Біологія. 8 клас. Тагліна
Тема 2. Рух як властивість живого. Будова та функції опорно-рухової системи людини
§ 3. Рух як властивість живого. Еволюція опорно-рухового апарату хордових тварин
Поміркуйте й обговоріть ситуацію
Ваш шкільний урок триває 45 хвилин. Якщо це не урок фізкультури, то ви в цей час дещо обмежені в рухах. На перерві хочеться рухатися активніше. А якщо вас попросять посидіти 10 хвилин не рухаючись, це виявиться непростим завданням. Чому? Яке значення має в житті можливість рухатися?
Рух як властивість живого
Рух є одним із засобів адаптації живих організмів до середовища існування (схема 1). Завдяки руху організми можуть переміщуватися, захищатися, спілкуватися, здобувати їжу, будувати житло.
Схема 1. Рух як приклад адаптації живих організмів до середовища існування
Робота в групі
Розгляньте схему зі способами пересування організмів. Охарактеризуйте види пересування та наведіть 3-4 приклади тварин, які так рухаються. Порівняйте результати свого дослідження з даними таблиці «Способи пересування (локомоції) тварин» (див. інформацію під QR-кодом).
Таблиця «Способи пересування (локомоції) тварин»
rnk.com.ua/107962
Довідка. Брак рухової активності призводить до гіподинамії і — як наслідок — до порушення роботи майже всіх фізіологічних систем організму людини. Гіподинамія виникає внаслідок того, що людина багато часу проводить у нерухомих положеннях за комп'ютером, телевізором та ін. Враховуючи це, треба обов'язково щодня знаходити час для корисного активного руху.
Рух окремих клітин здійснюється за допомогою джгутиків, війок і виростів цитоплазми. Перетікання цитоплазми з утворенням псевдоніжок забезпечує амебоїдний рух клітини. Так рухаються не лише амеби, але й, наприклад, лейкоцити людини. Переміщення за допомогою джгутиків і війок називається миготливим рухом. Його використовують одноклітинні джгутикові організми та інфузорії. У людини так рухаються сперматозоїди та працюють війки миготливого епітелію. У багатоклітинних тварин у процесі еволюції утворилася опорно-рухова система, основними складниками якої є скелет і м’язи. М’язові клітини забезпечують м’язовий рух.
Рослинам і грибам також притаманні рухи, й більшість із них є результатом процесів росту (див. інформацію під QR-кодом).
Знайдіть інформацію й виконайте завдання
Медуза, пінгвін і акула спритно рухаються у воді. Які види руху вони використовують? Хто з них, на вашу думку, краще пристосований до водного середовища? Які спільні ознаки є в цих дуже різних за своєю будовою й походженням тварин?
Інформація про способи руху рослин
rnk.com.ua/107963
Відкритий мікрофон
Які рухи дають змогу людині грати у футбол і водне поло? До яких умов проведення гри людина пристосована краще? Які проблеми з рухом постають у процесі гри в поло? У якій грі треба докладати більше зусиль, щоб дістатися м'яча чи високо підстрибнути?
Опорні (скелетні) структури
У більшості організмів є опорні (скелетні) структури. Це тверді й водночас пружні утворення, у складі яких містяться неорганічні та органічні речовини (схема 2). Опорні структури необхідні для підтримання тіла, захисту внутрішніх органів і забезпечення руху.
Схема 2. Із чого складаються опорні структури організмів
У членистоногих і деяких молюсків формується зовнішній скелет. Усі хордові тварини мають внутрішній скелет. Із появою скелета виникли й більш спеціалізовані м’язи, що мають змогу прикріпитися до твердої опори. Тому скелет суттєво підвищив швидкість і точність рухів.
Поділіться своїми думками
Розгляньте світлини. Який скелет, зовнішній чи внутрішній, має кожна із цих тварин? Наведіть свої приклади тварин із зовнішніми та внутрішніми скелетами. Як ви вважаєте, які фактори визначають розміри тварин? Дізнайтеся, чому немає комах, які були б завбільшки два метри.
Еволюція опорно-рухового апарату хордових тварин
У всіх хордових тварин внутрішній скелет закладається у вигляді гнучкого пружного тяжу над кишковою трубкою — хорди. У деяких тварин вона зберігається впродовж усього життя. До таких тварин належить ланцетник.
Відкритий мікрофон
Пригадайте, хто такий ланцетник. Які переваги йому надає наявність хорди?
В інших груп хордових тварин у процесі розвитку хорда заміщується на хрящовий або кістковий скелет. Основою скелета хребетних тварин є хребет, утворений окремими хребцями. Хребет є більш міцним утворенням, ніж хорда, що дає змогу збільшити розміри тіла. Те, що хребет складається з окремих хребців, сприяє гнучкості й активним рухам тварин.
Розв'язання проблемних питань і завдань із теми
Порівняйте можливості зовнішнього і внутрішнього скелетів. Які тварини мають кращий захист: ті, у яких скелет є зовнішнім, чи ті, скелет яких є внутрішнім? Що буде відбуватися в процесі збільшення розмірів тварини з внутрішнім і зовнішнім скелетом? Які тварини будуть за такої умови краще захищеними? Порівняйте ваші відповіді зі схемами (див. інформацію під QR-кодом).
Можливості зовнішнього та внутрішнього скелетів
rnk.com.ua/108584
РИБИ. Скелет риб поділяється на хребет, череп, скелет кінцівок (плавців) і їхніх поясів. У хрящових риб скелет складається з хрящової тканини, а в кісткових риб — із хрящової та кісткової.
У риб починається диференціація хребта на відділи: тулубовий і хвостовий. Хребці утворюють захисний хребцевий канал для спинного мозку. Для захисту головного мозку й органів чуття формується череп. На голові утворюються щелепи, які забезпечують захоплення й утримання їжі. Виникають кінцівки — парні грудні та черевні плавці.
На відміну від хрящових, у кісткових риб є зяброві кришки. Це пласкі шкірясті або кісткові структури, які прикривають зовні зяброві щілини й беруть участь у диханні, забезпечуючи рух води до зябрового апарату.
Знайдіть інформацію й виконайте завдання
Розгляньте малюнок. Поясніть, чим відрізняються й чим схожі скелети хрящових і кісткових риб. Як скелет забезпечує адаптацію риб до життя у водному середовищі?
Скелет хрящової риби (акула)
Скелет кісткової риби
АМФІБІЇ (ЗЕМНОВОДНІ). З виходом амфібій на суходіл будова скелета ускладнюється. У хребті з’являються чотири відділи: шийний, тулубовий, крижовий, хвостовий. У шийному відділі є лише один хребець, але він забезпечує рухливість голови (піднімання й опускання).
Поділіться своїми думками
Відомо, що в процесі розвитку амфібій відбувається метаморфоз. Пуголовок, який живе у воді й дуже схожий на рибу, перетворюється на дорослу жабу, яка вже може існувати на суходолі. Які зміни відбуваються зі скелетом пуголовка в період метаморфозу? Як пристосований до життя на суходолі скелет жаби?
Для пересування на суходолі суттєво змінюється будова кінцівок. Змінюються пояси кінцівок, які прикріплюють кінцівки до тулуба й забезпечують їхню рухливість.
Скелет поясу передніх кінцівок: парні лопатки, парні ключиці, парні воронячі кістки. Скелет поясу задніх кінцівок: кістки таза.
Скелет передніх кінцівок: плечова, дві кістки передпліччя (ліктьова й променева), кістки кисті (зап’ястка, п’ястка, фаланги пальців). Скелет задніх кінцівок: стегнова кістка, дві кістки гомілки (велика й мала гомілкові), кістки стопи (мал. 3.1).
Мал. 3.1. Скелет жаби
РЕПТИЛІЇ (ПЛАЗУНИ). Хребет рептилій розділений на п’ять відділів: шийний, грудний, поперековий, крижовий і хвостовий (мал. 3.2). Хребці шийного відділу забезпечують рухи голови вверх-униз і в боки. Довга гнучка шия та посилення рухливості голови мають велике значення в процесі добування їжі та орієнтування.
Мал. 3.2. Будова скелета крокодила
Відкритий мікрофон
Які особливості скелета рептилій сприяють адаптації до життя на суходолі? Яке значення має поява справжньої грудної клітки в скелеті рептилій?
У рептилій з’являється грудна клітка, яка формується з хребців грудного відділу хребта, ребер і грудини (грудини немає в змій). Завдяки грудній клітці рептилії мають змогу забезпечувати ефективну вентиляцію легень.
План будови вільних кінцівок схожий на такий у земноводних.
ПТАХИ. Скелет птахів за принципом будови є схожим на скелет рептилій, але він пристосований до польоту, тож має низку суттєвих відмінностей, із якими ви детально знайомилися в курсі біології 7-го класу.
Робота в групі
Пригадайте особливості будови скелета птахів і випишіть основні пристосування до польоту. Розкажіть про адаптації скелета птахів до польоту, починаючи відповідь: «Це пристосування зумовлено тим, що...»
Будова скелета голуба: 1 — верхня щелепа; 2 — нижня щелепа; 3 — череп; 4 — шийні хребці; 5 — кисть; 6 — ліктьова та 7 — променева кістки передпліччя; 8 — плечова кістка; 9 — лопатка; 10 — вилочка (зрослі ключиці); 11 — вороняча кістка; 12 — кіль; 13 — зрослі тулубові хребці; 14 — ребра; 15 — таз; 16 — пігостиль; 17 — стегно; 18 — цівка; 19 — пальці
ССАВЦІ. Будова скелета ссавців (мал. 3.3, с. 18) у цілому подібна до рептилій. Він розділяється на відділи: скелет голови (череп), скелет тулуба (хребет і грудна клітка), скелет поясів кінцівок, скелет вільних кінцівок. У шийному відділі ссавців 7 хребців. Є тверде піднебіння, яким носова порожнина відділена від ротової порожнини. На відміну від плазунів, кінцівки в ссавців розміщені під тулубом. Тому вони високо піднімають тіло над землею, за такої умови їхні кінцівки є більш рухливими й здатними до складних рухів.
Мал. 3.3. Будова скелета собаки
Опорні точки
У перших хордових тварин виникає хорда. У наступних груп хордових вона заміщується на хрящовий, а потім — кістковий хребет. Формуються череп і щелепи. З виходом на суходіл диференціюються відділи хребта, розвиваються кінцівки, з'являється грудна клітка.
Запитання і завдання
- 1. Чим скелет кісткових риб відрізняється від скелета хрящових риб? Поясніть, яке значення це має для пристосованості.
- 2. Які особливості скелета амфібій сприяли опануванню ними суходолу?
- 3. Чим скелет рептилій відрізняється від скелета амфібій? Як ці відмінності сприяють опануванню наземно-повітряного середовища?
- 4. Які особливості має скелет ссавців порівняно з плазунами?
- 5. Яке значення для пристосування організмів мають такі особливості скелета: а) поява щелеп, б) поява зябрових кришок, в) довга рухома шия, г) тверде піднебіння в ссавців, д) грудна клітка, е) хвіст, ж) кіль.
