Особенности направлений прогрессивной эволюции пищеварительной и дыхательной систем в типе Хордовые.

Особенностью хордовых является филогенетическая, онтогенетическая и анатомическая связь пищеварительной и дыхательной систем.

Филогенетическая связь определяется тем, что дыхательная система хордовых развивается на основе пищеварительной и на начальных этапах эволюции обе системы связаны совместным функционированием. У ланцетника нет специализированных органов дыхания, и газообмен осуществляется в стенках жаберных щелей, пронизывающих глотку. Далее в эволюции парный плавательный пузырь кистеперых рыб и легкие наземных животных также обязаны происхождением глотке.

Анатомическая связь заключается в объединении у позвоночных сводным и водно-наземным образом жизни пищеварительной и дыхательной систем общей полостью рта и глотки. Обособление ротовой и носовой полостей начинается с пресмыкающихся, полностью освоивших (в отличие от земноводных) сушу и перешедших исключительно легочному дыханию.

Онтогенетическая связь обеих систем заключается в их развитии из общего энтодермального зачатка.

Прогрессивные направления эволюции пищеварительной системы: появление подвижных губ и языка, слюнных желез; разделение ротовой и носовой полостей за счет появления вторичного твердого неба (рис.2 ); замена гомодонтной зубной системы на гетеродонтную; удлинение кишечника и его дифференциация на отделы; компактизация и усложнение строения печени и поджелудочной железы, дифференцировка клоаки.

Эволюционные изменения основаны на смене способов питания и захвата добычи; направлены на максимальную механическую и ферментативную обработку пищи и более полное всасывание.

Рис. 2. Формирование вторичного твердого неба у человека.

1 –глотка, 2 – легочная почка, 3 – трахеопищеводная перегородка, 4 – почки бронхов, 5 – пищевод, 6 – трахея, 7 – правый главный бронх, 8 – левый главный бронх. А-В – 4 недель, Г – 5 недель, Д – 8 недель эмбриогенеза.

Рис. 3. Развитие бронхов и легких у человека

1 – глотка, 2 – легочная почка, 3 – трахеопищеводная перегородка, 4 – почки бронхов, 5 – пищевод, 6 – трахея, 7 – правый главный бронх, 8 – левый главный бронх. А-В – 4 недель, г – 5 недель, Д – 8 недель эмбриогенеза.

Прогрессивные направления филогенеза дыхательной системы: появление специализированных органов дыхания; замена жабр на легкие при выходе из водной среды в наземно-воздушную; увеличение дыхательной поверхности легких; удлинение и дифференцировка дыхательных путей (рис.3).

В филогенезе позвоночных наблюдается замена жаберного дыхания кожно-легочным (амфибии), а затем – легочным (рептилии, млекопитающие). Вследствие усиления конечностей, удлинения ребер, появления межреберных мышц и диафрагмы легочное дыхание развивается прогрессивно, становится более экономичным, механизм заглатывания воздуха (амфибии) заменяется работой межреберных мышц при формировании грудной клетки (рептилии) и затем ведущая роль при осуществлении вдоха-выдоха переходит к диафрагме (млекопитающие).

Закономерности филогенетических преобразований пищеварительной и дыхательной систем хордовых.

Основные принципы прогрессивных изменений в филогенезе любой системы: дифференциация, мультифункциональность и интеграция.