§ 40. Внутреннее строение и жизнедеятельность пресмыкающихся

Определения и обозначения

Грудная клетка — костная опора, движения которой помогают пресмыкающимся вдыхать и выдыхать воздух. Она образована рёбрами и другими костями, защищающими внутренние органы. При изменении положения рёбер меняется объём полости тела. Благодаря этому воздух проходит в лёгкие и выходит из них.

Ячеистые лёгкие — органы дыхания с внутренними перегородками, увеличивающими поверхность газообмена. Газообмен — это поступление кислорода в кровь и удаление из неё углекислого газа. Перегородки создают больше участков соприкосновения воздуха с кровью. Поэтому такие лёгкие эффективнее простых мешковидных.

Неполная перегородка желудочка — разделение полости желудочка сердца, которое уменьшает смешивание артериальной и венозной крови. Артериальная кровь богата кислородом, а венозная содержит меньше кислорода. Перегородка помогает направлять потоки крови, хотя не разделяет их полностью. Это важно учитывать, описывая работу сердца пресмыкающихся.

Мочевая кислота — продукт обмена веществ, который образуется при переработке веществ в организме и выводится почками. Для её удаления требуется небольшое количество воды. Это помогает не терять много влаги при выделении отходов. Такое свойство полезно животным, обитающим на суше.

Как это устроено

Пищеварительная система превращает пищу в вещества, которые организм может усвоить. Сначала пища попадает в рот, затем проходит через глотку и пищевод в желудок, где продолжается её обработка. Далее содержимое поступает в кишечник, где питательные вещества всасываются в кровь. Непереваренные остатки доходят до клоаки и выводятся наружу, поэтому пищеварительный тракт имеет последовательный путь от ротовой полости до выхода из тела.

Лёгкие пресмыкающихся внутри разделены перегородками на множество участков. Это увеличивает площадь, через которую кислород может переходить в кровь, а углекислый газ — покидать её. У земноводных лёгкие более мешковидные, и поверхность газообмена у них меньше. Вентиляцию обеспечивают движения грудной клетки: при её расширении воздух входит, а при сужении выходит; сухая кожа не заменяет этот механизм.

Кровь движется по двум кругам: малому, связанному с лёгкими, и большому, который доставляет её к органам тела и возвращает к сердцу. Сначала кровь поступает в одно из двух предсердий, затем в общий желудочек, а оттуда направляется в лёгкие или к тканям. Неполная перегородка помогает разделять потоки, но не изолирует их полностью. Поэтому в желудочке кровь смешивается частично, а не остаётся совершенно раздельной.

Почки фильтруют кровь и удаляют из неё ненужные продукты обмена. Образовавшиеся выделения по мочеточникам поступают в клоаку, куда также открывается пищеварительная система. Основным азотистым продуктом выделения служит мочевая кислота, а не мочевина. Она удаляется с малым количеством воды, поэтому пресмыкающееся теряет меньше влаги.

Нервная система принимает сигналы от органов чувств и помогает организму согласовывать действия. Зрение, обоняние, слух и другие чувства позволяют замечать пищу, опасность и изменения среды. Обмен веществ у пресмыкающихся зависит от условий и обычно менее интенсивен, чем у животных с постоянной температурой тела. Поэтому температура тела меняется вместе с температурой окружающей среды: животное может греться на солнце или переместиться в тень, чтобы изменить нагрев.

Внутренние системы пресмыкающихся и их функции

Читайте строки таблицы по одной системе: сначала найдите её органы, затем проследите, как их строение связано с работой. Сравнение столбцов помогает увидеть, что особенности органов имеют практическое значение для жизни на суше. Например, ячеистые лёгкие обеспечивают газообмен, а грудная клетка — движение воздуха.

Разбор задач

Задача 1

Условие: проследите путь пищи от ротовой полости до выведения непереваренных остатков у ящерицы. Нужно расположить органы пищеварительного тракта по порядку и объяснить роль клоаки. Начинайте с места, куда пища поступает из внешней среды. Затем двигайтесь по тракту до выхода из организма.

1. Пища попадает в рот, где начинается её обработка.
2. Изо рта она проходит через глотку и пищевод в желудок.
3. Затем содержимое перемещается по кишечнику, где усваиваются питательные вещества.
4. Непереваренные остатки поступают в клоаку и выводятся наружу.

Ответ: путь пищи таков: рот — глотка — пищевод — желудок — кишечник — клоака. Клоака служит общим отделом, через который выводятся непереваренные остатки. При перечислении важно не пропустить ни один участок пищеварительного тракта.

Задача 2

Условие: объясните, почему дыхание ящерицы связано с движениями грудной клетки и чем её лёгкие отличаются от мешковидных лёгких земноводных. В задаче нужно связать не только устройство лёгких, но и движение воздуха. Сначала сравните внутреннюю поверхность органов дыхания. Затем объясните, как воздух проходит в лёгкие и обратно.

1. Внутренние перегородки ячеистых лёгких увеличивают поверхность газообмена.
2. В грудной клетке находятся рёбра; их движения меняют объём полости тела.
3. При расширении грудной клетки воздух входит в лёгкие, а при сужении выходит.
4. У земноводных лёгкие более мешковидные, поэтому их внутренняя поверхность менее развита.

Ответ: лёгкие ящерицы имеют внутренние перегородки, а их вентиляцию обеспечивают движения грудной клетки. Перегородки увеличивают поверхность газообмена, а движения рёбер обновляют воздух в лёгких. Поэтому нельзя объяснять дыхание ящерицы работой кожи.

Задача 3

Условие: сравните путь крови в двух кругах кровообращения пресмыкающегося и объясните, почему она смешивается в желудочке не полностью. Сначала определите, какие участки связывают сердце с лёгкими и с органами тела. Затем учтите, что оба потока проходят через желудочек. Его перегородка неполная, поэтому разделение остаётся частичным.

1. В малом круге кровь направляется от сердца к лёгким, где происходит газообмен, а затем возвращается к сердцу.
2. В большом круге кровь идёт от сердца к органам тела и возвращается обратно.
3. Кровь поступает в сердце через два предсердия, а затем переходит в желудочек.
4. Неполная перегородка разделяет потоки лишь частично, поэтому их смешивание уменьшается, но не прекращается полностью.

Ответ: у пресмыкающихся есть малый и большой круги кровообращения, а сердце обычно имеет два предсердия и один желудочек. Неполная перегородка ограничивает смешивание артериальной и венозной крови, но не обеспечивает их полного разделения. При объяснении важно не называть кровь в желудочке полностью раздельной.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что артериальная и венозная кровь в сердце пресмыкающихся полностью разделены. Так думают, потому что у сердца два предсердия и есть перегородка в желудочке. Однако эта перегородка неполная, поэтому кровь смешивается частично. Проверьте себя: если в ответе сказано «смешивания нет», уточните, что оно ограничено, но не исключено.

Ошибка: называть дыхание пресмыкающихся кожным. Такое представление может возникнуть при сравнении с земноводными, у которых кожа участвует в газообмене. У пресмыкающихся основную роль выполняют лёгкие, а сухая кожа с роговыми чешуями мало подходит для дыхания. Проверьте себя: назовите орган, где происходит основной газообмен, — это лёгкие.

Ошибка: путать мочевую кислоту с мочевиной. Оба названия связаны с выделением азотистых продуктов, поэтому их легко смешать. У пресмыкающихся основным продуктом такого обмена является мочевая кислота, для выведения которой требуется мало воды. Проверьте себя: если речь идёт об экономии воды при выделении, назовите мочевую кислоту.

Ошибка: считать, что температура тела пресмыкающихся остаётся постоянной независимо от среды. Это заблуждение появляется, если переносить на них особенности птиц и млекопитающих. Температура тела пресмыкающихся в значительной степени меняется вслед за температурой окружающей среды. Проверьте себя: подумайте, почему ящерица греется на солнце или ищет тень.

Связь с другими темами

Для понимания темы пригодятся знания о земноводных: сравнение показывает, как изменились органы дыхания у животных, освоивших сушу. Нужно также помнить, что у позвоночных есть пищеварительная, дыхательная, кровеносная и выделительная системы, и различать артериальную и венозную кровь. Это поможет проследить путь крови через сердце и сосуды. Тема пригодится при сравнении классов позвоночных и объяснении приспособлений животных к жизни на суше.

Что запомнить

• Пищеварительная и выделительная системы открываются в клоаку.
• Газообмен у пресмыкающихся происходит в ячеистых лёгких.
• Движения грудной клетки обеспечивают вентиляцию лёгких.
• У пресмыкающихся два круга кровообращения.
• Сердце обычно имеет два предсердия и один желудочек с неполной перегородкой.
• Почки удаляют продукты обмена, в том числе мочевую кислоту.
• Температура тела пресмыкающихся зависит от температуры окружающей среды.