Опорно-двигательная система
БУ ВО «Сургутский государственный университет» Методическая разработка Лабораторного занятия № 9 для студентов I-курса. Тема занятия: «Эволюция покровов тела. Эволюция опорно-двигательной системы». Выполнил (а) студент (ка) I курса Медицинского института _____ группы Ф.И.О._________________________ _________________________ Сургут, 2015 г.
Цель занятия:Изучить основные этапы эволюции покровов тела у беспозвоночных и хордовых животных. Выделить главные направления эволюции покровов у животных. Обосновать возможность формирования у человека онтофилогенетических пороков развития покровов. Изучить основные этапы развития опорно-двигательного аппарата у беспозвоночных и позвоночных животных. Выделить основные эволюционные преобразования опорно-двигательного аппарата. Отметить отличия в строении скелета человека и скелета млекопитающих. Обосновать возможности формирования у человека онтофилогенетических пороков опорно-двигательной системы. Вопросы для самоподготовки студентов: 1. Производными каких зародышевых листков являются покровы беспозвоночных и хордовых животных? 2. Какова роль покровов в жизнедеятельности организма? 3. По какому пути шла эволюция покровов беспозвоночных? 4. Каковы функции производных покровов у беспозвоночных? 5. Какие изменения в строении покровов наблюдаются у беспозвоночных, ведущих паразитический образ жизни? 6. Каковы эволюционные преобразования покровов у позвоночных? 7. Каково происхождение плакоидной чешуи, костной чешуи рыб, роговой чешуи рептилий, волос млекопитающих? 8. Какие онтофилогенетические пороки развития покровов могут быть у человека и чем они обусловлены? 9. Из каких зародышевых листков развиваются скелет беспозвоночных, хорда и скелет позвоночных животных? 10. У каких животных хорда функционирует в течение всей жизни, у каких - только в эмбриональном периоде? 11. Какова роль опорно-двигательного аппарата? 12. Каковы характерные особенности опорно-двигательного аппарата у беспозвоночных? 13. Каковы основные эволюционные преобразования опорно-двигательного аппарата у хордовых животных? 14. На какие отделы дифференцирован позвоночник рыб, амфибий, рептилий, млекопитающих, человека? Каково количество позвонков в каждом отделе? 15. Позвонки каких отделов несут ребра у различных классов позвоночных? У кого впервые появилась грудная клетка и какое значение это имело? 16. Каковы основные филогенетические стадии развития мозгового черепа у позвоночных? 17. Каковы принципы эволюционных преобразований мозгового черепа? 18. Каково происхождение плавников рыб, плечевого и тазового поясов наземных позвоночных? 19. Каковы особенности строения плавников кистеперых рыб? Каково происхождение конечностей наземного типа? 20. В чем заключаются прогрессивные преобразования конечностей и соматической мускулатуры у позвоночных животных? 21. В чем сходство строения скелета человека и позвоночных животных? 22. Каковы особенности опорно-двигательного аппарата человека? 23. Чем объясняется факт, что иннервация плечевого пояса у млекопитающих и человека осуществляется шейными, а не грудными сегментами спинного мозга? 24. Какие онтофилогенетические пороки опорно-двигательной системы встречаются у человека и чем они обусловлены? Покровы тела Покровы тела непосредственно соприкасаются с внешней средой и выполняют разнообразные функции. У беспозвоночных животных эволюция покровов происходила от мерцательного эпителия (ресничные черви) к эпителию, лишенному ресничек (сосальщики, ленточные, круглые, кольчатые черви). У многих беспозвоночных эпителий снаружи покрыт многослойной кутикулой (дополнительная опора и защита). У членистоногих хитинизированная кутикула выполняет функцию экзоскелета, с появлением которого они утратили способность менять форму тела. У них развились многоколенные конечности, соединяющиеся с телом при помощи суставов, которые обеспечивают сложные движения. Эволюция мышечного компонента опорно-двигательного аппарата у беспозвоночных осуществлялась от кожно-мускульного мешка (черви) к специализированным группам поперечнополосатых мышц (членистоногие). У всех хордовых животных покров тела дифференцируется на эпидермис и дерму, которые тесно связаны друг с другом, но различны по происхождению: эпидермис развивается из эктодермы, дерма - из дерматома мезодермы. Эволюция эпидермиса происходила в направлении от однослойного цилиндрического эпителия (подтип Бесчерепные) к многослойному плоскому (подтип Позвоночные). У рыб и амфибий эпидермис образован живыми клетками; освоение позвоночными суши обусловило ороговение поверхностных слоев эпидермиса, создалась возможность препятствовать неконтролируемой потере воды путем испарения, что важно в условиях постоянного наземного существования. Переход от внутренней части эпидермиса к наружной у амфибий и рептилий постепенный, а у млекопитающих между ростковым слоем и роговым есть граница (блестящий слой). Производными эпидермиса являются разнообразные специализированные структуры: чешуя, рога, копыта, когти, ногти, волосы (видоизменения рогового слоя), а также многочисленные экзокринные железы (слизистые, ядовитые, церуминозные, сальные, потовые, млечные). Эволюция желез происходила в направлении усложнения от одноклеточных к многоклеточным оформленным структурам, которые углубились в дерму. Эволюция дермы совершалась по пути увеличения волокнистого компонента (коллагеновых волокон), развития сосудистых сетей и нервных сплетений, формирования подкожно-жировой клетчатки. Следует отметить, что волокнистое строение дермы является вторичным (первично наличие в ней костных образований - у костных рыб дерма состоит из толстых костных чешуй). Об этом свидетельствуют палеонтологические данные последовательных стадий редукции костных чешуй и перехода к современному строению дермы у амфибий и рептилий. Покровы млекопитающих построены наиболее сложно в связи с расширением количества выполняемых функций. В дерме формируются сосочковый и сетчатый слои; дермальные сосочки обеспечивают более тесный контакт между эпидермисом и дермой, приближают кровеносные сосуды к эпидермису (интенсификация терморегуляции). Формируется новый структурный элемент эпидермиса - волосяной покров. Он различается у разных животных, на разных участках тела, в разное время года, у особей разного возраста. Большое приспособительное значение имеет разнообразная окраска животных: защита, предупреждение, роль в брачном поведении и др. У млекопитающих развиваются специализированные производные потовых желез - млечные железы, давшие название классу; никаких предшественников этих желез у представителей предыдущих классов позвоночных не имеется. Онтогенез покровов млекопитающих и человека отражает их эволюцию по типу архаллаксиса, который не допускает рекапитуляции предкового состояния признака (например, роговых чешуй), в противном случае изменяется весь ход эмбриогенеза. Нарушение раннего эмбриогенеза покровов тела может привести к формированию онтофилогенетических пороков, не затрагивающих, однако, жизненно важных функций организма. Опорно-двигательная система Прогрессивная эволюция животных в значительной мере обусловлена особенностями строения опорно-двигательного аппарата и характером двигательной активности. У большинства беспозвоночных скелет наружный, в виде кутикулярных образований. Развитие опорно-двигательного аппарата у беспозвоночных происходило по пути появления твердого экзоскелета (хитинизированная кутикула), членистых суставных конечностей и поперечнополосатой мускулатуры. Это вывело членистоногих на путь широкой адаптации и позволило освоить все среды обитания. В настоящее время это самая многочисленная группа животного мира. У хордовых формируется внутренний скелет. Основой его служит мышечно-хордальный комплекс (миохорд). Хорда закладывается в эмбриогенезе всех хордовых и выполняет морфогенетическую роль - под влиянием миохорда развиваются нервная трубка, позвоночник, происходит дифференцировка склеротома в хрящ или кость. В течение всей жизни хорда является осевым скелетом у бесчерепных, круглоротых и ганоидных рыб. У большинства позвоночных она замешается хрящевым или костным позвоночником, состоящим из позвонков; это позволило увеличить прочность осевого скелета при сохранении его подвижности. В процессе эволюции позвоночных произошли дифференцировка позвоночника на отделы, формирование мозгового черепа для защиты головного мозга и органов чувств. Лицевой череп является производным висцерального скелета и поддерживает у предков позвоночных переднюю часть кишечной трубки. У водных форм возникают парные конечности: грудные и брюшные плавники, на основе которых развились конечности наземного типа. Эволюция конечностей и их поясов сопровождалась уменьшением количества костных элементов, заменой неподвижных сочленений подвижными суставами, удлинением проксимальных и укорочением дистальных отделов. Строение конечностей адаптировано к условиям обитания и способу передвижения. Изменение строения позвонков от амфицелъных - двояковогнутых (рыбы) на ацельные - с плоскими торцевыми поверхностями (млекопитающие) увеличило прочность соединения позвонков при сохранении подвижности позвоночного столба. У высших позвоночных формируется грудная клетка. Смена среды обитания (выход на сушу) обусловила изменение способа прикрепления конечностей к туловищу: в отличие от земноводных и рептилий у млекопитающих конечности от туловища направлены вниз, что значительно облегчило передвижение и увеличило его экономичность. У земноводных утрачивается связь между плечевым поясом и черепом, в силу чего голова и передние конечности получили возможность двигаться независимо друг от друга. У наземных форм происходит укорочение шейных ребер (земноводные) или исчезновение их (рептилии, млекопитающие) (приложение 1). Развитие мышечной системы коррелировало с усилением опорной функции, что выразилось в замене метамерной мускулатуры на специализированные группы мышц, в возрастании относительной массы мышц конечностей и в уменьшении массы дорсальной и туловищной мускулатуры. У высших позвоночных метамерность сохраняется в расположении части мышц позвоночного столба, брюшного пресса и межреберных мышц. Адаптации к разным условиям наземного существования способствовали формированию многообразных типов передвижения, что расширило возможности добывания пищи, спасения от врагов, поиска оптимальных зон обитания и заселения позвоночными почти всех биотопов суши, воды, нижних слоев атмосферы. В эмбриогенезе человека происходит рекапитуляция основных филогенетических стадий становления опорно-двигательного аппарата. Нарушение механизма смены предкового состояния признака на видоспецифическое приводит к развитию онтофилогенетических пороков опорно-двигательного аппарата.
Задание для студентов Работа 1. Функции покровов тела. Изучите функции и запишите в рабочую тетрадь.
Работа 2.Сравнительная характеристика покровов тела у различных типов беспозвоночных животных. Используя материалы учебников и предлагаемой табл. 1, изучите особенности строения покровов у разных типов беспозвоночных животных. Таблица1
Работа 3. Эволюционные преобразования покровов у хордовых животных. Изучите преобразования и запишите в рабочую тетрадь. 1. Усиление главной - защитной функции за счет: а) формирования многослойного эпидермиса; б) кератинизации верхних слоев эпидермиса; в) образования специализированных структур (чешуя, когти, ногти); г) приспособительной окраски; д) разрастания соединительной ткани в дерме. 2. Усиление функции терморегуляции за счет: а) обильной кровеносной сети дермы; б) быстрого изменения диаметра артериальных сосудов. 3. Расширение количества выполняемых функций: а) участие в теплообмене; б) теплоизоляционная; в) водно-солевой обмен; г) рецепторная; д) сигнальная; е) метаболическая. 4. Смена функций: а) деление эпидермиса на два слоя: ростковый и роговой; б) формирование зубов позвоночных из плакоидной чешуи хрящевых рыб; в) особый тип волос - вибриссы выполняют функцию осязания. 5. Формирование у млекопитающих новых структурных элементов кожи - волосяного покрова, подкожной жировой клетчатки, желез нового типа:сальных, потовых, млечных. Работа 4.Сравнительная характеристика покровов тела у животных типа Хордовые. Используя приведенные ниже характеристики эпидермиса и дермы, проведите сравнительный анализ строения покровов бесчерепных и различных классов позвоночных животных. Работу оформите в виде табл. 2. Таблица 2
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (4041)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |