У амфибий имеются два рода дыхательных органов (не считая кожи): жабры и легкие. Ослабление жаберного дыхания и выступание на сцену легочного дыхания наблюдается уже у Dipnoi; изменения в этом направлении наблюдаются у Polypterus, и Lepidosteus. У амфибий жаберное дыхание сохраняется прежде всего у личинок, а затем у тех Urodela, которые всю жизнь проводят и воде (Perennibranchiata в прежних системах). Жаберные щели унаследованы амфибиями от рыбообразных предков. Жаберные дуги обнаружены у стегоцефал, у личинок и у некоторых взрослых (Branchiosauridae). Все современные амфибии в личиночном состоянии дышат жабрами. Нормально у них закладывается 5 висцеральных мешков и 6-й недоразвитый. Ho наружу открываются не все: жаберных щелей образуется 4 или еще меньше. Иногда щелей значительно меньше, чем дуг. Наличие щелей и дуг является доказательством происхождения амфибий от рыб. Внутренние жабры, гомологичные жабрам рыб, встречаются, однако, только у личинок Anura в виде коротких выростов покровов на дугах, разделяющих жаберные щели. Мягкой жаберной крышечкой (operculum), разрастающейся со стороны гиоидной дуги, жаберная область прикрывается снаружи. Жаберные крышечки правой и левой сторон сливаются между собой с нижней стороны, оставляя у некоторых Anura парные отверстия, а у большинства - одно непарное на левой стороне тела.
На ранних стадиях развития у личинок Anura и у всех других амфибий имеются только наружные жабры, гомологичные, видимо, наружным жабрам личинок Polypterini и Dipnoi. У Apoda и у Anura наружные жабры существуют лишь в личиночном периоде, на ранних стадиях развития, у Urodela же, вторично вернувшихся к водной жизни, они сохраняются всю жизнь. Отсюда название для этих амфибий - постоянно жаберные (Perennibranchiata), хотя название это, как было сказано, обнимает группы амфибий, имеющих различное происхождение. Наружные жабры, вероятно унаследованы амфибиями от кистеперых рыб.
Легкие амфибии имеют вид длинных цилиндрических мешков с тонкими стенками (у Urodela) или более коротких (у Anura). У безногих правое легкое развито гораздо больше левого. Появились легкие у предков четвероногих еще задолго до выхода па сушу. Мы видим такие же легкие у двоякодышащих. Появились они, очевидно, в качестве дополнительного органа дыхания вследствие недостаточного развития жаберного дыхания, с одной стороны, и возможно неблагоприятных для дыхания условий в пересыхавших и портившихся водах - с другой. Задняя часть жаберной полости развилась у них в дополнительный дыхательный орган. Первоначально этот орган, имевший вид двулопастного мешка, открывавшегося на нижней стороне глотки, был несовершенен: стенки его должны были быть топкими, хотя и обильно снабженными кровью, со слабо развитыми или почти неразвитыми перегородками. Как все жаберные выпячивания (щели), он имел гладкую висцеральную мускулатуру и иннервировался блуждающим первом.
Легкие амфибий мало изменились в сравнении с этим: у водных Urodela легкие выполняют скорее роль гидростатического аппарата и имеют гладкую внутреннюю поверхность; высота организации их даже ниже, чем у Dipnoi, Нормально же у амфибий внутренняя поверхность легких является ячеистой благодаря тому, что в полость легкого вдается система перекладин (рис. 253). Весьма интересно, что чем более наземным является тот или иной вид, тем более развитыми являются перекладины в легких: у жабы легкое более ячеисто, чему лягушки. У рода Ascaphus, живущего в горных ручьях, в воде, богатой кислородом,сильно развито кожное дыхание, легкие же, наоборот, маленькие и слабо снабжаются кровью. Ряд амфибий из подотряда Salamandroidea (Salamandrina, Plethodon, Spelerpes, Batrachoseps и др.) совершенно утратил легкие, взамен которого глоточное и кожное дыхание сильно развилось. .


Легочные мешки в простейшем случае соединяются между собой впереди, открываясь непосредственно в глотку продольной щелью, поддерживаемой по сторонам хрящевыми полосками. Эти хрящевые полоски при помощи прикрепляющихся к ним мускулов могут расширять и суживать гортанную щель.
Хрящи эти происходят из последней жаберной дуги и в простейшем виде встречаются у некоторых Urodela. От этих хрящей могут обособляться хрящики, называемые перстневидными хрящами. Их можно сравнивать с черпаловидными хрящами (cartilagines arythenoidea) высших позвоночных. Некоторые Urodela, а также Apoda имеют довольно длинное дыхательное горло, поддерживаемое хрящевыми кольцами. У Anura слизистая оболочка в гортани образует голосовые связки. Гортань имеет сложную мускулатуру. На дне или по углам рта находятся резонаторы, надувающиеся при квакании.
Механизм дыхания наземных амфибий имеет своим корнем рефлексы, наблюдающиеся у рыб и водных амфибий. Ближе всего к дыханию рыб дыхание личинок Anura, имеющих внутренние жабры, оперкулярную складку и образованную их срастанием жаберную полость, открывающуюся наружу одним отверстием. Кроме того, у личинок амфибий ротовая полость обильно снабжена кровью. Забирая воду в рот и проталкивая ее путем поднятия челюстей через ноздри, личинки увеличивают газовый обмен в ротовой полости. Когда же личинки подрастают, они поднимаются к поверхности, где заглатывают воздух подобно цератоду, и поднятием дна ротоглоточной полости проталкивают воздух в легкие. У водных Urodela наблюдается сходный акт. При опускании дна ротоглоточной полости и при закрытых сзади жаберных отверстиях вода насасывается в ротовую полость через рот или ноздри или через то и другое вместе. Путем последующего поднятия дна ротовой полости при закрытых ноздрях вода выталкивается через жаберные щели. Благодаря этим движениям слизистая оболочка рта и глотки вступает в соприкосновение с новыми массами воды, а у жабер получается движение, обновляющее дыхательную среду.
У наземных амфибий механизм дыхания является актом заглатывания воздуха благодаря опусканию мускулистого дна ротовой полости и проталкиванию его в легкие вследствие поднятия дна. Таким образом, дыхание наземных амфибий является актом, осуществляемым по типу нагнетательного насоса, преобладающего у низших рыб. Непосредственной основой, на которой он развивается, является механизм дыхания постоянножаберных амфибий. Этот последний, наблюдаемый, например, у Necturus, должен был развиться у отдаленных рыбообразных предков амфибий. Из него уже развился более сложный тип дыхания наземных - Anura.
У безлегочных саламандр сильно развит газообмен внутриротовой и глоточной полости, совершающийся при помощи частых, до 120-170 колебаний в минуту диафрагмы рта (у лягушек их 30).
Вообще следует сказать, что легочное дыхание у амфибий в целом является вспомогательным способом дыхания. В этом также имеется указание и па его филогенетическое происхождение.
Дыхание современных амфибий ни в коем случае не могло быть источником развития дыхания высших Tetrapoda (дыхания при помощи поднятия ребер, расширения грудной клетки и насасывания таким образом воздуха). Последний тип мог возникнуть, во всяком случае наметиться у древнейших вымерших амфибий, имевших длинные ребра.

Эволюция дыхательной системы

Этапы процесса дыхания

Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода из окружающей среды, необходимого для окисления органических веществ в митохондриях клетки, и выделение углекислого газа

Типы дыхания:



Тип дыхания:

Клеточное.
Организмы: одноклеточные животные (амёба, эвглена зелёная, инфузория туфелька) ; кишечнополостные (медузы, коралловые полипы) ; некоторые черви.

Одноклеточные организмы поглощают растворённый в воде кислород всей поверхностью тела путем диффузии.

Кислород участвует в расщеплении сложных органических веществ, в результате чего освобождается энергия, которая необходима для жизни животного.
Образующийся в результате дыхания углекислый газ выделяется наружу также через всю поверхность тела.

Трахейное дыхание – это дыхание с помощью системы объединенных трубочек-трахей, пронизывающих все тело.

Организмы: класс Насекомые (жуки, бабочки, кузнечики, мухи)

Брюшко насекомого разделено на 5–11 частей (сегментов) . На каждом из них имеется пара небольших отверстий - дыхалец. От каждого дыхальца внутрь отходят ветвящиеся трубочки - трахеи , которые пронизывают всё тело насекомого. Наблюдая за майским жуком, можно заметить, как его брюшко то уменьшается в объёме, то увеличивается. Это дыхательные движения. При вдохе в организм через дыхальца поступает воздух, содержащий кислород, а при выдохе выходит воздух, насыщенный углекислым газом.

У пауков (класс Паукообразные) органы дыхания представлены не только трахеями, но и лёгочными мешками, которые сообщаются с внешней средой через дыхательные отверстия.

Жаберное дыхание – это дыхание с помощью специализированных образований с густой сетью кровеносных сосудов.

Организмы: многие водные обитатели (рыбы, раки, моллюски)

Рыбы дышат кислородом, растворённым в воде, с помощью особых разветвлённых кожных выростов, которые называются жабры. Рыбы постоянно заглатывают воду. Из ротовой полости вода проходит через жаберные щели, омывают жабры и из-под жаберных крышек выходит наружу. Жабры состоят из жаберных дуг и жаберных лепестков , которые пронизаны множеством кровеносных сосудов. Из воды, которая омывает жабры, в кровь поступает кислород, а из крови в воду удаляется углекислый газ. Жабры, находящиеся внутри тела, называются внутренними жабрами.
Некоторые животные, например, земноводные, имеют густые пучки жабр на поверхности тела. Такие жабры называются – наружными. Таково строение у протея – слепого пещерного животного из западных областей Югославии, и аксолотлей (которые по общему облику похожи на тритонов) – их родина Мексика.

Обмен газами, или дыхание, выражается в поглощении организмом кис­лорода из окружающей среды (воды или атмосферы) и выделении в последнюю углекислого газа как конечного продукта протекающего в тканях окисли­тельного процесса, благодаря которому освобождается необходимая для жизнедеятельности энергия. Кислород воспринимается организмом различ­ными способами; их в основном можно характеризовать как: 1) диффузное дыхание и 2) дыхание местное, т. е. специальными органами.

Диффузное дыхание заключается в поглощении кислорода и выделении углекислого газа всей поверхностью наружного покрова-к о ж н о е д ы-х а н и е-и эпителиальной оболочкой пищеварительной трубки-к и ш е ч-н о е дыхание, т. е. без специально приспособленных для этого органов. Подобный способ газообмена свойствен некоторым типам примитивных многоклеточных животных, как, например, губкам, кишечнополостным и плоским червям, и обусловливается отсутствием у них системы кровообра­щения.

Само собой понятно, что диффузное дыхание присуще только организ­мам, у которых объём тела мал, а поверхность его относительно обширна, так как известно, что объём тела возрастает пропорционально кубу радиуса, а соответствующая поверхность - только квадрату радиуса. Следова­тельно, при большом объёме тела такой способ дыхания оказывается недо­статочным.

Однако и при более или менее соответствующих отношениях объёма к поверхности диффузное дыхание всё же не всегда может удовлетворять организмы, так как чем энергичнее проявляется жизнедеятельность, тем интенсивнее должны протекать окислительные процессы в теле.

При интенсивных проявлениях жизни, несмотря на малый объём тела, необходимо увеличение его площади соприкосновения со средой, содержащей кислород, и особые приспособления для ускорения вентилирования дыха­тельных путей. Увеличение площади обмена газами достигается развитием специальных органов дыхания.

Специальные органы дыхания значительно варьируют в деталях построе­ния и местоположения в организме. Для водных животных такими органа­ми служат жабры, для наземных-т р а х е и у беспозвоночных, а у по­звоночных- лёгкие.

Жаберное дыхание. Жабры бывают наружные и внутренние. Прими­тивные наружные жабры представляют простое выпячивание ворсинчатых отпрысков кожного покрова, обильно снабжённых капиллярными сосудами. Такие жабры в некоторых случаях своей функцией мало чем отли­чаются от диффузного дыхания, являясь лишь более высокой его ступенью (рис. 332-А, 2). Обычно они концентрируются в передних участках тела.

Внутренние жабры формируются из складок слизистой оболочки начально­го участка пищеварительной трубки между жаберными щелями (рис. 246-2-5; 332-7). Прилежащий к ним кожный покров образует обильные раз­ветвления в виде лепестков с большим количеством капиллярных кровенос­ных сосудов. Внутренние жабры часто бывают прикрыты специальной склад­кой кожного покрова (жаберной покрышкой), колебательные движения которой улучшают условия обмена, усиливая приток воды и удаляя исполь­зованные её порции.

Внутренние жабры свойственны водным позвоночным, причём акт газо­обмена у них усложняется пропуском порций воды к жаберным щелям через ротовую полость и движениями жабер­ной покрышки. Кроме того, жабры у них включены в круг кровообраще­ния. К каждой жаберной дуге подходят свои сосуды, и, таким образом, одновре­менно осуществляется более высокая ди-ференциация системы кровообращения.

Разумеется, при жаберных спосо­бах газообмена может сохраняться и кожное дыхание, но настолько слабое, что оно отодвигается на задний план.

При описании ротоглотки пищева­рительного тракта уже было сказано, что жаберный аппарат свойствен и некото­рым беспозвоночным, как, например, полухордовым и хордовым животным.

Лёгочное дыхание -весьма совер­шенный способ газообмена, легко обслу­живающий организмы массивных жи­вотных. Оно свойственно наземным по­звоночным: амфибиям (не в личиночном состоянии), рептилиям, птицам и млеко­питающим. К акту газообмена, сосредо­точенного в лёгких, присоединяется ряд органов с иными функциями, вследствие чего лёгочный способ дыхания требует развития очень сложного комплекса органов.

Сравнивая водные и наземные типы дыхания позвоночных, следует иметь в виду одно важное анатомическое их различие. При жаберном дыха­нии порции воды одна за другой поступают в примитивный рот и выпускают­ся через жаберные щели, где сосудами жаберных складок из неё извлекается кислород. Таким образом, аппарату жаберного дыхания позвоночных свой­ственны входное и ряд выходных отверстий. При лёгочном дыхании для введения и выведения воздуха используются одни и те же отверстия. Эта особенность, естественно, связана с необходимостью вбирать и выталкивать порции воздуха для более быстрого вентилирования площади газообмена, т. е. с необходимостью расширения и сужения лёгких.

Можно допустить, что у отдалённых, более примитивных предков по­звоночных в стенках преобразующегося в лёгкое плавательного пузыря была самостоятельная мускульная ткань; её периодическими сокращениями воз­дух выталкивался из пузыря, а в результате его расправления в силу эла­стичности пузырных стенок набирались свежие порции воздуха. Эластиче­ская ткань, наряду с хрящевой, и теперь господствует в качестве опоры в органах дыхания.


В дальнейшем, с повышением жизнедеятельности организмов, такой механизм дыхательных движений становился уже несовершенным. В истории развития он был замещён силой, сосредоточенной или в ротовой полости и переднем участке трахеи (амфибии), или в стенках грудной и брюшной полостей (рептилии, млекопитающие) в виде специально диференцирован-ной части туловищной мускулатуры (дыхательные мускулы) и, наконец, диафрагмы. Лёгкое подчиняется движениям этой мускулатуры, расширяясь и суживаясь пассивно, и сохраняет необходимую для этого эластичность, а также небольшой мышечный аппарат как подсобное приспособление.

Кожное дыхание становится на­столько ничтожным, что роль его сводится почти к нулю.

Газообмен в лёгких у на­земных позвоночных, так же как у водных, теснейшим обра­зом связан с системой кровооб­ращения посредством организа­ции обособленного, дыхатель­ного, или малого, круга крово­обращения.

Вполне понятно, что основ­ные структурные изменения в организме при лёгочном дыха­нии сводятся: 1) к увеличению соприкосновения рабочей пло­щади лёгких с воздухом и 2) к весьма тесной и не менее обшир­ной связи этой площади с тон­костенными капиллярами круга кровообращения.

Функция дыхательного ап­парата-пропускать в свои мно­гочисленные каналы воздух для газообмена-говорит за харак­тер его построения в виде от­крытой, зияющей системы трубок. Их стенки, по сравнению с мягкой кишеч­ной трубкой, слагаются из более твёрдого опорного материала; местами в виде костной ткани (носовая полость), а главным образом в виде хрящевой ткани и легко податливой, но быстро возвращающейся к норме упругой ткани.

Слизистая оболочка дыхательных путей выстлана специальным мерца­тельным эпителием. Лишь на немногих участках он видоизменяется в другую форму в соответствии с другими функциями данных участков, как, например, в обонятельной области и в местах самого газообмена.

На протяжении лёгочного дыхательного тракта останавливают на себе внимание три своеобразных участка. Из них начальный-н осовая по­ло с т ь-служит для воспринятая воздуха, обследуемого здесь на запах. Второй участок-г о р т а н ь-является приспособлением для изолирова­ния дыхательного тракта от пищеварительного пути при проходе пищевого кома через глотку, для издавания звуков и, наконец, для производства кашлевых толчков, выбрасывающих из дыхательных путей слизь. Послед­ний участок-л ё г к и е-представляют орган непосредственного обмена газами.

Между носовой полостью и гортанью располагается общая с пищевари­тельным аппаратом полость глотки, а между гортанью и лёгким тянется дыха-

тельное горло, или трахея. Таким образом, проходящий воздух используется описанными расширяющимися участками в трёх различных направлениях: а) воспринятая запахов, б) приспособления для издавания звуков и, наконец, в) газообмена, из которых последнее-основное.

Уменьшение числа жабр.

Увеличение дыхательной поверхности за счет образования жаберных лепестков.

Образование жаберных капилляров.

У ланцетника боковые стенки глотки пронизаны многочисленными (до 150 пар) косо расположенными жаберными щелями. К межжаберным перегородкам подходят приносящие жаберные артерии, а отходят выносящие жаберные артерии. Когда вода омывает межжаберные перегородки, происходит газообмен между проходящей водой и кровью, которая течет по тонким сосудам перегородок. Жаберные артерии на капилляры не разветвляются. Кроме того, кислород проступает в организм животного через капилляры кожи.

У первичноводных позвоночных животных (бесчелюстные и рыбы), как и у низших хордовых, образуются жаберные щели, соединяющие полость глотки с внешней средой. У круглоротых, из выстилающей жаберные щели энтодермы, формируются жаберные мешки (у рыб жабры развиваются из эктодермы). Внутренняя поверхность мешков покрыта многочисленными складками – жаберными лепестками, в стенках которых ветвится густая сеть капилляров. Мешок внутренним узким каналом открывается в глотку (у взрослых миног – в дыхательную трубку), а наружным – на боковой поверхности тела животного. У миксин от 5 до 16 пар жаберных мешков, у семейства бделлостомовые каждый из них открывается наружу самостоятельным отверстием, а у семейства миксиновые все наружные жаберные ходы на каждой стороне сливаются в один канал, который открывается наружу одним отверстием, расположенным далеко сзади. У миног 7 пар жаберных мешков, каждый из которых открывается наружу самостоятельным отверстием. Дыхание осуществляется путем ритмичных сжатий и расслаблений мышечной стенки жаберной области. У непитающихся миног вода поступает в дыхательную трубку из ротовой полости, затем омывает лепестки жаберных мешков, обеспечивая газообмен, и удаляется через наружные жаберные ходы. У питающихся круглоротых вода поступает и выводится через наружные отверстия жаберных мешков.

Дыхательная система рыб имеет специализированные органы газообмена – эктодермальные жабры, которые либо расположены на межжаберных перегородках, как у хрящевых рыб, либо непосредственно отходят от жаберных дуг, как у костных рыб. Обмен газов в жабрах позвоночных построен по типу «противоточных систем»: при встречном движении кровь контактирует с богатой кислородом водой, что обеспечивает ее эффективное насыщение. Увеличение поверхности поглощения кислорода благодаря образованию жабр сопровождалось уменьшением числа жаберных щелей у позвоночных по сравнению с низшими хордовыми. У цельноголовых (из хрящевых рыб) намечается редукция межжаберных перегородок и образуется кожистая жаберная крышка, прикрывающая снаружи жабры. У костных рыб в жаберной крышке появляется костный скелет, а межжаберные перегородки редуцируются, что способствует более интенсивному омыванию водой жаберных лепестков. Наряду с газообменом жабры рыб участвуют в водном и солевом обмене, в выведении из организма аммиака и мочевины. В качестве добавочных органов дыхания у отдельных групп рыб функционируют кожа, плавательный пузырь, надглоточные лабиринты и специализированные участки кишечной трубки. У двоякодышащих и многоперообразных рыб появляются органы воздушного дыхания – легкие. Легкие возникают как парные выросты брюшной части глотки в области последней жаберной щели и коротким каналом связаны с пищеводом. Стенки этого выроста тонкие и обильно снабжаются кровью.


Направления эволюции легочного типа дыхания

Появление и дифференцировка дыхательных путей.

Дифференцировка легкого и увеличение дыхательной поверхности.

Развитие вспомогательных органов (грудной клетки).

У земноводных в поглощении кислорода и выделении углекислоты участвуют: у личинок – кожа, наружные и внутренние жабры, у взрослых – легкие, кожа и слизистая оболочка ротоглоточной полости. У некоторых видов хвостатых земноводных (сирен, протеев) и у взрослых сохраняются жабры и недоразвиваются или редуцируются легкие. Соотношение легочного и другого типов газообмена неодинаково: у видов влажных местообитаний в газообмене доминирует кожное дыхание, у обитателей сухих мест большая часть кислорода поступает через легкие, но кожа играет существенную роль в выделении углекислого газа. Дыхательная система взрослых амфибий включает ротоглоточную, гортанно-трахейную полости и мешковидные легкие, стенки которых оплетены густой сетью капилляров. У бесхвостых земноводных имеется общая гортанно-трахейная камера, у хвостатых она разделяется на гортань и трахею. В гортани появляются черпаловидные хрящи, которые поддерживают ее стенку и голосовые связки. Легкие хвостатых амфибий представляют собой два тонкостенных мешка, не имеющих перегородок. У бесхвостых внутри легочных мешков на стенках имеются перегородки, которые увеличивают поверхность газообмена (легкие ячеистые). У земноводных нет ребер, и акт дыхания происходит путем нагнетания воздуха при вдохе (за счет увеличения, а затем уменьшения объема ротоглоточной полости) и выталкивания воздуха при выдохе (за счет эластичности стенок легких и брюшной мускулатуры).

У рептилий отмечается дальнейшая дифференцировка дыхательных путей и значительное увеличение функциональной поверхности газообмена в легких. Воздухоносные пути подразделяются на носовую полость (она объединена с ротовой полостью, но у крокодилов и черепах эти полости разделены костным небом), гортань, трахею и два бронха. Стенки гортани поддерживают парные черпаловидные и непарный перстневидный хрящи. У ящериц и змей внутренние стенки легочных мешков имеют складчатое ячеистое строение. У черепах и крокодилов сложная система перегородок вдается во внутреннюю полость легкого настолько глубоко, что легкое приобретает губчатое строение. Формируется грудная клетка: ребра подвижно соединены с позвоночником и грудиной, развиваются межреберные мышцы. Акт дыхания осуществляется благодаря изменению объема грудной клетки (реберный тип дыхания). У черепах сохраняется ротоглоточный тип нагнетания воздуха. У водных черепах в воде дополнительными органами дыхания служат богатые капиллярами выросты глотки и клоаки (анальные пузыри). Кожное дыхание у рептилий отсутствует.

У птиц воздухоносные пути представлены носовой полостью, гортанью, которая поддерживается черпаловидными и перстневидным хрящами, длинной трахеей и системой бронхов. Легкие небольшие, плотные и мало растяжимые приращены к ребрам по бокам позвоночного столба. Первичные бронхи образуются при разделении нижней части трахеи и входят в ткань соответствующего легкого, где распадаются на 15–20 вторичных бронхов, большинство которых заканчиваются слепо, а часть сообщается с воздушными мешками. Вторичные бронхи связаны между собой более мелкими парабронхами, от которых отходит множество тонкостенных ячеистых бронхиол. Оплетенные кровеносными сосудами бронхиолы образуют морфофункциональную структуру легкого. С легкими птиц связаны воздушные мешки – прозрачные эластичные тонкостенные выросты слизистой оболочки вторичных бронхов. Объем воздушных мешков примерно в 10 раз превышает объем легких. Они играют очень важную роль в осуществлении своеобразного дыхательного акта птиц: в легкие как при вдохе, так и при выдохе поступает воздух с высоким содержанием кислорода – «двойное дыхание». Помимо интенсификации дыхания воздушные мешки предотвращают перегрев организма при интенсивном движении. Повышение внутрибрюшного давления при выдохе способствует дефекации. Ныряющие птицы, увеличивая давление в воздушных мешках, могут уменьшать объем и тем самым увеличивать плотность, что облегчает погружение в воду. Кожное дыхание у птиц отсутствует.

У млекопитающих наблюдается дальнейшая дифференцировка дыхательных путей. Образуется носовая полость, носоглотка, вход в гортань прикрывает надгортанник (у всех наземных позвоночных кроме млекопитающих гортанная щель замыкается специальной мускулатурой), в гортани появляется щитовидный хрящ, далее идет трахея, которая разветвляется на два бронха, идущие в правое и левое легкое. В легких бронхи многократно ветвятся и заканчиваются бронхиолами и альвеолами (число альвеол от 6 до 500 млн.), это значительно увеличивает дыхательную поверхность. Газообмен происходит в альвеолярных ходах и альвеолах, стенки которых густо оплетены кровеносными сосудами. Морфофункциональной единицей легкого млекопитающих является легочной ацинус, который образуется в результате ветвления терминальной бронхиолы. Формируется грудная клетка, которая отделяется диафрагмой от брюшной полости. Число дыхательных движений от 8 до 200. Дыхательные движения осуществляются двумя способами: за счет изменения объема грудной клетки (реберное дыхание) и за счет деятельности диафрагмальной мышцы (диафрагмальное дыхание). У высших млекопитающих развито кожное дыхание через систему кожных капилляров, которое играет большую роль в газообмене.

Дыхание животных – совокупность процессов, которые обеспечивают попадание в организм из окружающей среды кислорода , его использование клетками для окисления органических веществ и выведение из организма углекислого газа. Такое дыхание называют аэробным , а организмы – аэробами .

О.К. № 28. Биология.

Зе­ле­ная во­до­росль хло­рел­ла

Ин­фу­зо­рия-ту­фель­ка

Процесс дыхания у животных условно подразделяют на три этапа :

Внешнее дыхание = газообмен . Благодаря этому процессу, животное получает кислород и избавляется от углекислого газа, который является конечным продуктом обмена веществ.

Транспорт газов в организме – этот процесс обеспечивают либо специальные трубочки-трахеи или внутренние жидкости тела (кровь, содержащая гемоглобин – пигмент, который может присоединять кислород и транспортировать его в клетки, а также уносить углекислый газ из клеток).

Внутреннее дыхание – происходит в клетках. Простые питательные вещества (аминокислоты, жирные кислоты, простые углеводы) с помощью ферментов клетки окисляются и расщепляются, во время этого высвобождается необходимая для жизнедеятельности организма ЭНЕРГИЯ.

Основное значение дыхания состоит в высвобождении энергии из питательных веществ с помощью кислорода, который принимает участие в реакциях окисления.

Неко­то­рые про­стей­шие – анаэ­роб­ные ор­га­низ­мы , т. е. ор­га­низ­мы, не нуж­да­ю­щи­е­ся в кис­ло­ро­де . Анаэ­ро­бы бы­ва­ют фа­куль­та­тив­ны­ми и об­ли­гат­ны­ми. Фа­куль­та­тив­но анаэ­роб­ные ор­га­низ­мы – это ор­га­низ­мы, спо­соб­ные жить как в от­сут­ствии кис­ло­ро­да, так и при его при­сут­ствии. Об­ли­гат­ные анаэ­роб­ные ор­га­низ­мы – это ор­га­низ­мы, для ко­то­рых кис­ло­род ядо­вит. Они могут жить толь­ко в от­сут­ствии кис­ло­ро­да. Анаэ­роб­ным ор­га­низ­мам кис­ло­род для окис­ле­ния пи­та­тель­ных ве­ществ не нужен.

Бра­чо­нел­ла – анаэ­роб­ная ин­фу­зо­рия

Ки­шеч­ная лямб­лия

Человеческая аскарида

По способу дыхания и строению дыхательного аппарата у животных выделяют 4 типа дыхания:

Кожное дыхание – это обмен кислорода и углекислого газа через покровы тела. В основе этого процесса лежит важнейший физический процесс – диффузия . Газы поступают только в растворенном состоянии через покровы неглубоко и с небольшой скоростью. Такое дыхание у организмов, которые имеют небольшие размеры, влажные покровы, ведут водный образ жизни. Это – губки, кишечнополостные, черви, амфибии.

Трахейное дыхание –

осуществляется при помощи

системы соединенных

трубочек – трахей , которые

пронизывают все тело, без

участия жидкостей. С

окружающей средой их

соединяют специальные

отверстия – дыхальца.

Организмы с трахейным

дыханием тоже маленьких размеров (не более 2 см., иначе организму не хватит кислорода). Это – насекомые, многоножки, паукообразные .

Жаберное дыхание – с помощью специализированных образований с густой сетью кровеносных сосудов. Эти выросты называются жабрами . У водных животных – многощетинковых червей, ракообразных, моллюсков, рыб, определенных видов амфибий . У беспозвоночных животных жабры, обычно, внешние, а у хордовых – внутренние. Жабродышащие животные имеют дополнительные формы дыхания через кожу, кишечник, поверхность рта, плавательный пузырь.

По­ли­хе­та с жаб­ра­ми

Жабры ра­ко­об­раз­но­го

Го­ло­жа­бер­ный мол­люск

Легочное дыхание – это дыхание с помощью внутренних специализированных органов – легких.

Лег­кие – это полые тон­ко­стен­ные мешки, опле­тен­ные гу­стой сетью мель­чай­ших кро­ве­нос­ных со­су­дов – ка­пил­ля­ров. Диф­фу­зия кис­ло­ро­да из воз­ду­ха в ка­пил­ля­ры про­ис­хо­дит на внут­рен­ней по­верх­но­сти лег­ких. Со­от­вет­ствен­но, чем это внут­рен­няя по­верх­ность боль­ше, тем ак­тив­нее идет диф­фу­зия.

Легкими дышат почти все наземные позвоночные – рептилии, птицы, часть наземных беспозвоночных – пауки, скорпионы, легочные моллюски, и некоторые водные животные – двоякодышащие рыбы. Воздух в легкие поступает через дыхательные пути.

Лег­кие мле­ко­пи­та­ю­ще­го


Лег­кое пре­смы­ка­ю­ще­го­ся

Ды­ха­тель­ная си­сте­ма птиц

Дыхание у животных определяется их способом жизни и осуществляется с помощью покровов, трахей, жабр и легких.

Дыхательная система – совокупность органов для проведения воздуха или воды, которые содержат кислород, и газообмена между организмом и окружающей средой.

Развиваются органы дыхания как выросты внешних покровов или стенок кишечного тракта. В состав дыхательной системы входят дыхательные пути и органы газообмена. У позвоночных дыхательные пути – носовая полость, гортань, трахея, бронхи ; а органы дыхания – легкие .

Сравнительная характеристика органов дыхания.

Группа

Характерные особенности органов дыхания

Кишечнополостные

Газообмен через всю поверхность тела. Специальные органы дыхания отсутствуют.

Кольчатые черви

Внешние жабры (многощетинковые черви) и вся поверхность тела (малощетинковые черви, пиявки)

Моллюски

Жабры (двустворчатые, головоногие) и легкие (брюхоногие)

Членистоногие

Жабры (ракообразные), трахеи и легкие (паукообразные), трахеи (насекомые)

Рыбы

Жабры. Дополнительные органы для дыхания: легкие (двоякодышащие рыбы), участки ротовой полости, глотки, кишечника, плавательный пузырь

Земноводные

Легкие ячеистые, жабры (у личинок), кожа (с большим количеством сосудов). Дыхательные пути: ноздри, рот, трахейно-гортанная камера

Рептилии

Легкие ячеистые. Дыхательные пути: ноздри, гортань, трахея, бронхи

Птицы

Легкие губчатые. Дыхательные пути: ноздри, носовая полость, верхняя гортань, трахея, нижняя гортань с голосовым аппаратом, бронхи. Есть воздушные мешки.

Млекопитающие

Легкие альвеолярные. Дыхательные пути: ноздри, носовая полость, гортань с голосовым аппаратом, трахея, бронхи.

Функции дыхательной системы:

    Доставка кислорода клеткам организма и удаление углекислого газа из клеток организма и газообмен (основная функция).

    Регуляция температуры тела (т.к. через поверхность легких и дыхательных путей может испаряться вода)

    Очищение и обеззараживание поступающего воздуха (слизь носовой полости)

Вопросы для самоконтроля.

Оценка

Вопросы для самоконтроля

1.Что такое дыхание?

2. Основные этапы дыхания?

3. Назовите основные типы дыхания животных.

4. Приведите примеры животных, которые дышат с помощью кожи, жабр, трахей и легких.

5. Что такое дыхательная система?

6. Назовите основные функции дыхательной системы.

7. Какое значение дыхание имеет для высвобождения энергии в клетках животных?

8. Чем определяется тип дыхания животных?

9. Какие функции выполняет дыхательная система?

10. Опишите способы дыхания позвоночных животных.

Сравнительная характеристика органов дыхания животных.

Органы дыхания

Особенности строения

Функции

Примеры

Жабры

Внешние (гребенчатые, нитчатые и перистые) или внутренние (всегда связаны с глоткой) тонкостенные выросты тела, которые содержат много кровеносных сосудов

Газообмен в водной среде

У рыб, почти всех личинок бесхвостых амфибий, у большинства моллюсков, некоторых червей и членистоногих

Трахеи

Разветвленные трубочки, которые пронизывают все тело и открываются наружу отверстиями (стигмами)

Газообмен в воздушной среде

У большинства членистоногих

Легкие

Тонкостенные мешки, которые имеют разветвленную сеть сосудов

Газообмен в воздушной среде

У некоторых моллюсков и рыб, наземных позвоночных животных