Пищеварительная система млекопитающих выполняет функции. Пищеварительная система млекопитающих кратко. Дыхательная система млекопитающих

Пищеварительная система состоит из 4 отделов (ротоглоточная полость, пищевод, желудок, кишечник)

Характерно общее удлинение пищеварительного тракта по сравнению с другими группами позвоночных и его более развитая дифференцировка, также происходит значительное развитиепищеварительных желёз

Развивается симбиотическое пищеварение

Ротовое отверстие окружено мягкими губами

Зубы дифференцированы по функциям, сидят в альвеолах

При попадании в ротовую полость пища пережёвывается зубами и смачивается слюной (содержит ферменты), из полости рта попадает вглотку , а оттуда впищевод и желудок

Желудок у большинства млекопитающих простой (однокамерный), но у нек. имеется несколько отделов (желудков)

Кишечник разделён на тонкий и толстый (к последнему присоединена слепая кишка)

Большая часть переваривается в тонком кишечнике , через стенки которого пит.вещ-ва всасываются в кровь, остатки поступают втолстый кишечник где происходят бродильные процессы с участием бактерий

Непереваренные остатки выводятся через анальное отверстие

Присутствуют пищеварительные железы, облегчающие пищеварение и выделяющие различные ферменты

Пищеварительная система млекопитающего.

1 - печень,

2 - жёлчный пузырь,

3 - жёлчный проток,

4, 12 - толстая кишка,

5 - слепая кишка,

6 - прямая кишка,

7 - пищевод,

8 - желудок,

9 - привратник желудка,

10 - поджелудочная железа,

11 - тонкая кишка,

13 - анальное отверстие.

Происхождение млекопитающих.

Млекопитающие появились ещё в верхнем карбоне от звероподобных рептилий, которые обладали рядом примитивных признаков: амфицельный позвонки, подвижные шейные и поясничные ребра и т.д.

Длительное время звероподобные рептилии существовали мало, отличаясь от своих предков и сохраняли многие черты организации амфибий (этим можно объяснить большое количество у млекопитающих кожных желез)

Согласно современным представлениям, млекопитающие произошли от синапсид из группы цинодонтов , выделившись в конце триасового периода. Наиболее продвинутые цинодонты уже сильно напоминали млекопитающих - как, например, Oligokyphus из семейства Tritylodontidae с его развитым шерстным покровом, живший в позднем триасе и ранней юре.

Тогда же имели место и начальная дивергенция млекопитающих : в отложениях позднего триаса найдены ископаемые остатки кюнеотерия и харамиид. Последних обычно рассматривают как ранних представителей подкласса (или инфракласса) аллотериев, куда включают также многобугорчатых - наиболее разнообразный и многочисленный из мезозойских отрядов млекопитающих, просуществовавший свыше 100 млн лет, что касается морганукодонтов, то они по своему облику и строению чрезвычайно близки к предполагаемому предку всех более поздних млекопитающих.

В верхнем триасе выделились и другие основные линии млекопитающих, известные останки которых относятся к более позднему времени: линия, включающая однопроходных ; линия три конодонтов (юра - мел) ; наконец, та линия, к которой принадлежат сумчатые и плацентарные, отделившиеся друг от друга в юрском периоде.

Цинодонт Oligokyphus (современная реконструкция)

Morganucodon - триасовый прототип позднейших млекопитающих

Происхождение птиц.

Происхождение птиц долгое время оставалось предметом оживлённых дискуссий. За обозримый период времени было выдвинуто несколько научных версий происхождения и родственных связей птиц и возникновения у них полёта, причём в течение более сотни лет они были чисто гипотетическими.

Впервые теория эволюции птиц от рептилий возникла после открытия в 1860 году в Германии окаменелых останков археоптерикса - животного, жившего около 150 млн лет назад в верхней юре. Он обладал характеристиками типичного пресмыкающегося - особым строением таза и рёбер, зубами, когтистыми лапами и длинным, как у ящерицы, хвостом. При этом окаменелости имели хорошо сохранившиеся отпечатки маховых крыльев, аналогичные таковым у современных птиц. На протяжении многих десятилетий история развития птиц рассматривалась как эволюция группы, развивавшейся от археоптерикса.

Именно на его изучении и основывались все первые гипотезы и теории о происхождении и родственных связях птиц: теория древесного («с деревьев вниз», Marsh , 1877) и теория бегательного («с земли вверх», Williston , 1879) возникновения полёта у птиц. Соответственно этим представлениям трактовалось и происхождение самих птиц - от триасовых текодонтов (архозавроморф) при древесной теории или от юрских бегающих тероподных динозавров при наземной теории.

В настоящее время археоптерикса уже не рассматривают в качестве общего предка всех современных птиц. Однако он, вероятно, имеет близкое родство с их настоящим предком. Точное положение археоптерикса в эволюционном дереве определить трудно. Согласно кладистическому анализу китайских палеонтологов археоптерикс может представлять собой параллельную тупиковую ветвь на общем стволе динозавров. Однако более тщательный филогенетический анализ не подтвердил размещение археоптерикса среди дейнонихозавров, и поэтому его продолжают считать древнейшей и наиболее примитивной птицей (в составе группы Avialae ).

Тем не менее, были обнаружены более древние ископаемые останки, которые также могут быть отнесены к кладу Avialae , хотя на данный момент они рассматриваются как динозавры: Anchiornis , Xiaotingia и Aurorni s.

Археоптерикс (реконструкция) и его археологический отпечаток

Происхождение рептилий.

Остатки наиболее древних пресмыкающихся известны из верхнего карбона (прим. 300 млн. лет назад)

Однако обособление рептилий должно было происходить ещё немного раньше (ок. 320 млн. лет.), когда от примитивных стегоцефалов , обособлялись формы, видимо обладавшие большей наземностью

В среднем карбоне от подобных форм возникает новая ветвь – сеймуриоморф , они занимают переходное положение от земноводных к млекопитающим, имея при этом множество черт рептилий

Когда сложился присущий амниотам характер размножения и развития яйца в воздушной среде пока не ясно, но можно полагать, что произошло это в карбоне при становлении котилозавров. Крыша их черепа была сплошной, завершилось образование атланта и эпистрофея

Основной предковой группой, давшей начало все многообразие современных пресмыкающихся были котилозавры

Происхождение хордовых животных.

Попытки выработать эволюционные отношения хордовых привели к рождению нескольких гипотез. В настоящее время достигнут консенсус в том, что хордовые являются потомками одного общего предка, который сам является хордовым, а ближайшими родственниками позвоночных (лат. Vertebrata ) являются головохордовые (лат. Cephalochordata ).

Все обнаруженные окаменелости ископаемых хордовых были найдены в раннем кембрии и включают в себя два вида позвоночных, классифицируемых как рыба. Поскольку окаменелости хордовых плохо сохранились, только метод молекулярной филогенетики предполагает разумную перспективу исследования их возникновения. Однако, использование метода молекулярной филогенетики для изучения эволюционных процессов является спорным.

Билатеральные животные делятся на два больших таксона -первичноротые и вторичноротые. Хордовые относятся ко вторичноротым. Весьма вероятно, что ископаемое кимберелла , жившая 555 млн лет назад, принадлежала к первичноротым. Жившая 549-543 млн лет назад в эдиакарии эрниетта была уже явно вторичноротым животным. Таким образом, первичноротые и вторичноротые должны были разделиться до времени существования этих животных, то есть до начала кембрийского периода.

Первые известные ископаемые двух близких к хордовым групп -иглокожих и полухордовых - обнаруживаются с раннего и среднего кембрия, соответственно. С другой стороны, ископаемые других хордовых весьма редки, поскольку у них нет твёрдых частей тела.

Исследования родственных отношений хордовых начались с 90-х годов XIX века. Они основывались на анатомических, эмбриологических и палеонтологических данных и приводили к разным филогенетическим деревьям. Некоторое время ближайшими родственниками хордовых считали полухордовых, но ныне эта гипотеза отвергнута. Сочетание данных классических методов с данными по анализу последовательностей генов рРНК привело к появлению гипотезы о том, что оболочники - живые представители группы, базальной для других вторичноротых. Относительно взаимоотношений внутри хордовых некоторые учёные считают, что наиболее близкими родственниками позвоночных являются головохордовые, но есть основания считать таковыми оболочников.

Время происхождения хордовых, на основании метода молекулярных часов, было оценено в 896 млн лет .

Размножение и развитие рептилий

Пресмыкающиеся - раздельнополые животные, двуполое размножение.

Половая система самцов состоит из пары семенников , которые расположены по бокам поясничного отдела позвоночника. От каждого семенника отходит семенной канал , который впадает в вольфов канал . С появлением туловищной почки у пресмыкающихся вольфов канал у самцов выступает лишь как семяпровод и полностью отсутствует у самок. Вольфов канал открывается в клоаку , образуя семенной пузырёк .

Половая система самок представлена яичниками , которые подвешены на брыжейке к спинной стороне полости тела по бокам позвоночника. Яйцеводы (мюллеровы каналы) также подвешены на брыжейке. В переднюю часть полости тела яйцеводы открываются щелевидными отверстиями - воронками. Нижний конец яйцеводов открывается в нижний отдел клоаки на её спинной стороне.

Развитие - оплодотворение внутреннее . Развитие зародыша происходит в яйце с кожистой или известковой оболочкой, наряду с этим встречается яйцеживорождение и (реже) истинное живорождение . У пресмыкающихся прямое постэмбриональное развитие .

Для многих представителей характерна забота о потомстве , в частности самки крокодилов переносят потомство от места кладки к водоёмам в ротовой полости, хотя в некоторых случаях могут съесть детёныша.

Пищеварительные железы - печень и поджелудочная железа - участвуют не только в переваривании, вырабатывая активные ферменты, но и в общих обменных и выделительных процессах, а также в их гормональной регуляции. Протоки печени (желчный проток) и поджелудочной железы впадают в начальную часть тонкой кишки. Относительная величина печени уменьшается при возрастании размеров тела. Так, печень землеройки массой 18-20 г составляет 5-6% массы тела, а у кита - всего 1%. Поджелудочная железа увеличивает свои размеры и секреторную активность при увеличении доли растительных кормов.

Ряд специфических приспособлений обеспечивает существование млекопитающих при сезонных изменениях доступных кормов. Часть этих приспособлений - общая с другими животными. К ним надо отнести накопление запасов резервных веществ (жира в подкожной клетчатке и полости тела, гликогена в печени) в благоприятные сезоны (нажировка) и их расходование в неблагоприятные периоды. У некоторых млекопитающих масса жировых запасов к концу нажировки может достигать 40% массы тела.

Сложнее, чем у пресмыкающихся.

Рот с мясистыми губами позволяет удобно хватать разнообразную пищу.

У некоторых животных, например, грызунов, за губами, перед зубами (это пространство называется преддверие рта) есть защечные мешки удобные для переноски пищи.

​​​​​​​Имеются различные типы зубов, в зависимости от особенностей питания:

Резцы (режут пищу, откусывают)

Клыки (протыкают, разрывают пищу)

Предкоренные (разжевывают пищу)

Коренные (растирают).

Естественно, что у хищников лучше развиты клыки, у жвачных коренные зубы.

Еду хорошо пережевывают, смачивают слюной, которая уже во рту начинает растворять сахара.

Пища проходит через глотку, в пищевод, затем в желудок.

Как правило, желудок состоит просто из одной камеры. Железы выделяют пищеварительные вещества в желудок, где и происходит переваривание.

У жвачных парнокопытных желудок сложный, с четырьмя отделами.

Из желудка пища проходит в тонкий кишечник, где ферменты из печени, поджелудочной железы продолжают переваривание. Непереваренные остатки идут в толстый кишечник, формируясь в кал, выходящий наружу.

Особенности строения пищеварительной системы, ротовых органов (губы, зубная система у зверей различных отрядов, приспособление к питанию разнородной пищей)

Пищеварительная система млекопитающих представляет собой желудочно-кишечный тракт. К пищеварительной системе относятся: ротовая полость, слюнные железы, глотка, пищевод, желудок, кишечник, анальное отверстие. (рис.6)

Рис.6

Пищеварительный тракт начинается предротовой полостью, или преддверием рта. Оно расположено между свойственными только млекопитающим мясистыми губами, щеками и челюстями. У ряда видов хомяков, бурундуков, обезьян преддверие, расширяясь, образует большие защечные мешки. Мясистые губы служат для схватывания пищи, а преддверие рта - для временного его резервирования: хомяки и бурундуки переносят в защечных мешках запасы пищи в свои норы. Мясистых губ нет у однопроходных и китообразных.

Зубы сидят в ячейках челюстных костей и подразделяются на резцы, клыки и коренные. Их число и форма различны и служат важным систематическим признаком животных. У насекомоядных большое количество слабо дифференцированных зубов. Для грызунов характерно сильное развитие одной только пары резцов, отсутствие клыков и плоская жевательная поверхность коренных зубов.

У хищных сильно развиты клыки, служащие для схватывания и умерщвления добычи, а коренные зубы имеют режущие жевательные вершины. (рис.7)

Рис.7

1 - резцы; 2 -- клык; 3 -- переднекоренные; 4 -- заднекоренные.

У большинства видов млекопитающих зубы меняются один раз в жизни (зубная система дифиодонтная ). Резцы обычно имеют уплощенные коронки и острый режущий верхний край. У грызунов они продолжают расти в течение всей жизни зверя. Клыки отличаются конусовидной или трехгранной коронкой.

Строение коренных зубов крайне разнообразно. Можно различить несколько основных типов этих зубов. 1. Режущий (секториальный) -- когда острые и высокие бугорки, расположенные на жевательной поверхности, соединены острыми гребнями. Такие зубы характерны для хищных млекопитающих; они приспособлены для разделения пищи на куски. 2 Бугорчатый (бунодонтный) -- когда на жевательной поверхности зуба расположены (обычно рядами) тупые невысокие бугорки. Такие зубы присущи главным образом всеядным и растительноядным видам; они хорошо выполняют функцию жевания мягкой пищи. 3. Складчатый (лофодонтный), отличающийся тем, что на жевательной поверхности зуба эмаль образует складки и гребни. Такие зубы свойственны растительноядным млекопитающим. 4. Лунчатый (селенодонтный) -- когда складки и бугорки эмали на жевательной поверхности зуба имеют форму полулуний. Характерны для некоторых копытных. (рис.8). Ротовое отверстие окружено мясистыми губами, что свойственно только млекопитающим в связи со вскармливанием молоком.

Число зубов у разных млекопитающих весьма различно. Общее число зубов и число зубов каждой категории принято отображать так называемой зубной формулой. Учитывая симметричность расположения зубов, подсчитывают количество зубов только на одной стороне каждой челюсти. Резцы обозначают буквой I (incisivi), клыки -- С (сanini), переднекоренные -- РМ (рraemolares) и заднекоренные -- М (molares). Количество зубов каждой категории указывается дробью, причем в числителе отмечается число их в верхней, а в знаменателе -- в нижней челюсти. Например, зубная формула свиньи выглядит так: I 3/3 С 1/1 РМ 4/4 М 3/3 = 22х2 = 44

Следовательно, у свиней как в верхней, так и в нижней челюсти с каждой стороны имеется по 3 резца, 1 клыку, 4 переднекоренных и 3 заднекоренных зуба -- всего 44 зуба.

Рис.8 Различные типы коренных зубов млекопитающих: а -- режущий (лисица); б -- бугорчатый (кабан); в -- складчатый (кулан); г -- лунчатый (зубр).

После попадания в ротовую полость, пища пережёвывается зубами. Затем пища смачивается слюной, поступающей по протокам из слюнных желез. Это облегчает её проглатывание и продвижение по пищеводу. Под влиянием слюны сложные углеводы (крахмал, сахар), содержащиеся в пище, превращаются в менее сложные. У большинства животных слюна обладает выраженными антисептическими свойствами.

Развитость слюнных желез находится в известной зависимости от характера питания. У китообразных они практически не развиты; у жвачных, наоборот, они получили исключительно сильное развитие. Так корова в сутки выделяет около 56 л слюны, которая имеет огромное значение для смачивания грубой пищи и для наполнения жидкой средой полостей желудка, где происходит бактериальное расщепление клетчатки пищевой массы.

Секрет щечных желез летучих мышей, наносимый на летательные перепонки, сохраняет их эластичность и предохраняет от высыхания. Слюна вампиров, питающихся кровью, обладает антикоагулирующими свойствами, т.е. препятствует свертыванию крови. Слюна некоторых землероек ядовита, секрет их подчелюстной железы вызывает смерть мыши менее через 1 мин после инъекции. Токсичность слюнных желез примитивных млекопитающих рассматривается как отражение их филогенетической связи с рептилиями.

Между ветвями нижней челюсти помещается мускулистый язык, служащий отчасти для схватывания пищи (бычьи, муравьеды, ящеры) и для лакания воды, отчасти для переворачивания пищи в полости рта во время ее пережевывания.

Позади ротовой области располагается глотка, в верхнюю часть которой открываются внутренние ноздри и евстахиевы трубы. На нижней поверхности глотки расположена щель, ведущая в гортань. (рис.6) Пищевод хорошо выражен. Мускулатура его чаще всего гладкая, но у некоторых, например у жвачных, сюда проникает из глоточной области поперечнополосатая мускулатура. Эта особенность обеспечивает произвольное сокращение пищевода при отрыгивании пищи.

Пищевод обеспечивает попадание пищевого комка в желудок.

Желудок обособлен от других отделов пищеварительного тракта и снабжен многочисленными железами. Объем желудка и его внутреннее строение различны у разных видов, что связано с характером пищи. Наиболее просто устроен желудок у однопроходных, у которых он имеет вид простого мешка. У большинства желудок разделен на большее или меньшее число отделов.

Усложнение желудка связано со специализацией питания, например поглощением огромной массы грубых кормов (жвачные), или недоразвитостью ротового пережевывания пищи (некоторые виды, питающиеся насекомыми). У некоторых южноамериканских муравьедов выходной части желудка дифференцируется отдел с настолько твердыми складками, что они выполняют функцию зубов, перетирающих пищу.

Весьма сложно устроен желудок у жвачных копытных, например у коровы. Он состоит из четырех отделов: 1) рубца, внутренняя поверхность которого несет твердые вздутия; 2) сетки, стенки которой разделены на ячейки; 3) книжки со стенками, несущими продольные складки; 4) сычуга, или железистого желудка. Попавшие в рубец кормовые массы под влиянием слюны и деятельности бактерий и простейших подвергаются брожению. Из рубца пища благодаря перистальтическим движениям поступает в сетку, откуда она отрыгивается снова в рот. Здесь пища размельчается зубами и обильно смачивается слюнной. Получившаяся таким образом полужидкая масса заглатывается и по узкому желобку, соединяющему пищевод с книжкой, поступает в нее и далее в сычуг.

Описанное приспособление имеет большое значение, так как пищей жвачных является трудноперевариваемая растительная масса, а в желудке у них живет огромное количество бродильных бактерий и простейших, деятельность которых существенно способствует перевариванию пищи.

Кишечник подразделяется на тонкий и толстый. К тонкому относится двенадцатиперстная кишка, тощая кишка и подвздошная кишка. К толстому -- слепая кишка, ободочная кишка и прямая кишка.

В тонкой кишке пища переваривается под влиянием пищеварительных соков. Они выделяются железами стенок кишки, а также печенью и поджелудочной железой, открывающимися в начальный отдел тонкой кишки -- двенадцатиперстную кишку. Питательные вещества в тонкой кишке всасываются в кровь, а остатки непереваренной пищи поступают в толстую кишку.

У видов питающихся грубым растительным кормом (например, у грызунов), на границе тонкого и толстого отделов отходит длинная и широкая слепая кишка, заканчивающаяся у некоторых зверей (например, зайцы, полуобезьяны) червеобразным отростком. Слепая кишка выполняет роль «бродильного чана» и развита тем сильнее, чем больше растительной клетчатки поглощает животное. У мышей, питающихся семенами и отчасти вегетативными частями растений, слепая кишка составляет 7-10% от общей длины всех отделов кишечника, а у полевок, кормящихся в большей мере вегетативными частями растений, - 18-27%. У плотоядных видов слепая кишка развита слабо или отсутствует. Также у большинства млекопитающих в стенках слепой кишки имеется большое количество лимфатической ткани, что делает ее важным органом иммунной системы.

В этой же связи варьирует и длина толстого отдела кишечника. У грызунов он составляет 29-53% общей длины кишечного тракта, у насекомоядных и рукокрылых -26-30%, у хищных -13-22%. Общая длина кишечника варьирует очень сильно. Как правило, у растительноядных видов кишечник относительно более длинный, чем у всеядных и плотоядных. Так, у некоторых летучих мышей кишечник длиннее тела в 2,5 раза, у насекомоядных - в 2,5-4,2, у хищных - в 2,5 (ласка), в 6,3 (собака), у грызунов - в 5,0 (полуденная песчанка), в 11,5 (морская свинка), у лошади - в 12,0 у овцы - в 29 раз.

В ободочной кишке каловые массы обезвоживаются, скапливаются в прямой кишке и затем удаляются наружу через анальное отверстие.

Подотряд Жвачные – высшие позвоночные животные, появились в эоценовом периоде. Сделать большой шаг в развитии и занять господствующее место среди копытных им удалось благодаря хорошей адаптации к изменчивой внешней среде, умению быстро передвигаться и уходить от врагов и самое главное — они смогли приспособиться к употреблению грубой, волокнистой пищи.

Корова — представитель жвачных животных

Сложная пищеварительная система жвачных животных, позволяет максимально эффективно перерабатывать пищу и извлекать из растительной, богатой клетчаткой еды все питательные вещества.

Для захвата листьев, травы, других зеленых растений жвачные используют губы, язык, зубы. На верхней челюсти нет резцов, но она оснащена жестким мозолистым валиком, коренные зубы на поверхности имеют лунку, такое строение позволяет активно поглощать и перетирать растительную еду. Во рту корма перемешиваются со слюной и через пищевод поступают в желудок.

Строение пищеварительной системы

Отделы сложного желудка жвачных млекопитающих расположены в следующем порядке.

Рубец

Рубец — это преджелудок, который служит резервуаром для растительной пищи. Размеры колеблются у взрослых особей от 20 литров (например, у коз) до 300 литров у коров. Имеет изогнутую форму и занимает всю левую часть брюшной полости. Ферменты здесь не вырабатываются, стенки рубца лишены слизистой оболочки, оснащены сосцевидными выростами для образования шероховатой поверхности, что способствует обработке пищи.

Под действием микрофлоры пища частично перерабатывается, но большая ее часть нуждается в дальнейшем пережёвывании. Рубец — отдел желудка жвачных парнокопытных, из которого отрыгивается содержимое назад в ротовую полость – так образуется жвачка (процесс многоразового перехода пищи из рубца в рот). Уже достаточно перетертая еда возвращается снова в первый отдел и продвигается дальше.

Микроорганизмы играют важную роль в пищеварении жвачных, расщепляют целлюлозу, сами становятся источником животного белка в процессе переваривания и ряда других элементов (витаминов, никотиновой кислоты, тиамина и др.)

Сетка

Сетка – складчатая структура, похожа на сеть с полостями разной величины. Складки находятся в постоянном движении, высотой около 10 мм. Служит фильтром и пропускает кусочки пищи определенной величины, которые обработаны слюной и микрофлорой рубца. Большие частицы сетка отправляет назад для белее тщательной переработки.

Книжка

Книжка – отдел желудка жвачных животных (исключение оленьковые у них он отсутствует), который состоит из мышечных пластинок, прилегающих друг к другу. Пища попадает между «страниц» книжки и подвергается дальнейшей механической обработке. Здесь адсорбируется много воды (около 50%), минеральные соединения. Обезвоженный комок пищи и перетертый в однородную массу готов к переходу в последний отдел.

Сычуга

Сычуга – истинный желудок, выстлан слизистой оболочкой с пищеварительными железами. Складки полости сычуги увеличивают поверхность, которая продуцирует кислый желудочный сок (у коров может выделяться до 80 литров за 24 часа). Под действием соляной кислоты, ферментов, пища переваривается и постепенно переходит в кишечник.

Попадая в двенадцатиперстную кишку, пищевой комок провоцирует выброс ферментов поджелудочной железой и желчи. Они расщепляют еду на молекулы (белки на аминокислоты, жиры на моноглицериды, углеводы на глюкозу), которые через стенку кишечника всасываются в кровь. Непереваренные остатки продвигаются в слепую, а затем в прямую кишку и выводятся наружу через анальное отверстие.