Vertebrata – kręgowce

Tylototriton shanjing – traszka mandaryńska

Gerbillus campestris – myszoskocz okazały

Spis treści

Vertebrata – kręgowce

Kręgowce (Vertebrata, od łac. vertebra – kręg) → podtyp strunowców, stanowią najlepiej uorganizowaną grupę zwierząt (obejmuje ok. 40,000 gatunków zwierząt).

Wyróżnia się następujące gromady

Kręgouste
Ryby
Płazy (Amphibia)
Gady (Reptilia)
Ptaki
Ssaki (Mammalia)

Najważniejsze cechy kręgowców

→ podział ciała na 3 odcinki (głowa, tułów, ogon)
→ szkielet osiowy, którym jest chrzęstny lub kostny kręgosłup wraz z chrzęstną lub kostną czaszką chroniącą mózg
→ ciało pokryte skórą złożoną z wielowarstwowego nabłonka (naskórka)i skórą właściwą

NASKÓREK jest zbudowany z wielowarstwowej tkanki nabłonkowej. Jego zewnętrzna warstwa ulega złuszczeniu i regeneracji, wytwarza liczne gruczoły:

śluzowe u ryb i płazów
jadowe u gadów i płazów
kuprowe u ptaków
potowe, łojowe, mleczne i zapachowe u ssaków

Z naskórka powstają liczne wytwory rogowe:

łuski rogowe u gadów
dziób, łuski rogowe na nogach i pióra u ptaków
pazury, paznokcie, rogi, kopyta i włosy u ssaków.

SKÓRA WŁAŚCIWA jest wielowarstwowa, elastyczna, ale mało rozciągliwa.

Jest zbudowana z tkanki łącznej, wśród której znajdują się naczynia krwionośne, komórki nerwowe (receptory), komórki barwnikowe i mięśnie. Wytworami skóry właściwej są twory kostne:

łuski rybie
płytki gadzie

U ptaków i ssaków może być obecna tkanka podskórna bogata w tłuszcz.

FUNKCJE SKÓRY są u zwierząt wielorakie i związane z:

ochroną organizmu przed urazami mechanicznymi, termicznymi, chemicznymi, świetlnymi
ochroną organizmu przed czynnikami chorobotwórczymi
odbiorem informacji ze środowiska zewnętrznego poprzez receptory
procesami termoregulacji chroniącymi organizm przed przegrzaniem lub utratą ciepła
regulacją gospodarki wodnej organizmu
wymianą gazową (oddychanie)
wydzielaniem różnych substancji: śluzu, łoju, potu, mleka
wabieniem lub odstraszaniem innych organizmów
obroną i ochroną dzięki obecności gruczołów jadowych, zapachowych i innych wytworów naskórka, jak igły, pancerze, pazury, rogi, gęste włosy itp.

→ zazwyczaj parzyste kończyny

→ Układ krwionośny zamknięty co oznacza, że krew nie wlewa się do jam ciała ale krąży w systemie naczyń krwionośnych, zwanych żyłami i tętnicami. Tętnice wyprowadzają krew z serca, żyły zaś doprowadzają krew do serca. Naczynia włosowate są łącznikiem między tętnicami a żyłami, pośredniczą w wymianie gazów i składników odżywczych oraz produktów przemiany komórkowej między krwią a komórkami ciała.

Tętnice, dzięki obecności grubej warstwy mięśniowej i sprężystej tkanki łącznej, mają ściany napięte i wytrzymałe na duże ciśnienie krwi. Mogą aktywnie kurczyć się i rozszerzać zapewniając ciągły, jednolity przepływ krwi.

Żyły mają cienkie i wiotkie ściany, gdyż zawierają mniej tkanki mięśniowej, a znacznie mniej sprężystej. Nie są poddawane dużemu ciśnieniu krwi, ale muszą być rozciągliwe, gdyż przejmują znaczne jej ilości. W żyłach obecne są zastawki uniemożliwiające cofanie się krwi.

Serce jest narządem nadającym ruch krwi.

U kręgowców leży po stronie brzusznej ciała. W trakcie ewolucji serce podlegało istotnym przemianom:

– u ryb i kręgoustych serce jest dwudziałowe, tzn. zbudowane z jednej komory i jednego przedsionka, przez które płynie wyłącznie krew nie utlenowana (utlenowana w skrzelach ulega odtlenowaniu w ciele, z którego jako krew żylna spływa do serca, a stąd ponownie do skrzeli i na obwód; dlatego mówi się o sercu żylnym);
– u płazów serce jest trójdziałowe, tzn. zbudowane z jednej komory, w której miesza się krew utlenowana z nie utlenowaną (odtlenowaną), oraz z dwóch przedsionków prawego i lewego.
– u gadów serce jest też trójdziałowe, jednak w komorze pojawia się częściowa przegroda uniemożliwiająca całkowite mieszanie się krwi.
– u ptaków i ssaków serce jest czterodziałowe, tzn. podzielone na 4 części: dwa przedsionki – lewy i prawy oraz dwie komory – prawą i lewą. W prawej komorze i przedsionku płynie krew odtlenowana, natomiast w lewej komorze i przedsionku – utlenowana.

Układ krwionośny ryb zbudowany jest tylko z jednego obiegu, natomiast począwszy od płazów przez gady i ptaki do ssaków istnieją dwa krwiobiegi, a raczej dwie części jednego: mały (zwany płucnym) i duży. Pojawienie się dwóch krwiobiegów miało związek z opanowaniem środowiska lądowego.

→ Krwiobieg mały = prawa komora – tętnica płucna – płuca (naczynia włosowate) – żyła płucna – lewy przedsionek
→ Krwiobieg duży = lewa komora – tętnica główna (aorta) – tętnice – ciało (naczynia włosowate) – żyły – żyła główna – prawy przedsionek.

Krew płynąca w naczyniach krwionośnych jest dzięki pracy serca w ciągłym ruchu i krąży w całym ciele. Właściwy i zawsze ten sam kierunek przepływu krwi zapewniają zastawki znajdujące sie w ujściach przedsionkowo-komorowych między lewym przedsionkiem a lewą komorą oraz prawym przedsionkiem a prawą komorą serca.
Dzięki temu krew może spełniać wiele funkcji (transportujących i scalających):

rozprowadza O₂ i substancje pokarmowe w organizmie
odprowadza CO₂ i produkty przemiany materii
utrzymuje stałe pH, temperaturę i ciśnienie osmotyczne
rozprowadza biokatalizatory (enzymy, hormony, witaminy)
uczestniczy w procesach odpornościowych organizmu
warunkuje homeostazę (stan równowagi) w organizmie

→ Układ oddechowy – związany z układem pokarmowym – może mieć postać skrzeli ze szczelinami przebijającymi gardziel (u form wodnych) lub płuc (u form lądowych)

Na całkowity proces oddychania ustrojowego składają się:

– oddychanie zewnętrzne, tzw. wymiana gazowa: są to procesy związane z pobieraniem O₂ ze środowiska (przez narządy oddechowe) i przekazaniem go (przez krew) do komórek z jednoczesnym odebraniem CO₂ z komórek (do krwi) i usunięciem go (przez narządy oddechowe) na zewnątrz.

– oddychanie wewnętrzne – wewnątrzkomórkowe reakcje biologicznego utleniania związków organicznych i uzyskiwania dzięki temu dużej ilości energii potrzebnej do realizacji różnych funkcji życiowych.

U kręgowców wymiana gazowa zachodzi w skrzelach u ryb i larw płazów, w płucach i skórze u płazów oraz płucach gadów i ssaków.

RYBY oddychają skrzelami. Skrzela ryb kostnoszkieletowych zbudowane są z 4 par łuków skrzelowych, na których osadzone są bogato ukrwione listki skrzelowe. Powierzchnia listków skrzelowych może być dodatkowo powycinana w tzw. blaszki oddechowe, zwiększając tym samym powierzchnię wymiany gazowej. Skrzela stale omywane przez wodę pobierają rozpuszczony w niej O₂, a oddają CO₂.

Wszystkie kręgowce lądowe są płucodyszne. Płuca w rozwoju zarodkowym wykształciły się z uchyłku przewodu pokarmowego (gardzieli) i są homologiczne w stosunku do pęcherza pławnego ryb. Płuca mają postać cienkościennych worków bogato unaczynionych, połączonych z jamą nosową i gębową (ustną) drogami oddechowymi, tj. – kolejno – przez gardło, krtań, tchawicę, oskrzela i oskrzeliki. W rozwoju ewolucyjnym układu oddechowego u kręgowców lądowych dochodzi do stopniowego różnicowania się budowy płuc, które powiększają swoją powierzchnię oddechową.

Płazy (Amphibia) mają 2 cienkościenne workowate płuca i tchawicę, natomiast brak oskrzeli. Dodatkowo oddychają skórą i błoną śluzową jamy gębowej.

U gadów (Reptilia) wewnętrzna powierzchnia płuc stopniowo ulega sfałdowaniu, przez co zwiększa się powierzchnia oddechowa (płuca gąbczaste). Zwiększeniu tej powierzchni oddechowej towarzyszy komplikowanie się prowadzących do niej dróg (tchawica przechodzi w oskrzela), dzięki czemu wysuszający wpływ środowiska lądowego jest zmniejszony.

U ptaków (Aves) płuca zbudowane są z wielu cienkich rureczek, rozgałęzień, oskrzeli. Dodatkowo występuje 9 cienkościennych worków powietrznych, dzięki którym możliwe jest tzw. podwójne oddychanie (płuca podwójnie wentylowane – przy wdechu i wydechu).

Ssaki (Mammalia) mają pęcherzykowate płuca o olbrzymiej powierzchni oddychania, np. u człowieka sięgającej 100m², gdy powierzchnia ciała wynosi ok 2 m².

Do dróg oddechowych należą:

jama nosowa z przewodami nosowymi
gardło będące miejscem skrzyżowania przewodów słuchowych, dróg oddechowych i pokarmowych
krtań będąca równocześnie narządem głosu (tu znajdują się więzadła głosowe potocznie zwane strunami
tchawica jako długa rura wzmocniona chrzęstnymi pierścieniami rozgałęziona na 2 oskrzela
oskrzela, rurki rozgałęziające się na coraz cieńsze oskrzeliki

Na końcu każdego z najdrobniejszych oskrzelików znajduje się pęcherzyk płucny, cienkościenny, otoczony siecią naczyń włosowatych żylnych i tętniczych. Tu zachodzi wymiana gazowa: pobierany jest tlen i oddawany dwutlenek węgla. Liczba pęcherzyków jest różna i wiąże się z aktywnością danego ssaka, np. u człowieka wynosi 500 mln. W procesie oddychania także udział biorą mięśnie oddechowe (mięśnie międzyżebrowe, niektóre mięśnie grzbietu, klatki piersiowej i brzucha) oraz żebra i przepona (płaski mięsień szkieletowy oddzielający jamę brzuszną od jamy klatki piersiowej).

→ układ nerwowy – ośrodkowy – pięciopęcherzykowy mózg i rdzeń kręgowy
→ celoma – wtórna jama ciała
→ rozdzielnopłciowość

Narządy zmysłów kręgowców

→ Wzrok

Rodzaj bodźca – optyczny (światło w zakresie widzialnym)
Umiejscowienie komórek zmysłowych w pręcikach i czopkach siatkówki oka
Znaczenie dla organizmu
– odróżnianie światła od ciemności
– spostrzeganie barw, kształtów, ruchów
– ocenianie odległości

→ Słuch

Rodzaj bodźca – akustyczny (dźwięk)
Umiejscowienie komórek zmysłowych w ślimaku ucha zewnętrznego
Znaczenie dla organizmu
– rozróżnianie natężeń i wysokości dźwięków
– szczególny przypadek – narząd słuchu u nietoperzy i delfinów (echolokacja – ocena odległości i położenia przedmiotów)

→ Równowaga

Rodzaj bodźca – mechaniczny
Umiejscowienie komórek zmysłowych w przedsionku i kanałach półkolistych ucha wewnętrznego
Znaczenie dla organizmu
– odbiór informacji o zmianach położenia ciała lub jego części
– utrzymywanie pożądanej pozycji ciała

→ Węch

Rodzaj bodźca – chemiczny (gazy)
Umiejscowienie komórek zmysłowych w okolicach węchowych jamy nosowej
Znaczenie dla organizmu
– wyczuwanie i rozróżnianie zapachów np, zgniłego, przypalonego, owocowego, kwiatowego, korzennego

→ Smak

Rodzaj bodźca – chemiczny (roztwory)
Umiejscowienie komórek zmysłowych w kubkach smakowych języka, podniebienia i gardła
Znaczenie dla organizmu
– rozróżnianie smaków: słodkiego, gorzkiego, słonego, kwaśnego

→ Zmysł termiczny

Rodzaj bodźca – różnica temperatur (ciepło – zimno)
Umiejscowienie komórek zmysłowych w skórze i błonie śluzowej (oddzielne receptory zimna i ciepła)
Znaczenie dla organizmu
– rozpoznawanie różnic i zmian temperatury

→ Dotyk, nacisk i ból głęboki

Rodzaj bodźca – mechaniczny (ciśnienie)
Umiejscowienie komórek zmysłowych w wolnych zakończeniach nerwowych lub komórkach zmysłowych w skórze, błonie śluzowej i narządach wewnętrznych
Znaczenie dla organizmu
– rozpoznawanie różnic ciśnienia, nacisku, dotyku, bólu głębokiego itp.

→ Tzw. wzrok termiczny

Rodzaj bodźca – optyczny (w zakresie podczerwieni)
Umiejscowienie komórek zmysłowych w jamkach po bokach głowy węży z rodzin dusicieli i grzechotników
Znaczenie dla organizmu
– spostrzeganie konturów przedmiotów nagrzanych i ich przemieszczanie się (odróżnianie różnic temperaturowych = 0,003°C)

→ Narząd ciemieniowy

Rodzaj bodźca – optyczny (w zakresie widzialnym)
Umiejscowienie komórek zmysłowych w linii środkowej głowy między kośćmi ciemieniowymi u hatterii i jaszczurek
Znaczenie dla organizmu
– odróżnianie światła od ciemności (wykorzystywane do nastawiania rytmów biologicznych, zwłaszcza dobowych)

→ Linia boczna

Rodzaj bodźca – mechaniczny (ciśnienie wody)
Umiejscowienie komórek zmysłowych w rynienkowatych zagłębieniach na powierzchni ciała lub w kanałach w skórze kręgoustych, ryb i niektórych płazów
Znaczenie dla organizmu
– odbieranie zmian ciśnienia wody, np. jej ruchów lub przedmiotów w niej się poruszających

→ Zmysł elektryczny

Rodzaj bodźca – pole elektryczne
Umiejscowienie komórek zmysłowych w skórze tułowia i głowy niektórych ryb
Znaczenie dla organizmu
– wytwarzanie i odbieranie zmian pola elektrycznego, umożliwiające orientację w wodzie (na zasadzie elektrolokacji)

→ Zmysł magnetyczny

Rodzaj bodźca – pole magnetyczne
Umiejscowienie komórek zmysłowych prawdopodobnie w mózgu
Znaczenie dla organizmu
– orientacja w przestrzeni – ważne zwłaszcza dla ptaków odbywających dalekie wędrówki
Kręgowce można podzielić na podstawie ważniejszych zdobyczy ewolucyjnych (z zachowaniem kolejności ich pojawiania się) na następujące grupy:

Kręgouste	Ryby	Płazy	Gady	Ptaki	Ssaki
Bezszczękowce	Szczękowce
Skrzelodyszne		Płucodyszne
Bezowodniowce			Owodniowce
Zmiennocieplne				Stałocieplne
Bezłożyskowce					Łożyskowce