ОПОРА ТВАРИНИ

ТЕМА 2 ПРОЦЕСИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ТВАРИН

Дайте мені точку опори,

І я переверну світ.

Архімед

&39. ОПОРА ТВАРИНИ

Основні поняття: ОПОРА ТВАРИН. СКЕЛЕТ

Пригадайте! Що таке клітини, тканини, органи, системи

Органів?

Поміркуйте

На значення опори звертав увагу ще давньогрецький математик, фізик та інженер, один з найвидатніших вчених античності Архімед. Що ж таке опора? Опорою в механіці називають елементи системи, основною функцією яких є передача зусиль від однієї частини конструкції на інші або на фундамент. А

яке ж значення має опора для тварин? Чи тільки цим обмежується значення опорної системи для організму тварини?

Іл. 156. Архімед (287-212 pp. до н. е)

ЗМІСТ

Які особливості опори в тварин?

Для розуміння значення опори для тварин ознайомимося з особливостями цієї життєвої функції на рівні молекул, тканин, органів тваринного організму.

Опора організму тварин пов’язана з наявністю та властивостями неорганічних та органічних сполук, якими є нестискуваність, стійкість щодо впливів середовища, гнучкість, пружність тощо. Так, вода в якості опорної рідини має значення

для тварин, позбавлених твердого скелета (дощового черв’яка, п’явок, аскариди). Кальцію карбонат, кальцію фосфат, стронцію сульфат – це мінеральні солі, що зміцнюють й утворюють скелет коралових поліпів, черепашку молюсків, кістяк хребетних тварин. А такі органічні сполуки, як спонгін, хітин, колаген, кератин, будують опорні голки губок, зовнішній скелет раків, павуків, комах, рогові утвори хребетних тварин.

У реалізації опори на рівні тканин важливе значення мають епітеліальні клітини покривів та хрящові й кісткові клітини сполучної тканини. Наприклад, клітини мантії здатні виділяти на поверхню сполуки, які в молюсків утворюють черепашку, клітини шкірно-м’язового мішка в аскариди утворюють сполуки для кутикули. На відміну від рослин, у тваринному організмі функцію опори виконують спеціалізовані органи, які мають придатні для цього особливості будови й властивості. Основними органами опори в тварин є пружні хрящі й міцні кістки. Хрящі та кістки мають тісний зв’язок з м’язами, кровоносними судинами, нервовими закінченнями й разом формують скелет у складі опорно-рухової системи.

Отже, ОПОРА ТВАРИН – це функція тваринного органіку, пов’язана з наявністю неклітинних мертвих утворів та сполучнотканинних, хрящових і кісткових, зміцнюючих живих утворів.

Які види скелета розрізняють у тварин?

СКЕЛЕТ – сукупність утворів, що забезпечують опору організму. Різні типи скелета в організмів визначаються різними способами життя. Дощовому черв’яку, який мешкає в грунті, твердий скелет заважав би переміщенню, а в гепарда – по-іншому: тут необхідний міцний, гнучкий і рухливий скелет, що допомагає розвивати високу швидкість і робити круті повороти. У тварин виділяють три види скелета: гідроскелет, зовнішній скелет (екзоскелет) та внутрішній скелет (ендоскелет).

Гідростатичний скелет – рідинний скелет, у якому опорою для тіла є насичені водою м’які тканини (головоногі молюски) або порожнина (круглі черви, кільчасті черви). Порожнинна рідина або вода тканин зумовлює тиск на м’язи тіла або шкірно-м’язового мішка, які, скорочуючись, забезпечують протидію і, відповідно, розміри та форму тіла.

Екзоскелет – зовнішній скелет, який утворюється виділеннями цитоплазми клітин, клітинами ектодерми (коралові поліпи) чи епітеліальними тканинами тіла (молюски). Тварини, які мають екзоскелет, ростуть лише під час линяння (членистоногі з хітиновим екзоскелетом) або постійно нарощують його (молюски з черепашкою).

Ендоскелет – внутрішній скелет, який відрізняється від екзоскелету тим, що утворений живою тканиною (хрящовий чи кістковий скелет хребетних).

Він може неперервно рости в тілі, завдяки чому немає необхідності в линянні.

У хребетних тварин скелет поділяється на три відділи: скелет голови, скелет тулуба (хребет та грудна клітка) й скелет кінцівок (плечовий пояс, тазовий пояс, скелет вільних передніх кінцівок та скелет вільних задніх кінцівок).

Дослідження скелетів у різних тварин дозволяє зрозуміти загальні закономірності еволюції скелетної системи, яка відбувалася в таких напрямках: 1) від зовнішнього до внутрішнього скелету; 2) від мертвих утворів, утворених епітеліальною тканиною, до утворів з живих сполучних тканин; 3) диференціації на відділи, що зумовлювало урізноманітнення функцій.

Іл. 157. 1 – гідроскелет у дощового черв’яка; 2 – екзоскелет краба. З – кістковий ендоскелет риби

Отже, у тваринному світі є три види скелета: гідроскелет, екзоскелет і ендоскелет.

Яке значення скелета для тварин?

Скелет у тваринному організмі виконує ряд важливих функцій:

1. Опори. Скелет допомагає тілу зберігати ту форму, яка для певних умов існування є найкращою. Наприклад, для хижих риб важливою є обтічна форма тіла, а для придонних – сплощена, як у камбали.

У живих системах у процесі еволюції функція опори дуже тісно поєдналась із функцією руху, тому розмежувати їхню роботу неможливо.

2. Захисту. Опорні структури здійснюють захист організму від поїдання або захист внутрішніх органів від несприятливої дії чинників середовища. Так, черепашка захищає молюсків від ворогів, череп у хребетних тварин захищає головний мозок, а хребет – спинний мозок.

3. Руху. Скелет є місцем прикріплення м’язів. Наприклад, у членистоногих до хітинового екзоскелету прикріплюються їхні м’язи-розгиначі й м’язи-розгиначі кінцівок та м’язи крил у комах, у хребетних м’язи прикріплюються до кісток з утворенням важелів. На цю особливість звернув увагу ще великий Леонардо да Вінчі, який писав: “М’язи починаються і закінчуються завжди в кістках, що стикаються, і ніколи не починаються і не закінчуються на одній і тій самій кістці, тому що вони не змогли б нічого переміщувати, окрім лише самих себе”.

4. Джерела мінеральних речовин. За необхідності зі скелету для використання в організмі може надходити Кальцій. Деякі рослиноїдні тварини (олені, жирафи) навіть можуть поїдати кістки, щоб забезпечити власні потреби цього важливого для життя хімічного елемента.

5. Кровотворення. Кістки хребетних тварин містять кістковий мозок, у якому й відбувається утворення крові.

Отже, опора тварин – це функція тваринного організму, що забезпечує опертя, активне перевищення в просторі, характерну форму та захист тіло.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Практична робота № 5

ПОРІВНЯННЯ БУДОВИ СКЕЛЕТІВ ХРЕБЕТНИХ ТВАРИН

Мета: розвивати навички порівняння з виявленням ознак подібності й відмінності; поглибити знання про будову скелета хребетних тварин.

Хід роботи

1. Розгляньте ілюстрації скелета різних хребетних тварин: І – риби (окуня); II – земноводного (жаби); ІІІ – плазуна (ящірки); IV – птаха (голуба); V – ссавця (кролика). Якими цифрами позначені такі елементи скелета: череп, хребет, плечовий пояс, тазовий пояс, ребра, скелет непарних плавців, скелет передніх кінцівок, скелет задніх кінцівок?

2. Співставте групу хребетних тварин з особливостями скелету.

1 Риби	А Череп кістковий або хрящовий, зі щелепами. Хребет з двох відділів – тулубового і хвостового. Грудна клітка відсутня. Скелет парних плавців мас хрящові або кісткові промені.
2 Амфібії	Б Череп кістковий зi збільшеним мозковим відділом та диференційованими зубами. У шийному відділі хребта 7 хребців.
3 Рептилії	В Череп кістковий з твердим піднебінним. Хребет з 5 відділів: шийний, грудний, поперековий, крижовий і хвостовий. Грудна клітка є.
4 Птахи	Г Череп кістковий суцільний тонкостінний. У хребті є складний криж. Грудна клітка утворена ребрами, які мають два відділи й гачки, та грудиною, що має кіль. Кістки кінцівок зростаються й зменшуються.
5 Ссавці	Д Череп кістково-хрящовий плоский. Хребет з 4 відділів: шийний, грудний, крижовий і хвостовий. Грудної клітки немає.

От. 158. Скелет xpебетниx тварин

3. Сформулюйте висновок. Які ознаки подібності й відмінності в скелетах хребетних тварин?

Біологія + Фізика

Опорна система та форма тіла зумовлені способом життя організмів. У водних тварин, які ведуть прикріплений чи малорухливий спосіб життя, скелет твердий зовнішній. Малорухливі тварини, а також тварини, які живуть у грунті й у водному середовищі, мають гідростатичний скелет. А в тварин, здатних швидко рухатися, скелет твердий внутрішній із “набором важелів”. Що таке важіль? Які особливості мають тварини, здатні до швидкого руху?

Іл. 159. Екзоскелет молюска

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка	Запитання для самоконтролю
1-6	1. Що таке опора в тварин? 2. Назвіть основні органи опори в тварин. 3. Що таке скелет? 4. Які види скелета є у тварин? 5. Назвіть основні функції скелета. 6. Які відділи виділяють в скелеті хребетних тварин?
7-9	7. Які особливості опори в тварин? 8. Які види скелета розрізняють у тварин? 9. Яке значення скелета для тварин?
10-12	10. Які ознаки подібності й відмінності в скелетах хребетних тварин?