§ 51. Внутреннее строение млекопитающих

Определения и обозначения

Млекопитающие — позвоночные животные, у которых внутреннее строение связано с постоянной температурой тела, активным образом жизни и вскармливанием детёнышей молоком. Для поддержания жизнедеятельности их органы должны непрерывно получать кислород и питательные вещества. Поэтому органы объединены в системы, которые работают согласованно.

Диафрагма — мышечная перегородка, отделяющая грудную полость от брюшной и участвующая в дыхательных движениях. Она меняет объём грудной полости, помогая воздуху входить в лёгкие и выходить из них. Значит, диафрагма не только разделяет полости, но и помогает дыхательной системе.

Альвеолы — мельчайшие пузырьки лёгких с тонкими стенками, через которые происходит газообмен между воздухом и кровью. Их тонкие стенки позволяют кислороду быстро переходить в капилляры, а углекислому газу — выходить из крови. Благодаря множеству альвеол лёгкие имеют большую поверхность для газообмена.

Четырёхкамерное сердце — сердце, состоящее из двух предсердий и двух желудочков и полностью разделяющее потоки артериальной и венозной крови. Предсердия принимают кровь, а желудочки выталкивают её в сосуды. Разделение потоков помогает доставлять к органам кровь, богатую кислородом.

Как это устроено

Внутренние органы находятся в грудной и брюшной полостях, а диафрагма отделяет одну полость от другой. Такое расположение защищает органы и создаёт для них отдельные пространства. Диафрагма одновременно участвует в дыхании, поэтому движение грудной клетки и работа лёгких связаны с её сокращением и расслаблением.

Воздух проходит через носовую полость и дыхательные пути, затем попадает в бронхи, которые разветвляются внутри лёгких. На концах мелких разветвлений находятся альвеолы. Такое ветвление распределяет воздух по лёгким, чтобы он достиг участков, где происходит обмен газами.

Альвеолы имеют тонкие стенки и окружены капиллярами — мельчайшими кровеносными сосудами. Из-за малого расстояния между воздухом и кровью кислород переходит через стенку альвеолы в капилляр, а углекислый газ движется в обратном направлении. Поэтому основное место газообмена — не бронхи, а альвеолы.

Сердце состоит из правого и левого предсердий и двух желудочков. Венозная кровь из тела попадает в правое предсердие, затем в правый желудочек, а кровь из лёгких поступает в левое предсердие и левый желудочек. Перегородки между половинами сердца не дают этим потокам смешиваться.

Кровь движется по двум кругам. Малый круг начинается в правом желудочке, проходит через сосуды лёгких и заканчивается в левом предсердии, где кровь становится богатой кислородом. Большой круг начинается в левом желудочке, доставляет кровь к органам, а затем возвращает её в правое предсердие.

Пища последовательно проходит органы пищеварительной системы, где измельчается и расщепляется на более простые вещества. Стенки органов всасывают питательные вещества: они попадают в кровь или лимфу и разносятся по телу. Такое устройство позволяет доставить материал и энергию для роста и работы органов.

Почки фильтруют кровь и образуют мочу. С ней из организма удаляются избыток воды и растворённые отходы обмена веществ. Работа почек помогает поддерживать постоянный состав внутренней среды, в которой действуют клетки.

Головной и спинной мозг обрабатывают сигналы, а нервы передают их между мозгом и органами. Благодаря этому организм может управлять движениями и согласовывать работу внутренних органов. Нервная система связывает события внутри тела и изменения окружающей среды с ответными действиями.

Дыхательная система получает кислород, а кровеносная переносит его к клеткам и уносит углекислый газ. Пищеварительная система поставляет питательные вещества, выделительная удаляет часть продуктов обмена, а нервная координирует действия органов. Если эти системы работают согласованно, организм получает необходимые вещества и избавляется от отходов.

Внутренние органы млекопитающих и их функции

Используй таблицу, чтобы быстро сопоставить органы с задачами каждой системы. Например, лёгкие обеспечивают газообмен, а кровь переносит газы между лёгкими и тканями. Работа всех перечисленных систем связана: вещества, полученные одной системой, могут использоваться другими.

Разбор задач

Задача 1. Назовите органы, через которые проходит воздух от носовой полости до места газообмена в лёгких. Нужно восстановить путь воздуха и отличить проводящие его дыхательные пути от места газообмена. Газообмен происходит там, где воздух соприкасается с кровью.

1. Начинаем с носовой полости: через неё воздух поступает в организм.
2. Далее он проходит по дыхательным путям к трахее, затем попадает в бронхи.
3. Бронхи ветвятся в лёгких и заканчиваются альвеолами; именно в них воздух обменивается газами с кровью.

Ответ. Носовая полость → дыхательные пути и трахея → бронхи → альвеолы. Бронхи проводят воздух, а газообмен происходит в альвеолах.

Задача 2. Проследите путь капли крови от правого желудочка до левого предсердия и укажите, в каком органе происходит газообмен. Начало и конец пути подсказывают, что речь идёт о малом круге кровообращения. Нужно проследить движение крови через лёгочные сосуды.

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

Ответ. Правый желудочек → лёгочные артерии → капилляры лёгких → лёгочные вены → левое предсердие. Газообмен происходит в лёгких, в капиллярах, окружающих альвеолы.

Задача 3. Объясните, как после приёма пищи кислород и питательные вещества могут поступить к работающей мышце, а образовавшиеся отходы — удалиться. Здесь нужно объединить работу нескольких систем, а не описывать только один орган. Представим путь веществ от их поступления в организм до удаления отходов.

1. Пищеварительная система расщепляет пищу, а питательные вещества всасываются в кровь или лимфу.
2. В лёгких кислород из воздуха поступает в кровь; сердце и сосуды доставляют кислород и питательные вещества к мышце.
3. Клетки мышцы используют их при работе и образуют отходы; кровь уносит углекислый газ к лёгким, а растворённые отходы поступают в почки.

Ответ. Питательные вещества поступают из пищеварительной системы, а кислород — из лёгких; кровь переносит их к мышце. Углекислый газ удаляется через лёгкие, а часть растворённых отходов выводится почками с мочой.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что артериальная кровь всегда течёт по артериям, а венозная всегда по венам. Это путают, потому что названия крови и сосудов звучат похоже. Кровь называют артериальной или венозной по содержанию кислорода, а сосуд — артерией или веной по направлению тока относительно сердца.

Малый круг иногда путают с большим, потому что оба начинаются и заканчиваются у сердца. Проверь себя по пути: малый круг проходит через лёгкие, а большой — через органы тела. Если в описании есть обмен газами в лёгких, речь идёт о малом круге.

Газообмен в бронхах — неверный ответ: бронхи проводят воздух и разветвляются в лёгких. Путаница возникает потому, что бронхи и альвеолы расположены в лёгких. Проверь себя вопросом: где стенки воздушных пузырьков соприкасаются с капиллярами? Это происходит в альвеолах.

Неверно думать, что диафрагма только разделяет полости тела. Такое представление упускает её движение во время дыхания. Проверь себя: при сокращении диафрагмы меняется объём грудной полости, значит, она участвует в дыхательных движениях.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать основные признаки позвоночных и представлять, что отдельные органы объединяются в системы. Дыхание и кровообращение помогают объяснить обмен веществ и поддержание температуры тела. Эти знания пригодятся при изучении терморегуляции и приспособлений животных к среде обитания.

Пищеварение показывает, как организм получает вещества из пищи, а выделение — как удаляет продукты обмена. Вместе эти процессы позволяют понять, откуда клетки получают нужные вещества и как сохраняется нормальная работа организма. Поэтому изучение систем органов дополняет знания об обмене веществ.

Что запомнить

• Диафрагма отделяет грудную полость от брюшной и участвует в дыхании.
• Газообмен в лёгких происходит в альвеолах.
• Сердце млекопитающих имеет два предсердия и два желудочка.
• Четырёхкамерное сердце разделяет артериальную и венозную кровь.
• Малый круг кровообращения проходит через лёгкие.
• Большой круг доставляет кровь к органам тела.
• Системы внутренних органов работают согласованно.