Лабораторная работа" Филогенез наружных покровов и опорно-двигательной системы у животных"

Лабораторная работа № 1.

Тема: Филогенез наружных покровов и опорно-двигательной системы у животных.

Цель: рассмотреть строение и функции наружных покровов и опорно-двигательной системы у хордовых животных, выявить закономерности и основные направления их развития в ходе эволюционного процесса.

Ход работы:

1. Дать определение понятию Филогенез.

2. Филогенез покровов тела животных.

2.1. Наружные покровы хордовых подразделяются на 2 слоя: ___________ (эктодермального происхождения) и _________, или собственно кожа (мезодермального происхождения).

2.2. Укажите направления эволюции покровов тела

2.4. Запишите возможные нарушения онтогенеза покровов

3. Филогенез опорно-двигательной системы животных.

3.1. Скелет позвоночных животных состоит из 3 отделов:________________.

3.2. Скелет выполняет следующие функции:

3.3. Укажите направления эволюции осевого скелета:

3.4. Укажите направления эволюции скелета конечностей и их поясов

4. Сделайте вывод.

Основные функции покровов: ограничение и защита многоклеточного организма.

У хордовых состоит из эпидермиса, развивающийся из эктодермы, и дермы, развивающаяся из мезодермы

Направление эволюции:

1) Однослойный эпидермис становится многослойным, у позвоночных 5 + 2 слоя, они дифференцируются и ороговевают наружу.

2) Появляются производные эпидермиса

3) Усиление главной — защитной функции за счет:

- формирования многослойного эпидермиса;

- образования специализированных структур (чешуя, когти, ногти);

- приспособительной окраски;

- разрастания соединительной ткани в дерме.

4) Усиление функции терморегуляции за счет обильной кровеносной сети дермы и быстрого изменения диаметра артериальных сосудов.

5) Расширение количества выполняемых функций:

- участие в теплообмене;

- теплоизоляционная;

- водно-солевой обмен;

- рецепторная;

- сигнальная;

- метаболическая.

6) Смена функций:

- деление эпидермиса на два слоя: ростковый и роговой;

- формирование зубов позвоночных из плакоидной чешуи хрящевых рыб;

- особый тип волос — вибриссы выполняют функцию осязания.

Производные дермы:

• Хроматофоры — пигментсодержащие и светоотражающие клетки, присутствующие у земноводных, рыб, рептилий, ракообразных и головоногих. Они отвечают за окраску кожи и глаз у холоднокровных животных

• Чешуя

• Роговые чешуйки

• Клюв

• Когти

• Волосы

• Перья

• Железы (у низших хордовых - одноклеточные слизистые железы, начиная с рыб появляются ядовитые железы, у птиц- сальные и у млекопитающих- потовые железы)

Нарушение онтогенеза покровов:

• Альбинизм – полное отсутствии пигмента покровов

• Витилиго – пигмент отсутствует участками

• Гипертрихоз – избыток роста волос

• Алопеция – отсутствие волос

• Гиперкератоз – утолщение ногтей

• Пахионексия – утолщение волос

• Полимастия – увеличение числа молочных желез

Филогенез двигательной функции лежит в основе прогрессивной эволюции животных. Поэтому уровень их организации в первую очередь зависит от характера двигательной активности, которая определяется особенностями организации опорно-двигательного аппарата, претерпевшего в типе Хордовые большие эволюционные преобразования в связи со сменой сред обитания. Низшие хордовые живут в водной среде, а высшие хордовые - на суше. Водная среда у животных, не имеющих наружного скелета, предполагает однообразные движения за счет изгибов всего тела, в то время как жизнь на суше более способствует их перемещению с помощью конечностей. Перемещение из водной среды в воздушную, привело в значительному усложнению скелета и скелетной мускулатуры, особенно конечностей.

Функции опорно-двигательной системы

• Сохранение определенной формы тела;

• Удержание положения тела и его частей в пространстве;

• Передвижение тела и его отдельных частей относительно друга друга;

• Защита и поддержание внутренних органов;

• Участие в глотании, дыхании, мочеиспускании, дефекации, родовой деятельности, артикуляции.

У хордовых скелет внутренний. По строению и функциям подразделяется на осевой, скелет конечностей и головы. В центре осевого скелета лежит хорда. В процессе эволюции возникли и сформировались позвонки, которые дифференцировались и увеличилось число отделов позвоночника.

У рыб есть 2 отдела позвоночника: туловищный и хвостовой. Это связано с перемещением их в воде за счет изгибов тела. У рыб все туловищные позвонки несут ребра, не срастающиеся друг с другом. Они придают телу устойчивую форму и обеспечивают опору межреберным мышцам, изгибающим тело в горизонтальной плоскости. Эта функция ребер сохраняется у всех позвоночных, совершающих змеевидные движения, — у хвостатых земноводных и большинства пресмыкающихся, поэтому у них ребра также располагаются на всех позвонках, кроме хвостовых.

У амфибий кроме туловищного и хвостового отдела появляется по одному шейному и крестцовому позвонку.

У рептилий шейный отдел имеет 8 позвонков (I - атлант, II - осевой), с возможностью поворачивать голову, грудной отдел позвоночника сзади соединен с ребрами, поясничный и крестцовый отдел имеют большое количество позвонков + хвостовой отдел позвоночника.

У птиц шейный отдел позвоночника имеет до 25 позвонков, поясничный, крестцовый и хвостовой отдел позвоночника срастаться в один мощный крестец.

У млекопитающих в шейном отделе 7 позвонков, в грудном отделе 9-24 позвонка, в поясничном 3-9 позвонков, крестцовый – число варьирует, у человека срастается в единую кость с тазом, хвостовой отдел – длинный хвост или копчиковая кость. У млекопитающих в состав грудной клетки входит 12—13 пар ребер.

У человека в связи и прямохождением сформировались изгибы позвоночника – 2 лордоза (шейный и поясничный) и 2 кифоза (грудной и крестцовый).

Остатки хорды у высших позвоночных сохранились в виде межпозвоночных дисков.

Особенности опорно-двигательного аппарата человека:

• Вертикальное расположение позвоночного столба; наличие в нем изгибов;

• Увеличение размеров позвонков (сверху вниз);

• Увеличение мозгового отдела черепа и уменьшение лицевого отдела;

• Центральное положение большого затылочного отверстия в основании черепа; уменьшение остистых отростков шейных позвонков.

• Уплощение грудной клетки; укрупнение ключицы;

• Противопоставление большого пальца кисти остальным, что связано с трудовой деятельностью;

• Выпрямление фаланг II—V пальцев и развитие дифференцированной мускулатуры обеспечили возможность точно захватывать предметы, исследовать их на ощупь и сжимать с необходимой силой;

• Широкий короткий таз, наклон таза под углом 60° в связи с перемещением центра тяжести;

• Ноги длиннее рук, сильное развитие мышц ног;

• Укорочение пальцев стопы, большой палец не противопоставлен остальным пальцам, расположен параллельно другим и имеет общую подошвенную поверхность. Это привело к утрате им хватательной функции;

• Появление продольного свода стопы (роль амортизатора);

• Развитие пяточного бугра.

Онтофилогенетические пороки и аномалии развития скелета человека:

• Ахейрия – отсутствие кисти;

• Брахидактилия – отсутствие фаланг пальцев;

• Синдактилия – сращенные пальцы;

• Полидактилия – увеличенное количество пальцев;

• Акромегалия – увеличенные конечности;

• Сиреномелия – слияние нижних конечностей.

• У человека есть разные дефекты формирования позвоночного канала, через которые могут выходить спинномозговые грыжи.

• Могут быть патологические изгибы позвоночника – сколиоз.

• Может сохраняться хвост (атавизм).

Эволюционные преобразования опорно-двигательного аппарата хордовых:

• Усиление главной функции;

• Расширение функций;

• Смена функций;

• Интенсификация;

• Полимеризация.