|
Эволюция
выделительной системы
Растения, в отличие от животных,
выделяют
лишь небольшие количества
азотистых продуктов, которые
выводятся в виде аммиака путем
диффузии. Водные растения
выделяют
продукты метаболизма путем
диффузии в окружающую
среду.
Наземные же растения накапливают
ненужные вещества,
например, соли и
органические вещества - кислоты в
листьях и
освобождаются от них при
листопаде, или же накапливают их в
стеблях и листьях, которые осенью
отмирают. За счет
изменения
тургорного давления в клетках
растения могут
переносить даже
значительные сдвиги в осмотической
концентрации окружающей жидкости
до тех пор, пока она
остается ниже
осмотической концентрации внутри
клеток. Если
же концентрация
растворенных веществ в окружающей
жидкости
выше, чем внутри клеток, то
происходит плазмолиз и гибель
клеток. Листья шпината, например,
накапливают кристиллы
щавелевой
кислоты (до 1% всей
массы листа).
Простейшие освобождающиеся от
продуктов
метаболизма путем
диффузии их через мембрану, если
концентрация выделяемых веществ в
окружающей воде ниже, чем
в клетке.
Для удаления излишка воды
простейшие, обитающие в
пресной
воде, имеют сократительные вакуоли,
у морских
простейших, обитающих в
среде, изотоничной по отношению к
содержимому их клеток,
сократительных вакуолей обычно не
бывает. Губки и кишечнополостные не
имеют специальных
органов
выделения - продукты обмена
удаляются путем
диффузии. Первые
выделительные органы самого простого
строения появляются у плоских червей
и немертин -
протонефридии, или
пламенные клетки. Пламенные клетки
в
основном регулируют содержание
воды в организме, продукты же
обмена
выводятся путем диффузии через
кожу или выстилку
пищеварительной
полости. У кольчатых червей в каждом
сегменте тела имеется по паре
специализированных
выделительных
органов - метанефридиев.
Метанефридий - это
каналец,
открытый с обоих концов: внутренний
конец его
открывается в
целомическую полость предыдущего
сегмента
воронкой, снабженной
ресничками, а другой конец
открывается
наружу выделительной
порой. Биением ресничек продукты
обмена
удаляются из организма, а
вода и глюкоза всасываются в
капилляры, оплетающие нефридий.
Дополнительным экскреторным
органом кольчатых червей служат
хлорагогенные клетки,
блуждающие
по целому. Эти клетки фагоцитируют
твердые
частицы отходов метаболизма
и откладывают их затем в коже как
пигмент.
Органами выделения ракообразных
являются
зеленые железы,
расположенные у основания антенн и
представляющие собой целомический
мешок с зеленоватой
железистой
камерой и каналом, идущим в мочевой
пузырь. Моча
накапливается в мочевом
пузыре, а затем изливается наружу. У
насекомых имеются мальпигиевы
трубочки, открывающиеся в
пищеварительный тракт. Они
располагаются в гемоцеле, из
которой
продукты обмена (путем диффузии или
активного
переноса) поступают в
трубочки, а затем в пищеварительный
тракт. Вода всасывается в трубочках
или пищеварительном
тракте, а
основной продукт обмена - мочевая
кислота по мере
всасывания воды
осаждается и выделяется в виде сухой
пасты.
Таким образом организм
насекомого
сберегает воду.
У моллюсков главными органами
выделения
являются почки, по своему
строению напоминающие
метанефридии. Кроме того, они имеют
особые железы,
поглощающие
продукты диссимиляции.
Выделительная система у
всех
позвоночных в основных чертах
одинакова: она состоит из
почечных
канальцев - нефронов, с помощью
которых из крови
удаляются продукты
метаболизма. У низших позвоночных
нет
боуменовой капсулы, как у
высших, поэтому канальцы
открываются в полость тела. Эти
пронефрические канальцы
занимают
промежуточное положение между
метанефридиями
кольчатых червей и
мезонефрическими и
метанефрическими
канальцами
высших позвоночных. У некоторых
костных рыб почка
утратила почечные
клубочки (агломерулярная -
бесклубочковая
почка) и
отфильтровывает из крови очень мало
воды. А так как
жидкости тела и кровь
костных рыб гипертоничны по
отношению
к морской воде, то для
восполнения воды морские костные
рыбы
пьют воду, а избыток солей
удаляют с помощью
специализированных солевых желез,
расположенных в жабрах.
Акуловые
рыбы решают эту проблему другим
путем: аммиак,
образующийся в
результате обмена веществ, в их
организме
превращается в мочевину,
накапливающуюся в крови, способствуя
тем самым повышению осмотического
давления внутри тела.
Почки у
акуловых выделяют гипертоническую
мочу (они не пьют
морскую воду), часть
воды поступает осмотическим путем
через
покровы. Пресноводные рыбы
редко пьют воду, а их жабры
поглощают соли путем активного
переноса почки же выделяют
обильную
малоконцентрированную мочу для
удаления излишка
воды, которая
всасывается через жабры и выстилку
ротовой полости.
Морские черепахи и чайки имеют в
голове
специализированные солевые
железы, выделяющие избыток солей,
полученных с морской водой. Морские
же млекопитающие избыток
солей
удаляют скорее всего
через почки.
Амфибии имеют почечные канальцы
примитивного строения, способные
выделять обильную,
малоконцентрированную мочу.
Лягушка может терять ежесуточно
с
мочой и через кожу до 1/3 массы тела.
Роговой покров
рептилий способствует
сохранению воды в теле: клубочки
почек
очень мелкие и
отфильтровывают воды из крови
меньше, чем
крупные клубочки
пресноводных рыб и амфибий. У птиц и
млекопитающих клубочки тоже не
очень велики, но у них
развивается
петля Генле, в которой осуществляется
обратное
всасывание воды, и они
выделяют уже гипертоничную
(высококонцентрированную) мочу.
Млекопитающие, обитающие в
пустыне, должны обходиться малым
количеством воды, поэтому у
них петля
Генле очень длинная и воды
всасывается много
больше, чем у
других животных. У птиц и
млекопитающих в
процессе эволюции
выработалась почка третьего типа -
метанефрос, канальцы которой имеют
два сильно извитых
участка (как и у
человека) и длинную петлю Генле. В
длинных
участках почечного канальца
происходит обратное всасывание воды
и поэтому выделяется
сильноконцентрированная моча. Все
это позволило животным успешно
приспособиться к жизни на
суше и
экономно
расходовать воду.
Эволюция мочевыделительной системы
усложняется тем, что у многих
животных некоторые ее части
тесно
связаны с системой размножения,
поэтому обе эти
системы
рассматриваются вместе под
названием мочеполовой
системы.
|
|
