Біологія. Практичний довідник. Системи органів тварин. 11 клас
Філогенез систем органів тварин
Порівняльний огляд покривів тіла
Покриви тіла виконують роль захисту від шкідливих впливів, функцію сприйняття подразнень, а також беруть участь в обміні речовин, часто — як додатковий орган дихання й виділення. Покриви тіла утворені епідермісом ектодермального походження та сполучною тканиною, яка є похідною мезодерми.
Безхребетні
Покриви тіла утворені переважно ектодермою та її похідними. Еволюція йшла від миготливого епітелію до плоского, позбавленого миготливих утворів (сисуни, стьожкові, круглі та кільчасті черви). У деяких безхребетних поверхневий шар епітелію набуває будови кутикули. У членистоногих тіло вкрите товстим шаром хітинізованої кутикули. Просякання хітину вапном призвело до утворення щільного панцира (ракоподібні). В епідермісі зазвичай розсіяні залози (одно- і багатоклітинні), які за розростання можуть занурюватися у нижче розташовану масу тканини, зберігаючи в епідермісі звужений вивідний канал. Сполучно-тканинний шар шкіри у безхребетних недорозвинений.
Хребетні
Починаючи з нижчих хордових, виявляється розділення зовнішніх покривів або шкіри на поверхневий епітеліальний шар ектодермального походження (епідерміс) і підстильний сполучнотканинний, який розвивається з мезодерми (коріум або власне шкіра). У ланцетника покривні тканини розвинуті слабо, епітелій одношаровий, циліндричний, містить окремі залозисті клітини. Коріум представлений незначним шаром драглистої сполучної тканини.
Риби
У хрящових риб епідерміс містить велику кількість одноклітинних слизових залоз. Коріум щільний, волокнистий. Усе тіло вкрите плакоїдною лускою, яка має форму пластинок із шипом або зубцем. Її основа лежить в коріумі, а шип пронизує епідерміс і виходить назовні. Луска складається з дентину — органічної речовини з вапном, твердішого за кістку; не містить клітин. Зовні шип вкритий емаллю, твердішою за дентин.
У кісткових риб тіло теж вкрите лускою, але, на відміну від хрящових риб, кістковою. Луска має вигляд округлих тонких пластинок, які черепицеподібно налягають одна на одну й зовні покриті тонким шаром епідермісу. Розвиток кісткової луски відбувається цілком за рахунок коріуму, без участі епідермісу. Філогенетично кісткова луска пов’язана з більш примітивною плакоїдною лускою.
Амфібії (Земноводні)
Шкіра земноводних гола, позбавлена луски. Зроговіння верхнього шару виражене слабо. Коріум представлений волокнами сполучної тканини, які йдуть строго паралельно, та клітинними елементами. У шкірі багато слизових залоз. Шкірні залози створюють на поверхні рідинну плівку, яка сприяє газообміну (шкірне дихання) і захищає шкіру від висихання (слабке зроговіння не захищає земноводних від втрати води). Крім того, бактерицидні властивості секрету залоз запобігають проникненню мікробів. Отруйні залози захищають тварину від ворогів.
Рептилії (Плазуни)
У зв’язку з переходом до наземного способу життя в плазунів збільшується ступінь зроговіння епідермісу (захист від висихання і пошкоджень). Луска стає роговою. Епідерміс чітко поділяється на два шари: нижній (мальпігіїв), клітини якого інтенсивно розмножуються, та верхній (роговий) — містить клітини, які поступово відмирають унаслідок особливого способу переродження. У клітинах з’являються краплини кератогіаліну — рогової речовини, кількість якої поступово збільшується; ядро зникає, клітина сплющується і перетворюється у тверду рогову лусочку, яка потім злущується. Завдяки розмноженню клітин мальпігієвого шару клітини рогового шару постійно відновлюються. Розвиток рогової луски початково відбувається так само, як і кісткової.
Відмінності розвитку, які спостерігають на завершальній стадії, полягають у перетворенні епідермісу. У плазунів відсутні шкірні залози.
Птахи
Від плазунів птахи успадкували суху, доволі тонку шкіру зі слабо розвинутим епідермісом. У ній відсутні будь-які кісткові й рогові утвори. Верхня та нижня щелепи покриті роговим покривом. Рогові утвори розташовані також на нижній частині кінцівок, на цівках і пальцях, а в деяких — на гомілках у вигляді рогових лусок, на кінцях пальців — у вигляді кігтів. Вони є похідними епідермісу та гомологічні до подібних рогових утворень плазунів. Оперення — одна з найхарактерніших особливостей птахів, що відрізняє їх від інших тварин (іл. 1).
Іл. 1. Контурне перо (загальний вигляд знизу): 1 — стовбур (стрижень); 2 — очин; 3 — отвір очину; 4 — душка; 5 — зовнішнє опахало; 6 — внутрішнє опахало; 7 — пухова частина опахала; 8 — додатковий стрижень
Функціональне значення пір’я різне: воно захищає тіло птаха від охолодження і намокання; утворює гребну поверхню крила; надає птаху необхідної для польоту обтічної форми; захищає тіло від механічних впливів.
Пір’я рухливе, бо основа пір’я пов’язана з підшкірною мускулатурою, завдяки чому птах може змінювати форму і розміри тіла, регулюючи кількість повітря в оперенні. Це має важливе значення для підтримання нормальної температури тіла, а у водоплавних птахів також і для довільної зміни його питомої ваги.
Ссавці
Шкірні покриви ссавців мають особливо складну будову. Обидва шари — епідерміс і коріум — добре розвинуті (іл. 2).
Епідерміс започатковує багато похідних шкіри — волосся, нігті, кігті, копита, роги, луску, різні залози. Власне шкіра набуває значної товщини й складається переважно з волокнистої сполучної тканини. У нижній частині коріуму формується шар підшкірної жирової клітковини.
Характерною особливістю ссавців є волосяний покрив, основна функція якого — захист тіла від втрати тепла. Волосся є роговими придатками складної будови. У шкірі є велика кількість багатоклітинних залоз — потові, сальні й молочні.
Потові залози ссавців гомологічні до шкірних залоз амфібій. Інколи потові залози утворюють місцеві скупчення. Секрет потових залоз зазвичай має рідку консистенцію і може бути слизовим або білковим за складом, чи містить жир.
Іл. 2. Будова шкіри ссавців: 1 — епідерміс; 2 — коріум (дерма або кутіс); 3 — підшкірна жирова клітковина; 4 — дермальні сосочки; 5 — нервові закінчення; 6 — капіляри; 7 — м’яз, що рухає волосину; 8 — сальна залоза; 9 — кровоносні судини; 10 — корінь волосини; 11 — потова залоза
Потові залози відіграють важливу роль у процесах виділення і терморегуляції. Випаровування поту пов’язане з великою втратою тепла. Сальні залози виділяють секрет, який змащує волосся та поверхню шкіри, захищаючи її від впливу середовища. Поява сальних залоз є відмінною ознакою ссавців. Пахучі залози є видозміною потових або сальних. Виділення секрету пахучих залоз має різноманітне значення: полегшує зустріч особин різної статі, застосовується для «мічення» зайнятої території, слугує для сигналізації між особинами одного виду, є засобом захисту від ворогів. Молочні залози є видозміною трубчастих потових залоз. Найпростіше збудовані вони в однопрохідних — відкриваючись на певних ділянках шкіри, утворюють залозисті поля. У єхидни таке залозисте поле розташоване в особливій сумці, яка формується в період розмноження й слугує для виношування яйця, а пізніше — малят. У качконоса залозисте поле розташоване на череві, молоко злизується малятами з волосся, оскільки сосків у цих тварин немає.
У сумчастих і плацентарних молочні залози мають гроноподібну форму, а протоки їх відкриваються на сосках. У сумчастих вони утворюються в період розмноження, у плацентарних є постійно. Секрет молочних залоз — молоко — продукт життєдіяльності клітин, а не їх розпаду. Найбільшого розвитку молочні залози досягають у період вагітності й вигодовування малят. Розташування залоз і сосків буває різним: у сумчастих їх розміщення може бути непарним, у вищих ссавців — завжди парне.
