Заняття 24.

План:

1.       Будова тваринного організму.

2.       Будова рослинного організму.

3.       Функціональні системи складних організмів.

Література: Загальна біологія: Підруч для 10 кл./ М.Є. Кучеренко та інш. 2006. с. 137-149

1. У більшості багатоклітинних організмів під час їхнього індивіду­ального розвитку клітини спеціалізуються за будовою та функціями, формуючи різні тканини, органи і системи органів.

Орган — це частина організму, що має певне місце розташування, певне положення і характеризується певними особливостями будови та функціями. Зви­чайно органи складаються з тканин різних типів, але один із них переважає (наприклад, у серці - м'язова тканина).

Органи, які виконують в організмі спільні функції, формують системи органів. Так, у більшості бага­токлітинних тварин розрізняють травну, дихальну, кровоносну, нервову, статеву системи органів. Орга­ни, що складають певну систему, переважно пов'язані між собою просторово (наприклад, органи травної, ди­хальної систем), але можуть мати лише функціональ­ний зв'язок (наприклад, система залоз внутрішньої секреції).

Тимчасове об'єднання органів різних систем для виконання певної функції утворює функціональну систему органів. Наприклад, під час бігу людини або тварини узгоджено функціонують опорно-рухова, дихальна, кровоносна, нервова системи тощо.

Ми вже згадували, що багатоклітинні та одно­клітинні організми є відкритими біологічними си­стемами, здатними до саморегуляції. Будь-якому живому організму притаманні надходження з до­вкілля будівельного та енергетичного матеріалу, обмін речовин, перетворення енергії, здатність до розмноження.

Особлива роль у забезпеченні нормального фун­кціонування організмів належить регуляторним системам. У тварин — це нервова, імунна та система залоз внутрішньої секреції. У рослин життєві функції регулюються за допомогою біологічно активних речовин (наприклад, фітогормонів).

Регуляторні системи забезпечують функціонування складного багатоклітинного організму як єдиної цілісної біологічної системи, зумовлюють його реакції на зміни умов зовнішнього та внутрішнього середови­ща, сприяють підтриманню сталості внутрішнього середовища.

На відміну від одноклітинних організмів, у ба­гатоклітинних різноманітні процеси життєдіяльності (живлення, дихання, виділення) лише частково відбу­ваються на клітинному рівні, а реалізуються переважно завдяки взаємодії певних тканин і органів. При цьому всі процеси життєдіяльності багатоклітинних організмів регулюються різноманітними біологічно активними речовинами.

Органи багатоклітинних організмів, які забезпечу­ють розмноження (нестатеве, вегетативне, статеве), називають репродуктивними (від лат. ре — префікс, який позначає відновлення, повтор та продуко — створюю).

Багатоклітинні тварини й рослини здійснюють свої життєві функції по-різному. Насамперед характер обміну речовин залежить від способу живлення. Як ви пригадуєте, гриби і більшість тварин (за винятком деяких найпростіших) є гетеротрофами, тобто спожи­вають готові органічні сполуки, а переважна більшість рослин належить до автотрофів. Проте багато процесів життєдіяльності цих груп організмів може перебіга­ти подібно.

Хімічні елементи і сполуки, потрібні для створення органічних речовин, рослини одержують з ґрунту або з повітря, а необхідну для цього енергію — за рахунок світлового випромінювання. Гетеротрофи дістають енергію разом з їжею, створеною автотрофами. Росли­ни, на відміну від тварин, ведуть прикріплений спосіб життя, у них немає нервової системи, органів чуттів, спеціалізованих травної, дихальної, кровоносної си­стем тощо. Тому транспорт води, розчинів мінеральних і органічних речовин, біологічно активних сполук забезпечують провідні тканини.

Натомість різні спеціалізовані системи органів багатоклітинних тварин (опорно-рухова, кровоносна, дихальна, нервова тощо) сприяють інтенсифікації обміну речовин і перетворенню енергії, забезпечують активний спосіб життя, а у теплокровних тварин (птахи, ссавці) зникла залежність температури тіла від температури довкілля. Злагоджена робота різ­номанітних органів і систем органів багатоклітинних організмів спрямована на підтримання гомеостазу.

2. Вегетатив­ними називають органи рослин, які не беруть безпосередньої участі в статевому розмноженні або утворенні спор. У вищих рослин вегетативними органами є корінь і пагін. Корінь забезпечує закріплення рослини в ґрунті, всмоктування ґрунтового розчину солей та їхнє переміщення до надземних частин рослини. Різні види коренів (головний, бічні, додаткові) формують кореневу систему.

Пагін складається з осьової частини — стебла, на якому розташовані листки і бруньки. Стебло забезпе­чує взаємозв'язок між усіма частинами рослини, транспортування різних сполук. Листок здійснює фотосинтез, випаровування води і дихання. Бруньки — це зачаткові пагони. Одні з них складаються із за­чаткового стебла з конусом наростання та зачаткових листочків, інші є зачатками квіток або суцвіть. На особ­ливих пагонах розташовані репродуктивні органи рослин (квітки, спорангії).

Вегетативні органи рослин здатні видозмінюватись. Це пов'язано зі здійсненням ними певних функцій і забезпечує пристосування до відповідних умов се­редовища зростання. Так, у бульбах, кореневищах, цибулинах, коренеплодах запасаються поживні ре­човини. У несприятливі періоди існування надземна частина рослини може відмирати, а залишаються лише видозмінені підземні їхні частини. Коли ж умови існування поліпшуються, з підземних частин розвиваються надземні пагони. Листки або пагони можуть видозмінюватись на колючки (глід, кактуси тощо), які захищають рослини від рослиноїдних тва­рин. За допомогою вегетативних органів та їхніх видо­змін відбувається вегетативне розмноження рослин.

Органи нестатевого розмноження рослин і грибів називають спорангіями (від грец. спора - насіння та ангейон - судина, вмістилище). Вони розташовані поодинці або зібрані разом у складні структури (наприклад, плодові тіла грибів).

Утворення та дозрівання статевих клітин, процеси запліднення, а у насінних рослин (голонасінних і покритонасінних) також і запилення, забезпечують органи статевого розмноження. Вони бувають різно­манітними за будовою і в різних групах мають різні назви. Наприклад, у покритонасінних до органів ста­тевого розмноження належить квітка.

Оскільки рослини позбавлені нервової системи, їхні життєві функції (ріст, розвиток, обмін речовин тощо), а також взаємодію різних частин регулюють біологічно активні речовини - фітогормони. У незначних кількостях одні фітогормони можуть прискорювати життєві функції (поділ клітин, розвиток пагонів, до­зрівання плодів), інші-гальмувати (наприклад, стиму­лювати скидання листків). Фітогормони утворюються у клітинах певних типів і переміщуються провідними тканинами до тих частин рослини, на які мають по­діяти, або безпосередньо від однієї клітини до іншої.

За допомогою інших біологічно активних речовин (фітонцидів, алкалоїдів) рослини впливають на особин свого або інших видів та на тварин і мікроорганізми. Наприклад, пирій і ясен за допомогою цих речовин мо­жуть гальмувати розвиток рослин інших видів. Тому висіваючи на одній ділянці насіння рослин різних видів або плануючи сівозміни, слід враховувати, як ці види впливатимуть один на одного. Фітонциди, які ви­робляють сосна, часник або цибуля ріпчаста, здатні вбивати мікроорганізми. Тому ці рослини з давніх-давен людина використовує для лікування і профілак­тики багатьох інфекційних захворювань.

Рослини здатні сприймати зміни в довкіллі й пев­ним чином на них реагувати. Такі реакції називають тропізмами і настіями. Тропізми (від грец. тропос - поворот, зміна напрямку) - це ростові рухи частин рос­лини у відповідь на дію подразника, яка має певну спрямованість. Вони можливі як у бік подразника, так і в протилежний від нього (мол. 102). Як правило, тро-пізми відбуваються в органах, що ростуть, і є наслідком нерівномірного поділу клітин на різних боках органів у відповідь на дію фітогормонів росту.

Настії (від грец. настос — ущільнений) — це рухи органів рослин у відповідь на дію подразника, що не має певного спрямування (зміна освітленості, температури тощо). Прикладами настій можуть слугувати відкри­вання і закривання віночка квітки залежно від зміни освітленості, складання листків у відповідь на зміну температури (мол. 103). Настії можуть бзти зумовлені розтягуванням органів через нерівномірний ріст або зміну внутрішньоклітинного тиску в певних групах клітин унаслідок зміни концентрації клітинного соку.

Отже, організм багатоклітинної рослини становить собою цілісну інтегровану систему, всі частини якої тісно взаємопов'язані між собою і доповнюють одна одну. Порушення будови чи функцій будь-якої з них впливають на діяльність інших, а отже, і на організм у цілому.

3. На відміну від вищих рослин, у багатоклітинних тва­рин формуються органи, які складають відповідні сис­теми органів.

До основних систем органів багатоклітинних тварин належать: опорно-рухова, травна, кровоносна, дихальна, нервова, видільна, статева та система за­лоз внутрішньої секреції.

Травна система забезпечує надходження в ор­ганізм поживних речовин, їхнє перетравлення, всмок­тування продуктів перетравлення та виведення з організму неперетравлених решток їжі. Як ви пам'ятаєте, травлення - це сукупність процесів, які забезпечують механічну і хімічну (за допомогою трав­них ферментів) переробку їжі, її розщеплення на ком­поненти, що можуть засвоюватись організмом і включатись в обмін речовин.

Як правило, процеси травлення починаються в по­рожнині кишечнику, а завершуються в клітинах киш­кового епітелію. У деяких багатоклітинних тварин (наприклад, губок) є лише внутрішньоклітинне травлення. У кишковопорожнинних травлення починається в просвіті кишечнику, а закінчується в клітинах його епітелію (змішане травлення).

Багато тварин (павуки, клопи, попелиці, круглі черви, личинки мух тощо) вводять свої травні фермен­ти в тіло інших організмів або в харчові субстрати, а через деякий час всмоктують перетравлену або напівперетравлену їжу. Такий тип травлення нази­вають позакишковим, або зовнішнім.

Травна система може бути замкненою чи на­скрізною. Замкнена травна система починаєть­ся ротовим отвором і включає замкнений кишечник. Неперетравлені рештки їжі при цьому видаляються через ротовий отвір (наприклад, у плоских червів). У більшості тварин травна система наскрізна. Вона закінчується анальним отвором, че­рез який видаляються екскременти. Деякі паразити (наприклад, стьожкові черви) в ході еволюції втрачають травну систему. Поживні речовини з орга­нізму хазяїна вони поглинають через покриви тіла.

 Кровоносна система складається з кровоносних судин і центрального пульсуючого органа — серця. У деяких організмів (наприклад, ланцетників, кільчас­тих червів) функції серця виконують судини, стінки яких мають добре розвинену мускулатуру. Кровонос­на система забезпечує транспорт і перерозподіл по­живних речовин, газів, біологічно активних сполук, кінцевих продуктів обміну речовин. Кровоносна і лімфатична системи разом із міжклітинною рідиною здійснюють захисні реакції організму, забезпечують підтримання сталості його внутрішнього середовища.

Кровоносна система може бути замкненою і незамкненою. Якщо кров тече лише по системі кровоносних судин і не потрапляє в порожнину тіла, то така кровоносна система мас назву замкненої (кільчасті черви, більшість хордових тварин). Якщо ж судини відкриваються в порожнину тіла і частину сво­го шляху кров здійснює в проміжках між органами, то таку кровоносну систему називають незамкненою (молюски, членистоногі). При цьому кров змішується з порожнинною рідиною.

Основна функція дихальної системи — забезпечен­ня газообміну між організмом і навколишнім середовищем. Крім того, органи дихальної системи беруть участь у виділенні кінцевих продуктів обміну речовин, теплорегуляції.

У мешканців водойм (ракоподібні, молюски, риби та ін.) органи дихання - зябра - тонкостінні вирости, які забезпечують дихання киснем, розчиненим у воді. За деякими винятками (наприклад, ракоподібні — мокриці), на суходолі ці органи функціонувати не мо­жуть. У наземних тварин органи дихання різно­манітні: трахеї (комахи, павукоподібні, багатоніжки), легеневі мішки (павукоподібні), легені (земноводні,- плазуни, птахи, ссавці).

У деяких мешканців водойм (війчасті, круглі та ма­лощетинкові черви, дрібні ракоподібні й кліщі) і ґрун­ту (наприклад, круглі та малощетинкові черви) органів дихання взагалі немає, а газообмін відбуваєть­ся через покриви тіла.

Функцію виведення з організму кінцевих продуктів обміну речовин виконують органи видільної си­стеми. Органи виділення - це спеціалізовані струк­тури, різноманітні за будовою (система видільних канальців у різних груп червів, нирки молюсків і хре­бетних тварин, зелені залози ракоподібних, видільні судини наземних членистоногих тощо). Крім цих спеціалізованих органів, у виділенні кінце­вих продуктів обміну речовин можуть брати участь й інші утвори (потові та сальні залози ссавців, жирове тіло комах тощо).

Органи виділення також забезпечують підтри­мання в організмі сталості його внутрішнього сере­довища.

Опорно-рухова система здійснює опорну функ­цію, забезпечує зміну положення тіла тварин у про­сторі, а також рухи окремих органів і організму в цілому. В опорно-руховій системі розрізняють пасив­ну (зовнішній або внутрішній скелет) та активну (мус­кулатуру) частину.

У різних груп червів опорно-рухова система представ­лена шкірно-м'язовим, мішком. У підтриманні фор­ми тіла цих тварин бере участь також порожнинна рідина або сполучна тканина, що заповнює проміжки між внутрішніми органами. Вони тиснуть на стінки тіла, забезпечуючи підтримання його форми, або діють як антагоністи певних груп м'язів, які згинають тіло (круглі черви). В інших груп тварин є твердий зовнішній (членистоногі) або внутрішній (хордові) ске­лет, до елементів якого прикріплюються групи м'язів.

Статева система тварин виконує функцію роз­множення, завдяки чому забезпечується безперервна послідовність поколінь окремих видів й узагалі жит­тя на нашій планеті. До статевої системи тварин належать статеві залози, які утворюють статеві клітини, та протоки, через які вони виводяться.

Як і організм багатоклітинних рослин, організм ба­гатоклітинних тварин є цілісною системою, здатною до саморегуляції та адаптацій до змін умов довкілля.

Регулюють життєві функції організму тварин у цілому, а також окремих його органів та систем, узгоджують їхню діяльність, під­тримують сталість внутрішнього середовища нервова, імунна системи, а також система залоз внутрішньої секреції. Ці системи тісно взаємопов'язані між собою й впливають на діяльність одна одної.

Нервова система регулює життєві функції орга­нізму за допомогою нервових імпульсів, які мають електричну природу. Нервові імпульси передаються від рецепторів до певних центрів центральної нер­вової системи. Там відбувається їхній аналіз і син­тез. Від цих центрів нервові імпульси надходять до робочих органів, змінюючи певним чином їхню діяльність. Як ви пам'ятаєте, є різні типи нервових систем.

Завдяки нервовій системі тварини здатні швидко сприймати зміни у зовнішньому та внутрішньому середовищі й швидко на них реагувати. Нагадаймо, що реакцію організму на подразники зовнішнього і внутрішнього середовища, яка відбувається за учас­тю нервової системи, називають рефлексом. Отже, нервовій системі притаманний рефлекторний прин­цип діяльності. В основі складної аналітико-синтетичної діяльності нервових центрів лежать складні процеси виникнення нервового збудження та його гальмування. Саме на цих процесах ґрунтується вища нервова діяльність людини і певних груп тва­рин, яка забезпечує досконале пристосування до змін умов довкілля.

Провідна роль у гуморальній регуляції життєвих функцій організму тварин належить системі залоз внутрішньої секреції. Ці залози розвинені в більшості груп багатоклітинних тварин. Оскільки окремі залози внутрішньої секреції не пов'язані між собою просторово, узгодженість їхньої роботи забезпе­чує нервова регуляція або гормони, що виробляються одними залозами, а впливають на роботу інших. У свою чергу, гормони впливають на діяльність нервової системи.

Особливе місце в регуляції життєвих функцій орга­нізму тварин належить нейрогормонам - біологічно активним речовинам, які виробляються особливими клітинами нервової тканини. Такі клітини виявлено в усіх тварин, які мають нервову систему. Ви пам'я­таєте, що нейрогормони надходять у кров, міжклітин­ну або спинномозкову рідину і транспортуються до тих органів, роботу яких регулюють.

У хребетних тварин існує тісний зв'язок між гіпоталамусом (структура проміжного мозку) і гі­пофізом (залоза внутрішньої секреції, пов'язана з проміжним мозком). Разом вони складають гіпоталамо-гіпофізарну систему, її функції полягають у надходженні синтезованих клітинами гіпоталамуса нейрогормонів кровонос­ними судинами у передню частку гіпофіза. Там вони стимулюють або гальмують вироблення пев­них гормонів, які впливають на діяльність інших залоз внутрішньої секреції. Основне біологічне зна­чення гіпоталамо-гіпофізарної системи полягає в здійсненні досконалої регуляції вегетативних функцій організму та процесів розмноження. Зав­дяки цій системі робота залоз внутрішньої секреції може швидко змінюватись під впливом подразни­ків довкілля, які сприймаються органами чуттів та обробляються в нервових центрах.

Гуморальна регуляція життєвих функцій організ­му тварин можлива не лише за допомогою гормонів і нейрогормонів, а й інших біологічно активних речо­вин. Наприклад, концентрація вуглекислого газу в крові впливає на діяльність дихального центру го­ловного мозку наземних хребетних тварин, а концен­трація іонів кальцію і калію — на роботу серця.

Важливу роль у забезпеченні життєдіяльності організмів тварин відіграє імунна система. Як ви пам'ятаєте, імунітет (від лат. імунітас — звільняюсь від будь-чого) — здатність організму захищати власну цілісність, забезпечувати несприйнятливість до збуд­ників певних захворювань. В утворенні імунних реакцій беруть участь специфічні та неспецифічні ме­ханізми.

До неспецифічних механізмів імунітету на­лежить бар'єрна функція епітелію шкіри і слизових оболонок внутрішніх органів, бактерицидна дія дея­ких ферментів (наприклад, деяких ферментів слини, слізної рідини, гемолімфи членистоногих), кислот (які виділяються з секретом залоз: потових, сальних та слизової оболонки шлунка). Цю функцію також виконують клітини різних тканин, здатні знешко­джувати чужорідні для даного організму частинки і мікроорганізми.

Специфічні механізми імунітету забезпечу­ються імунною системою, яка впізнає і знешкоджує антигени. Як ви пригадуєте, антигени (від грец. анти — проти і генезіс — походження) — хімічні спо­луки, що виробляються клітинами або входять до складу їхніх структур і сприймаються організмом як чужорідні, викликаючи імунну відповідь з його боку.

До складу імунної системи хребетних тварин і людини входять вилочкова залоза (тимус), червоний кістковий мозок, лімфатичні вузли, селезінка та інші, а також певні групи лейкоцитів, які циркулюють кровоносними і лімфатичними судинами.

Імунна система забезпечує гуморальний і клітин­ний імунітет. Гуморальний імунітет пов'язаний з виробленням антитіл, які зв'язують певні антигени і таким чином їх знешкоджують. Клітинний імуні­тет пов'язаний з підвищенням концентрації певних груп лейкоцитів, здатних захоплювати завдяки фа­гоцитозу клітини хвороботворних мікроорганізмів, вірусів або сторонні частинки і знешкоджувати їх.

Як ви пам'ятаєте, імунітет буває вродженим, тобто зумовленим спадковими факторами або готовими антитілами, які зародок одержує, і набутим — фор­мується внаслідок контакту організму з паразитами або антигенами.