Эволюция дыхательной системы хордовых

Органы дыхания хордовых жабры энтодермального происхождения, которые у наземных животных преобразуются в лёгкие.

У низших хордовых(ланцетник) число жаберных щелей достигает 100-120. У высших хордовых число жаберных щелей равно числу жаберных дуг: 6 пар в личиночной стадии, 4 пары у взрослых.

У кистеперых рыб в области глотки появляется парный плавательный пузырь, который может выполнять функцию дыхания. У рыб органы дыхания представлены жаберным аппаратом.

Земноводные(амфибии): в личиночной стадии функционируют жабры, во взрослом – плавательный пузырь преобразовался в легкие. В дыхании участвуют не только легкие, но и кожа, в которой находится большой количество капилляров. Легкие представлены тонкостенными мешками, ячеистые. Впервые появляется гортань, черпаловидные хрящи, окружающие гортанную щель и натянутые на них голосовые связки, имеющиеся только у самцов. Дыхательная поверхность легких мала, поэтому функцию дыхания выполняет кожа.

Пресмыкающиеся (рептилии): у пресмыкающихся, полностью вышедших на сушу, формируется вся дыхательная система: гортань, трахея, бронхи, легкие. Впервые появилась диафрагма (пассивна). Легкие губчатые. Механизм дыхания за счет межреберных мышц.

Птицы: носовая полость, гортань, трахея, губчатые лёгкие, 9 воздухоносных мешков.

Млекопитающие:дыхательные пути полностью отделены от пищеварительной системы. Бронхи сильно разветвлены до бронхиол, которые переходят в альвеолы – легочные пузырьки. Дыхательная поверхность легких около 90 м². Альвеолярные легкие. В дыхании принимает участие диафрагма. В эмбриогенезе человека первоначально дыхательная и пищеварительная трубка на разделены.

Онто-филогенетические пороки дыхательной системы человека.

· Эзофаготрахеальные свищи

· бронхолегочные кисты

· кистозная гипоплазия легких, гипоплазия диафрагмы(летальных исход)

Эволюция кровеносной системы хордовых. Филогенез артериальных жаберных дуг. Онто — филогенетические пороки сердца и кровеносных сосудов человека.

Эволюция кровеносной системы хордовых.

Кровеносная система всех хордовых замкнутая, состоит из двух основных сосудов: брюшная и спинная аорты.

По брюшной аорте венозная кровь течет кпереди, обогащается кислородом и по спинной течет кзади. Брюшная аорта выполняет функцию насоса.

Так устроена кровеносная система низших хордовых (ланцетника). Число жаберных артерий до 150 пар. Капилляры не развиты. Круг кровообращения один.

Рыбы: в результате олигомеризации жаберных артерий до 4-х пар отмечается высокая степень дифференцировки:

· Жаберные сосуды распадаются на капилляры,

· В результате интенсификации функций брюшной аорты появляется двухкамерное сердце.

Земноводные (амфибии): в связи с выходом на сушу появляется 2 круга кровообращения; сердце 3-хкамерное, а от желудочка отходит артериальный конус, где находится спиральный клапан, который разделяет кровь на венозную(1-я порция), смешанную(2-я порция0, и артериальную(3-я порция); венозная кровь поступает в кожно-легочные вены, смешанная – в дуги аорты, артериальная – в сонные артерии.Пресмыкающиеся (рептилии): в желудочке сердца появляется неполная перегородка; от сердца отходит 3 сосуда – 2 дуги аорты и легочная артерия, несущая венозную кровь к легким. Как у рыб обе дуги аорты срастаются позади сердца в спинную аорту, кровь в ней смешанная.

Птицы: полное разделение сердца на правую венозную и левую артериальную половины. Из 2 дуг аорты сохраняется только правая, берущая начало от левого желудочка. Окончательно оформились 2 самостоятельных круга кровообращения. В результате того что артериальная и венозная кровь не смешивается, органы получают артериальную кровь. Это усиливает обмен веществ, повышает жизнедеятельность организма, обуславливает весьма высокую и постоянную температуру тела птиц(42-45).

Млекопитающие: 4-хкамерное сердце, редукция правой дуги аорты. В результате этого произошло полное разделение артериального и венозного кровотока.

В эмбриогенезе человека рекапитулируют закладки сердца и основных кровеносных сосудов. Сердце закладывается в начале развития на 20-е сутки эмбриогенеза в виде недифференцированной брюшной аорты. Затем за счет изгибов брюшной аорты в ней появляются перегородки и клапаны, и сердце становится 2-х, затем 3-х и 4-хкамерным. В филогенезе сердца проявляются девиации: рекапитулируют ранние стадии, а образование межжелудочковой перегородки является новообразованием.

Филогенез артериальных жаберных дуг.

В эмбриогенезе позвоночных закладывается 6 пар жаберных артерий, соответствующих 6 парам висцеральных дуг черепа. Первые 2 висцеральные дуги включаются в состав лицевого черепа, 2 жаберные артериальные дуги редуцируются.

Оставшиеся 4 пары у рыб функционируют как жаберные артерии.

У наземных позвоночных 3-я пара дает начало сонным артериям, 4-я пара – дугам аорты, 5-я пара редуцируется (кроме хвостатых амфибий), 6-я пар становиться легочными артериями.

У птиц происходит редукция левой дуги аорты.

У млекопитающих редуцируется правая дуга аорты.

Онто — филогенетические пороки сердца человека.

· 2-хкамерное сердце – не совместим с жизнью.

· Дефекты межпредсердной перегородки (1/1000 )

· Дефекты межжелудочковой перегородки ( 2,5-5/1000 )

· 3-хкамерное сердце

· Шейная эктопия сердца – летальный исход

Онто — филогенетические пороки кровеносных сосудов человека.

· Персистирование обеих дуг аорты (4-я пара) – 1/200 вскрытий

· Редукция левой дуги аорты – 2,8/200 вскрытий, часто не проявляется клинически

· Персистирование боталлового протока – 0,5-1,2/1000 НОВОРОЖДЕННЫХ

· Персистирование первичного эмбрионального ствола – смертельный исход

· Транспозиция сосудов( 1/2500 ) – летальный

· Персистирование 2-х верхних полых вен (1% случаев), может быть на совместим с жизнью, если левая полая вена впадает в левое предсердие.

Эволюция выделительной системы позвоночных. Связь выделительной и половой систем у позвоночных. Эволюция мочеполовых протоков. Онто- филогенетические пороки развития выделительной системы у человека.

Функция выделительной системы – удаление из организма продуктов метаболизма, развиваются из мезодермы (нефротома).

В процессе эволюции сформировалось несколько типов органов выделения:

· Протонефридии (плоские черви)

· Метанефридии (кольчатые черви, членистоногие, моллюски, бесчерепные)

· Предпочка – pronephros (круглоротые)

· Первичная почка – mesonephros (рыбы, амфибии)

· Вторичная почка – metanephros (рептилии, птицы, млекопитающие)

Ланцетник: выделительная система состоит из метамерно расположенных нефридиев (до 100 пар) в области жаберных щелей, продукты метаболизма поступают в целом, оттуда через нефротомы выводится в околожаберную полость.

Органы выделения позвоночных – парные почки.

У высших позвоночных в эмбриогенезе развиваются последовательно 3 типа почек: головная, туловищная, тазовая.

Предпочка состоит из 6-12 метамерно расположенных воронок. У человека предпочка закладывается, но не функционирует.

Первичная почка закладывается на 4-й неделе, наибольшего развития достигает к концу 2 месяца.

Нефрон вторичной почки теряет связь с целомом, состоит из сосудистого клубочка, окруженного капсулой, где происходит фильтрация крови и образование первичной мочи. Число нефронов достигает 1 млн.

Рыбы:Первичные почки. Мочеточники открываются отдельно от клоаки или впадают в нее.

Земноводные (амфибии): Первичные почки прилегают к спинной стороне полости и представляет собой продолговатые тела. От почек по мочеточникам моча выводится в клоаку. Некоторое время моча может накапливаться в мочевом пузыре, который расположен у брюшной поверхности клоаки.

Пресмыкающиеся (рептилии): вторичные почки и мочеточники, впадающие в клоаку. В нее открывается и мочевой пузырь.