Виділення у тваринЕкскреція та екскрети
У ході обміну речовин утворюються різні відходи, які повинні виводитися з організму. Якщо вони накопичуються понад певної концентрації, то виникає загроза порушення нормального перебігу фізіологічних процесів.
Екскреція — це виведення з організму кінцевих продуктів обміну речовин.Екскрети — це кінцеві продукти обміну речовин у живих організмах, які більше не беруть участі у життєвих процесах.
Основні продукти екскреції у тварин:
вуглекислий газ, що утворюється в процесі клітинного дихання;
нітрогенвмісні продукти розпаду білків і нуклеїнових кислот — амоніак, сечовина і сечова кислота;
жовчні пігменти, які утворюються під час руйнування гема в печінці.
Виділення продуктів метаболізму клітиною
Переміщення речовин із клітини в зовнішнє середовище відбувається шляхом екзоцитозу. Цей процес дозволяє клітинам видаляти відходи, а також секретувати гормони і білки.
Видалення відходів у клітині здійснюють лізосоми, які руйнують відпрацьовані клітинні компоненти. Перетравлений матеріал вивільняється у позаклітинне середовище.
Клітини, які секретують біологічно активні речовини, формують спеціальні секреторні везикули. Такі везикули містять гормони, нейромедіатори або травні ферменти. Вони формуються з мембран комплексу Гольджі й вивільняють уміст назовні після надходження в клітину спеціального сигналу.
Різноманітність органів виділення
В одноклітинних тварин виділення відбувається безпосередньо через клітинну мембрану, у нижчих безхребетних — через епідерміс. У тварин, що стоять на вищому щаблі еволюції, розвинулися спеціальні органи, які виконують функцію екскреції. Вуглекислий газ виділяється через легені, трахеї або зябра; вода, сечовина і солі — через шкіру (з потом) і нирки (із сечею). Екскреція жовчних пігментів відбувається через печінку і виводиться з організму з послідом.
Органи виділення у тварин
| Тварини | Органи виділення |
| Черви | Протонефридії, метанефридії |
| Членистоногі | Зелені залози, мальпігієві судини, трахеї |
| Риби, земноводні | Нирки, печінка, зябра, шкіра |
| Наземні хребетні | Нирки, печінка, легені, шкіра |
Шляхом дифузії через клітинну мембрану видаляють продукти обміну губки й кишковопорожнинні, які не мають спеціальних органів виділення.
Перші видільні органи — протонефридії — з’являються у плоских червів. Протонефридії регулюють переважно вміст води в організмі (мал. 50.1).
Більш досконалі органи виділення — метанефридії — з’являються у кільчастих червів. Метанефридій являє собою канал, внутрішній кінець якого відкривається в порожнину тіла воронкою з війками, а інший кінець відкривається назовні видільною порою. Рухами війок продукти обміну видаляються з організму.
У ракоподібних органами виділення є зелені залози, розташовані біля основи антен. Вони являють собою мішечки з каналом, який іде до сечового міхура. Сеча накопичується в сечовому міхурі, а потім виливається назовні.
У комах і павукоподібних є мальпігієві трубочки. Продукти обміну надходять туди з гемолімфи і по трубочках виводяться в травний тракт. Крім того, у комах є жирове тіло, де накопичуються шкідливі речовини.
У молюсків головними органами виділення є нирки, схожі на метанефридії.
Еволюція видільної системи у хребетних
Система виділення хребетних еволюціонувала від окремих ниркових канальців — нефронів — до спеціальних органів — нирок, які складаються з багатьох видільних канальців із загальною вивідною протокою. У наземних хребетних удосконалюються способи мінімізації втрати води шляхом її зворотної реабсорбції.
Переднирки круглоротих і деяких риб схожі на метанефридії кільчастих червів.
Первинні, або тулубні, нирки є в більшості риб і земноводних. Вони мають мальпігієве тільце — з’єднання воронки нефридію з клубочком капілярів. Так встановлюється безпосередній зв’язок між кровоносною та видільною системами. Видільний каналець стає довшим, утворює вигини, що дозволяє виконувати зворотне всмоктування води, глюкози й інших речовин.
Вторинні, або тазові, нирки розвинені в плазунів, птахів і ссавців. Одиницею будови нирки є нефрон, який починається капсулою Шумлянського — Боумена з клубочком капілярів. У судинних клубочках відбувається фільтрація й утворюється первинна сеча. Від ниркового тільця відходить видільний звивистий каналець. У довгих ділянках ниркового канальця відбувається реабсорбція — зворотне всмоктування води, і тому виділяється дуже концентрована вторинна сеча. Усе це дозволило тваринам успішно пристосуватися до життя на суходолі й економно витрачати воду.
Мал. 50.1. Еволюція видільної системи у тварин
Органи виділення тварин
Органи виділення тварин
- У тварин різних систематичних груп процеси виділення з організму продуктів обміну відбуваються по-різному.
- Одноклітинні організми (амеби, інфузорії-туфельки) видаляють продукти життєдіяльності через поверхню тіла. У прісноводних одноклітинних є скоротлива вакуоля, яка видаляє надлишок води.
Це цікаво
Скоротливі вакуолі одноклітинних тварин за півгодини можуть вивести
назовні кількість води, що дорівнює об’єму тіла. Організм людини таку
кількість води виводить приблизно за три тижні.
- Кишковопорожнинні й губки не мають спеціалізованих органів або систем виділення. Виділення продуктів обміну речовин у них відбувається клітинами ектодерми шляхом дифузії безпосередньо у воду навколишнього середовища.
- У плоских червів кожен такий каналець починається з однієї спеціалізованої клітини, що оснащена пучком війок, постійне биття яких і створює слабкий плин рідини по канальцю назовні. Ці клітини називають полум’яними, оскільки під мікроскопом коливання війок нагадує мерехтіння полум’я свічки. Канальці зливаються в один або два великі канали, що відкриваються назовні видільними порами. Протонефридії в основному регулюють вміст води в організмі. Продукти обміну виводяться шляхом дифузії через шкіру.
- У кільчастих червів органом виділення слугують метанефридії.
- У молюсків видільна система представлена однією або двома нирками, канальцями та видільними порами. Нирка пов’язана з кровоносною системою, фільтруючи з крові кінцеві продукти розпаду.
- Механізми виділення у членистоногих дуже різноманітні.У ракоподібних — зелені залози, у павукоподібних та комах — мальпігієві судини.
- Видільна система хребетних характеризується подальшим ускладненням (від риб до ссавців). Ускладнення будови нирок було пов’язане із заселенням суходолу.
Видільна система хребетних представлена парними нирками, які фільтрують з
крові рідкі продукти життєдіяльності. Від кожної нирки відходить по
сечоводу, які відкриваються в сечовий міхур. Із сечового міхура продукти
обміну видаляються через сечовидільний канал. Кожна група тварин має
свої особливості в будові видільної системи.
Будова видільної системи тварин
Група тварин
|
Особливості будови видільної системи
|
Одноклітинні
|
Клітинна мембрана, скоротливі вакуолі
|
Кишковопорожнинні
|
Клітини ектодерми
|
Плоскі черви
|
Протонефридії
|
Кільчасті черви
|
Метанефридії
|
Ракоподібні
|
Зелені залози
|
Комахи, павукоподібні
|
Мальпігієві судини
|
Риби
|
Тулубова нирка — сечовід — сечовий міхур — сечовидільний канал
|
Земноводні
|
Тулубова нирка — сечовід — сечовий міхур — клоака
|
Плазуни
|
Тазова нирка — сечовід — сечовий міхур — клоака
|
Птахи
|
Тазова нирка — сечовід — клоака
|
Ссавці
|
Тазова нирка — сечовід — сечовий міхур — сечовидільний канал
|
У ссавців продукти обміну можуть виділятися через шкіру (потові залози) та інші органи.
Таким
чином еволюція видільної системи відбувалася шляхом створення
спеціалізованих органів видалення з організму непотрібних, шкідливих
речовин, що утворюються в процесі життєдіяльності.
Порівняльна характеристика органів виділення тварин
№
|
ОРГАНИ ВИДІЛЕННЯ
|
ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ
|
ПРИКЛАДИ
|
1
|
Протонефридії (грец. protos – перший + nephros – нирка)
|
Прості або галузисті канальці, які знаходяться у порожнині або паренхімі
тіла тварини і впадають у головний канал, що відкривається назовні
|
У плоских і первинно-порожнинних червів, деяких кільчастих червів
|
2
|
Метанефридії (грец. meta – між, після, через + nephros – нирка)
|
Парні метамерно розташовані органи, що складаються з лійки
(відкривається у вторинну порожнину тіла) і канальця (відкривається
назовні), діяльність війок яких забезпечує рух виділюваної рідини
|
У більшості кільчастих червів і ракоподібних
|
3
|
Мальпігієві судини (за прізвищем італ. біолога М. Мальпігі, що їх описав)
|
Сліпо замкнені на вільному кінці трубочки, які мають у стінці м’язовий
шар, здатні скорочуватись і відкриваються у кишковий канал на межі
середньої та задньої кишки
|
У павукоподібних, багатоніжок і комах
|
4
|
Тулубові нирки або мезонефрос (грец. mesos – середній, проміжний + nephros – нирка)
|
Система звивистих сечових канальців, кожний з яких одним кінцем
відкрива-ється у порожнину тіла (у хвостатих земноводних і круглоротих)
або закінчується сліпими потовщеннями – правим і лівим компактними
тільцями (риби, інші земноводні), а іншим кінцем вікривається у загальну
протоку (вольфов канал), яка впадає у клоаку
|
У круглоротих, риб і земноводних
|
5
|
Тазові нирки або метанефрос (грец. meta – між, після, через + nephros – нирка)
|
Парний орган, всі канальці якого не мають лійок, а починаються боуменовими капсулами, що оточують мальпігієві тільця
|
У більшості плазунів, птахів, ссавців і людини
|
Немає коментарів:
Дописати коментар