Дыхание и транспорт веществ у животных

Определение. Дыхание животных

Дыхание обеспечивает газообмен: поступление кислорода и удаление углекислого газа. Значение дыхания — получение энергии при окислении органических веществ. У простейших газообмен идёт через всю поверхность клетки.

Дыхание — процесс газообмена, при котором организм получает кислород и выделяет углекислый газ. Значение дыхания — обеспечение клеток энергией за счёт окисления органических веществ.

Способы дыхания разнообразны. Жаберное дыхание характерно для рыб и многих водных беспозвоночных; жабры бывают наружные и внутренние. У обитателей суши встречаются кожное, трахейное и лёгочное дыхание. Кожное дыхание важно для земноводных. У насекомых — трахейное дыхание: кислород идёт по тонким трубочкам-трахеям прямо к тканям.

Дыхание у животных: Простейшие: - Газообмен через всю поверхность клетки Водные животные: - Жаберное (наружные и внутренние жабры) Обитатели суши: - Кожное - Трахейное (насекомые) - Лёгочное Птицы: - Лёгкие + воздушные мешки

У птиц особую роль играют воздушные мешки: они обеспечивают двойное дыхание и облегчают тело при полёте.

Дыхание — один из важнейших процессов жизнедеятельности. При дыхании организм получает кислород, необходимый для окисления органических веществ, и выделяет углекислый газ. В результате окисления выделяется энергия, которая используется клетками для всех жизненных процессов: движения, роста, размножения. Без дыхания ни одно животное не может существовать.

Способы дыхания зависят от среды обитания и уровня организации животного. У простейших газообмен идёт через всю поверхность клетки: кислород проникает через клеточную мембрану, а углекислый газ выходит наружу. Так дышат амёба, инфузория-туфелька и другие одноклеточные животные. У более сложных животных появляются специальные органы дыхания.

Газообмен — обмен газами между организмом и средой: поступление кислорода и выделение углекислого газа. У простейших газообмен идёт через всю поверхность клетки, у многоклеточных — через специальные органы дыхания.

Жаберное дыхание

Жаберное дыхание характерно для водных животных — рыб и многих беспозвоночных (ракообразных, моллюсков). Органы дыхания — жабры — это выросты тела, пронизанные кровеносными сосудами. Жабры бывают наружные (у личинок земноводных, некоторых червей) и внутренние (у рыб). Рыба пропускает воду через жабры: кислород, растворённый в воде, проникает в кровь, а углекислый газ выходит в воду. Жабры имеют большую поверхность, что позволяет эффективно поглощать кислород из воды.

Окунь дышит внутренними жабрами: он заглатывает воду, которая проходит через жабры, где кровь насыщается кислородом. Личинка тритона имеет наружные жабры — перистые выросты, торчащие наружу.

Жабры устроены так, чтобы максимально увеличить поверхность газообмена. У рыб жабры расположены в жаберной полости под жаберными крышками и состоят из множества жаберных лепестков, пронизанных капиллярами. Вода, проходя через жабры, омывает лепестки, и кислород из воды переходит в кровь, а углекислый газ — из крови в воду. Такой механизм называется противоточным и обеспечивает очень эффективное поглощение кислорода. У ракообразных жабры расположены на конечностях, у моллюсков — в мантийной полости.

object: Жабры рыбы magnification: 100× visible:

• Жаберные лепестки (увеличивают поверхность)
• Капилляры (кровеносные сосуды)
• Жаберная крышка (защищает жабры) note: Жабры имеют большую поверхность, пронизанную капиллярами, что обеспечивает эффективный газообмен с водой.

Кожное, трахейное и лёгочное дыхание

У обитателей суши встречаются кожное, трахейное и лёгочное дыхание. Кожное дыхание — газообмен через влажную кожу; оно важно для земноводных (лягушек, жаб), у которых кожа пронизана кровеносными сосудами. Трахейное дыхание характерно для насекомых: кислород идёт по тонким трубочкам-трахеям, которые пронизывают всё тело и доставляют воздух прямо к клеткам. Лёгочное дыхание — газообмен в лёгких; оно характерно для пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.

Кожное дыхание возможно только при влажной коже, поэтому земноводные живут во влажных местах и не могут долго находиться на суше. Кожа лягушки пронизана множеством кровеносных сосудов, через которые происходит газообмен. У земноводных кожное дыхание дополняет лёгочное, а у некоторых (например, у тритонов) кожа — главный орган дыхания. Трахейное дыхание насекомых очень эффективно: тонкие трубочки-трахеи пронизывают всё тело и доставляют кислород прямо к клеткам, поэтому насекомым не нужна кровеносная система для переноса кислорода. Лёгочное дыхание — газообмен в лёгких, органах с большой поверхностью, пронизанных капиллярами. Лёгкие характерны для пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.

Лягушка дышит и лёгкими, и кожей: на суше она использует лёгкие, а под водой — кожу. Кузнечик дышит трахеями: воздух по трубочкам-трахеям идёт прямо к клеткам. Собака дышит лёгкими: воздух поступает в лёгкие, где кровь насыщается кислородом.

Дыхание птиц и воздушные мешки

У птиц дыхание имеет особенность, связанную с полётом. Кроме лёгких, у птиц есть воздушные мешки — тонкостенные выросты, проникающие между внутренними органами и даже в полые кости. Воздушные мешки обеспечивают двойное дыхание: воздух проходит через лёгкие и при вдохе, и при выдохе, что повышает эффективность газообмена. Кроме того, воздушные мешки облегчают тело птицы, уменьшая его плотность, что важно для полёта.

Не путай: у насекомых трахейное дыхание (воздух по трубочкам-трахеям прямо к клеткам), а у птиц — лёгочное с воздушными мешками (двойное дыхание). Воздушные мешки птиц — не лёгкие, а дополнительные воздушные резервуары.

Транспорт веществ у животных

Транспорт веществ доставляет кислород и питательные вещества к клеткам и уносит продукты обмена. Роль транспорта веществ в организме животного — обеспечение всех клеток необходимыми веществами.

Кровеносная система — система, обеспечивающая транспорт веществ. Замкнутая система: кровь течёт только по сосудам. Незамкнутая система: кровь частично изливается в полость тела.

У беспозвоночных встречаются замкнутая и незамкнутая кровеносные системы. У дождевого червя замкнутая система: есть спинной и брюшной сосуды, капилляры и «ложные сердца». У моллюсков и насекомых — незамкнутая кровеносная система.

У позвоночных кровеносная система замкнутая. Сердце и сосуды усложняются: появляются круги кровообращения. У рыб один круг кровообращения и двухкамерное сердце, у земноводных и пресмыкающихся — два круга, у птиц и млекопитающих — два круга и четырёхкамерное сердце.

У дождевого червя кровь движется по спинному и брюшному сосудам, а «ложные сердца» проталкивают её. У птиц и млекопитающих два круга кровообращения и четырёхкамерное сердце — кровь не смешивается.

Транспорт веществ необходим, потому что клетки тела находятся далеко от поверхности, через которую поступают кислород и питательные вещества. Кровеносная система доставляет кислород и питательные вещества ко всем клеткам и уносит продукты обмена. У простейших и некоторых мелких животных транспорт веществ осуществляется диффузией — вещества просто проникают через поверхность тела. У крупных животных появляется кровеносная система.

Замкнутая и незамкнутая кровеносные системы

У беспозвоночных встречаются два типа кровеносных систем. Замкнутая кровеносная система — кровь течёт только по сосудам и не смешивается с полостной жидкостью. Такая система у дождевого червя: есть спинной и брюшной сосуды, соединённые кольцевыми сосудами, капилляры и «ложные сердца» — кольцевые сосуды, которые сокращаются и проталкивают кровь. Незамкнутая кровеносная система — кровь частично изливается в полость тела и омывает органы. Такая система у моллюсков и насекомых: у них есть сердце и сосуды, но кровь выливается в полость тела, омывает органы и снова собирается в сосуды.

Замкнутая кровеносная система — кровь течёт только по сосудам. Незамкнутая кровеносная система — кровь частично изливается в полость тела и омывает органы. «Ложные сердца» дождевого червя — сокращающиеся кольцевые сосуды, проталкивающие кровь.

Рассмотрим кровеносную систему дождевого червя подробнее. Она замкнутая: кровь течёт по спинному сосуду (вдоль спины) и брюшному сосуду (вдоль брюха), которые соединены кольцевыми сосудами. Несколько передних кольцевых сосудов способны сокращаться — это «ложные сердца», которые проталкивают кровь по сосудам. От сосудов отходят капилляры — тончайшие сосуды, пронизывающие все органы и ткани. В капиллярах происходит обмен веществ между кровью и клетками. Так замкнутая система обеспечивает доставку веществ ко всем клеткам тела.

У моллюсков и насекомых кровеносная система незамкнутая. У них есть сердце и сосуды, но кровь не течёт только по сосудам: она выливается в полость тела, омывает внутренние органы, отдавая им питательные вещества и кислород, а затем снова собирается в сосуды и поступает в сердце. Такая система проще замкнутой, но она достаточно эффективна для животных с невысоким уровнем обмена веществ. У насекомых незамкнутая система не участвует в переносе кислорода, так как его доставляют трахеи.

У дождевого червя кровь движется по спинному и брюшному сосудам, а «ложные сердца» проталкивают её. У жука кровь выливается в полость тела и омывает органы — это незамкнутая система. У моллюска тоже незамкнутая система: кровь частично изливается в полость тела.

Кровеносная система позвоночных

У позвоночных кровеносная система замкнутая и постепенно усложняется. Сердце и сосуды образуют круги кровообращения. У рыб один круг кровообращения и двухкамерное сердце (предсердие и желудочек): кровь идёт из сердца к жабрам, где насыщается кислородом, затем по телу и снова в сердце. У земноводных и пресмыкающихся два круга кровообращения и трёхкамерное сердце (два предсердия и один желудочек): один круг — лёгочный (к лёгким), другой — большой (по телу). У птиц и млекопитающих два круга кровообращения и четырёхкамерное сердце (два предсердия и два желудочка): артериальная и венозная кровь не смешиваются, что обеспечивает высокий уровень обмена веществ и тёплую кровь.

У рыб кровеносная система имеет один круг кровообращения. Сердце двухкамерное — состоит из предсердия и желудочка. Кровь из сердца поступает к жабрам, где насыщается кислородом, затем разносится по всему телу, отдаёт кислород и питательные вещества клеткам, собирает углекислый газ и продукты обмена и возвращается в сердце. Такой один круг кровообращения характерен для рыб.

У земноводных и пресмыкающихся появляются два круга кровообращения: малый (лёгочный) круг идёт от сердца к лёгким и обратно, большой круг — от сердца по всему телу и обратно. Сердце у них трёхкамерное — два предсердия и один желудочек. В желудочке артериальная и венозная кровь частично смешиваются, поэтому к органам поступает смешанная кровь. Это связано с невысоким уровнем обмена веществ у земноводных и пресмыкающихся.

У птиц и млекопитающих кровеносная система наиболее совершенна. Сердце четырёхкамерное — два предсердия и два желудочка, перегородка полностью разделяет правую и левую половины сердца. Артериальная и венозная кровь не смешиваются: по большому кругу к органам поступает чистая артериальная кровь, богатая кислородом. Это обеспечивает высокий уровень обмена веществ, тёплую кровь и высокую активность птиц и млекопитающих.

Усложнение кровеносной системы позвоночных: Рыбы: - Один круг кровообращения - Двухкамерное сердце Земноводные и пресмыкающиеся: - Два круга кровообращения - Трёхкамерное сердце Птицы и млекопитающие: - Два круга кровообращения - Четырёхкамерное сердце (кровь не смешивается)

name: Рыба (окунь) latin: Perca fluviatilis classification: kingdom: Животные type: Хордовые class: Костные рыбы habitat: Пресные водоёмы features:

• Жаберное дыхание
• Замкнутая кровеносная система
• Один круг кровообращения
• Двухкамерное сердце

Связь дыхания и транспорта веществ

Дыхание и транспорт веществ тесно связаны. Органы дыхания обеспечивают поступление кислорода, а кровеносная система разносит этот кислород по всему телу к клеткам. У водных животных жабры и кровеносная система работают вместе: кровь в жабрах насыщается кислородом и разносит его по телу. У насекомых трахейная система доставляет кислород прямо к клеткам, поэтому кровеносная система у них не участвует в переносе кислорода и может быть незамкнутой. У позвоночных с лёгочным дыханием кровеносная система обязательно замкнутая, чтобы доставлять кислород от лёгких ко всем клеткам.

У рыбы кровь в жабрах насыщается кислородом и по одному кругу кровообращения разносится по телу. У птицы кровь в лёгких насыщается кислородом и по большому кругу разносится по телу, а по малому кругу возвращается в лёгкие. Так дыхание и кровообращение работают как единая система газообмена.

Чем крупнее и активнее животное, тем сложнее должны быть его дыхательная и кровеносная системы. У мелких животных (простейшие, мелкие черви) газообмен и транспорт веществ могут идти через поверхность тела. У крупных и активных животных (птицы, млекопитающие) нужны эффективные лёгкие и замкнутая кровеносная система с четырёхкамерным сердцем, чтобы обеспечить все клетки кислородом и питательными веществами. Так строение дыхательной и кровеносной систем отражает размеры и образ жизни животного.

Помни: дыхание и транспорт веществ — единая система газообмена. Органы дыхания насыщают кровь кислородом, а кровеносная система разносит его по телу. У насекомых трахеи доставляют кислород прямо к клеткам, поэтому их кровеносная система не участвует в переносе кислорода.

Заключение

Дыхание и транспорт веществ обеспечивают клетки кислородом и питательными веществами. В ходе эволюции дыхание усложняется от газообмена через поверхность клетки до лёгочного с воздушными мешками у птиц, а кровеносная система — от незамкнутой до замкнутой с двумя кругами кровообращения.

Мы проследили, как усложняются дыхание и транспорт веществ в ряду животных. Дыхание эволюционирует от газообмена через всю поверхность клетки у простейших через жаберное у водных животных к кожному, трахейному и лёгочному у обитателей суши, достигая наибольшей сложности у птиц с воздушными мешками. Кровеносная система развивается от незамкнутой у моллюсков и насекомых к замкнутой у червей и позвоночных, а сердце — от двухкамерного у рыб до четырёхкамерного у птиц и млекопитающих. Каждое усложнение связано с ростом активности животных и повышением уровня обмена веществ.

Понимание дыхания и транспорта веществ — основа для изучения конкретных групп животных: почему рыбы не могут жить на суше, почему насекомые так выносливы, почему птицы и млекопитающие имеют тёплую кровь и высокую активность. Эти знания помогают понять, как животные приспособлены к своей среде обитания.

Не путай: у насекомых трахейное дыхание и незамкнутая кровеносная система, а у позвоночных — лёгочное (или жаберное) дыхание и замкнутая кровеносная система. Круги кровообращения: у рыб один, у птиц и млекопитающих два.