|
Эволюция
пищеварительной системы
Растительные организмы синтезируют
сами все необходимые им
органические вещества и поэтому не
нуждаются в пищеварительной
системе. Водоросли поглощают все
питательные вещества из окружающей
среды (воды) без помощи
каких-либо
специальных приспособлений.
Наземные растения
получают
двуокись углерода из воздуха, главным
образом с
помощью листьев, а воду и
минеральные вещества всасывают из
почвы с помощью корней. Существует
несколько видов
насекомоядных
растений. Они не имеют особой
пищеварительной
«системы», но
выделяют ферменты, сходные с
ферментами
животных. Транспорт
веществ по растению осуществляется
по
системам тканей (главным образом
флоэме и ксилеме), вода и газы
могут
транспортироваться по межклетникам.
Поступление
веществ осуществляется
путем простой диффузии, облегченной
диффузии или путем активного
переноса. Растворы, движущиеся
по
флоэме и ксилеме, представляют собой
сложные смеси
органических и
неорганических веществ, состав
которых
различен у разных растений, а
также в различных его органах и в
разное время года. Сок растений
содержит до 98% воды, а
также соли,
сахара, аминокислоты, ферменты и
другие белки,
органические кислоты
(лимонную, яблочную и др.) и гормоны
(например индолилуксусную кислоту).
Растительный сок имеет
несколько
кислую реакцию (рН - 7-4,6).
Синтезируемые
питательные вещества
растения могут запасать, поскольку
производимое количество значительно
превышает потребность
самого
растения в питательных веществах на
текущие процессы
жизнедеятельности
(до 20 раз).
Пищеварение у простейших
происходит
в одной клетке (тело
простейших состоит из одной клетки).
Поступление веществ осуществляется
также путем диффузии и
активного
переноса, но у них существует
пиноцитоз
(поступление жидких
питательных веществ) и фагоцитоз
(захват
крупных органических веществ
и бактерий с помощью ложноножек).
Переваривание происходит в
пищеварительных вакуолях:
пищеварительные ферменты,
образующиеся в цитоплазме,
поступают внутрь вакуоли и
переваривают пищу, затем
расщепленные вещества через стенку
вакуоли всасываются в
цитоплазму,
где ассимилируются или используются
для
получения энергии. У гидры еще
нет пищеварительной системы, хотя
она и многоклеточна; переваривают
пищу только клетки
энтодермы
(внутреннего слоя клеток). Они
выделяют
пищеварительные ферменты
в просвет полости, где пища
размельчается (внеклеточное
переваривание) и затем
всасывается
внутрь энтодермальных клеток, в
которых
происходит окончательное
внутриклеточное переваривание.
Непереваренные остатки пищи
выбрасываются через то же
отверстие
в полости, через которое пища
поступает. У плоских
червей (имеющих
три зародышевых листка) уже имеется
пищеварительная система, состоящая
изо рта, глотки и
желудка, но нет
анального отверстия: поступление
пищи внутрь
и выход остатков наружу
происходит одним и тем же путем.
Желудок сильно разветвлен и его
ветви заходят почти во все
части тела,
что облегчает распределение
всосавшейся
переваренной пищи.
Планарии, при голодании могут
частично
переваривать свои
собственные органы и таким образом
долгое
время обходиться без пищи.
Дождевые черви обладают полной
пищеварительной системой: она
состоит изо рта, мышечной
глотки,
пищевода, зоба с мягкими стенками,
где пища
сохраняется про запас,
твердого мышечного желудка, в нем
пища измельчается при помощи
мелких камешков, поступивших
вместе с
пищей, прямой и длинной кишки (в
которой
осуществляется внеклеточное
переваривание пищи) и анального
отверстия, через которое удаляются
непереваренные остатки
пищи. У
других беспозвоночных строение
пищеварительной
системы примерно
такое же, но имеет свои особенности. У
некоторых беспозвоночных - червей,
головоногих моллюсков,
ракообразных
и морских ежей - имеются твердые
зазубренные
ротовые части, которыми
животное может отрывать и
измельчать
пищу. У насекомых в связи
с разнообразием используемой пищи
формируется различный ротовой
аппарат (сосущий, грызущий,
лижущий,
лакающий и т.д.), продукты
переваривания
всасываются путем
простой диффузии или активного
переноса.
На ранних этапах эволюции
позвоночных животных их
пищеварительная система постепенно
усложнялась, в ней появлялись новые
органы. У всех
современных животных -
от рыб до человека - эта система
построена по единому плану: за
желудком следует тонкая
кишка, в
которой переваривается большинство
видов пищи, там
же происходит и
всасывание, за тонкой кишкой следует
толстая
кишка, где процессы
переваривания и всасывания
завершаются.
У позвоночных - более
совершенные пищеварительные
железы -
печень и поджелудочная
железа (пищеварительные железы
есть у
моллюсков, часто
пищеварительная железа несет
функции печени
и поджелудочной
железы одновременно).
Пищеварительные железы
являются
выростами пищеварительного тракта,
в процессе
онтогенеза превращаются в
самостоятельные органы. Связь с
тонкой кишкой они сохраняют с
помощью протоков,
открывающихся в
кишку. У позвоночных животных в связи
с их
приспособленностью к обитанию в
различных экологических условиях
и
использованием разнообразной пищи
выработались свои
характерные
особенности: усложняется строение
зубов,
появляется многокамерный
желудок (например у жвачных),
удлиняется кишечный тракт (у
растительноядных) и др. Тем не
менее,
у всех животных, от самых низших до
наиболее
организованных, химия
пищеварения и участвующих в нем
ферментов очень сходны. Таким
образом, в ходе эволюции
пищеварительная система постепенно
усложнялась, добавлялись
новые
органы и, наконец, выработался
сложный механизм,
который достиг
наибольшей сложности у человека.
|
|
