Биология животных. Опорно-двигательная система животных иллюстрированный материал
Вопрос 1.
Скелет
выполняет следующие функции:
1) опорную - для всех других систем и органов;
2) двигательную - обеспечивает передвижение тела и его частей в пространстве;
3) защитную - предохраняет от внешних воздействий органы грудной и брюшной полости, мозг, нервы, сосуды.
Вопрос 2.
Различают два типа скелета
– наружный и внутренний. Наружный скелет имеют некоторые простейшие, многие моллюски, членистоногие – это раковины улиток, мидий, устриц, твёрдые панцири раков, крабов, лёгки, но прочные хитиновые покрытия насекомых. Внутренний скелет имеют беспозвоночные радиолярии, головоногие моллюски и позвоночные.
Вопрос 3.
Тело моллюсков обычно заключено в раковину. Раковина может состоять из двух створок или быть другой формы в виде колпачка, завитка, спирали и т.д. Раковина образована двумя слоями - наружным, органическим, и внутренним - из углекислого кальция. Известковый слой подразделяется на два слоя: за органическим залегает фарфоровидный слой, образованный призматическими кристаллами карбоната кальция, а под ним - перламутровый, кристаллы которого имеют форму тонких пластинок, на которых происходит интерференция света.
Раковина представляет собой наружный твердый скелет.
Вопрос 4.
Тело и конечности насекомых имеют хитинизированный покров - кутикулу, который является наружным скелетом. Кутикула многих насекомых снабжена большим количеством волосков, выполняющих функцию осязания.
Вопрос 5.
Простейшие могут образовывать наружные скелеты в виде раковинок или панцирей (фораминиферы, радиолярии, панцирный жгутиконосец), а также внутренние скелеты разнообразной формы. Главная функция скелета простейших, защитная.
Вопрос 6.
Наличие твердых покровов у членистоногих препятствует непрерывному росту животных. Поэтому рост и развитие членистоногих сопровождаются периодическими линьками. Старая кутикула сбрасывается, и, пока новая не затвердеет, животное растет.
Вопрос 7.
У позвоночных внутренний скелет, основным осевым элементом которого является хорда. У позвоночных внутренний скелет состоит из трёх отделов – скелета головы, скелета туловища и скелета конечностей. Внутренний скелет имеют позвоночные (рыбы земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие).
Вопрос 8.
Растения то
же имеют опорные структуры, с помощью которых они выносят листья к солнцу и поддерживают их в таком положении, чтобы листовые пластинки как можно лучше освещались солнечным светом. У древесных растений основной опорой служит механическая ткань. Выделяют три типа механических тканей:
1) колленхима образована из живых клеток разнообразной формы. Они встречаются в молодых стеблях растений и листьях;
2) волокна представлены мертвыми вытянутыми клетками с равномерно утолщенными оболочками. Волокна входят в состав древесины и луба. Примером лубяных неодревесневших волокон служит лен;
3) каменистые клетки имеют неправильную форму и сильно утолщенные одревесневшие оболочки. Эти клетки образуют скорлупу орехов, косточки костянок и т.д. Каменистые клетки находятся в мякоти плодов груши и айвы.
В сочетании с другими тканями механическая ткань формирует своеобразный «скелет» растения, особенно развитый в стебле. Здесь она часто образует некое подобие цилиндра, проходящего внутри стебля, или располагается вдоль него отдельными тяжами, обеспечивая прочность стебля на изгиб. В корне напротив механическая ткань сосредоточена в центре, повышая сопротивление корня на разрыв. Механическую рол играет также древесина, даже после отмирания клетки древесины продолжают выполнять опорную функцию.
Когда звучит слово «скелет», нам обычно сразу представляется голый череп и позвоночник, соединенные множеством различных костей. Он действительно такой, но далеко не у всех организмов нашей планеты. Многие животные обладают наружным скелетом. Как он выглядит и какие функции выполняет, вы узнаете далее.
Что такое наружный скелет?
Мышцы, связки и скелет вместе образуют опорно-двигательный аппарат организма. Благодаря им происходят все, даже наименьшие по усилию движения. Скелет в этой системе играет пассивную роль. Это каркас, который служит опорой для мышц и защитой для внутренних органов.
Он бывает:
- внутренний;
- внешний;
- гидростатический.
Наименее распространен гидростатический скелет. Он лишен твердых частей и свойственен только мягкотелым медузам, червям и актиниям. Внутренний, или эндоскелет есть у всех Он состоит из костей и хрящей, полностью обтянут тканями организма.
Наружный скелет характерен в основном для беспозвоночных, но может присутствовать и у позвоночных. Он не прячется внутри тела, а полностью или частично покрывает его сверху. Экзоскелет состоит из различных органических и неорганических соединений, например, хитина, кератина, известняка и т.д.
Не все организмы обладают только одним видом «каркаса». Некоторые виды имеют и внутренний, и наружный скелеты. К таким животным относятся черепахи и броненосцы.
Полипы
Полипы - одни из самых «ленивых» существ на планете. Они предпочли практически не двигаться самостоятельно, а жить, вцепившись за морское дно, словно растения. Твердого скелета не имеют только актинии. У остальных он представлен белком (горгонарии, чёрные кораллы) или известью (мадрепоровые).
Известковый наружный скелет обычно называют кораллом. В его мелких отверстиях находятся сами полипы, связанные друг с другом мембраной из живых тканей. Животные формируют целые многочисленные колонии. Вместе их экзоскелеты образуют «подводный лес» или рифы, на которых размещаются целые острова.
Основная часть рифов расположена в водах Юго-Восточной Азии. Самой крупной колонией в мире является Большой Барьерный риф в Австралии. Он тянется на 2500 километров и держит на себе больше 900 островов.
Моллюски
Моллюски обладают одним из самых красивых и разнообразных наружных скелетов. Науке известно около двухсот тысяч видов этих животных, у каждого из которых свое строение. Экзоскелет большинства моллюсков представлен раковиной. В её состав может входить арагонит или конхиолин с примесями кальцита, ватерита, углекислого кальция и карбоната кальция.
Часть животных обладает спиралевидной раковиной, завитки которой закручиваются по кругу (улитки) или в виде конуса (лестничный эпитониум). На широком конце находится отверстие - устье. Оно бывает узким и широким, овальным, круглым или в виде длинной щели.
У ципреи или ужовок каждый новый завиток перекрывает предыдущий, отчего спираль плохо различима, и создаётся впечатление, что её нет вовсе. А вот у двустворчатых её действительно нет. Их раковина состоит из двух выпуклых симметричных частей, которые открываются и закрываются, как шкатулка.
Скелеты моллюсков, как правило, не гладкие. Они покрыты микроскопичными чешуйками, бороздами и выпуклостями. У отдельных видов от раковин отходят колючки, кили, гребни и пластины из вариаций карбоната кальция.
Членистоногие
Тип членистоногих включает ракообразных, насекомых, паукообразных и многоножек. Их тело имеет четкую форму и разделено на сегменты. В связи с этим наружный скелет членистоногих сильно отличается от покровов кораллов и моллюсков.
Каждый сегмент их тела обволакивают прочные кутикулы (склериты) из хитина и других примесей, которые соединяются между собой упругими и гибкими мембранами, обеспечивая подвижность животному.
У насекомых прочная, но эластичная кутикула представляет внешний слой скелета. Под ней находится слой гиподермы и базальные мембраны. Она состоит из жиробелковых комплексов, которые не дают организму животных пересыхать.
У ракообразных кутикула более прочная и пропитана известью, которой со временем становится все больше. У некоторых видов скелет может быть прозрачным и мягким.
Кутикула содержит в себе пигменты, которые придают животным разнообразную окраску. Сверху она обычно покрывается чешуйками, выростами и волосками (хетоидами). У отдельных представителей покровы оснащены железами, выделяющими яд или пахучие вещества.
Позвоночные
Прочные внешние покровы встречаются и среди более развитых животных. Наружный представлен панцирем. Он является надёжной защитой для животного, так как способен выдерживать тяжесть в двести раз больше веса своего хозяина.
Панцирь состоит из толстого верхнего кератинового слоя в виде плотно скреплённых щитков и внутреннего костного слоя. Изнутри к ним крепится позвоночник и рёбра, повторяя дугообразную форму панциря. Часть скелета, покрывающая спину, называется карапаксом, а брюшной щит - пластроном. Все щитки на них растут независимо от других и приобретают годовые кольца, когда животное впадает в зимний сон.
Панцири могут иметь различные цвета и рисунки, но в основном их окрас замаскирован под внешнюю среду. У звёздчатых черепах щитки черные и выпуклые, с жёлтыми «звёздами» в центре. У африканского киникса он более сдержан и имеет однотонный жёлто-коричневый цвет.
Цель урока:Изучить строение опорно-двигательной системы различных представителей царства животных.
Задачи:
Ход урока:
В течении длительного эволюционного пути животные осваивали новые территории, виды пищи, постоянно приспосабливались к условиям окружающей среды. Для того, чтобы выжить, животным надо было искать пищу, лучше прятаться или защищаться от врагов, перемещаться быстрее. Изменяясь вместе с организмом, опорно-двигательная система должна была обеспечить все эти эволюционные изменения.
Самые примитивные корненожки, у которых нет опорной системы, двигаются медленно, перетекая с помощью ложноножек, при этом постоянно меняют форму.
Впервые скорость движения изменяется у жгутиконосцев и инфузорий.
Наружный скелет сформировался у ракообразных, паукообразных и насекомых. Он представлен хитиновой кутикулой, хитиновым панцирем, который пропитан известью. К данному покрову прикрепляются мышцы, что позволяет передвигаться этим животным довольно быстро. В настоящее время членистоногие являются самым распространенным типом животных. Надо отметить, что наружный скелет имеет и свои недостатки: он не растет вместе с животным, и во время роста необходимо несколько раз линять животному, при этом животное становится совершенно беззащитным и становится легкой добычей для врагов.
Внутренний скелет лишен таких недостатков он растет вместе с животным и позволяет еще более специализировать отдельные мышцы и их группы, достигая при этом рекордных скоростей перемещения тела. У всех хордовых внутренний скелет.
Скелет большинства позвоночных животных образован костями, хрящами, сухожилиями. Кости скелета могут соединяться либо неподвижно срастаясь, либо подвижно с помощью сустава . Мышцы к костям прикрепляются таким образом, что кости приводятся в движение. В скелете различают следующие части:
У рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих хорошо развит позвоночник , который состоит из позвонков. Каждый позвонок состоит из тела, верхних и нижних дуг. Концы срастаются и образуют канал, в котором располагается спинной мозг. Хорда сохраняется на протяжении всей жизни у белуги и осетра.
Позвоночник рыб состоит из туловищного и хвостового отделов.
У земноводных в связи с водно-наземным образом жизни осевой скелет усложнился и представлен шейным отделом, состоящим из одного позвонка, туловищного из семи позвонков с ребрами, которые оканчиваются свободно. Крестцовый отдел состоит из одного позвонка, к нему прикреплены кости таза. Хвостатые амфибии имеют несколько позвонков в хвостовом отделе.
Позвоночник пресмыкающихся имеет пять отделов:
В шейном отделе позвонки соединены подвижно. Они обеспечивают подвижность головы необходимое условие существования на земле. Грудные и поясничные позвонки несут ребра. У некоторых ребра соединяются с грудиной , образуя грудную клетку , обеспечивает защиту органам и лучшее поступление воздуха в легкие. Крестцовый отдел состоит из двух позвонков. Хорошо развит хвостовой отдел. У змей все отделы позвоночника несут ребра, кроме хвостового. Надо отметить, что ребра заканчиваются свободно, что позволяет им заглатывать крупную пищу.
Позвоночник птиц имеет пять отделов, как и у пресмыкающихся. В шейном отделе от 9 до 25 позвонков, соединенных подвижно. Сросшиеся грудные позвонки и ребра, соединенные с грудиной, образуют грудную клетку. Грудина многих птиц имеет особый выступ киль . К килю прикрепляются мышцы, активно работающие при полете. Конечный грудной, поясничный, крестцовый и первый хвостовой позвонки срослись, создав мощный крестец, служащий для опоры задних конечностей, что повышает прочность скелета приспособленность к полету. Кости птиц легкие, многие из них полые внутри.
Позвоночник млекопитающих также состоит из пяти отделов. Скелеты парных конечностей позвоночных животных имеют сходное строение. Передние конечности состоят из плеча, предплечья, кисти. Задние конечности состоят из бедра, голени, стопы . Плечевая кость передней конечности прикрепляется к грудной клетке с помощью пояса передних конечностей , у некоторых животных он состоит из ключицы и лопаток (приматы), у других только лопатки, так как ключицы отсутствуют (собаки и непарнокопытные). При помощи пояса задних конечностей, состоящего из тазовых костей, сросшихся с крестцовым отделом позвоночника, задние конечности прикрепляются к позвоночнику. Череп состоит из мозгового и лицевого отделов. В мозговом отделе располагается головной мозг.
Несмотря на некоторые различия, скелет выполняет сходные функции:
Каковы функции опорно-двигательной системы?
Опорно-двигательная система выполняет функции опоры, поддержания определенной формы, защиты органов от повреждений, движения.
Почему организму необходима опорно-двигательная система?
Опорно-двигательная система необходима организму для поддержания жизнедеятельности. Она отвечает за поддержание формы и защиту организма. Важнейшая роль опорно-двигательной системы – движение. Движение помогает организму в выборе мест обитания, поисках пищи и убежища. Все функции данной системы жизненно важны для живых организмов.
Вопросы
1. Что лежит в основе эволюционных изменений опорно-двигательной системы?
Изменения опорно-двигательной системы должны были в полной мере обеспечивать все эволюционные изменения организма. Эволюция изменяла облик животных. Для того, чтобы выжить, необходимо было активнее искать пищу, лучше прятаться или защищаться от врагов, быстрее перемещаться.
2. У каких животных наружный скелет?
Наружный скелет характерен для членистоногих.
3. У каких позвоночных животных нет костного скелета?
Костного скелета не имеют ланцетники и хрящевые рыбы.
4. О чем говорит сходный план строения скелетов разных позвоночных животных?
Сходный план строения скелетов разных позвоночных говорит о единстве происхождения живых организмов и подтверждает эволюционную теорию.
5. Какой вывод можно сделать, познакомившись с общими функциями опорно-двигательной системы у всех животных организмов?
Опорно-двигательная система у всех животных организмов выполняет три главные функции – опорную, защитную, двигательную.
6. Какие изменения в строении простейших привели к увеличению скорости их передвижения?
Первая опорная структура животных – клеточная оболочка позволила организму повысить скорость передвижения за счет жгутиков и ресничек (выростов на оболочке)
Задания
Докажите, что усложнение скелета земноводных связано с изменением среды обитания.
Скелет земноводных, как и других позвоночных, состоит из следующих отделов: скелета головы, туловища, поясов конечностей и свободных конечностей. У земноводных по сравнению с рыбами значительно меньше костей: многие кости срастаются, в некоторых местах сохраняются хрящи. Скелет легче, чем у рыб, что важно для наземного существования. Широкий плоский череп и верхние челюсти представляют собой единое образование. Очень подвижна нижняя челюсть. Череп подвижно причленяется к позвоночнику, что играет важную роль при наземной добыче пищи. В позвоночнике земноводных больше отделов, чем у рыб. Он состоит из шейного (один позвонок), туловищного (семь позвонков), крестцового (один позвонок) и хвостового отделов. Хвостовой отдел у лягушки состоит из одной хвостовой кости, а у хвостатых амфибий - из отдельных позвонков. Скелет свободных конечностей амфибий в отличие от рыб сложный. Скелет передней конечности составляют плечо, предплечье, запястье, пясть и фаланги пальцев; задней конечности - бедро, голень, предплюсна, плюсна и фаланги пальцев. Сложное строение конечностей позволяет амфибиям передвигаться как в водной, так и в наземной среде.
