла від умов довкілля.

У тварин є особливі системи ефективного транспорту кисню до окремих тканин і клітин (дихальна та кровоносна) та розподілу ре­човин між різними частинами організму (лімфатична і кровоносна системи, порожнинні рідини), а також спеціальні органи виділен­ня, які, крім виведення з організму продуктів обміну, водночас бе­руть участь у підтриманні гомеостазу.

Органи багатоклітинних рослин і грибів, регуляція їхніх Дй. У багатоклітинних нижчих рослин (водоростей) і грибів, унаслідок відсутності диференційованих тканин, вегетативні орга­ни чітко не виражені: тіло водоростей має назву слань (талом), а грибів - грибниця (міцелій), яка становить собою сукупність нит­частих утворів (гіфів) (мал.48).

У вищих рослин, як вам відомо, вегетативними органами є пагін і корінь (мал.49). Ці органи здатні видозмінюватись унаслідок на­буття ними нових функцій. Так, корені можуть видозмінюватись на коренеплоди, кореневі бульби, причіпки, ходульні, дихальні корені; пагони - на вусики, голки, кореневища, бульби, цибулини, бульбо­цибулини тощо. Всі вегетативні органи та більшість їхніх видозмін часто здатні до вегетативного розмноження.

Корінь - це вегетативний орган, який забезпечує закріплення рослини в грунті, всмоктування ґрунтового розчину солей та його транспорт до надземних частин рослини, а його видозміни - запасання поживних речовин (коренеплоди, кореневі бульби), прикріп­лення пагонів до субстратів (причіпки, ходульні корені) тощо. Різні види коренів (головний, бічні, додаткові) формують кореневу сис­тему.

Пагін складається з осьової частини (стебла), на якому розташовані листки та бруньки. На деяких пагонах, так званих репродуктивних, розміщені також генеративні органи (квітки). Стебло забезпечує вза­ємозв'язок органів рослини між собою, транспортує різні речовини, ут­ворює і несе на собі листки та квітки. Листок виконує функції фото­синтезу, газообміну та випаровування води (транспірації).

Бруньки - це зачаткові пагони. Вегетативні бруньки склада­ються із зачаткового стебла з конусом наростання та зачаткових листочків. Генеративні - містять зачатки квіток або суцвіть.

Завдяки верхівковій меристемі стебло та корінь здатні до необмеженого росту в довжину, а бічна меристема забезпечує їхній ріст у товщину. Листки ростуть переважно до певних розмірів за рахунок крайової меристеми.Д

ля кореня і стебла характерна осьова будова Вони складаються з різних концентричних шарів, утворених певними

тканинами. Наприклад, багаторічне стебло дерева побудовано з концентричних шарів (кора, камбій, деревина і сер­цевина). Листок має пластинчасту структуру, яка складається з шарів покрив­ної тканини (епідерми), стовпчастої та губчастої хлорофілоносної паренхіми і містить судинно-волокнисті пучки (жилки).

Органи нестатевого розмноження рослин і грибів називають спорангіями. Вони розміщені або поодиноко, або зібрані разом у складні структури (стробіли хвощів та плаунів, плодові тіла грибів).

Органи статевого розмноження забезпечують утворення та дозрівання статевих клітин, процеси запліднення, а у насінних рос­лин (голо- та покритонасінних) — ще й запилення. Жіночі статеві органи вищих спорових рослин (мохів, папоротей, хвощів, плау­нів) та голонасінних мають назву архегонії, а чоловічі - анте­ридії. У покритонасінних рослин органом насіннєвого розмножен­ня є квітка.

Функції рослинного організму (росту, розвитку тощо) регулюються за допомогою біологічно активних сполук - фітогормонів, які ви­робляються спеціалізованими тканинами вищих рослин. Незначні кількості цих сполук можуть значно впливати на різні життєві функції рослин, прискорюючи або гальмуючи їх. Фітогормони транс­портуються від місця їхнього утворення до місця дії по провідних тканинах або безпосередньо від однієї клітини до іншої.

За допомогою біологічно активних сполук (фітонцидів, алка­лоїдів тощо) рослини можуть впливати на особин свого або інших видів рослин, мікроорганізмів, тварин.

Фітонциди (від грец. фітон - рослина та лат. цедо - вбиваю) - це речовини, які виділяються рослинами для пригнічення життєдіяльності інших видів рослин, бактерій, грибів тощо. Наприклад, пирій та ясен можуть за допомогою фітонци­дів гальмувати розвиток рослин інших видів. Тому, висіваючи разом рослини різних видів або плануючи сівозміну, необхідно враховувати, яким чином одні види впливатимуть на інші.

Фітонциди часнику та цибулі здавна використовують у профілактиці та ліку­ванні багатьох інфекційних хвороб завдяки їхній антибіотичній дії. Для захисту від фітофагів та паразитів рослини і гриби виділяють особливі отруйні речовини - алкалоїди, які можуть негативно впливати також і на інші види рослин.

Рослини здатні сприймати зміни довкілля і певним чином на них реагувати. Ці реакції дістали назву тропізмів та настій. Тропізми (від грец. тропос - поворот, зміна напрямку) — це ростові рухи орга­нів рослин у відповідь на подразник, що має певну спрямованість. Так, ростові реакції на світло називають фототропізмом, на силу тяжіння землі - геотропізмом, на хімічні сполуки - хемотро­пізмом тощо. Якщо рухи рослини спрямовані у бік подразника, то такі тропізми називають позитивними, якщо в протилежний бік - негативними. В основі тропізмів лежить явище подразливості. Ці реакції спостерігають в органах рослин, які ростуть. Як правило, тропізми є результатом нерівномірного поділу клітин на різних бо­ках органів унаслідок відповідного розподілу фітогормонів росту.

Настії (від грец. настос - ущільнений) являють собою рухи ор­ганів рослин у відповідь на дію подразників, що не мають певного спрямування (зміна освітленості, температури тощо). Прикладом настій можуть слугувати відкривання та закривання віночка квіт­ки у відповідь на зміну освітленості (фотонастії), згортання лист­ків при змінах температури {термонастії), закривання листків комахоїдних рослин як реакція на рухи комахи (сейсмонастії) тощо. Настії можуть бути пов'язані з розтягуванням органів через нерівномірний ріст або зміну тургорного тиску в певних групах клі­тин унаслідок коливань концентрації клітинного соку.

ВИСНОВКИ

Багатоклітинні організми складаються з клітин різних типів, які входять до складу певних типів тканин. З тканин, в свою чер­гу, складаються органи; ті з них, що виконують спільні функції, можуть утворювати системи органів. Усі органи поділяють на вегетативні та генеративні (статеві). Функціональна цілісність тваринних організмів забезпечується регуляторними система­ми (нервовою, гуморальною, імунною). Багатоклітинні тварини і рослини по-різному реалізують свої життєві функції, що пов'яза­но зі способами їхнього живлення (гетеротрофи та автотрофи), проте окремі процеси життєдіяльності у них можуть здійснюва­тись подібним чином.

Рослини як цілісні інтегровані організми можуть регулюва­ти свої життєві функції, а також впливати на інші організми за допомогою біологічно активних сполук (фітогормонів, фітонци­дів тощо). Вони здатні сприймати подразники довкілля і пев­ним чином реагувати на них у вигляді тропізмів і настій.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ:

1. Що таке орган і система органів? Яке значення функціональ­ної системи органів? 2. Що таке вегетативні та генеративні органи? Які вегетативні та генеративні органи вищих рослин ви знаєте? 3. Як рослини реагують на зміни довкілля? 4. Що таке фітогормони, фітонциди та алкалоїди?

Подумайте: яким чином рослини можуть впливати на інші ор­ганізми? Наведіть приклади.

ОРГАНІЗМ БАГАТОКЛІТИННИХ ТВАРИН ! РЕГУЛЯЦІЯ ЙОГО ФУНКЦІЙ

Пригадайте: які системи органів є в організмі тварин? Яким чином регулюються його життєві функції? Що таке гіпоталамус, які його функції?

Основними си­стемами органів багатоклітинних тварин є опорно-рухова, травна, видільна, кровоносна, дихальна, нервова, ендокринна та статева.

Травна система (мал.50) забезпечує надходження в організм поживних речовин, їхнє перероблення, всмоктування продуктів травлення та виведення з організму неперетравлених решток їжі. Травлення — сукупність процесів, що забезпечують механічне та хімічне (за участю травних ферментів) розщеплення їжі на компо­ненти, які можуть засвоюватись організмом та включатись в обмін речовин. Як правило, травлення починається в порожнині кишеч­нику (позаклітинне, або порожнинне травлення), а завершу­ється в клітинах його епітелію (внутрішньоклітинне травлен­ня). Ферменти, розміщені на поверхні епітеліальних клітин кишечнику, забезпечують мембранне, або пристінкове, трав­лення. У найпростіших та деяких багатоклітинних тварин (напри­клад, губок) існує лише внутрішньоклітинне травлення.

Багато тварин вводять свої травні ферменти в тіло інших орга­нізмів (павуки, деякі клопи, попелиці, цикади, деякі круглі черви) або інші субстрати (личинки мух, що мешкають у гниючій органіці), а потім усмоктують перетравлені або напівперетравлені речовини в кишечник (позаорганізмове, або зовнішнє травлення).

Загалом можна виділити два типи будови травної системи тварин (мал.50): замкнену, або мішкоподібну, та наскрізну. Замкнена, або мішкоподібна, трав­на система складається з ротового отвору та замкненого кишечнику, непере- травлені рештки їжі при цьому викидаються через рот (плоскі черви). У більшості тварин розвинена наскрізна травна система, яка закінчується анальним отво­ром, через який неперетравлені рештки їжі виводяться назовні. Деякі парази­тичні організми, наприклад стьожкові черви, можуть втрачати травну систему взагалі: вони всмоктують поживні речовини з організму хазяїна через покриви.

озподільні функції в найпростішому випадку виконує порож­нинна рідина, яка заповнює проміжки між органами (круглі черви). В інших організмів (членистоногі, молюски, кільчасті черви, хордові) ці функції виконують декілька систем, провідна роль серед яких на­лежить кровоносній.

Кровоносна система складається із судин і центрального пуль­суючого органа - серця (в організмів, позбавлених серця, напри­клад кільчастих червів, ланцетників, його функції беруть на себе деякі судини, стінки яких мають добре розвинені м'язи). Кровонос­на система може бути замкненою та незамкненою (мал.51). Якщо кров протікає тільки по системі судин і не потрапляє в порожнину тіла, така кровоносна система має назву замкненої (кільчасті чер­ви, більшість хордових тварин). Якщо ж судини відкриваються в порожнину тіла і частина кровообігу відбувається в проміжках між органами, кровоносна система називається незамкненою (членис­тоногі, молюски). При цьому кров змішується з порожнинною ріди­ною, утворюючи рідину подвійної природи — гемолімфу.

Кровоносна система забезпечує транспорт та перерозподіляє по­живні речовини, гази, біологічно активні сполуки, виведення про­дуктів обміну. Кровоносна та лімфатична системи, крім того, забез­печують захисні реакції організму.

Дихальна система забезпечує газообмін між організмом і до­вкіллям.

Органи дихання у мешканців водойм (ракоподібні, молюски, риби тощо) - це зябра - тонкостінні вирости, які омиваються водою. Умовою газообміну через зяб­ра є їхня зволоженість, тому на суходолі ці органи дихання функціонувати не можуть. У мешканців суходолу органи дихання, як правило, побудовані складніше. Вони мо­жуть бути представлені трахеями (комахи, павукоподібні, багатоніжки), легеневи­ми мішками (деякі павукоподібні), легенями (наземні хребетні тварини).

Деякі мешканці водойм і суходолу не мають диференційованої дихальної системи (війчасті черви, нематоди, дрібні кліщі та ракопо­дібні, деякі кільчасті черви), газообмін у них відбувається крізь зво­ложені покриви, тому у посушливих місцях вони існувати не можуть.

Кисень, який надходить в організм, транспортується по ньому за участю розподільних механізмів (кровоносної системи, порожнинної рідини та ін.). Лише у членистоногих, які мають трахеї, кисень безпо­середньо надходить до органів і тканин по їхніх розгалуженнях.

Органи виділення (екскреції) — це спеціалізовані утвори, різ­номанітні за будовою та функціями (система видільних канальців плоских червів, метанефридії кільчастих червів, нирки молюсків, зелені залози річкового рака, мальпігієві судини наземних чле­нистоногих, нирки хребетних тощо). Крім цих спеціалізованих ор­ганів, у виділенні продуктів обміну можуть брати участь й інші ут­вори (у ссавців - потові та сальні залози, розташовані в шкірі, органи дихання, у комах - жирове тіло тощо).

Опорно-рухова система забезпечує зміну положення тіла тва­рин, рухи окремих органів та організму в цілому. У різних груп чер­вів опорно-рухова система представлена шкірно-м'язовим міш­ком та гідроскелетпом (порожнинна або міжклітинна рідина, яка тисне на стінки тіла та підтримує його форму, а також може діяти як антагоніст м'язів, що згинають тіло). В інших тварин є твердий зовнішній (членистоногі) чивнутпрішній (хордові) скелет, до пев­них елементів якого прикріплюються м'язи.

Статева система тварин представлена статевими залозами, які продукують статеві клітини, та протоками, через які вони виводять­ся. Статева система виконує функцію розмноження, завдяки чому забезпечується безперервна послідовність поколінь.

щія життєвих функцій організмів тварин у цілому, а також окремих його органів, узгодження їхньої діяльності, підтри­мання певного фізіологічного стану та гомеостазу здійснюється нер­вовою, ендокринною та імунною системами, які тісно взаємопов'язані.

Нервова система регулює житгєві функції за допомогою ре­флексів. Вона дає змогу швидко сприймати зміни умов довкілля чи внутрішнього середовища організму і реагувати на них. Інфор­мація у вигляді нервових імпульсів передається по певних шля­хах, які дістали назву рефлекторних дуг. По них нервові імпуль­си передаються від рецепторів чи спеціалізованих органів чуттів до певних ділянок нервової системи, де відбуваються їх аналіз та від­повідна реакція. Від цих ділянок імпульси прямують до робочих ор­ганів. Нервові імпульси мають електричну природу, але в місцях контакту двох сусідніх нейронів (у синапсах) імпульси передаються хімічним шляхом за допомогою сполук-медіаторів (від лат. медіа­тор -посередник), наприклад, ацетилхоліну.

Різні групи тварин мають різні типи нервової системи (дифузна - у кишково­порожнинних, драбинчастого типу - у плоских червів, типу черевного нерво­вого ланцюжка - у кільчастих червів та членистоногих, розкидано-вузлового типу - у молюсків, трубчастого - у хордових тварин тощо), але принцип їхньої роботи подібний.

Ендокринна система. Ендокринні залози розвинені у більшості типів тварин. Вони не сполучаються просторово, їхня робота узгод­жується або завдяки нервовій регуляції, або ж гормони, що вироб­ляються одними залозами внутрішньої секреції, можуть впливати на роботу інших (так, у ссавців цю функцію виконують гормони гі­пофіза). В свою чергу, гормони, що виробляються залозами внут­рішньої секреції, впливають на роботу нервової системи.

Особливе місце в регуляції функцій організму належить нейро- гормонам - біологічно активним речовинам, що виробляються особ­ливими нейросекреторними клітинами гіпоталамуса, епіфіза, моз­кової речовини надниркових залоз, нервових вузлів вегетативної (автономної) нервової системи хребетних, особливих нейросекретор- них органів безхребетних тварин тощо. Нейрогормони надходять у кров, міжклітинну або спинномозкову рідину і дистанційно впли­вають на роботу певних органів. Нейросекреторні клітини виявлені у всіх тварин, які мають нервову систему.

У хребетних тварин існує тісний зв'язок між гіпоталамусом та гіпофізом, так звана гіпоталамо-гіпофізарна система. Він полягає в тому, що синтезовані клітинами гіпоталамуса нейрогор­мони надходять по кровоносних судинах у передню частку гіпофіза. Там нейрогормони стимулюють або гальмують секрецію певних гор­монів, які, у свою чергу, діють на інші залози внутрішньої секреції.

Гуморальна регуляція може здійснюватись й іншими біологічно активними речовинами (наприклад, концентрація вуглекислого газу в крові впливає на діяльність дихального центру хребетних тварин, концентрація іонів кальцію та калію - на діяльність серця та ін.). Вона відбувається повільніше, ніж нервова, але на відміну від останньої справляє триваліший вплив на фізіологічний стан як окремих органів та їхніх систем, так і організму в цілому.

Важливу роль у забезпеченні життєдіяльності організму відіграє імунітет. Імунітет (від лат. імунітас - звільнення від чогось) - це здатність організму до захисту власної цілісності, несприйнятливості збудників певних захворювань. У створенні імунітету беруть участь неспецифічні та специфічні механізми.

До неспецифічних механізмів імунітету {вроджений імунітет) належать бар'єрна функція епітелію шкіри та слизових оболонок внутрішніх органів, бактерицидна дія деяких ферментів (напри­клад, ферменту слини, слізної рідини, гемолімфи членистоногих - лізоциму), кислот (молочної та жирних, що виділяються з секретом потових і сальних залоз, соляної кислоти, яка міститься у складі шлункового соку тощо), а також клітини різних тканин, здатні зне­шкоджувати сторонні частинки та мікроорганізми.

Специфічні механізми імунітету (набутий імунітет) забезпе­чуються наявністю імунної системи, яка розпізнає і знешкоджує чужорідні частинки і мікроорганізми, які сприймає як сторонні (ан­тигени). Антигени — субстанції біологічного походження, які роз­пізнаються організмом, як сторонні і спричинюють імунну відповідь організму. До складу імунної системи організму хребетних тварин входять вилочкова (або загрудинна) залоза (тимус), червоний кіст­ковий мозок, селезінка, лімфатичні вузли тощо. Імунна система за­безпечує гуморальний (вироблення антитіл, які зв'язують певні антигени і таким чином їх знешкоджують) і клітинний (підвищен­ня концентрації певних груп лімфоцитів, здатних вибірково фаго- цитувати певні антигени) імунітет.

ВИСНОВКИ

У більшості багатоклітинних організмів основними система­ми органів є опорно-рухова, травна, дихальна, кровоносна, ви­дільна, нервова, ендокринна тощо, кожна з яких виконує специ­фічні, притаманні їй функції. Органи та їхні системи утворюють єдиний цілісний організм, здатний до обміну речовин, розмно­ження, розвитку та саморегуляції.

Регуляція функцій окремих органів, систем органів та орга­нізму в цілому здійснюється за допомогою нервової системи (нер­вова регуляція), а також за рахунок різноманітних біологічно активних сполук (гормонів, нейрогормонів тощо), які містяться в порожнинній, міжклітинній, спинномозковій рідинах, а також у гемолімфі, крові та лімфі (гуморальна регуляція). Нервовий і гуморальний механізми регуляції забезпечують узгоджене функ­ціонування організму, його реакції на зміни умов існування, а також гомеостаз — властивість організмів підтримувати сталість внутрішнього середовища. У створенні гомеостазу важлива роль належить імунітету — здатності організму до захисту власної ці­лісності, несприйнятності до збудників певних захворювань.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ:

1. Які основні системи органів тварин вам відомі? Які їхні основні функції? 2. Яким чином регулюються життєві функції організму? 3. Що таке імунітет? Які є механізми імунітету? 4. Що собою стано­вить імунна система? 5. Що таке антитіла та антигени?

Подумайте: що спільного та відмінного в нервовій та гумораль­ній регуляції життєвих функцій організму? Який взаємозв'язок цих механізмів регуляції?ріональної індукції? 6. Які частини зародка виникають з екто-, енто- та мезодерми? Відповідь оформіть у вигляді таблиці

Частини зародка, що з них формуються

Подумайте: у чому полягає біологічне значення явища ембріо­нальної індукції? Яким дослідом його можна довести?