41. Системы органов земноводных

Определения и обозначения

Трёхкамерное сердце — сердце с двумя предсердиями и одним желудочком. В правое предсердие поступает кровь от органов тела, а в левое — кровь, вернувшаяся после газообмена в лёгких и коже. Оба потока попадают в общий желудочек и частично смешиваются, после чего кровь направляется дальше.

Большой круг кровообращения — путь крови от желудочка к органам тела и обратно к сердцу. В тканях кровь отдаёт кислород и получает углекислый газ, поэтому этот круг обеспечивает органы необходимыми веществами и помогает удалять продукты их работы. Возвращается кровь в сердце через венозные сосуды.

Малый круг кровообращения — путь крови от желудочка к лёгким и коже, где происходит газообмен, и возвращение к сердцу. Кровь получает кислород и отдаёт углекислый газ, а затем поступает в левое предсердие. Этот круг связывает сердце с органами дыхания.

Кожное дыхание — поступление кислорода через влажную кожу и выделение через неё углекислого газа. Газы проходят через тонкую поверхность кожи и попадают в расположенные под ней кровеносные сосуды. Благодаря этому земноводные могут получать кислород не только с помощью лёгких.

Как это устроено

Пищеварительная система начинается ротовой полостью, где пища захватывается и подготавливается к проглатыванию, а затем проходит по пищеводу в желудок. В желудке и кишечнике пища переваривается: крупные частицы превращаются в вещества, которые организм может использовать. Питательные вещества всасываются через стенки кишечника в кровь и разносятся к клеткам. Непереваренные остатки проходят дальше и выводятся через клоаку.

Земноводные связаны и с водой, и с сушей, поэтому их дыхание приспособлено к газообмену в обеих средах. Лёгкие участвуют в дыхании на суше, но сами по себе не обеспечивают всего обмена газов: значительная его часть может происходить через тонкую влажную кожу. Вода и растворённые в ней газы соприкасаются с кожей, а кровеносные сосуды под ней переносят поглощённый кислород. Поэтому коже необходимо оставаться влажной, а образ жизни у воды помогает поддерживать газообмен.

От желудочка кровь расходится по двум направлениям. По большому кругу она поступает к органам тела, отдаёт тканям кислород и возвращается к сердцу; по малому кругу идёт к лёгким и коже, где отдаёт углекислый газ и получает кислород. Из тела кровь приходит в правое предсердие, а после газообмена — в левое; оба предсердия направляют её в один желудочек. Из-за этого в желудочке встречаются и частично смешиваются потоки венозной и артериальной крови.

Почки фильтруют кровь и удаляют из неё продукты обмена, которые организму больше не нужны. Образующиеся отходы проходят по выводным путям и попадают в клоаку, откуда выводятся наружу. Туда же открывается задний отдел пищеварительной системы, поэтому клоака служит общей полостью для выведения непереваренных остатков и продуктов выделения. Общий выход упрощает выведение этих веществ из организма.

Нервная система принимает сигналы от органов чувств, обрабатывает их и помогает организму отвечать на изменения окружающей среды. Например, зрение позволяет замечать движущиеся объекты, а слух и осязание дают другие сведения о происходящем вокруг. В результате животное может ориентироваться, находить пищу и реагировать на опасность. Такая работа особенно полезна в среде, где условия могут быстро меняться.

Системы органов земноводных и их функции

Сначала найдите в таблице систему органов, затем проследите, как её строение помогает выполнять указанную функцию. Например, две поверхности газообмена объясняют, почему дыхательная система связана и с водой, и с сушей. Сравнение строк показывает, что системы работают совместно: кровь переносит вещества, полученные при пищеварении и дыхании.

Разбор задач

Задача 1

Условие. Назовите органы, через которые лягушка получает кислород на суше и в воде. Чтобы ответить, нужно учесть, что земноводное может использовать больше одного органа газообмена. Также важно связать способ дыхания с условиями среды.

1. На суше лягушка получает кислород с помощью лёгких. Воздух поступает в них, и там происходит газообмен.
2. Кислород может поступать и через влажную кожу, покрытую тонким слоем влаги. В воде этот путь особенно важен, поскольку кожа соприкасается с водой, содержащей растворённый кислород.
3. Сравните оба ответа: наличие лёгких не отменяет кожного дыхания. Значит, нужно назвать оба органа, а не выбирать только один.

Ответ. На суше лягушка дышит лёгкими и влажной кожей, а в воде получает кислород главным образом через влажную кожу.

Задача 2

Условие. Проследите путь крови от желудочка сердца через органы тела и обратно, затем через органы дыхания. В ответе нужно различить большой и малый круги и упомянуть смешение крови. У земноводного оба направления начинаются от одного желудочка.

1. Из желудочка кровь направляется к органам тела. Там ткани используют кислород, а кровь получает углекислый газ; этот участок пути относится к большому кругу.
2. От органов тела кровь возвращается к сердцу и поступает в правое предсердие. Затем она попадает в общий желудочек, где встречается с кровью, пришедшей в левое предсердие после газообмена.
3. Из желудочка кровь идёт к лёгким и коже. Там она отдаёт углекислый газ и получает кислород, после чего возвращается в левое предсердие; этот путь составляет малый круг.
4. Проверьте различие по месту назначения: органы тела относятся к большому кругу, а лёгкие и кожа — к малому. В желудочке потоки частично смешиваются, потому что он у земноводных один.

Ответ. Большой круг ведёт от желудочка к органам тела и обратно к сердцу, малый — от желудочка к лёгким и коже и обратно. В желудочке частично смешивается кровь, поступающая из обоих предсердий.

Задача 3

Условие. После повреждения кожи лягушка стала хуже дышать. Объясните, почему это опасно, и укажите системы органов, участвующие в снабжении тканей кислородом. Для ответа надо проследить путь кислорода от внешней среды до клеток.

1. Через повреждённую кожу газообмен становится менее эффективным, поэтому в кровь может поступать меньше кислорода. Это опасно, потому что клеткам он необходим для нормальной работы.
2. В снабжении организма кислородом участвует дыхательная система: газ поступает через кожу и лёгкие. Кровеносная система переносит кислород с кровью от органов газообмена к тканям.
3. Сделайте вывод о совместной работе систем. Даже если лёгкие продолжают действовать, ухудшение кожного дыхания уменьшает общий газообмен, а значит, может снизить поступление кислорода к тканям.

Ответ. Повреждение кожи опасно, потому что нарушает кожный газообмен и уменьшает поступление кислорода. В снабжении тканей участвуют дыхательная система, через которую кислород поступает в организм, и кровеносная система, которая переносит его к тканям.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что земноводные дышат только лёгкими. Так могут подумать, если ориентироваться лишь на жизнь на суше и забыть о газообмене через кожу. Проверьте себя: вспомните, почему коже нужна влага и какие органы участвуют в дыхании в воде. Правильный ответ учитывает и лёгкие, и кожу.

Ошибка — называть сердце земноводного четырёхкамерным. Число камер можно перепутать с сердцем других позвоночных или принять предсердия за дополнительные отделы. Проверьте ответ, отдельно посчитав камеры: у земноводного два предсердия и один желудочек, всего три. Поэтому сердце называют трёхкамерным.

Ошибка — путать малый и большой круги кровообращения. Оба связаны с сердцем, поэтому без указания места назначения их легко смешать. Проверьте себя вопросом: куда направляется кровь — к органам тела или к лёгким и коже? Путь к органам тела — большой круг, путь к органам газообмена — малый.

Ошибка — считать, что кровь в желудочке совсем не смешивается. Можно рассуждать так, будто разные предсердия полностью разделяют кровь, но они открываются в общий желудочек. Проверьте число желудочков и путь крови: оба потока попадают в один, поэтому частично смешиваются. Это не означает, что кровь всегда перемешивается полностью.

Связь с другими темами

Чтобы понять дыхание земноводных, полезно вспомнить, как устроены системы органов рыб и как происходит газообмен в воде. Сравнение с пресмыкающимися, птицами и млекопитающими поможет увидеть, как меняются дыхание и кровообращение у позвоночных. При таком сравнении важно связывать особенности органов с условиями жизни, а не просто перечислять различия. Это помогает объяснять приспособленность животных к среде обитания.

Что запомнить

• Земноводные получают кислород лёгкими и через влажную кожу.
• Сердце земноводных трёхкамерное: два предсердия и один желудочек.
• У земноводных два круга кровообращения.
• В желудочке сердца частично смешивается кровь, поступающая из предсердий.
• Почки удаляют продукты обмена из крови.
• Пищеварительная и выделительная системы открываются в клоаку.