§21. Кровеносная система — транспорт веществ у животных

Растения транспортируют вещества при помощи проводящих тка­ней — древесины (ксилема) и луба (флоэма). У животных эту роль выполняет кровеносная система. Она переносит питательные веще­ства и кислород от пищеварительной системы и органов дыхания к тканям, а жидкие продукты распада и углекислый газ — от тканей к органам дыхания и выделения.

Строение кровеносной системы. Замкнутая и незамкнутая систе­мы кровообращения. Кровеносная система обязательно включает в себя кровеносные сосуды, по которым течет кровь. Кроме сосудов у большинства организмов есть сердце. Оно выполняет роль насоса и перекачивает кровь в одном направлении, обеспечивая ее постоянное продвижение внутри организма.

Кровеносная система может быть замкнутой и незамкнутой. У ор­ганизмов с замкнутой кровеносной системой кровь всегда находится только в сосудах. Она не выливается в полость тела и не смешивается с межклеточной или полостной жидкостями.

Организмы с незамкнутой кровеносной системой имеют только несколько крупных сосудов, которые обрываются, и кровь выливается в полость тела, непосредственно омывая органы (схема 5).

Схема 5

Система кровообращения дождевого червя. Кровь и кровеносная система впервые появляются у представителей типа кольчатых чер­вей. При этом кровеносная система у них замкнутая. Она состоит из двух крупных продольных сосудов — спинного и брюшного и более мел­ких поперечных кольцевых сосудов, расположенных в каждом сегмен­те тела (см. рис. 50). Сердце дождевых червей, как и у всех кольчатых, еще не сформировалось. Его роль выполняют пять мощных кольцевых сосудов. Сокращаясь, они проталкивают кровь. За это свойство их на­зывают сердцами. Кровь красного цвета, потому что содержит гемогло­бин, переносящий кислород и содержащий железо.

Система кровообращения моллюсков незамкнутая, т. е. сосуды открываются прямо в полость тела. По у этих животных впервые появляется сердце (рис. 62). У примитивных моллюсков, например улитки, оно двухкамерное, т. е. состоит из двух разных полостей.

Меньшая часть сердца, куда поступает кровь из организма, называ­ется предсердием. Оно проталкивает кровь в большую камеру — же лудочек. А уже он проталкивает кровь по телу моллюска. У высоко­организованных моллюсков, таких как осьминоги, сердце трехка мерное: два предсердия (левое и правое) и один желудочек.

Система кровообращения членистоногих (ракообразные, пауко­образные и насекомые), как и моллюсков, незамкнутая. Сердце у них разделено на одинаковые камеры, которые не отличаются друг от дру­га ни но строению, ни по функциям.

У раков сердце — пятиугольный (пятикамерный) мешочек, распо­ложенный в головогруди (рис. 63). У пауков сердце многокамерное трубчатое, расположено в брюшке. У насекомых сердце тоже трубча­тое. А их кровь, вернее гемолимфа, почти не участвует в транспорте га­зов и переносит только питательные вещества и продукты выделения. Их дыхательная система так хорошо развита, что доставляет кислород непосредственно к каждой клетке.

Система кровообращения позвоночных замкнутая. У всех позвоночных кровь красного цвета. Она никогда не выливается из сосудов. Сердце разделено на разные камеры: предсердия и желудочки (рис. 64), количество которых у разных классов позвоночных разное. Так, у рыб

сердце двухкамерное и имеет один круг крово­обращения.

У земноводных (лягушки, жабы, тритоны и др.) сердце трехкамерное. Оно состоит из двух предсердий и одного желудочка.

У пресмыкающихся (змеи, ящерицы, чере­пахи, крокодилы) сердце тоже трехкамерное, но в желудочке есть неполная перегородка, благо­даря которой кровь полностью не смешивается. А у крокодилов сердце четырехкамерное.

У всех птиц и млекопитающих сердце че­тырехкамерное. Оно состоит из двух предсердий (левого и правого) и двух желудочков (левого и правого).

У всех позвоночных, дышащих легкими (земноводные, пресмыкающиеся, птицы и мле­копитающие), два круга кровообращения. Боль­шой круг кровообращения проходит через все тело, кроме легких. Малый круг кровообращения проходит через легкие.

Знание и понимание:

1. Что такое кровообращение?
2. Назовите органы кровообращения.
3. Какую функцию выполняет сердце?
4. Что такое замкнутое кровообращение?
5. Что такое незамкнутое кровообращение?

Применение:

1. Сравните замкнутую и незамкнутую системы кровообращения, вы­явив их сходство (функции) и отличия (строение).
2. Используя текст учебника, сравните строение сердца у разных живот­ных.
3. Какие функции выполняют кровеносные сосуды?

Анализ:

1. Изобразите в виде схемы кровеносную систему дождевого червя, ис­пользуя текст учебника.
2. Изобразите в виде схемы кровеносную систему моллюсков и членисто­ногих, используя текст учебника.
3. Изобразите в виде схемы кровеносную систему позвоночных, исполь­зуя текст учебника.

Синтез:

1. Напишите маленькое эссе на тему «Эволюция кровеносной системы у беспозвоночных и позвоночных животных».
2. Как вы считаете, усовершенствование строения сердца у позвоночных жи­вотных является результатом разных условий жизни или их причиной?

Оценка:

Проанализировав системы кровообращения разных групп организмов, оцените, какую из них вы считаете наиболее совершенной. Можно ли найти недостатки и преимущества, сравнивая ее у насекомых, птиц я млекопитающих?

Тестовые вопросы

Раздел 5. ПИТАНИЕ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

§22. Строение и функции листьев

Связь организма со средой осуществляется посредством питания как составной части обмена веществ. В результате в организм расте­ний, животных и человека поступают и усваиваются ими вещества, необходимые для восполнения энергетических затрат и построения тканей. Большинству растений свойственно воздушное (фотосинтез) и почвенное (минеральное) питание (схема 6). Главный орган воздушно­го питания растений — лист.

Схема 6

Функции листа в организме растения.

Листья выполняют три основные функции:

1. фотосинтез;
2. испарение воды — транспирацию;
3. газообмен, необходимый как для фотосинтеза, так и для дыхания.

Строение листа приспособлено к выполнению этих функций.

Внутреннее строение листа. Листья имеют сочную зеленую мя­коть. Это клетки основной фотосинтезирующей ткани — паренхимы. Они богаты хлоропластами, которые благодаря хлорофиллу окрашены в зеленый цвет. Именно в этих клетках происходит фотосинтез. У всех горизонтально расположенных, хорошо освещенных листьев клетки образуют два четко различимых в световой микроскоп слоя. Верхний слой называется столбчатым, или столбчатой паренхимой. Его клет­ки похожи на плотно прижатые друг к другу столбики. Они несколько вытянуты, имеют цилиндрическую форму и повернуты более узкой частью к свету.

Такое расположение позволяет максимально улавливать солнечные лучи.

Внутренний слой расположен с нижней стороны листа. Он назы­вается губчатым, или губчатой паренхимой. Его клетки более окру­глые, расположены рыхло, и между ними много свободного нростран- ства, заполненного воздухом. Клетки губчатого слоя тоже зеленые, но интенсивность фотосинтеза в них по сравнению со столбчатым слоем меньше.

Внешнее строение листа. Прозрачную кожицу, которой покрыт лист, легче заметить на мясистых сочных листьях, например алоэ. Можно даже попытаться снять ее и рассмотреть на просвет, под лу­пой или микроскопом. Кожица листа состоит из покровной ткани, выполняющей защитную функцию. Клетки у нее прозрачные, чтобы не мешать проникновению света. Сверху кожица покрыта пленой из жироподобных и воскоподобных веществ. Это повышает ее защитные свойства.

На нижней стороне листьев находятся важнейшие структуры — устьица (рис. 65, 66). Через них вещества поступают внутрь растения и выделяются наружу. Внутрь поступают углекислый газ для фото­синтеза и кислород для дыхания. Наружу испаряется вода и образо­вавшийся кислород.

Транспорт веществ. Испарение воды листьями называется транс­пирацией. Для ее осуществления есть три причины:

1. Вода, поглощаемая корнем, необходима клеткам листьев для жизнедеятельности и фотосинтеза.
2. Испаряясь, вода уменьшает температуру растения, особенно жарким летним днем, и препятствует перегреву организма.
3. При испарении вода как бы подтягивается от корней к листьям, а вместе с ней — и растворенные в ней вещества, необходимые всем живым клеткам, продвигаются по растению вверх.

У растений нет крови и сердца, чтобы обеспечить транспорт ве­ществ внутри организма. Вместо этого в них есть специальные прово дящие ткани. По ним вещества перетекают из корня в листья и об­ратно. Вверх поступает вода, необходимая для фотосинтеза, и раство­ренные в ней минеральные вещества. Вниз перетекают органические вещества. В основном это растворы углеводов, чтобы питать корни растений. Белки, жиры и углеводы, образующиеся в ходе фотосинте­за, также необходимы, чтобы корни росли. Из них образуются новые клетки корней.

В листьях есть специальные структуры, обеспечивающие транс­порт веществ. Это проводящие пучки, называемые жилками. Они хоро шо заметны, особенно с нижней стороны листьев. У гниющих осенних листьев сначала разрушается основная ткань, а жилки сохраняются дольше, образуя как бы скелет листа.

Кроме транспортной жилки выполняют еще и опорную функцию. В них есть клетки прочной механической ткани, придающей им жест­кость. Именно благодаря жилкам листья на ветру не сминаются, оста­ваясь расправленными.

Знание и понимание:

1. Дайте определение минеральному и воздушному питанию.
2. Назовите основную функцию листьев.

Применение:

1. Назовите и определите значение внутреннего слоя листа.
2. Как взаимосвязаны строение и функции покровной ткани листьев? Анализ:
3. Сделайте анализ зависимости строения листа от eго функций.
4. Составьте схему, отражающую механическую и проводящую функции жилок листа.

Синтез:

1. Напишите эссе о проводящих тканях растений. Почему они не форми­руются у животных?
2. Нарисуйте опорную схему, которая отразит разные причины испаре­ния воды листьями.

Оценка:

Оцените эффективность механизмов сохранения воды растениями по­средством изменения формы листьев.