42. Органы выделения

Определения и обозначения

Выделение — удаление из организма конечных продуктов обмена веществ, избытка воды и вредных веществ. Продукты обмена образуются во время работы клеток, но некоторые из них нельзя накапливать. Выделение помогает поддерживать постоянный состав внутренней среды, от которого зависит работа органов.

Выделительная система — органы, которые участвуют в образовании и выведении продуктов обмена. У простого организма эту задачу могут выполнять отдельные структуры, а у более сложного — несколько связанных органов. Такая система нужна, чтобы собирать ненужные вещества и выводить их наружу.

Нефридии — выделительные трубочки, встречающиеся у некоторых беспозвоночных, например у червей. Они собирают продукты обмена из внутренней среды тела и проводят их к отверстию, через которое вещества удаляются наружу. Благодаря множеству трубочек выделение происходит в разных частях тела.

Мальпигиевы сосуды — тонкие трубочки насекомых, участвующие в удалении продуктов обмена из внутренней среды организма. Они помогают переносить ненужные вещества к пищеварительному каналу, откуда те выводятся вместе с его содержимым. Это особый орган насекомых, а не всех членистоногих.

Как это устроено

При обмене веществ клетки используют питательные вещества и образуют продукты, которые организму больше не нужны или могут навредить. Если такие вещества остаются внутри, меняется состав внутренней среды, а клеткам становится сложнее работать. Поэтому организму нужно не только получить полезные вещества, но и своевременно удалить лишнее. Выделительная система выполняет эту задачу и помогает сохранять внутреннее равновесие.

У простейших нет отдельных органов, поэтому часть продуктов обмена проходит наружу прямо через поверхность клетки. В пресной воде вода постоянно поступает внутрь клетки, потому что снаружи её больше, чем растворённых веществ. Чтобы клетка не переполнилась, сократительная вакуоль собирает избыток воды и периодически выталкивает его наружу. Вместе с водой удаляется часть растворённых продуктов обмена.

У червей тело вытянутое, а у многих из них оно разделено на участки. Поэтому выделительные трубочки расположены вдоль тела и могут собирать ненужные вещества из разных его частей. Такие трубочки называются нефридиями: они проводят собранные вещества к наружным отверстиям. У моллюсков тоже есть специальные трубчатые органы, связанные с внутренней средой и полостью тела.

У членистоногих органы выделения зависят от группы, потому что строение их тела и образ жизни различаются. У насекомых работают мальпигиевы сосуды: они забирают продукты обмена из внутренней среды и направляют их в пищеварительный канал. У ракообразных эту функцию выполняют выделительные железы. Поэтому название органа помогает определить группу животного, но нельзя переносить один и тот же вариант на всех членистоногих.

У позвоночных главные органы выделения — почки. Через них проходит кровь, из которой удаляются часть продуктов обмена и избыток воды; так образуется моча. Из почек она движется по мочеточникам к мочевому пузырю, где может накапливаться, а затем выводится наружу. Почки не удаляют всё подряд: организм сохраняет нужные вещества и часть воды.

Органы выделения у разных групп животных

Пользуйся таблицей, чтобы сравнить группы: сначала найди животное, затем проверь, какой орган ему соответствует. В последнем столбце указано, что этот орган делает. Обрати внимание, что у членистоногих органы выделения неодинаковы.

Разбор задач

Задача 1. У простейшего в пресной воде регулярно сокращается вакуоль. Определите её роль в организме. Чтобы ответить, нужно учесть и среду обитания, и название структуры. Пресная вода постоянно поступает в клетку, поэтому избыток жидкости необходимо удалять.

1. Сначала определим, что происходит с водой: она переходит из окружающей среды внутрь простейшего. Если бы вода оставалась в клетке, её количество могло бы чрезмерно увеличиться.
2. Затем вспомним, что сократительная вакуоль собирает лишнюю жидкость и периодически выталкивает её наружу. Вместе с жидкостью могут удаляться и некоторые продукты обмена.
3. Следовательно, сокращения вакуоли помогают клетке избавляться от избытка воды и поддерживать нормальное внутреннее состояние. Это не орган пищеварения и не место накопления пищи.

Ответ: сократительная вакуоль удаляет из клетки избыток воды и часть продуктов обмена.

Задача 2. Сопоставьте дождевого червя, рака и насекомое с нефридиями, выделительными железами и мальпигиевыми сосудами. Здесь важно не искать сходство в форме органов, а соотнести каждое название с группой животных. Все перечисленные органы выполняют выделительную функцию, но устроены по-разному.

1. Дождевой червь относится к червям. Для червей характерны нефридии — трубочки, собирающие и выводящие продукты обмена.
2. Рак относится к ракообразным. У ракообразных выделительную функцию выполняют выделительные железы, а не мальпигиевы сосуды.
3. Насекомое имеет мальпигиевы сосуды. Так мы распределили все три органа по группам, не смешав органы разных членистоногих.

Ответ: дождевой червь — нефридии, рак — выделительные железы, насекомое — мальпигиевы сосуды.

Задача 3. У животного обнаружены почки, мочеточники и мочевой пузырь. Определите крупную группу животного и опишите путь мочи. Для этого нужно понять, какой орган образует мочу, а какие проводят или временно накапливают её. Такой набор характерен для органов выделения позвоночных.

1. Сначала определим группу: почки как главные органы выделения и связанные с ними мочевыводящие пути характерны для позвоночных.
2. Затем восстановим последовательность. Моча образуется в почках, оттуда по мочеточникам поступает в мочевой пузырь.
3. После накопления моча выводится из организма наружу. Значит, путь начинается в почках и заканчивается выведением из тела.

Ответ: это позвоночное животное; моча движется из почек по мочеточникам в мочевой пузырь, а затем выводится наружу.

Типичные ошибки

Ошибка — считать выделением удаление непереваренных остатков пищи. Так путают выделительную функцию с пищеварением, потому что в обоих случаях вещества покидают организм. Проверь себя: продукты выделения образуются при обмене веществ в клетках, а остатки пищи не перевариваются и проходят через пищеварительную систему.

Ошибка — называть мальпигиевы сосуды органами всех членистоногих. Такое обобщение возникает, если запомнить орган насекомых, но не сравнить разные группы. Проверь соответствие: у насекомых — мальпигиевы сосуды, у ракообразных — выделительные железы.

Ошибка — путать нефридии с мочевыводящими путями позвоночных. Оба названия связаны с выведением веществ, поэтому кажется, что это одинаковые органы. Но нефридии характерны для некоторых беспозвоночных, а почки, мочеточники и мочевой пузырь входят в систему органов позвоночных.

Ошибка — думать, что почки выводят из организма всю воду. Почки действительно образуют мочу, поэтому можно ошибочно решить, что вся прошедшая через них вода удаляется. На деле организм сохраняет нужные вещества и часть воды; проверь себя вопросом, зачем ему поддерживать постоянство внутренней среды.

Связь с другими темами

Для понимания выделения нужно знать, что клетки при обмене веществ образуют продукты, которые организм должен удалить. Тема связана со строением систем органов: выделительную систему удобно сравнивать с пищеварительной, которая удаляет непереваренные остатки, и с кровеносной, которая переносит вещества внутри тела. Знания о почках пригодятся при дальнейшем изучении строения и работы организма человека.

Что запомнить

• Выделение удаляет из организма продукты обмена и избыток воды.
• Органы выделения различаются у разных групп животных.
• У простейших избыток воды может удаляться сократительными вакуолями.
• У червей встречаются нефридии.
• У насекомых выделительную функцию выполняют мальпигиевы сосуды.
• У позвоночных главные органы выделения — почки.