§ 40. Внутреннее строение и жизнедеятельность пресмыкающихся

Определения и обозначения

Лёгкие пресмыкающихся — органы дыхания с ячеистым строением. Внутренние перегородки и складки образуют множество небольших полостей и увеличивают поверхность, на которой кислород переходит в кровь, а углекислый газ — из крови в воздух. Такая организация помогает получать кислород без участия кожи.

Неполная перегородка желудочка — стенка внутри желудочка сердца, которая не делит его на две полностью отдельные камеры. Она направляет потоки крови и уменьшает их смешивание, хотя полностью разделить кровь с разным содержанием кислорода не может. Поэтому кровообращение у большинства пресмыкающихся эффективнее, чем при свободном смешивании.

Тазовые почки — органы выделения, расположенные в области таза. Они фильтруют кровь, удаляют из неё продукты обмена и образуют мочу. Выведение отходов с небольшим количеством воды помогает животному меньше терять влагу на суше.

Клоака — конечный отдел пищеварительной системы, куда также открываются протоки выделительной и половой систем. В неё поступают непереваренные остатки пищи и продукты выделения, а затем содержимое выводится наружу. Клоака объединяет выходы нескольких систем, но не выполняет работу почек по образованию мочи.

Как это устроено

Кожа пресмыкающихся покрыта роговыми чешуями и почти не проницаема для воды. Благодаря этому тело меньше высыхает, когда животное находится на суше. Но тот же плотный покров мешает газам проходить через кожу, поэтому кожное дыхание не может обеспечить организм кислородом. Дыхательная нагрузка целиком приходится на лёгкие.

Внутри лёгких находятся многочисленные ячейки, и их стенки увеличивают площадь контакта воздуха с кровью. Чем больше такая поверхность, тем эффективнее происходит газообмен. Воздух входит в лёгкие и выходит из них при изменении объёма грудной клетки: рёбра поднимаются и опускаются, двигая её стенки. Поэтому пресмыкающиеся вентилируют лёгкие движениями рёбер, а не кожей.

У большинства пресмыкающихся сердце состоит из двух предсердий и одного желудочка. Венозная кровь от органов поступает в правое предсердие, а кровь, вернувшаяся от лёгких, — в левое; затем потоки направляются в желудочек. От сердца кровь уходит по малому кругу к лёгким и возвращается к сердцу, а по большому кругу доставляется к органам тела. Неполная перегородка в желудочке разделяет потоки не полностью, поэтому возможно частичное смешивание; у крокодилов сердце четырёхкамерное.

Пища проходит по пищеварительному тракту, где измельчается и обрабатывается пищеварительными соками, а питательные вещества всасываются и используются организмом. Непереваренные остатки попадают в конечный отдел тракта. Тазовые почки фильтруют кровь и удаляют продукты обмена, одновременно помогая сохранить воду. Выделительные протоки и пищеварительный тракт открываются в клоаку, через которую содержимое выводится наружу.

Сухая кожа защищает пресмыкающихся от обезвоживания, лёгкие обеспечивают дыхание, а почки позволяют выводить отходы, не теряя слишком много воды. Такое сочетание особенностей помогает существовать на суше, где животное не может постоянно поддерживать влажность тела за счёт окружающей воды. При этом пресмыкающиеся холоднокровны: температура их тела меняется в зависимости от температуры среды. Поэтому в холоде они обычно менее активны, а на солнце могут нагреться и двигаться энергичнее.

Внутренние системы пресмыкающихся и их функции

Чтобы пользоваться таблицей, сначала найдите систему органов, о которой идёт речь, а затем сопоставьте её строение с выполняемой функцией. Например, ячеистые лёгкие обеспечивают газообмен, а сухая кожа помогает уменьшать потерю воды. Так проще увидеть, что приспособление к суше обеспечивается совместной работой нескольких систем.

Разбор задач

Задача 1. Назовите органы дыхания пресмыкающегося и объясните, почему кожа не заменяет лёгкие. Чтобы ответить, нужно связать устройство покровов с местом газообмена. Не следует делать вывод о дыхании только по тому, что животное живёт на суше. Проверьте, какие органы проводят кислород в кровь.

1. Определяем органы дыхания: у пресмыкающихся это лёгкие.
2. Учитываем устройство кожи: она сухая и покрыта роговыми чешуями.
3. Связываем признаки: плотный покров защищает от потери воды, но не обеспечивает газообмен через поверхность тела.

Ответ: пресмыкающиеся дышат лёгкими; кожа не заменяет их, потому что через сухие роговые покровы газообмен практически не происходит.

Задача 2. Проследите путь крови от сердца к лёгким и органам тела у большинства пресмыкающихся. Укажите, где возможно смешивание крови. Разделяйте два круга кровообращения и помните, что неполная перегородка не создаёт двух самостоятельных желудочков. Это поможет не утверждать ни полное разделение, ни полное смешивание крови.

1. В малом круге кровь из желудочка направляется к лёгким, там отдаёт углекислый газ и получает кислород, затем возвращается к сердцу.
2. В большом круге кровь от сердца поступает к органам тела и после обмена веществ возвращается к сердцу.
3. Определяем место возможного смешивания: это желудочек с неполной перегородкой, которая лишь частично разделяет потоки.

Ответ: кровь движется по малому кругу между сердцем и лёгкими и по большому — между сердцем и органами. У большинства пресмыкающихся частичное смешивание возможно в желудочке; у крокодилов сердце четырёхкамерное.

Задача 3. Объясните, как строение покровов, лёгких и органов выделения помогает пресмыкающимся жить на суше. Для решения объедините функции разных систем, а не перечисляйте их по отдельности. Покажите, что организм должен одновременно получать кислород и уменьшать потерю воды. Затем свяжите сбережение влаги с работой выделительной системы.

1. Роговые чешуи образуют защитный покров и ограничивают испарение воды с поверхности тела.
2. Газообмен идёт в ячеистых лёгких, а движение рёбер обеспечивает поступление и удаление воздуха.
3. Почки удаляют продукты обмена, помогая сохранять воду; выделительные протоки открываются в клоаку.

Ответ: покровы уменьшают обезвоживание, лёгкие обеспечивают дыхание, а почки помогают выводить отходы с экономией воды. Вместе эти особенности поддерживают жизнь пресмыкающихся на суше.

Типичные ошибки

Ошибка: считать сердце всех пресмыкающихся одинаковым и трёхкамерным. Так думают, потому что это строение характерно для большинства представителей класса, но крокодилы — исключение с четырёхкамерным сердцем. Проверяйте, говорится ли в задаче о большинстве пресмыкающихся или отдельно о крокодилах.

Ошибка: утверждать, что кровь в желудочке полностью смешивается. Такое заключение делают, если замечают только одну общую камеру и забывают о неполной перегородке. Чтобы проверить себя, уточните: перегородка уменьшает смешивание, но не разделяет желудочек полностью.

Ошибка: считать кожу органом дыхания. Иногда это переносят с представлений о земноводных, однако у пресмыкающихся сухой роговой покров препятствует газообмену через кожу. Проверка простая: основными органами дыхания назовите лёгкие, а кожные покровы свяжите с защитой от потери воды.

Ошибка: путать почки с клоакой. Путаница возникает потому, что обе структуры участвуют в выведении веществ из организма, но выполняют разные задачи. Почки образуют мочу и удаляют продукты обмена из крови, а клоака принимает содержимое протоков; проверьте, не приписали ли вы образование мочи клоаке.

Связь с другими темами

Для понимания темы пригодятся знания о системах органов земноводных. Особенно полезно сравнить способы дыхания и устройство кровеносной системы: так заметнее, как связаны особенности организма со средой обитания. При сравнении учитывайте, что кожный покров пресмыкающихся отличается от влажной кожи земноводных.

Эти сведения помогают сравнивать классы позвоночных и объяснять приспособления животных к жизни на суше. Можно сопоставить покровы, органы дыхания и способы уменьшения потери воды. Такое сравнение показывает, что наземная жизнь требует согласованной работы нескольких систем.

Представления о двух кругах кровообращения и работе почек пригодятся при дальнейшем изучении организма человека. Сравнивая системы разных животных, легче понять общие принципы переноса веществ и удаления отходов. При этом важно не переносить особенности пресмыкающихся на человека без проверки.

Что запомнить

• Кожа пресмыкающихся сухая и покрыта роговыми чешуями.
• Пресмыкающиеся дышат лёгкими; дыхательные движения связаны с движением рёбер.
• У большинства пресмыкающихся сердце трёхкамерное, с неполной перегородкой в желудочке.
• У большинства пресмыкающихся кровь движется по двум кругам кровообращения.
• У крокодилов сердце четырёхкамерное.
• Почки удаляют продукты обмена, а клоака является общим конечным отделом нескольких систем.