Пищеварительная дыхательная и нервная система ланцетника

Царство	Животные
Подцарство	Многоклеточные
Тип	Хордовые
Подтип	Бесчерепные

Образ жизни и общее строение

Ланцетник — полупрозрачное тепловодное животное длиной 4-8 см. Живёт преимущественно на песчаных участках дна на глубинах 10-30 метров в Чёрном море, Атлантическом, Индийском и Тихом океанах. Животное зарывается в песчаный грунт, выставив наружу переднюю часть тела. Тело ланцетовидное, сжатое с боков, вдоль него проходит кожная плавниковая складка, в которой различают спинной, хвостовой и подхвостовой (анальный) отделы.

Внутреннее строение

Хорда тянется от переднего до заднего конца тела, и выполняет роль внутреннего скелета (опора внутренним органам).

К хорде прилегает 50-80 мышечных сегментов из поперечнополосатых мышц.

Благодаря их сокращению тело изгибается в горизонтальной плоскости.

На переднем конце тела находится предротовая воронка с венчиком щупалец. В ней находится ротовое отверстие, ведущее в большую глотку, стенки которой прорезаны многочисленными (свыше 100) жаберными щелями. Последние открываются в особую околожаберную полость, соединяющуюся с внешней средой с помощью непарного выходного отверстия. Внутри глотка покрыта реснитчатыми клетками. Благодаря движению ресничек через рот в глотку постоянно поступает вода, которая далее проходит через жаберные щели в околожаберную полость и через выходное отверстие наружу.

Вместе с водой в глотку попадают водоросли, простейшие и другие микроскопические организмы. Пищевые частички оседают на покрытых слизью реснитчатых клетках, затем поступают в задний отдел глотки и кишечник. От начальной части кишечника отходит печёночный вырост, клетки его стенок выделяют пищеварительные ферменты. Переваривание пищи происходит в полости печёночного выроста и в кишечнике. Непереваренные остатки выбрасываются через анальное отверстие.

Дыхание осуществляется одновременно с питанием.

По бокам глотка прорезана множеством отверстий — жаберными щелями. Ткани глотки вокруг жаберных щелей окружены сетью капилляров, в которых совершается газообмен крови и воды. Из воды в кровь переходит кислород, а из крови в воду — углекислый газ.

Газообмен происходит в жаберных щелях (через стенки жаберных артерий) и во всех поверхностных сосудах тела.

Снаружи жаберные щели не видны, так как они покрыты кожными складками, защищающими их от попадания песчинок.

Кровеносная система замкнутая, сердце не развито, его функции выполняет пульсирующий брюшной сосуд, от которого отходит более сотни жаберных артерий.

Органы выделения представляют собой выделительные трубочки, которые одним концом открываются в полость тела, другим впадают в общий канал несколько выделительных каналов открываются в околожаберную полость. Отсюда продукты жизнедеятельности попадают наружу.

Нервная трубка расположена над хордой, она короче хорды, её передний конец немного не доходит до конца хорды. Нервная трубка не дифференцирована на головной и спинной мозг, однако имеются различия во внутреннем строении и функциях. Передний конец нервной трубки ланцетника иннервирует передний конец тела и органы чувств, а также координирует жизнедеятельность животного.

Органы чувств развиты слабо. На переднем конце тела расположены пигментное пятно, обонятельная ямка, осязательные рецепторы на ротовых щупальцах, светочувствительные клетки.

Размножение

Ланцетник — раздельнополое животное. Выделение зрелых икринок и спермиев происходит сразу после захода солнца, оплодотворение внешнее (в воде). Личинки около трёх месяцев живут в толще воды, питаясь планктонными животными, а затем опускаются на дно. Ланцетник достигает половой зрелости на втором (третьем) году жизни.

Особенности эмбрионального развития и строения ланцетника исследовал русский зоолог-эволюционист Александр Онуфриевич Ковалевский (1840-1901), установивший близость этих животных к древнейшему предку позвоночных.

Тип Хордовые. Подтип Бесчерепные. Ланцетник

Ароморфозы

Представитель: ланцетник

Среда обитания: моря

Образ жизни: свободноживущие, малоподвижные, зарываются в грунт на дне

Плавники: спинной, хвостовой (ланцетовидной формы), подхвостовой

Внутренний скелет:впервые появляется хорда

Хорда (состоит из бесклеточной опорной ткани) тянется от переднего конца тела – до заднего

Конечности: отсутствуют

Кровеносная система: замкнутая; 1 круг кровообращения; кровь – бесцветная

Сердце – отсутствует; его f: выполняет брюшная аорта (под глоткой)

Брюшная аорта – жаберные артерии – несут венозную кровь к органам дыхания Артериальная кровь -в спинную аорту – ко всем органам и тканям

Венозная кровь – от органов и тканей по 4-м кардинальным венам – в брюшную аорту

Пищеварительная система:

Ротовое отверстие (окружено 10-20 парами щупалец) – околоротовая воронка – глотка – околожаберная полость – кишечник (имеет слепой вырост, f: печени) – анальное отверстие

Питание – пассивное, путем фильтрации воды

Выделительная система:100 пар нефридий – трубочек, по бокам глотки;

Один конец нефридия – в целόм, другой конец – в околожаберную полость

Дыхательная система:глотка с жаберными щелями;

Вода – в ротовое отверстие – глотка – жаберные щели – околожаберная полость – атриопор (отверстие, где околожаберная полость сообщается с внешней средой) –внешняя среда

Газообмен – через кожу и при омывании водой жабр

Нервная система:впервые появляется нервная трубка

Есть невроцель, расширяется к переднему концу

От нервной трубки – периферические нервы

Органы чувств: развиты слабо;

Есть пигментные клетки (глазки Гессе) – воспринимают световые раздражения (по всей длине нервной трубки)

Осязательные клетки – на коже;

Обонятельная ямка – орган химического чувства

Покров тела: кожа - однослойный эпителий и студенистая дерма

Есть кожные железы (выделяют слизь)

Половая система: раздельнополые

По бокам глотки – гонады (половые железы) – не имеют собственных протоков

Размножение: половое

Половые клетки – в околожаберную полость – через атриопор – в воду – происходит оплодотворение – развитие с метаморфозом – яйцо – личинка – 3 месяца ведет пелагический образ жизни (в толще воды - пелагиали) -плавает с помощью ресничек, покрывающих тело

Развитие:

Развитие с метаморфозом – яйцо – личинка – 3 месяца ведет пелагический образ жизни (в толще воды - пелагиали) -плавает с помощью ресничек, покрывающих тело

Симметрия тела: билатеральная

Мышцы: поперечно – полосатые (две продольные ленты, по бокам хорды)

Происхождение: от кольчатых червей

Тело этих полупрозрачных животных стиснуто с боков и заострено на переднем и заднем концах. Покровы на спинной и брюшной стороне образуют складки. На задней части тела они сливаются в ланцетовидный хвостовой плавник, откуда и происходит название этих животных.

Ланцет — старинный хирургический инструмент, заточенный с обеих сторон.

Покровы образованы однослойным эпителием, выделяющим наружу тоненькую кутикулу. Клетки эпителия выделяют также слизь, покрывающую тело. Под эпителием расположен слой соединительной ткани.

Скелет ланцетника представлен хордой (рис. 156). Она проходит под нервной трубкой через все тело: от переднего конца до заднего.

Мускулатура имеет вид двух тяжей, расположенных по обе стороны от хорды. Мускулатура ланцетника обеспечивает только однообразные движения: изгибание тела в ту или иную сторону. Ланцетник может плавать и зарываться в песок. Мышцы сгибают тело, а хорда при их расслаблении — его распрямляет.

Пищеварительная система представлена трубчатым кишечником, образующим печеночный вырост (рис. 156). Специализированные пищеварительные железы отсутствуют. Ланцетники — фильтраторы, питающиеся микроскопическими организмами, взвешенными в воде. Ротовое отверстие находится на дне предротовой воронки. Рот ведет в длинную глотку, боковые стенки которой пронизаны многочисленными жаберными щелями. Глотка переходит в кишечник, открывающийся наружу у основания хвостового плавника.

Рис. 156. Внутреннее строение ланцетника

Процесс фильтрации тесно связан с дыханием. Жаберные щели открываются в околожаберную полость, образованную складками покровов. Наружу она открывается отверстием — жаберной порой. На стенках глотки и перегородок между жаберными щелями расположены клетки с ресничками. Их движения создают потоки воды, проходящие через глотку и жаберные щели. Одновременно в перегородках между жаберными щелями происходит газообмен. Затем через жаберную пору вода выводится наружу. Кроме того, газообмен происходит и через покровы тела.

Органы выделения — многочисленные парные трубочки — нефридии. Они полностью располагаются в толще тела, а одним концом открываются в околожаберную полость.

Кровеносная система ланцетника незамкнутая, сердце отсутствует. Основные сосуды — спинной и брюшной. Бесцветная кровь течет благодаря пульсации брюшного сосуда. Часть пути кровь проходит в межклеточных промежутках перегородок между жаберными щелями. Это обеспечивает эффективный газообмен.

Нервная система имеет вид трубки. Головной мозг отсутствует.

Размножение и развитие. Ланцетники — раздельнополые организмы с наружным оплодотворением. Развитие непрямое: из яйца выходит личинка, плавающая в толще воды. Она питается, растет, через некоторое время опускается на дно и превращается во взрослую особь. Живут ланцетники 3-4 года.

Ланцетники — примитивные морские хордовые животные, ведущие малоподвижный образ жизни. Их относят к классу Головохордовые подтипа Бесчерепные:

питаются путем фильтрации, имеют сквозной кишечник;
органы выделения — многочисленные нефридии;
кровеносная система незамкнутая, сердце отсутствует;
газообмен происходит через перегородки между жаберными щелями, а также через покровы;
нервная система имеет вид трубки, головной мозг отсутствует;
органы чувств развиты слабо;
раздельнополые животные с наружным оплодотворением и непрямым типом развития.

Тема: Подтип Бесчерепные.

Изучите!

Хордовые – это только один из более чем 30 типов животных. В современной фауне около 2% видов животных относятся к типу Хордовых (всего на Земле известно около 2 млн. видов животных; среди них около 43 тыс. видов хордовых). Однако именно высшие хордовые (позвоночные) и на море и на суше занимают завершающие звенья в цепях питания.

Основные характерные признаки типа хордовых:

1. Наличие осевого скелета в виде хорды, которая может частично или полностью замещаться позвоночным столбом.
2. Нервная система в виде трубки, которая лежит над хордой (у позвоночных дифференцируется на головной и спинной мозг).
3. Передний отдел пищеварительной трубки (глотка) участвует в дыхании (у водных хордовых в глотке расположены сквозные жаберные отверстия, которые открываются наружу; у наземных позвоночных в глотку открывается гортанная щель).
4. Сердце находится вентрально под пищеварительной трубкой и толкает кровь вперёд (но у оболочников кровеносная система незамкнута, а у бесчерепных нет сердца).

Признаки, объединяющие хордовых с другими типами:

1. Вторичный рот.
2. Вторичная полость тела – целом.
3. Билатеральная симметрия.
4. Метамерное расположение органов.

Ланцетник - низшее хордовое животное

Среда обитания и внешнее строение ланцетника

Во многих морях тропической и умеренной зон, в том числе и в Черном море, на небольшой глубине в местах с чистым песчаным дном живут маленькие (длиной 4-8 см) полупрозрачные животные - ланцетники. Уплощенное с боков розоватое тело ланцетника заострено на переднем и заднем концах. Хвостовой отдел обрамлен кожной складкой - хвостовым плавником, напоминающим по форме обоюдоострый хирургический инструмент - ланцет (отсюда название - ланцетник). Большую часть времени ланцетник проводит зарывшись в песок и выставив наружу передний конец тела, на котором находится рот, окруженный 10-20 парами щупалец. Будучи потревоженным, ланцетник переплывает на небольшое расстояние и снова зарывается в грунт.

Рисунок: внутреннее строение ланцетника

Хорда. Хордовые животные

Вдоль спинной стороны тела ланцетника тянется хорда - плотный упругий стержень, состоящий из особых тесно прилегающих друг к другу клеток. Хорда выполняет роль внутреннего скелета. Она служит опорой внутренним органам и придает телу ланцетника известную упругость, что имеет большое значение при зарывании в грунт. У ланцетника хорда сохраняется в течение всей жизни.

Ланцетники лишены черепа, так как у них нет головного мозга. Поэтому их относят кгруппе бесчерепных. Рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие обладают хордой только в личиночном состоянии или во время зародышевого развития. У взрослых она заменяется хрящевым (хрящевые рыбы) или костным позвоночником, состоящим из отдельных позвонков. Поэтому таких животных объединяют в группу позвоночных.

Мышцы ланцетника

Мышцы ланцетника в виде двух лент расположены по сторонам от хорды. Ланцетник может совершать довольно однообразные движения. Изгибая тело то в одну, то в другую сторону, он плавает и зарывается в грунт.

Пищеварительная система ланцетника

На переднем конце тела находится окруженное предротовой воронкой со щупальцами ротовое отверстие. С током воды мелкие планктонные организмы или пищевые частицы через рот попадают в обширную глотку, прилипают к ее внутренней поверхности, склеиваются слизью в комочки и направляются в кишечник, где перевариваются. Вода проходит через жаберные щели в стенке глотки. Непереваренные остатки пищи удаляются наружу через анальное отверстие на брюшке у начала хвостового плавника.

Органы дыхания ланцетника

Органы дыхания ланцетника - это жабры, с помощью которых он дышит растворенным в воде кислородом. Дыхание осуществляется одновременно с питанием. По бокам глотка прорезана множеством отверстий - жаберными щелями. Ткани глотки вокруг жаберных щелей окружены сетью капилляров, в которых совершается газообмен крови и воды. Из воды в кровь переходит кислород, а из крови в воду - углекислый газ. Снаружи жаберные щели не видны, так как они прикрыты кожными складками, защищающими их от попадания песчинок.

Ланцетник – небольшое морское животное, ведущее придонный образ жизни. Несмотря на непримечательный внешний вид, рисунки, изображающие строение этого бесчерепного, и таблицы с подробным описанием часто встречаются в учебниках по биологии.

Это живое ископаемое – простейшее хордовое, представляющее немалый научный интерес.

Внешнее строение ланцетника

Семейство ланцетниковых – единственный представитель подтипа бесчерепных. Доказано, что эти примитивные животные существовали еще в кембрийский период.

Их строение и внешний вид не претерпели значительных изменений даже спустя сотни миллионов лет.

Тело ланцетника, длиной не более 10 сантиметров, имеет вытянутую, ланцетовидную форму, заостренную к заднему концу. Кожа животного тонкая, однослойная, лишена пигментов, что делает ее полупрозрачной.

Ротовая полость расположена с передней стороны и окружена щупальцами разных размеров, которые используются для фильтрации воды в поисках пищи.

Кровеносная система ланцетника

Кровеносная система имеет особенности, характерные для замкнутого типа – обмен питательными элементами в организме осуществляется посредством вен и артерий. Однако, бесчерепное лишено сердца, что делает эту систему замкнутой лишь частично.

Циркуляция бесцветной крови в организме обеспечивается пульсацией стенок брюшной аорты.

Затем кровь насыщается кислородом в жабрах. В этот процесс также вовлекаются все поверхностные сосуды, что возможно благодаря тонкому кожному покрову и малому размеру ланцетника. Поэтому венозная и артериальная кровь не сильно различаются по насыщенности кислородом.

После жаберных артерий она попадает в спинную аорту, доходящую до кончика хвоста. Отходящие от нее сонные артерии и капилляры питают организм животного. В дальнейшем кровь собирается в парных продольных и подкишечной вене. Оттуда она возвращается в брюшную аорту, замыкая круг кровообращения.

Опорно-двигательная система

Главное отличие ланцетника от беспозвоночных – наличие гибкого скелетного стержня – хорды. Ее наличие присуще для эмбрионов почти всех позвоночных, но по мере развития плода хорда заменяется позвоночником.

Особенность строения ланцетников заключается в том, что подобный первичный внутренний скелет сохраняется и у взрослой особи. Этот интересный факт делает неприметных обитателей морского дна важной промежуточной ступенью между позвоночными и беспозвоночными организмами.

Хорда закладывается в спинной части животного, и ее длина почти совпадает с длиной тела. Вместе с сегментированной мускулатурой (каждый сегмент мышц разделен перегородкой – миосептой) она активно участвует в передвижении.

Так же для движения в воде используются плавники: невысокий спинной плавник, переходящий в хвостовой, и малый плавник под хвостом. Они стабилизируют положение животного в пространстве, помогают зарываться в песок.

Пищеварительная система

Ланцетник добывает пищу путем фильтрации воды. Вода с пищевыми частичками попадает в ротовое отверстие, которое окружено щупальцами. На его стенках расположены реснички, чья активность обеспечивает ток воды.

Глотка от ротового аппарата отделена перегородкой из мускулов и короткими щупальцами, блокирующими крупные объекты. Длинная глотка также оснащена ресничными и бокаловидными клетками. Реснички по-прежнему обеспечивают ток воды, но к ним добавляется слизь, захватывающая пищу.

Отфильтрованная вода выделяется обратно во внешнюю среду с помощью отверстия – атриопора. Пища в глотке направляется по транспортному желобку – эндостилю в кишечник, где и происходит пищеварительный процесс с участием ферментов печеночного выроста. Питательные элементы всасываются стенками кишки.

Дыхательная система

Несмотря на наличие жаберных щелей, большую роль в газообмене ланцетника играют покровы его тела, мускулатура и атриальная полость, окружающая глотку.

Благодаря диффузионной способности тканей, обеспечивается всасывание кислорода из окружающей среды.

Специализированный орган, предназначенный для дыхания, отсутствует, а значение жаберных щелей и прилегающей к ним системы кровеносных сосудов – незначительное. Можно с уверенностью утверждать, что животное дышит всем телом.

Выделительная система

Выделительная система сформирована многочисленными парными трубочками – нефридиями.

Один их конец расположен во вторичной полости тела (целом), где скапливаются продукты жизнедеятельности. Их движение обеспечивают жгутики, окружающие отверстия этой стороны нефридия.

По каналу отходы попадают в атриальную полость и покидают организм.

Центральная нервная система

Устройство нервной системы ланцетника примитивно и включает единственный орган – нервную трубку, которая расположена продольно в спинной части тела. На поперечном разрезе в ней имеется полость – невроцель, чьи края усеяны глазками Гессе.

Эти органы чувств являются комбинацией пигментных и светочувствительных клеток, что позволяет бесчерепному реагировать на световые раздражители.

Строение нервной трубки неоднородно и ее условно можно разделить на две части:

Немного расширенная головная часть, отвечающая за реакцию животного на внешние раздражители и координацию движений.
Спинная и хвостовая часть, регулирующая работу мышц и чувствительность покровов животного.

Для обеспечения связи между тканями и органами, от каждой части нервной трубки ответвляются нервные волокна.

Стоит отметить: примечательно наличие множества рудиментов в головной части. Вероятно, что нервная система животного деградировала по сравнению с древними предками, которые вели активный образ жизни.

Размножение и развитие

Ланцетники раздельнополы, но при этом существенных внешних отличий между самцами и самками нет. Половая система, состоящая из яичника или семенника, у животного появляется при достижении половой зрелости.

Размножение происходит в любое время года, кроме зимы.

Школьников часто интересует, почему ланцетники выметывают икру ночью? Ланцетник избегает яркого света, а ночью проявляет активность. Именно тогда самки мечут икру, оплодотворением которой занимается самец.

Меньше чем через неделю из нее появляется личинка. Эта стадия развития длится несколько месяцев. Ночью личинки неподвижно парят в верхних и средних слоях воды, а днем прячутся, зарываясь в песок. Взрослая особь образуется в результате метаморфозы.

Значение ланцетника в природе и для человека

Ланцетники очень распространенный вид животных, который живет на дне морей умеренных климатических поясов. Благодаря своей многочисленности, они занимают важное место в пищевых цепях морской фауны.

В некоторых странах относятся к промысловым видам животных и используется человеком в пищу.