Эволюционные преобразования системы дыхания у первичноротых организмов

У плоских червей и круглых червей органы дыхания и кровеносные сосуды отсутствуют. Газообмен осуществляется путем диффузии через поверхность тела (влажную кожу).

Внешнее дыхание у большинства водных животных осуществляется при помощи специализированных структур, называемых жабрами. Специализированные жабры впервые появились у кольчатых червей.

У морских червей, ракообразных, появились жабры, обеспечивающие процесс дыхания в водной среде.

Жабры имеются также у моллюсков, рыб и некоторых амфибий. Газы диффундируют через тонкий жаберный эпителий в кровь и разносятся по всему организму. Каждое животное, дышащее при помощи жабр, имеет какое-либо приспособление, обеспечивающее непрерывное омывание их током воды.

Членистоногие решают проблему снабжения кислородом клеток организма иным путем: в каждом сегменте тела у них имеется пара стигм - отверстий, ведущих в разветвленную систему трубочек - трахей, по которым воздух доставляется ко всем внутренним органам. Трахеи заканчиваются микроскопическими разветвлениями - трахеолами, наполненными жидкостью, через их стенки кислород диффундирует в соседние клетки, а углекислый газ - в обратном направлении. Работа мышц брюшка обеспечивает продувку трахей воздухом. Трахейная система насекомых и паукообразных обеспечивает поступление кислорода и выделение углекислого газа, поэтому они обходятся без быстрого течения крови, необходимого позвоночным для снабжения их клеток кислородом.

Развитие легочного дыхания имеет свою длительную эволюцию. Примитивные легочные мешки появляются у паукообразных. Развиваются они (простые мешки) и у наземных брюхоногих моллюсков (легочные мешки образованы мантией).

Филогенез органов дыхания у хордовых. Рассмотрите основные ароморфозы.

Дыхательная система имеет энтодермальное происхождение.

Направления эволюции жаберного дыхания:

1. От жаберных щелей ланцетника к жаберному аппарату рыб.

2. Увеличение дыхательной поверхности за счет образования жаберных лепестков.

3. Образование жаберных капилляров.

У хрящевых рыб имеются жабры наиболее примитивного строения и дыхание осуществляется пассивно, когда рыба плывет вода богатая кислородом омывает жабры и кислород проникает в жаберные капиляры и разносятся по организму, а оставшаяся вода выделяется через отверстия.

У костных рыб развиваются жабры, расположенные на жаберных дугах и имеющие жаберные лепестки, обильно снабженные капиллярами, уже дыхание у таких рыб осуществялется аткивно за счет имеющихся крышек прикрывающих жаберный аппарат, крышки открываются захватывая воду с кислородом, затем закрываются, кислород поступает в кровь и крышки открываются выводя их жабер воду.

У кистеперых рыб начинается преобразование плавательного пузыря в легкие, но так как они еще водные обитатели, дышат они все же жабрами.

Направления эволюции легочного дыхания:

1. Появление и дифференцировка дыхательных путей.

2. Увеличение дыхательной поверхности легких.

3. Формирование вспомогательного аппарата органов дыхания.

У амфибий Появляются черпаловидные хрящи и голосовые связки. Внутренняя поверхность легких амфибий крупноячеистая или гладкая, таким образом площадь легких малая. Вентиляция легких происходит за счет мышц дна ротоглоточной полости и поэтому дыхание осуществяется активно.

У рептилий появляются гортань (перстневидный хрящ), трахея и внелегочные бронхи. Легкие мелкоячеистые с большим количеством внутренних перегородок. Есть грудная клетка и межреберные мышцы.

У млекопитающих образуется носовая полость, носоглотка, в гортани появляется щитовидный хрящ. Развивается бронхиальное дерево. Легкие альвеолярного строения. Появляется диафрагма.

У птиц процесс дыхание осуществялется следующим образом: При первом входе воздух по трахее и бронхам проникает в задние дыхательные мешки, а при первом выдохе - в легкие. При втором вдохе воздух из легких проникает в передние мешки, при втором выдохе - воздух выходит наружу. Такая система дыхания получила название - "двойное дыхание".

Отделы дыхательной системы: ноздри - носовая полость и верхняя гортань - трахея - впадает в место разветвления трахеи в нижнюю гортань - бронхи - легкие (состоящие из парабронхов) - вторичные бронхи образующие воздушные мешки.

Перечислите основные направления эволюции дыхательных путей.

Направления эволюции жаберного дыхания:

1.От жаберных щелей ланцетника к жаберному аппарату рыб.

2.Увеличение дыхательной поверхности за счет образования жаберных лепестков.

3.Образование жаберных капилляров.

Направления эволюции легочного дыхания:

1. Появление и дифференцировка дыхательных путей.

2. Увеличение дыхательной поверхности легких.

3. Формирование вспомогательного аппарата органов дыхания.

Рассмотрите онтогенетические и филогенетические предпосылки формирования врожденных пороков развития дыхательной системы у человека (диафрагмальная грыжа, трахеопищеводный свищ, гипоплазия и дисплазия легких, незаращение жаберных щелей.

Диафрагмальная грыжа - перемещение органов из брюшной полости в грудную через естественное или патологическое отверстие в диафрагме.

Трахеопищеводный свищ - в эмбриогенезе человека отражается первоначальное единство пищеварительной и дыхательной систем.

Простая гипоплазия - равномерное уменьшение легкого в объеме вследствие его недоразвития

Незаращение жаберных щелей - является у высших позвоночных, в том числе и человека, причиной образования бранхиогенных свищей.