§ 53. Особенности внутреннего строения млекопитающих

Определения и обозначения

Диафрагма — мышечная перегородка между грудной и брюшной полостями. Она не только разделяет эти полости, но и меняет объём грудной клетки при сокращении и расслаблении. Поэтому диафрагма помогает лёгким втягивать воздух и выталкивать его наружу.

Альвеолы — мельчайшие пузырьки в лёгких, оплетённые капиллярами. Их тонкие стенки отделяют воздух от крови на очень небольшом расстоянии. Благодаря этому в альвеолах кислород быстро переходит в кровь, а углекислый газ — из крови в воздух.

Четырёхкамерное сердце имеет два предсердия и два желудочка. Правая и левая половины сердца разделены перегородкой, поэтому кровь с разным содержанием кислорода не смешивается. Такое строение позволяет направлять к органам более насыщенную кислородом кровь.

Двойное кровообращение — движение крови по двум замкнутым кругам. Малый круг проходит через лёгкие и нужен для газообмена, а большой круг проходит через все органы и ткани. Вместе они обеспечивают непрерывное снабжение клеток кислородом и питательными веществами.

Как это устроено

При вдохе диафрагма сокращается и опускается, а межрёберные мышцы поднимают рёбра. Объём грудной полости увеличивается, давление внутри неё уменьшается, поэтому воздух поступает в лёгкие. При выдохе мышцы расслабляются, объём уменьшается, и воздух выталкивается наружу.

Воздух проходит через носовую полость, глотку, гортань, трахею и бронхи, которые разветвляются внутри лёгких. По самым мелким бронхам он достигает альвеол, а не задерживается во всех дыхательных путях. В альвеолах тонкая стенка и густая сеть капилляров создают короткий путь для перемещения газов.

Сердце млекопитающего состоит из правого и левого предсердий и желудочков. Предсердия принимают кровь, а желудочки выталкивают её в сосуды; клапаны не позволяют крови течь обратно. Перегородка между половинами сердца сохраняет раздельность потоков и поддерживает эффективное снабжение тканей кислородом.

Малый круг начинается в правом желудочке: венозная кровь направляется к лёгким, отдаёт углекислый газ и получает кислород. Затем артериальная кровь приходит в левое предсердие и поступает в левый желудочек. Большой круг начинается оттуда, проходит через капилляры органов и возвращает венозную кровь в правое предсердие.

В пищеварительной системе пища измельчается, расщепляется ферментами и превращается в вещества, пригодные для всасывания. В кишечнике питательные вещества переходят в кровь и лимфу, а непереваренные остатки удаляются. Выделительная система, прежде всего почки, очищает кровь от лишней воды и продуктов обмена, а нервная система согласует работу органов.

Внутренние системы млекопитающих: строение и значение

Сначала найдите в таблице нужную систему, затем сравните её части с выполняемой функцией. Так легче увидеть, почему особенности строения не случайны. Например, альвеолы нужны именно для быстрого газообмена, а перегородка сердца — для разделения крови.

Разбор задач

Задача 1

Назовите изменения, происходящие при вдохе в грудной полости, и объясните роль диафрагмы. Нужно связать движение мышц не с самим фактом вдоха, а с изменением объёма и давления. Тогда последовательность станет понятной.

1. Диафрагма сокращается и опускается.
2. Межрёберные мышцы поднимают рёбра, поэтому грудная полость расширяется.
3. Давление внутри уменьшается, и воздух входит в лёгкие.

Ответ: при вдохе объём грудной полости увеличивается. Диафрагма, опускаясь, создаёт условия для поступления воздуха в лёгкие.

Задача 2

Проследите путь крови от правого желудочка до левого предсердия и укажите место газообмена. Начинать нужно с камеры сердца, которая выталкивает венозную кровь в малый круг. Затем следует назвать лёгочные сосуды и альвеолы.

1. Из правого желудочка кровь поступает по лёгочным артериям к лёгким.
2. В капиллярах альвеол она отдаёт углекислый газ и получает кислород.
3. По лёгочным венам кровь возвращается в левое предсердие.

Ответ: путь таков: правый желудочек — лёгкие — левое предсердие. Газообмен происходит в капиллярах, окружающих альвеолы.

Задача 3

Объясните, почему четырёхкамерное сердце эффективнее сердца с неполным разделением потоков крови. Сравните не количество камер само по себе, а последствия разделения крови. Для тканей особенно важно получить кровь с большим содержанием кислорода.

1. Перегородки полностью отделяют правую половину сердца от левой.
2. В правой половине течёт венозная кровь, а в левой — артериальная.
3. В большой круг направляется кровь, насыщенная кислородом, без примеси венозной.

Ответ: полное разделение потоков повышает эффективность дыхания и кровообращения. Органы получают больше кислорода, поэтому млекопитающие могут поддерживать высокую активность.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что диафрагма только отделяет полости тела. Так думают из-за её положения, но она является дыхательной мышцей. Проверьте себя: вспомните, что при вдохе она опускается и увеличивает объём грудной полости.

Ошибка: искать газообмен во всех дыхательных путях. Воздух действительно движется по ним, однако обмен газов происходит главным образом в альвеолах. Проверка проста: найдите участок, где тонкая стенка соприкасается с густой сетью капилляров.

Ошибка: менять местами круги кровообращения или начинать малый круг в левом желудочке. Малый круг начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Большой круг начинается в левом желудочке и возвращает кровь в правое предсердие.

Ошибка: считать кровь правой половины сердца артериальной. Правая половина принимает венозную кровь от органов, а левая — артериальную из лёгких. Чтобы проверить себя, проследите направление движения крови, а не ориентируйтесь только на название сосуда.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны общие представления о строении позвоночных и назначении основных систем органов. Это помогает сравнить млекопитающих с другими группами животных и заметить усложнение их организма.

Дыхательная и кровеносная системы связаны с обменом веществ и дыханием. Их строение объясняет, как животные получают энергию и приспосабливаются к условиям среды.

Знания о внутренних органах пригодятся при дальнейшем сравнении млекопитающих и человека. У человека те же основные системы имеют сходный план строения и выполняют аналогичные функции.

Что запомнить

• Диафрагма разделяет грудную и брюшную полости и участвует в дыхании.
• Газообмен в лёгких происходит в альвеолах.
• Сердце млекопитающих имеет два предсердия и два желудочка.
• Артериальная и венозная кровь в сердце млекопитающих не смешиваются.
• Кровообращение у млекопитающих состоит из малого и большого кругов.
• Строение каждой системы органов связано с выполняемой ею функцией.