"Биология", Шаталова СП., Сухова Т.Е.
Покровы тела отделяют животное от окружающей среды, защищают его и помогают приспосабливаться к условиям жизни. У разных групп животных они устроены неодинаково: это может быть наружная оболочка, кутикула или кожа с несколькими слоями. У позвоночных кожа состоит из эпидермиса и дермы, а с эпидермисом связаны роговые образования — например, перья и волосы. Различия покровов возникали как приспособления, а не как ступени единой лестницы развития.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Покровы тела — наружные структуры, которые отделяют тело животного от окружающей среды и защищают его. К ним относятся разные по строению оболочки, кутикула и кожа. Покровы не только служат преградой для повреждений, но и помогают организму взаимодействовать со средой.
Эпидермис — наружный слой кожи позвоночных. Его клетки образуют защитный барьер, а у многих животных дают начало роговым структурам. Благодаря этому поверхность тела может быть покрыта чешуями, перьями или волосами.
Дерма — внутренний слой кожи позвоночных, расположенный под эпидермисом. В ней находятся кровеносные сосуды и нервы, а также могут располагаться железы и основания различных структур. Через дерму кожа получает питание и может воспринимать раздражения из окружающей среды.
Роговые образования — плотные структуры, возникающие из клеток эпидермиса. К ним относятся, например, чешуи пресмыкающихся, перья и волосы. Они помогают защищать тело, а перьевой и волосяной покров также удерживает тепло.
У одноклеточных животных наружную границу тела образует клеточная мембрана, иногда дополненная более плотной оболочкой. Она защищает клетку и отделяет её внутреннее содержимое от воды или других веществ вокруг. У многих беспозвоночных есть кутикула — наружный слой, который может быть прочным и уменьшать повреждения. У членистоногих плотная кутикула образует наружный скелет: он защищает тело и служит опорой, хотя ограничивает рост, поэтому животному приходится периодически линять.
Кожа позвоночных состоит из эпидермиса и дермы, потому что покрову нужно одновременно защищать тело и поддерживать работу расположенных в нём структур. Эпидермис находится снаружи и непосредственно соприкасается со средой; его клетки постоянно обновляются, а у многих животных образуют роговые части покрова. Под ним лежит дерма с сосудами и нервами. Сосуды снабжают ткани, а нервные окончания помогают ощущать прикосновения и другие воздействия.
У позвоночных покровы различаются в связи с образом жизни и средой. У рыб чешуя обычно связана с дермой, а покрывающая её слизь уменьшает трение и помогает защищать поверхность тела. У земноводных кожа тонкая и влажная: она участвует в газообмене, поэтому пересыхание мешает её работе. У пресмыкающихся сухие роговые чешуи образованы эпидермисом и уменьшают потерю воды, что важно для жизни на суше.
У птиц эпидермис образует перья, а у млекопитающих — волосы. Между этими структурами задерживается воздух, поэтому покров помогает уменьшать потерю тепла; перья, кроме того, участвуют в полёте. В коже могут находиться железы, выделяющие вещества с разными свойствами. Например, слизистые выделения помогают сохранять влажность кожи земноводных, а кожный жир млекопитающих смазывает волосы и поверхность кожи.
Покровы менялись в ходе эволюции не по единому плану, а в связи с условиями жизни разных животных. В воде важны особенности, помогающие двигаться и защищать поверхность тела; на суше — в частности, защита от высыхания. Теплоизоляция полезна животным, которым необходимо поддерживать температуру тела. Поэтому разнообразие покровов показывает приспособление к среде, но не означает, что одни современные группы являются «ступенью» к другим.
| Группа животных | Основные особенности покровов | Роль или значение |
|---|---|---|
| Одноклеточные и беспозвоночные | Мембрана или оболочка; у многих беспозвоночных есть кутикула, у членистоногих — наружный скелет. | Защита и отделение тела от среды; наружный скелет также служит опорой. |
| Рыбы | Кожа обычно покрыта чешуёй, связанной с дермой, и слизью. | Защита тела; слизь уменьшает трение и помогает сохранять поверхность влажной. |
| Земноводные | Кожа тонкая, влажная, содержит железы. | Участвует в газообмене; влажность необходима для её нормальной работы. |
| Пресмыкающиеся | Сухая кожа с роговыми чешуями, образованными эпидермисом. | Защищает от повреждений и уменьшает потерю воды. |
| Птицы | Кожа образует перья. | Перья помогают сохранять тепло и у многих птиц участвуют в полёте. |
| Млекопитающие | Кожа образует волосы; имеются различные кожные железы. | Волосы помогают сохранять тепло, а железы поддерживают работу покрова. |
Сравнивайте группы по строению покровов и по тому, какую задачу они решают в определённой среде. Одинаковые названия или внешний вид ещё не означают одинакового происхождения структур. Например, чешуя рыбы и роговые чешуи пресмыкающегося различаются по происхождению.
Условие: у рыбы и ящерицы есть чешуя; сравните её происхождение и роль. Сходство названия может навести на мысль, что это одна и та же структура, но сначала нужно определить, из какого слоя кожи она образуется. Затем следует связать строение каждого покрова с условиями жизни животного.
У рыбы чешуя большинства видов связана с дермой, то есть с внутренним слоем кожи. Она защищает тело, а слизь на поверхности помогает уменьшать трение при движении в воде.
У ящерицы чешуи роговые: они образуются из клеток эпидермиса. Сухой покров защищает кожу и помогает уменьшать потерю воды на суше.
Сравниваем не только внешний вид, но и происхождение: рыбья чешуя связана с дермой, а чешуя ящерицы — с эпидермисом. Значит, одинаковое бытовое название не доказывает одинакового строения.
Ответ: чешуя рыбы и роговые чешуи ящерицы различаются по происхождению и особенностям. Обе защищают тело, но покров ящерицы особенно важен для уменьшения потери влаги на суше, а у рыбы чешуя вместе со слизью помогает защите тела в воде.
Условие: объясните, почему влажная кожа связана с образом жизни земноводных и зачем сохранять её влажной. Чтобы ответить, нужно вспомнить не только место обитания этих животных, но и функции их кожи. Она тонкая и участвует в газообмене, поэтому пересыхание меняет условия её работы.
Определяем особенность покрова: кожа земноводных обычно влажная и проницаемая. В отличие от сухих роговых чешуй пресмыкающихся, она не образует такого же надёжного барьера от потери воды.
Связываем строение с функцией: через влажную поверхность кожи происходит газообмен. Кислород поступает в организм, а углекислый газ выходит наружу.
Делаем вывод об условиях жизни: при высыхании кожи газообмен затрудняется, поэтому земноводным важно избегать сильного пересыхания. Этим объясняется их связь с водой и влажными местами.
Ответ: влажная кожа помогает земноводным осуществлять газообмен. Если она высохнет, её работа ухудшится, поэтому для этих животных важна влажная среда.
Условие: сравните перья птицы и волосы млекопитающего, учитывая их строение, сохранение тепла и связь с кожей. Оба покрова связаны с эпидермисом, но это разные роговые образования. Чтобы сравнить их, нужно отделить общую функцию от особенностей, полезных конкретной группе животных.
Перья и волосы образуются из клеток эпидермиса. Это плотные роговые структуры, связанные с кожей, но отличающиеся формой и устройством.
Между перьями или волосами удерживается воздух, поэтому тепло уходит медленнее. Так покров помогает сохранять тепло тела, хотя сам по себе не создаёт его.
У птиц перья могут образовывать поверхность крыла и участвовать в полёте. Волосы млекопитающих обычно покрывают тело, а некоторые из них, например чувствительные усы, помогают воспринимать прикосновения.
Ответ: перья птиц и волосы млекопитающих — разные роговые образования эпидермиса. Оба покрова помогают удерживать тепло, но перья также важны для полёта, а волосы могут выполнять дополнительные функции, связанные с осязанием.
Ошибка: считать чешую рыб и пресмыкающихся одинаковыми структурами только из-за названия. Это происходит потому, что внешне покровы могут напоминать друг друга. Проверка: выясните, с каким слоем кожи связано образование; у рыб чешуя обычно связана с дермой, а у пресмыкающихся чешуи роговые и образуются эпидермисом.
Ошибка: путать эпидермис и дерму. Оба слоя входят в состав кожи, поэтому их названия легко смешать. Проверка: вспомните их расположение — эпидермис снаружи, дерма под ним; сосуды и нервы находятся в дерме.
Ошибка: утверждать, что у всех животных есть кожа позвоночного типа. Такое представление возникает, если знакомую кожу человека считать общей для всего животного мира. Проверка: сравните покровы разных групп — у беспозвоночных встречаются оболочка, кутикула или наружный скелет, а кожа из эпидермиса и дермы характерна для позвоночных.
Ошибка: изображать эволюцию как превращение одного современного класса животных в другой. Сходство или различия покровов могут ошибочно восприниматься как ряд ступеней. Проверка: рассматривайте особенности каждой группы как приспособления к её образу жизни, а не как доказательство, что современная рыба должна превратиться в земноводное или современная ящерица — в птицу.
Для изучения покровов нужно знать основные группы животных и понимать, что их строение связано с образом жизни и средой обитания. Это помогает объяснить, почему водные и наземные животные защищают тело по-разному. Тема пригодится при изучении приспособлений к жизни в воде и на суше, терморегуляции и разнообразия позвоночных. Например, связь между покровом и сохранением тепла помогает понять, как животные поддерживают подходящую температуру тела.
Чем эпидермис отличается от дермы?
Эпидермис — наружный слой кожи, а дерма находится под ним. В дерме располагаются сосуды, нервы, а у многих животных — железы и основания некоторых структур. Клетки эпидермиса участвуют в образовании роговых покровов.
У каких животных есть настоящая кожа?
Кожа из эпидермиса и дермы характерна для позвоночных. У беспозвоночных тоже есть наружные покровы, но они устроены иначе и не являются кожей позвоночного типа. Например, у членистоногих снаружи находится кутикула.
Почему кожа земноводных должна оставаться влажной?
Влажность помогает коже земноводных участвовать в газообмене: через неё кислород поступает в организм, а углекислый газ выходит. Кроме того, кожа может легко пересыхать, поэтому многие земноводные держатся возле воды или во влажных местах.
Чем чешуя рыб отличается от чешуи пресмыкающихся?
Чешуя большинства рыб образуется в дерме, а роговые чешуи пресмыкающихся — из клеток эпидермиса. У рыб чешуя помогает защищать тело и уменьшать сопротивление воды. У пресмыкающихся сухие чешуи предохраняют кожу от повреждений и потери влаги.
Как перья и волосы помогают животным сохранять тепло?
Между перьями или волосами удерживается слой воздуха, который медленно проводит тепло. Это уменьшает его потерю и помогает поддерживать температуру тела. Перья также помогают птицам летать, а волосы у млекопитающих могут выполнять и другие функции, например служить органами осязания.
§45. Эволюционные изменения покровов тела животного
