§ 51. Пищеварение, дыхание и выделение у амфибий. Кровеносная система

Определения и обозначения

Кожно-лёгочное дыхание — газообмен у амфибий через лёгкие и влажную кожу. Лёгкие обеспечивают поступление кислорода и выведение углекислого газа, а кожа дополняет их работу. Это особенно полезно при жизни в воде и на суше.

Малый круг кровообращения — путь крови от сердца к лёгким и коже для газообмена и обратно к сердцу. По дороге кровь обогащается кислородом и отдаёт углекислый газ. Этот круг связывает сердце с органами дыхания.

Большой круг кровообращения — путь крови от сердца к органам тела и обратно. Кровь доставляет клеткам кислород и питательные вещества, а от них уносит часть продуктов обмена. Так органы получают нужные для работы вещества.

Клоака — конечный отдел кишечника, куда открываются также протоки выделительной и половой систем. Через неё выводятся непереваренные остатки пищи и моча, а также проходят продукты работы половой системы. Поэтому клоака принимает содержимое сразу нескольких систем органов.

Как это устроено

Пища проходит из ротоглоточной полости по пищеводу в желудок, а затем в кишечник. В желудке и кишечнике она переваривается: сложные вещества расщепляются на более простые, которые организм может использовать. В кишечнике питательные вещества всасываются в кровь, а непереваренные остатки движутся к клоаке и выводятся наружу. Такой путь позволяет отделить полезные вещества от ненужных.

Лёгкие амфибий устроены просто и похожи на мешки с внутренними складками, поэтому их поверхность для газообмена ограничена. Значительная часть кислорода поступает через влажную кожу, где газы проходят между окружающей средой и кровью. В воде кожное дыхание особенно важно, но оно помогает и на суше. Если кожа высыхает, газам труднее проходить через неё, поэтому дыхание ухудшается.

Лягушка не расширяет грудную клетку, чтобы втянуть воздух, а использует движения дна ротоглоточной полости. Сначала воздух через ноздри попадает в ротоглоточную полость; затем ноздри закрываются, и движение её дна проталкивает воздух в лёгкие. Ноздри служат входом для воздуха, а ротоглоточная полость работает как насос. Так воздух поступает в лёгкие без движений рёбер.

Почки фильтруют кровь и удаляют из неё продукты обмена, которые не должны накапливаться в организме. Образовавшаяся моча проходит по мочеточникам в клоаку, а затем выводится наружу. Путь через клоаку связан с тем, что это общий конечный отдел нескольких систем. Выделение помогает поддерживать нужный состав внутренней среды тела.

У амфибий два предсердия и один желудочек, то есть сердце трёхкамерное. Из правого предсердия в желудочек поступает венозная кровь, а из левого — артериальная; в общем желудочке их потоки частично смешиваются. Малый круг направляет кровь к лёгким и коже для газообмена, а большой — к органам тела. Два круга позволяют отдельно описать путь крови к органам дыхания и путь ко всему телу.

Пищеварение, дыхание, выделение и кровообращение амфибий

Сначала найдите в таблице органы каждой системы, затем сопоставьте их особенности с выполняемой функцией. Например, наличие лёгких и влажной кожи объясняет, почему амфибии используют два способа газообмена. Таблица также помогает увидеть, что клоака связана не только с пищеварением.

Разбор задач

Задача 1. Назовите органы, через которые проходит пища от ротовой полости до выхода непереваренных остатков.

1. Начинаем с ротовой полости, где пища попадает в пищеварительный тракт.
2. Прослеживаем её дальнейший путь: ротоглоточная полость, пищевод, желудок и кишечник.
3. Учитываем, что конечный отдел кишечника амфибии — клоака, через которую остатки выводятся наружу.

Ответ: ротоглоточная полость → пищевод → желудок → кишечник → клоака. Непереваренные остатки выходят из организма через клоаку.

Задача 2. Объясните, почему влажная кожа важна для дыхания лягушки и почему её высыхание опасно.

1. Вспоминаем, что кожа участвует в газообмене наряду с лёгкими.
2. Для перехода кислорода и углекислого газа кожа должна быть влажной и проницаемой.
3. При высыхании газам труднее проходить через кожу, и дополнительный путь дыхания работает хуже.

Ответ: влажная кожа позволяет лягушке получать кислород и отдавать углекислый газ. Если кожа высыхает, газообмен через неё затрудняется, поэтому дыхание становится менее эффективным.

Задача 3. Проследите путь крови от желудочка сердца к лёгким, затем к органам тела и обратно к сердцу; укажите, где кровь обогащается кислородом.

1. Из желудочка кровь направляется к лёгким и коже — это малый круг.
2. В лёгких и коже кровь получает кислород и возвращается к сердцу, в левое предсердие.
3. Затем кровь поступает в желудочек и направляется к органам тела — это большой круг; от органов она возвращается к сердцу.
4. Помним, что в желудочке потоки из двух предсердий частично смешиваются.

Ответ: желудочек → лёгкие и кожа → сердце → желудочек → органы тела → сердце. Кислород кровь получает в лёгких и через кожу; в желудочке артериальная и венозная кровь смешиваются частично.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что амфибии дышат только лёгкими. Так думают, потому что лёгкие кажутся главным органом дыхания у наземных животных, но у амфибий газообмен идёт и через влажную кожу. Проверка простая: вспомните термин «кожно-лёгочное дыхание» и назовите оба пути поступления кислорода. Если в ответе есть только лёгкие, он неполный.

Ошибка — называть сердце амфибий двухкамерным. Два предсердия легко принять за две камеры, если забыть о желудочке. На деле камер три: два предсердия и один желудочек. Проверяйте себя, отдельно перечисляя предсердия и желудочек, а не считая только верхние отделы.

Ошибка — утверждать, что в желудочке кровь полностью разделена. Такое представление возникает из-за того, что в сердце поступают два потока крови из разных предсердий. Но желудочек у амфибий общий, поэтому артериальная и венозная кровь там частично смешиваются. Для проверки проследите путь обоих потоков: они сходятся в одной камере.

Ошибка — считать клоаку частью только пищеварительной системы. Такое упрощение связано с тем, что через неё выходят непереваренные остатки. Однако в клоаку открываются также протоки выделительной и половой систем. Чтобы проверить ответ, перечислите, какие системы связаны с этим общим конечным отделом.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать, как устроены системы органов позвоночных и зачем нужны пищеварение, дыхание, выделение и кровообращение. Эти знания позволяют сравнивать амфибий с рыбами, пресмыкающимися и другими позвоночными. Сравнение показывает, как строение организма связано с жизнью в воде и на суше. Круги кровообращения и газообмен пригодятся при изучении человека и других позвоночных.

Что запомнить

• Пищеварительный тракт амфибий заканчивается клоакой.
• Амфибии дышат лёгкими и через влажную кожу.
• Лёгкие амфибий имеют простое мешковидное строение.
• Выделительные органы амфибий — почки; моча поступает по мочеточникам в клоаку.
• Сердце амфибий трёхкамерное: два предсердия и один желудочек.
• У амфибий два круга кровообращения, а кровь в желудочке частично смешивается.