يرتبط الجهاز التنفسي لجميع الحبليات بالطوبوغرافيا ومن حيث الأصل مرتبطًا بالأمعاء. في الحبال المائية ، يتم تنفيذ وظيفة التنفس عن طريق الشقوق الخيشومية التي تخترق القسم الأمامي من الأنبوب المعوي (البلعوم). في الحبليات الأرضية ، تتشكل الشقوق الخيشومية أثناء التطور الجنيني ثم تختفي. يتم تنفيذ وظيفة التنفس فيها عن طريق الرئتين ، والتي تتكون من نتوء جدار الأمعاء.
تم التعبير عن تطور الجهاز الخيشومي في الحبليات في انخفاض في عدد الشقوق الخيشومية مع زيادة متزامنة في سطح الجهاز التنفسي من خلال تكوين خيوط خيشومية. يتم التعبير عن تطور الرئتين في عزل مجاري هوائية أكثر أو أقل تعقيدًا وزيادة في سطح الجهاز التنفسي من خلال تكوين رئتين إسفنجيتين بنظام معقد من الشعب الهوائية المتفرعة داخل الرئة ، وتنتهي في حويصلات ذات جدران خلوية.
الجهاز التنفسي الأكثر بدائية هو في الحشفة (نوع فرعي من غير الجمجمة). الجزء الأمامي من الأمعاء - جدار البلعوم - مثقوب بشقوق خيشومية (تصل إلى 150 زوجًا) ، والتي تفتح في التجويف الأذيني (محيط بالفرشاة). في cyclostomes (نوع فرعي من الفقاريات) ، تكون أعضاء الجهاز التنفسي عبارة عن أكياس خيشومية (5-15 زوجًا) ، والتي تتواصل مع الأمعاء الأمامية وتفتح للخارج بفتحات مستقلة.
تحتوي الأسماك على 4-7 (غالبًا 5) أكياس خيشومية على شكل فراغات تشبه الشقوق بين أقواس الخياشيم. أنها تحتوي على خيوط خيشومية عديدة مثقوبة بواسطة الشعيرات الدموية. الأسدية الموجودة على السطح المقعر لأقواس الخياشيم تمنع الطعام من دخول الخياشيم من البلعوم. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي بعض الأسماك على أعضاء تنفسية إضافية تسمح لها باستخدام الأكسجين الموجود في الهواء. من الأمور ذات الأهمية الخاصة استخدام المضخة لتنفس الهواء وتكوين الرئة. إن جدران المثانة الهوائية غنية بالأوعية الدموية ؛ لذلك ، في بعض الأسماك التي تختبئ في الطمي ، يمكن أن تستخدم لتبادل الغازات. على الرغم من ذلك ، فإن المثانة العائمة لمعظم الأسماك ليست متماثلة مع الرئتين ، لأنها تتطور من الجزء البطني من الكيس الخيشومي ، والمثانة العائمة من الجزء الظهري. فقط في أسماك الملك ، تتشكل المثانة العائمة على شكل نتوء من الجزء البطني من الأمعاء وتعمل بمثابة تجانس لرئتي الحيوانات البرية. سمكة الرئة لها رئتان ولكن ليس بها مثانة عائمة. فيما يتعلق بتطور التنفس الرئوي ، بالإضافة إلى التنفيس الخارجي ، لديهم فتحات أنف داخلية (تشواناي) ، والتي من خلالها تتواصل التجاويف الشمية مع تجويف الجزء الأمامي من الأنبوب المعوي.
في يرقات البرمائيات ، وكذلك بعض الأسماك ، يتم تمثيل أعضاء الجهاز التنفسي بواسطة خياشيم خارجية متفرعة من الأشجار. على ما يبدو ، فقد تطوروا من خيوط الخيشومية في الأطراف العليا لأقواس الخياشيم نتيجة لحركتهم الخارجية. تطور معظم البرمائيات البالغة رئتين على شكل أكياس خلوية رقيقة الجدران. يتم وضعها في اليرقات على شكل نواتج مزدوجة من جدار البطن من البلعوم الخلفي إلى كيس الخيشوم الأخير. في البرمائيات ، يؤدي الجلد أيضًا وظيفة التنفس ، بالإضافة إلى الرئتين ، مع وجود عدد كبير من الشعيرات الدموية والغدد المخاطية. يتم التعبير عن تمايز الجهاز التنفسي في مظهر الشوق والقصبة الهوائية (لا توجد قصبات حتى الآن) ، وكذلك الغضاريف الطرجهالية والحبال الصوتية الممتدة فوقها (عند الذكور فقط). يتم تضخيم الأصوات بواسطة الأكياس الصوتية التي تشكلها الغشاء المخاطي لتجويف الفم. الهيكل العظمي الحنجري متماثل مع منطقة البطن للقوس الخيشومي الخامس.
في الزواحف ، تصبح الرئتان أكثر تعقيدًا. تتطور العديد من العارضات الخلوية المتقاطعة ، مما يزيد بشكل كبير من السطح التنفسي للرئتين. كما لوحظ تقدم في الجهاز التنفسي ، تظهر القصبات الهوائية المتفرعة.
رئتا الطيور هي أجسام إسفنجية ، مليئة بتشعبات القصبات الهوائية ، وليست أكياسًا ، كما هو الحال في الزواحف.
في الثدييات ، هناك تعقيد إضافي لشجرة الشعب الهوائية ، القصبات الهوائية من الرتبة الثانية والثالثة والرابعة ، تظهر القصيبات والحويصلات الهوائية. يفصل التجويف الصدري عن تجويف البطن بواسطة الحجاب الحاجز الذي يلعب دورًا مهمًا في عملية التنفس.
ومن المثير للاهتمام ، ظهور الغضاريف الحنجرية (الغدة الدرقية) ، والتي تكونت من الأقواس الخيشومية الثانية والثالثة.
نسالة الجهاز الهضمي.أجهزة الهضم من اللافقاريات.لأول مرة ، يبدأ الجهاز الهضمي في التكون في تجاويف الأمعاء. في عملية المعدة بسبب غزو الأديم الباطن ، تتشكل الأمعاء الأولية (تجويف المعدة). يتواصل مع البيئة الخارجية بفتحة واحدة فقط - الفتحة الشفوية ، والتي تعمل في نفس الوقت على إخراج بقايا الطعام غير المهضومة. لا يوجد فتحة الشرج. تنتمي معظم أنواع عالم الحيوان ، مثل التجاويف المعوية ، إلى البروتستومات ، لأن الفم المتكون في مرحلة التطور الجنيني يعمل طوال الحياة. تشكل شوكيات الجلد و pogonophores والحبليات مجموعة من deuterostomes (انظر الشكل 127). في نفوسهم ، يتم تشكيل فتحة الفم أولاً في أحد طرفي الجنين ، ثم يتم غزو الأديم الظاهر في الطرف المقابل ، ويتم تكوين فتحة فموية ثانية (فم ثانوي). يتضخم الفم الأساسي وتتشكل فتحة الشرج في مكانه لاحقًا.
في تجاويف الأمعاء ، يبدأ الهضم داخل الخلايا في الاستعاضة عنه داخل التجويف. يتعرض الطعام في البداية للإنزيمات ويطحن في التجويف ، ثم تلتقطه خلايا الأديم الباطن ، حيث يتم هضمه في فجوات الجهاز الهضمي. في الديدان المفلطحة (الديدان المثقوبة) ، ينتهي الأنبوب الهضمي أيضًا بشكل أعمى ويتكون من قسمين - الأديم الظاهر الأمامي ، ويمثله بلعوم متطور جيدًا ، والجزء الأوسط (الأمعاء) ينمو من الأديم الباطن. الهضم داخل التجويفات وداخل الخلايا. في الديدان المستديرة ، يظهر قسم ثالث من الجهاز الهضمي - الجزء الخلفي. يتشكل عن طريق غزو الأديم الظاهر في النهاية الخلفية للجسم ، ويتصل بتجويف المعى المتوسط وينتهي في النهاية الخلفية للجسم بفتحة الشرج. مع ظهور المعى الخلفي ، يتحرك الطعام في اتجاه واحد فقط ، مما يضمن امتصاصه الكامل. يصبح الهضم داخل التجويفات فقط. الأمعاء الأمامية والخلفية ، والتي هي من أصل خارجي ، مبطنة بشرة. في الحلقيات ، تظهر عناصر العضلات في جدار الأمعاء الذي يوفر التمعج ، وتتطور شبكة من الأوعية الدموية. في المفصليات ، يحدث تمايز إضافي للأنبوب المعوي وفي نفس الوقت تظهر أجهزة لطحن الطعام (الفكين) والغدد التي تفرز الإنزيمات الهاضمة.
السبيل الهضمي سمكةيبدأ بالتجويف الفموي الذي يتكون سقفه مباشرة من قاعدة الجمجمة (الحنك الأساسي).
توجد الأسنان على طول حافة الفكين ، وفي بعضها على كامل سطح تجويف الفم. نظام الأسنان في الأسماك هو homodont ، أي أن الأسنان هي نفسها في التركيب والوظيفة. عادة ما تكون مخروطية الشكل ، وتتجه للخلف ، وتعمل فقط لحمل الطعام. في أصلها وتطورها ، تكون الأسنان متجانسة مع قشور بلاكويد للأسماك الغضروفية. تتغير الأسنان طوال الحياة. يوجد في التجويف الفموي للأسماك لسان بدائي على شكل طية مزدوجة من الغشاء المخاطي. الغدد غائبة.
بالمقارنة مع الحبليات السفلية ، يتمايز الجهاز الهضمي للأسماك بشكل كبير ، خاصة في الغضروف. يمر التجويف الفموي إلى البلعوم ، حيث تخترق جدرانه شقوق خيشومية. يليه مريء قصير ، ثم معدة تختلف درجة عزلتها. في الأمعاء ، يتم تمييز قسم رفيع وسميك ، وينتهي في فتحة الشرج. يزداد طول الأمعاء ، وتشكل حلقات. يقع البنكرياس في حلقة من الأمعاء الدقيقة. الكبد متطور بشكل جيد ، هناك مرارة. في الأسماك العظمية ، تكون الأمعاء أقل تمايزًا.
في البرمائياتلا يتم فصل تجويف الفم عن البلعوم. نظام الأسنان هو homodont. تظهر الغدد اللعابية. يعمل سرهم على تبليل الطعام دون أن يكون له تأثير كيميائي عليه. يتم فتح الشق الحنجري والقناة السمعية والشق الحنجري في التجويف الفموي البلعومي. يستمر التجويف في المريء الذي يمر إلى المعدة. الأمعاء نفسها أطول مما هي عليه في الأسماك وهي مقسمة بوضوح إلى قسم رفيع وقسم سميك يفتح في مجرور. يحتوي الكبد على حجم أكبر ، ويقع البنكرياس المتفرّع في حلقة من الأمعاء الدقيقة.
تجويف الفم الزواحفأكثر عزلة عن البلعوم ، معظمهم لديهم نظام أسنان متماثل. ومع ذلك ، في بعض الأشكال المنقرضة ، يوجد التمايز الأولي للأسنان. اللغة لها أصل مختلف عن أنامنيوس. يتطور من anlage يقع في منطقة الأقواس الخيشومية الثانية والثالثة. يختلف شكل ودرجة حركة اللسان في أنواع الزواحف المختلفة. تم تطوير الغدد الفموية بشكل أفضل. من بينها تحت اللسان والأسنان والشفوية. في الثعابين السامة ، يتحول الزوج الخلفي من الغدد السنية إلى غدة سامة. تم عزل عدد من المواد النشطة بيولوجيًا من سم الأفعى ، على سبيل المثال ، عامل نمو الأعصاب. تم العثور على هذا العامل ، بالإضافة إلى المواد الأخرى التي يمكن أن تُنسب من الناحية الفسيولوجية إلى الهرمونات ، في متماثلات الغدد السامة - الغدد اللعابية للثدييات. في الزواحف ، تظهر بدايات الحنك الثانوي. يتكون من الطيات الجانبية للفك العلوي ، والتي تصل إلى الوسط وتقسم تجويف الفم إلى الجزء العلوي - الجهاز التنفسي والسفلي - تجويف الفم الثانوي.
لا توجد فروق ذات دلالة إحصائية بين بنية البلعوم والمريء والمعدة مقارنة بالبرمائيات. تنقسم الأمعاء نفسها إلى الأمعاء الدقيقة والأمعاء الغليظة. تظهر ثمرة صغيرة عمياء على حدود المقاطع الرفيعة والسميكة. يزيد طول الأمعاء مقارنة بالبرمائيات. ينتهي المعى الخلفي في مجرور.
السبيل الهضمي الثديياتيصل إلى أعلى درجة من التمايز. يبدأ بالتجويف أو دهليز الفم الموجود بين الشفتين والخدين والفكين.
تعمل الشفاه اللحمية ، المميزة فقط للثدييات ، على التقاط الطعام. يحد تجويف الفم من الأعلى حنك صلب. في الخلف ، يستمر الحنك الصلب في الحنك الرخو ، وهو طية مزدوجة من الغشاء المخاطي تفصل بين تجويف الفم والبلعوم. على الحنك الصلب توجد بكرات عرضية تساهم في طحن الطعام. لدى الشخص عند الولادة أيضًا مثل هذه البكرات ، والتي تختفي لاحقًا.
أسنان الثدييات ليست هي نفسها في التركيب والوظيفة - نظام الأسنان غير المتجانسة. هناك القواطع والأنياب والأضراس الصغيرة (ذات الجذور الكاذبة) والأضراس الكبيرة (الأضراس الحقيقية). تشكل نسبة أنواع الأسنان المختلفة تركيبة الأسنان. القواطع - الأسنان الأمامية - على شكل إزميل وتعمل على التقاط وتقطيع الطعام. التالي - الأنياب - احتفظت بشكلها المخروطي ، لكنها كبيرة وتستخدم لتمزيق الطعام. اكتسبت الأسنان الخلفية سطحًا معقدًا وعرًا أو مطويًا وتعمل على طحن الطعام. وهي مقسمة إلى مضغ صغير - (ضواحك) ومضغ كبير (ضرس).
تصل الغدد الفموية في الثدييات إلى أعلى مستوياتها. هناك كلا من الغدد المخاطية الصغيرة والغدد اللعابية الكبيرة - تحت اللسان ، واللغة الخلفية ، وتحت الفك السفلي ، والغدد النكفية. في الثدييات الأعلى ، تظهر تراكمات كبيرة من الأنسجة اللمفاوية - اللوزتين - في تجويف الفم. تنفتح الممرات الأنفية البلعومية وقنوات استاكيوس والشق الحنجري في البلعوم. يتم فصل معدة الثدييات جيدًا عن الأقسام الأخرى ولها اختلافات خاصة بها في الأنواع المختلفة. الشائع هو تنوع غدد الغشاء المخاطي التي تشارك في تكوين العصارة المعدية. يتم تفريق الأمعاء نفسها إلى أقسام - الاثني عشر والأمعاء الدقيقة والأمعاء الغليظة والأعور والمستقيم. يشبه الأعور نموًا أعمى غير متزاوج يقع على حدود الأمعاء الغليظة والدقيقة ، ويصل إلى أحجام كبيرة في بعض الحيوانات (العواشب ، القوارض) - من 10 إلى 27٪ من طول الأمعاء بالكامل. في العديد من الأنواع ، هناك نمو على الأعور - عملية دودية ، يحتوي جدارها على كمية كبيرة من الأنسجة اللمفاوية. يزداد طول الأمعاء بشكل حاد مقارنة بالزواحف.
نسالة الجهاز التنفسي.في اللافقاريات السفلية ، لا توجد أعضاء تنفسية خاصة ، يحدث تبادل الغازات من خلال التكامل - التنفس المنتشر (المعوي ، المسطح ، الديدان المستديرة). في الحلقات ، يتم تزويد الجلد بشكل غني بالشعيرات الدموية التي يدخل إليها الأكسجين. يوجد التنفس المنتشر أيضًا في المفصليات الصغيرة ، التي تحتوي على الكيتين الرقيق وسطح الجسم الكبير نسبيًا. يتميز التمثيل الغذائي للطاقة لهذه الحيوانات بكثافة منخفضة. تطور العديد من اللافقاريات تكيفات تزيد من سطح الجهاز التنفسي في شكل أعضاء تنفسية متخصصة محلية. في الأشكال المائية ، يتم تمثيل أعضاء الجهاز التنفسي بالخياشيم ، في أشكال أرضية ، عن طريق الرئتين والقصبة الهوائية. لأول مرة ، تظهر الخياشيم في الحلقة متعددة الشعيرات وهي عبارة عن نمو طلائي تخترق الأوعية الدموية. العديد من الأنواع تحتفظ في نفس الوقت بالتنفس المنتشر. في الأرض (العناكب) تظهر الرئتان على شكل أوراق ، في الحشرات - القصبة الهوائية.
يتم أخذ وظيفة أعضاء الجهاز التنفسي في الحبليات السفلية (الحشفة) عن طريق الجزء الأمامي من الأنبوب المعوي. يوجد في جدران البلعوم 100-150 زوجًا من الثقوب أو الشقوق الخيشومية. أعضاء الجهاز التنفسي هي الحاجز بين الخياشيم ، حيث تمر الأوعية الدموية - الشرايين الخيشومية. الماء ، الذي يمر عبر الشقوق الخيشومية ، يغسل هذه الحواجز وينتشر الأكسجين عبر جدران الشرايين. نظرًا لأن الشرايين الخيشومية للصوص لا تتفرع إلى شعيرات دموية ، فإن السطح الكلي الذي يدخل الأكسجين من خلاله يكون صغيرًا ، وتكون عمليات الأكسدة عند مستوى منخفض. وفقًا لذلك ، يقود lancelet نمط حياة مستقر وسلبي.
تغييرات تدريجية في الجهاز التنفسي ص ص بتتكون في المظهر على الحواجز بين الفروع للعديد من النواتج الظهارية - خيوط الخيشومية. تشكل الخيوط الخيشومية الموجودة على حاجز واحد الخياشيم. تشكل الشرايين الخيشومية للأسماك ، على عكس الحشرة الخيشومية ، شبكة كثيفة من الشعيرات الدموية في الخيوط الخيشومية. يزداد سطح الجهاز التنفسي بشكل حاد بسبب البتلات ، لذلك يتم تقليل عدد الحواجز الخيشومية في الأسماك إلى أربعة. يتم الجمع بين التغييرات في الجهاز التنفسي في الأسماك مع التغيرات التدريجية في أعضاء الدورة الدموية ، والتي سيتم مناقشتها أدناه.
تحدث الشقوق الخيشومية في الأسماك عن طريق بروز جدار البلعوم. أولاً ، يتم تكوين نواتج عمياء مقترنة - أكياس خيشومية تنمو باتجاه المحيط. تجاه كل منهم ، يتم تشكيل غزو الجلد. تنمو نواتج البلعوم ونمو الجلد تجاه بعضها البعض. في مكان اتصالهم ، يتم اختراق الأنسجة وتشكل فجوة تربط التجويف البلعومي بالبيئة الخارجية ، أي فجوة الخيشومية. في وقت لاحق ، تتشكل الخيوط الخيشومية على الحاجز. تحتوي معظم الأسماك على خمسة أزواج من أكياس الخياشيم. إلى جانب الخياشيم ، تظهر أعضاء تستخدم الأكسجين الجوي في الأسماك ذات الفصوص الزعانف. مثل هذا الجهاز التنفسي الإضافي فيها هو المثانة العائمة ، وهي عبارة عن نواتج كيسية مقترنة للجانب البطني من البلعوم ، وجدرانها غنية بالأوعية الدموية. الفقاعة متصلة بالبلعوم بغرفة قصيرة واسعة. يحدث إمداد الدم بسبب الشريان الخيشومي الرابع ، يتدفق الدم المؤكسد مباشرة إلى القلب.
البرمائياتلديهم القدرة ، وإن كانت محدودة ، على العيش في ظروف أرضية ، مما أدى إلى زيادة تطوير أعضاء الجهاز التنفسي في الغلاف الجوي في شكل الرئتين والجلد. تتشابه رئتا البرمائيات مع مثانة السباحة للأسماك ذات الزعانف. وهما كيسان متصلان بالبلعوم بواسطة غرفة صغيرة للحنجرة والقصبة الهوائية. تمامًا مثل مثانة السباحة للأسماك ذات الزعانف ، يتم إمدادها بالدم من الشريان الخيشومي الرابع. البرمائيات الخفيفة بدائية للغاية. كقاعدة عامة ، تكون جدران أكياس الرئة ملساء ، مع وجود أقسام صغيرة ، تكون المنطقة التنفسية صغيرة. يرتبط سطح الرئتين بسطح الجسم من 2 إلى 3. كمية الأكسجين التي تدخل عبر الرئتين هي فقط حوالي 30-40 ٪ من إجمالي الكمية. الممرات الهوائية متباينة بشكل سيئ. بسبب النمو غير الكافي للرئتين ، فإن العضو التنفسي الرئيسي هو الجلد ، حيث يوجد عدد كبير من الأوعية الدموية الصغيرة والشعيرات الدموية.
في الزواحفمع الانتقال إلى الحياة على الأرض ، يحدث مزيد من التطوير للجهاز التنفسي. يتم فصل جلد الزواحف عن التنفس لأن القشور القرنية السميكة التي تحمي الزواحف من الجفاف تمنع تبادل الغازات ، وتصبح الرئتان العضو التنفسي الرئيسي. يزداد السطح التنفسي لأكياس الرئة بشكل كبير بسبب ظهور عدد كبير من الأقسام المتفرعة على جدرانها ، والتي تمر فيها الأوعية الدموية.
في الوقت نفسه ، لوحظت تغيرات تدريجية في المسالك الهوائية في الزواحف. تتشكل الحلقات الغضروفية في القصبة الهوائية ، وتنقسم ، وتعطي قصبتين. يبدأ تكوين القصبات الهوائية داخل الرئة. تبرز أقسام كبيرة منفصلة في عمق تجويف الرئة ، ولا تترك سوى مدخل مركزي ضيق مجاني. الحواف البعيدة للحاجز مغطاة بظهارة مهدبة ، ويظهر الغضروف في أكبرها. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل جدران القصبات الهوائية.
الثديياتلها رئتان من أكثر الهياكل تعقيدًا. نوع من الشجرة يشبه المتفرعة من القصبات الهوائية هو سمة مميزة. تنقسم القصبات الهوائية الرئيسية إلى عدد كبير إلى حد ما من القصبات الهوائية الثانوية ، والتي بدورها تنقسم إلى قصبات أصغر من الدرجة الثالثة ، والأخيرة تعطي العديد من القصبات الهوائية الصغيرة من الدرجة الرابعة ، وما إلى ذلك ، وأخيرًا ، هناك هي أنابيب رقيقة الجدران - القصيبات. في نهايات القصيبات توجد حويصلات صغيرة مبطنة بالظهارة أو الحويصلات الهوائية. جدران كل سنخ مضفرة بشبكة كثيفة من الشعيرات الدموية ، حيث يحدث تبادل الغازات. يصل عدد الحويصلات الهوائية إلى عدد كبير ، مما يؤدي إلى زيادة سطح الجهاز التنفسي بشكل كبير. في عدد من الثدييات ، يكون سطح الرئتين أكبر بمقدار 50-100 مرة من سطح الجسم. في البشر ، تبلغ مساحة الرئتين 90 م 2 وتتجاوز سطح الجسم عدة مرات ، وتبلغ تفرعات القصبات الهوائية 23 مرتبة.
وبالتالي ، فإن الاتجاه الرئيسي لتطور الجهاز التنفسي هو زيادة سطح الجهاز التنفسي ، وعزل الشعب الهوائية.
تتميز الحبليات بعلاقة جينية وجينية ووظيفية بين الجهاز الهضمي والجهاز التنفسي. يتطور الجهاز التنفسي على أساس الجهاز الهضمي ؛ وفي الحبال السفلية يعمل جنبًا إلى جنب معه ؛ في الفقاريات الأرضية البالغة ، تتقاطع الأنظمة في البلعوم. يتم وضع كلا النظامين في أجنة تحت الحبل الظهري في شكل أنبوب مستقيم ، والذي ينقسم أيضًا إلى ثلاثة أجزاء ، يُطلق على الجزء الأمامي منها اسم stomodeum.
في الأسماك والبرمائيات ، يكون سقف تجويف الفم هو قاعدة جمجمة الدماغ. في الزواحف والثدييات ، يزداد حجم تجويف الفم بسبب ثنايا عظام الفك العلوي والحنك. في الثدييات ، تتحد كلا الطيات لتتشكل الحنك الصلب الثانوي ،الذي يفصل بين تجاويف الفم والأنف. إذا حدث اضطراب في هذا الاندماج في شخص ما ، يتم تشكيل تشوه - " الحنك المشقوق". هذا العيب له آليات وراثية لحدوثه ويمكن توريثه.
وترتبط الأسنان من حيث الأصل بقشور بلاكويد للأسماك ، حيث يتم ترتيبها في عدة صفوف. الزواحف لديها بالفعل صف واحد من الأسنان ، لكنها كلها متشابهة - نظام طب الأسنان homodont. يمكن استبدال هذه الأسنان عدة مرات خلال الحياة. في الثدييات ، تتمايز الأسنان وتؤدي وظائف مختلفة - نظام الأسنان غير المتجانسة. البشر لديهم القواطع والأنياب والضواحك والأضراس. توجد الأسنان في خلايا الأقواس السنخية ، وقد انخفض عددها الإجمالي تدريجياً إلى 32 ، ولا يوجد سوى تغيير واحد للأسنان. أسنان homodontهي شذوذ نادر في البشر ، ولكن غالبًا ما تحدث إشارة مرجعية الأسنان الزائدةالتي عادة ما يتم تقليل حجمها. يوجد في أسفل الفم لسان ، وفي الأسماك يخلو من العضلات. في الفقاريات الأرضية ، يكون اللسان متحركًا ويتكون من ثلاثة بدائيات. إذا لم تنمو الأساسيات المزدوجة معًا ، يحدث شذوذ نادر في البشر - لسان متشعب.
يؤدي البلعوم وظائف الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي. تحتوي الأسماك على 5-7 شقوق خيشومية. باتجاه ثمار البلعوم ، تبرز الجيوب الخيشومية ككيس خيشومي. هناك فجوات بينهما. تتشكل أيضًا في الحبليات الأرضية ، لكن الشقوق تخترق فقط في يرقات البرمائيات ؛ في الزواحف والثدييات ، لا تخترق الشقوق إلا عند اضطراب النمو. في الوقت نفسه ، تتشكل الحالات الشاذة في الشخص - النواسير الجانبية وأكياس الرقبةالتي غالبا ما تكون خبيثة. يتطور الشق الخيشومي الأول في الحبال الأرضية إلى قناة استاكيوس ، وتجويف الطبلة ، والقناة السمعية الخارجية.
في التطور ، يطول الأنبوب المعوي ، ويميز إلى أقسام ، ويزداد عدد الغدد وحيدة الخلية ، وتتشكل الغدد متعددة الخلايا الكبيرة. في الحبيبات ، يبلغ طول الأنبوب المعوي 1/3 من طول الجسم ، وفي الإنسان يكون أطول بعشر مرات من الجسم. في الزواحف ، لأول مرة ، يظهر أعور ، حيث تستقر البكتيريا التكافلية والأوليات. هذا يسمح لك بتوسيع النظام الغذائي بشكل كبير.
في البشر ، هناك عيوب مثل قصر وتخلف أي جزء من الأمعاء والغدد الهضمية. عدم التنسج الشديد لا يتوافق مع الحياة. غالبا ما وجدت الناسور بين القصبة الهوائية والمريء، وعندما يستمر العباءة المستقيم والجهاز البولي التناسلي متحدين. مع تباطؤ هجرة أساسيات البنكرياس من الأنبوب الهضمي ، تغاير البنكرياسفي الأمعاء الدقيقة والمعدة.
PHYLOGENESIS لأعضاء الجهاز التنفسي
الخياشيم هي أقدم أعضاء الجهاز التنفسي. من بين الفقاريات الأرضية ، تعمل فقط في يرقات البرمائيات ، وقد اتبع التطور مسار زيادة السطح التنفسي للخياشيم. في lancelets ، لا يوجد سوى شقوق خيشومية ، في cyclostomes تتشكل الأكياس الخيشومية ، في الأسماك ، تظهر خيوط الخيشومية التي تخترقها الشعيرات الدموية على جدران الشقوق.
خلف أقواس الخياشيم في الأسماك ذات الزعانف ، يتم تكوين مثانة سباحة مزدوجة. يؤدي وظيفة هيدروستاتيكية ، ولكنه يخضع أيضًا لتبادل الغازات بين الدم والهواء ، والتي يمكن أن تنتقل بحرية إلى المثانة من البلعوم. وصلت الأسماك ذات الزعانف المتقاطعة إلى اليابسة ، ونشأت منها البرمائيات الأولى - الدودة الخفية ، وأول رئة شبكية كبيرة من المثانة الهوائية ، لذلك يتم أيضًا تبادل الغازات في البرمائيات إلى حد كبير عبر الجلد. في المستقبل ، تتشكل المسالك التنفسية من مادة الأقواس الخيشومية - الحنجرة والقصبة الهوائية والشعب الهوائية ، والتي تطول تدريجياً وتنظف الهواء وتدفئه وترطبه. تصبح رئتا الزواحف متداخلة ، وتظهر العضلات الوربية. في البشر ، يصل السطح السنخي للرئتين إلى 90 مترًا مربعًا ، ويكتسب الحجاب الحاجز أليافًا عضلية ويصبح عضلة الجهاز التنفسي الرئيسية.
وهكذا ، اتبعت التطور مرة أخرى مسار زيادة سطح الجهاز التنفسي: الحويصلات التنفسية ذات الشبكة الكبيرة في البرمائيات ، والرئتين مع عدد كبير من الأقسام الداخلية في الزواحف ، والرئتين الإسفنجيتين في الطيور ، والرئتين السنخية الصغيرة في الثدييات ذات الدهليز ، والممرات السنخية ، والحويصلات الهوائية . كما تم تطويل الشعب الهوائية وتمييزها وتحسن عضلات الجهاز التنفسي.
من بين الحالات الشاذة النواسير المريئية الرغامية والنواسير القصبية الرئوية، و نقص تنسج الرئتينحيث ترتبط القصبة الهوائية بكيس له سطح تنفسي صغير جدًا. يمكن ان يكون التخلف أو عدم تنسج الحجاب الحاجز الكاملوهو ما يتعارض مع الحياة.
PHYLOGENESIS من نظام الدورة الدموية
بالنسبة للكائنات الكبيرة عالية التنظيم ، فإن الحركة الفعالة والسريعة لبيئة داخلية سائلة ضرورية. يتم توفير ذلك من خلال جهاز الدورة الدموية. في الحبليات ، يتم إغلاقه.
الأوعية الدموية الرئيسية في الحشرة هي الشريان الأورطي البطني والظهري. ينتقل الدم الوريدي البطني إلى أعضاء الجهاز التنفسي ، على طول الظهر - الدم الشرياني إلى الأعضاء. يتقلص جزء من الشريان الأورطي البطني بشكل دوري ، ويدفع الدم عبر الأوعية. تفرغ قنوات كوفييه المقترنة في الشريان الأورطي البطني على الجانبين الأيسر والأيمن. يتدفق الدم الوريدي من الجهاز الهضمي عبر الوريد البابي إلى الكبد ، والذي يتدفق منه الوريد الكبدي إلى الشريان الأورطي البطني. بعد ذلك ، يتم تحويل قناة كوفييه اليمنى إلى الوريد الأجوف العلوي ، واليسار - إلى الجيب التاجي للقلب.
في الأسماك ، يتشكل قلب من حجرتين بالقرب من جهاز الخياشيم ، ولكن يتم الحفاظ على دائرة واحدة من الدورة الدموية ، كما هو الحال في الحشائش. يقع قلب البرمائيات بشكل أكبر ، بجوار الرئتين ، وهو مكون من ثلاث غرف - أذينان وبطين ، يخرج منه مخروط الشرايين. وهي مقسمة إلى ثلاثة أزواج من الأوعية الدموية: الشرايين الرئوية الجلدية ، والأقواس الأبهري ، والشرايين السباتية ، وتحمل الدم الوريدي ، والمختلط ، والدم الشرياني تقريبًا ، على التوالي. يفسر هذا الفصل من خلال الهيكل الخاص للبطين والصمام الحلزوني في المخروط. في الزواحف ، ينشأ حاجز بين البطينين غير مكتمل في القلب ، ولا يغادر القلب واحدًا ، ولكن ثلاثة أوعية غير مقترنة: من الجانب الأيسر من البطين - القوس الأبهري الأيمن مع الدم الشرياني ، من اليمين - الشريان الرئوي مع الوريد الدم ، من الوسط - قوس الأبهر الأيسر بدم مختلطة.
في الثدييات ، هناك فصل كامل لتدفق الدم الوريدي والشرياني ، ويصبح القلب مكونًا من أربع غرف ، ويتقلص قوس الأبهر الأيمن ، تاركًا اليسار حاملاً دمًا شريانيًا.
يتم وضع قلب الإنسان في العنق ، ثم ينتقل من المنصف الأمامي. رذائل نادرة تتعارض مع الحياة - موضع عنق الرحم للقلب وقلب من غرفتين. أكثر شيوعًا عيوببين الأذينية وبين البطينين أقسام، يصل إلى ثلاث غرف القلب.
في البشر ، كما هو الحال في معظم السلى ، يتم وضع ستة أزواج من الأقواس الشريانية الخيشومية ، ولا تعمل أبدًا في نفس الوقت. الأجزاء اليسرى من القوسين الرابع والرابع محفوظة - الشريان الأورطي والشريان الرئوي. نادرًا ما يتم الحفاظ على النصف الأيمن من القوس الرابع ؛ هذا لا يتجلى سريريًا. لو كلا الجزأين محفوظة.رابعاأقواس، ينموان معًا خلف المريء ، ويضغطان على القصبة الهوائية ، ويتجلى ذلك في انتهاك البلع والاختناق. العيب الأكثر شيوعًا هو الحفاظ على القناة الشريانيةبين الشريان الأورطي الظهري والشريان الرئوي. من خلال القناة ، يتم تصريف الدم الشرياني إلى الدائرة الصغيرة الوريدية. توجد مثل هذه القناة في البرمائيات الذيلية البالغة ؛ وفي الفقاريات الأكثر تطورًا ، يتم طمسها. عيب نادر خروجا عن القلب جذع شرياني واحد(جنيني أولي) ، العيب قاتل. هناك العديد من الحالات الشاذة الأخرى للأوعية الشريانية والوريدية.
PHYLOGENESIS في الجهاز البولي
تؤدي أجهزة الإخراج والتناسل وظائف إفراز منتجات التمثيل الغذائي والتكاثر ، على التوالي ، ولديها علامة تبويب واحدة - nephrotome ، والتي تتشكل في منطقة عنيق الجسيدات وترتبط ارتباطًا وثيقًا بتجويف الجسم الثانوي - اللولب. العضو المُفرز هو الكلى ، التي تمر بثلاث مراحل في تكوين النشوء: الكبر (الرأس ، الكبر) ، الكلية المتوسطة (الجذع) ، الكلى (الحوض). يوجد الكبر في يرقات الأسماك والبرمائيات فقط ، وتوجد الكلية الجذعية في الأسماك البالغة والبرمائيات ، وفي الزواحف والثدييات ، الكلى الحوضية.
مع تطور الكبريتية من نهاية رأس الجسم إلى مجرفة ، تمتد القناة الكلوية ، والتي تنقسم لاحقًا إلى قسمين - الذئاب، الذي يدخل في اتصال مع النيفرون ، و مولرز، التي تشكل قناة البيض ، وتفتح النهاية الأمامية ككل. في الزواحف والثدييات ، تتكون الكلى والحالب من الجزء الذيلية لقناة الذئب ، وفي الذكور أيضًا من القنوات المنوية. يتم تقليص قناة مولر عند الذكور ، وفي الإناث يتشكل الرحم مع الزوائد والمهبل منها. البويضات والجرابيات لها مهبلان ، الرحم وقناة البيض لكل منهما ، وفي البقية تندمج هذه التكوينات في واحد (باستثناء قناة البيض).
تتكون الكلى من النيفرون ، الذي يقوم بتصفية سوائل البيئة الداخلية ، وبالتالي فهي مرتبطة بجهاز الدورة الدموية. تحتفظ كل من الكبريتات والكلية المتوسطة ، التي تحتوي على نيفرون مع كبسولة وكبيبة وعائية ، باتصالها مع اللولب ، بينما يفقد هذا الاتصال تمامًا. للحفاظ على السوائل ، تطول الأنابيب الإخراجية أثناء التطور ، كما يتم تكوين حلقة Henle ، مما يضمن إعادة امتصاص فعالة ليس فقط للماء ، ولكن أيضًا الأملاح والجلوكوز والهرمونات. تحتفظ metanephros من الزواحف بهيكل قطعي ، في الثدييات تضيع ، وتتحرك الكلى إلى أسفل - في الفضاء خلف الصفاق في المنطقة القطنية. في anamnias ، يتم تكوين كليتين فقط في البداية - الأولية والجذع ، والأخير لا يزال يعمل ، في amniotes - ثلاث كليتين ، بينما في البالغين تعمل الكلى الحوضية.
الحالات الشاذة الشائعة تجزئة أو ازدواجية في الكلىوالمسالك البولية وكذلك هبوط الكلى - التهاب الكليةاو هي موقف الحوض.
يتم وضع الأعضاء التناسلية في شكل طيات مزدوجة. في البداية ، يكون للمبيضين بنية جرابية ، والخصيتان أنبوبيتان. يتطور في بعض الأحيان الخنوثة، غالبًا ما توجد في cyclostomes والأسماك ، وهي نادرة جدًا عند البشر (ovotestis). في معظم الثدييات ، تنتقل الغدد التناسلية الذكرية من البطن عبر القناة الأربية إلى كيس الصفن. إذا تم إزعاج هذه الحركة ، الخصيتين- الخصيتين المعلقة.
غالبًا ما يوجد شذوذ في الشخص - الرحم ذو القرنينوكذلك رحم مزدوج. وضع القضيب هو أيضًا غرفة بخار ، في المستقبل تنمو الأساسيات معًا. شذوذ نادر - مضاعفة كاملة للقضيب.
PHYLOGENESIS في الجهاز العصبي
تمتلك معظم الحيوانات متعددة الخلايا نظامين متكاملين - عصبي وغدد صماء. هذا الأخير أقدم من الناحية التطورية ؛ ينفذ تفاعلات تكيفية بطيئة. في الفقاريات اكتسب الجهاز العصبي أهمية كبيرة مما يوفر استجابة سريعة داخل الجسم وعند التفاعل مع البيئة الخارجية.
يتكون الجهاز العصبي للحبليات من الأديم الظاهر ، ويوضع أولاً على شكل صفيحة. ثم يتم تحويله إلى أنبوب فوق الوتر مع تجويف بداخله - القيلة العصبية. يتم توسيع الطرف الأمامي للأنبوب. هنا يتكون الدماغ ، والذي يتكون في الفقاريات البالغة من 5 أقسام - أمامي ، وسيط ، ومتوسط ، وخلفي ، ومستطيل. في الأسماك والبرمائيات ، المنطقة الأكبر والأكثر تكاملاً هي الدماغ المتوسط ، والذي يرتبط بمراكز الرؤية - نوع ichthyopsid من الدماغ. في الزواحف ، يزداد القسم الأمامي ، حيث يتم تطوير الأجسام المخططة بشكل خاص ، والتي تعد أعلى مركز تكامل. على سطح السطح ، تتشكل أساسيات اللحاء القديم - القشرة الأرضية ، أو الأربياليوم. هذا نوع الدماغ sauropsid. في الثدييات ، تظهر قشرة جديدة - القشرة المخية الحديثة ، أو نيوباليوم ، مع بنية معقدة ؛ في الرئيسيات العليا ، تشكل العديد من التلافيف. هذا نوع الدماغ الثديي. هناك صوار بين نصفي الكرة الأرضية. يشمل الدماغ البيني الوطاء والغدة النخامية والغدة الصنوبرية ويتحكم في الوظائف اللاإرادية. يحتوي الدماغ المتوسط على مراكز تحت القشرية للرؤية والسمع. تم تطوير المخيخ جيدًا ، وله قشرته الخاصة ، ويوزع قوة العضلات وينسق الحركات.
في عملية التطور ، يتم تشكيل ثلاث فقاعات دماغية أولاً من السماكة الأمامية - الأمامية والمتوسطة والخلفية. الأمامي مقسم إلى قسمين - الدماغ البيني (1) - الأمامي والدماغ البيني (2) - المتوسط. يتكون الدماغ المتوسط (3) من الدماغ الأوسط. من الخلف - الدماغ الميت (4) - الدماغ المؤخر والنخاع المستطيل (5) - مستطيل. هذه هي مرحلة فقاعات الدماغ الخمس. عند البشر ، في المراحل المبكرة بالفعل ، يبدأ الدماغ الأمامي في التطور بوتيرة أسرع.
الجهاز العصبي مهم جدًا لدرجة أن العديد من تشوهاته لا تتوافق مع الحياة. فيما بينها راكيشيس- إغلاق الأنبوب العصبي بروس الدماغ- تخلف نصفي الكرة المخية والقشرة. في أجريا(غياب التلافيف) ، وكذلك oligogyria و pachygyria(انخفاض في عدد وسماكة التلافيف) يطور قلة القلة الشديدة مع انتهاك العديد من ردود الفعل. عادة ما يموت مثل هؤلاء الأطفال خلال السنة الأولى من العمر.
في اللافقاريات السفلية ، لا توجد أعضاء تنفسية خاصة ؛ يحدث تبادل الغازات من خلال التكامل - التنفس المنتشر. يتميز التمثيل الغذائي للطاقة لهذه الحيوانات بكثافة منخفضة. تطور العديد من اللافقاريات تكيفات تزيد من سطح الجهاز التنفسي في شكل أعضاء تنفسية متخصصة محلية. في الأشكال المائية ، يتم تمثيل أعضاء الجهاز التنفسي بالخياشيم ، في الأشكال الأرضية - عن طريق الرئتين والقصبة الهوائية.كثير من الأنواع تحتفظ في نفس الوقت بالتنفس المنتشر.
وظيفة الجهاز التنفسي في الحبليات السفلية ( لانسيليت) يستحوذ على الجزء الأمامي من الأنبوب المعوي. يوجد في جدران البلعوم 100-150 زوجًا من الثقوب أو الشقوق الخيشومية. أعضاء الجهاز التنفسي هي الحاجز بين الخياشيم ، حيث تمر الأوعية الدموية - الشرايين الخيشومية. الماء ، الذي يمر عبر الشقوق الخيشومية ، يغسل هذه الحواجز وينتشر الأكسجين عبر جدران الشرايين. نظرًا لأن الشرايين الخيشومية للصوص لا تتفرع إلى شعيرات دموية ، فإن السطح الكلي الذي يدخل الأكسجين من خلاله يكون صغيرًا ، وتكون عمليات الأكسدة عند مستوى منخفض. وفقًا لذلك ، يقود lancelet نمط حياة مستقر وسلبي.
تغييرات تدريجية في الجهاز التنفسي ص ص ب تتكون في المظهر على الحواجز بين الفروع للعديد من النواتج الظهارية - خيوط الخيشومية. تشكل الشرايين الخيشومية للأسماك ، على عكس الحشرة الخيشومية ، شبكة كثيفة من الشعيرات الدموية في الخيوط الخيشومية. تحدث الشقوق الخيشومية في الأسماك عن طريق بروز جدار البلعوم. إلى جانب الخياشيم ، تظهر أعضاء تستخدم الأكسجين الجوي في الأسماك ذات الفصوص الزعانف. مثل هذا الجهاز التنفسي الإضافي فيها هو المثانة العائمة ، وهي عبارة عن نواتج كيسية مقترنة للجانب البطني من البلعوم ، وجدرانها غنية بالأوعية الدموية. الفقاعة متصلة بالبلعوم بغرفة قصيرة واسعة.
البرمائيات لديهم القدرة على العيش في ظروف أرضية ، مما أدى إلى زيادة تطوير أعضاء الجهاز التنفسي في الغلاف الجوي في شكل الرئتين والجلد. تتشابه رئتا البرمائيات مع مثانة السباحة للأسماك ذات الزعانف. هما كيسان متصلان بالبلعوم بواسطة حجرة صغيرة للحنجرة والقصبة الهوائية ، وكقاعدة عامة ، تكون جدران الحويصلات الرئوية ملساء ، مع فواصل صغيرة ، ومنطقة التنفس صغيرة. \. الممرات الهوائية متباينة بشكل سيئ. بسبب النمو غير الكافي للرئتين ، فإن العضو التنفسي الرئيسي هو الجلد ، حيث يوجد عدد كبير من الأوعية الدموية الصغيرة والشعيرات الدموية.
جلد الزواحفتوقف عن التنفس ، لأن القشور القرنية السميكة التي تحمي الزواحف من الجفاف تمنع تبادل الغازات ، وتصبح الرئتان العضو التنفسي الرئيسي. يزداد السطح التنفسي لأكياس الرئة بشكل كبير بسبب ظهور عدد كبير من الأقسام المتفرعة على جدرانها ، والتي تمر فيها الأوعية الدموية.
في الوقت نفسه ، لوحظت تغيرات تدريجية في المسالك الهوائية في الزواحف. تتشكل الحلقات الغضروفية في القصبة الهوائية ، وتنقسم ، وتعطي قصبتين. يبدأ تكوين القصبات الهوائية داخل الرئة. تبرز أقسام كبيرة منفصلة في عمق تجويف الرئة ، ولا تترك سوى مدخل مركزي ضيق مجاني. الحواف البعيدة للحاجز مغطاة بظهارة مهدبة ، ويظهر الغضروف في أكبرها. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل جدران القصبات الهوائية.
الثدييات لها رئتان من أكثر الهياكل تعقيدًا. نوع من الشجرة يشبه المتفرعة من القصبات الهوائية هو سمة مميزة. تنقسم القصبات الهوائية الرئيسية إلى عدد كبير إلى حد ما من القصبات الهوائية الثانوية ، والتي بدورها تنقسم إلى قصبات أصغر من الدرجة الثالثة ، والأخيرة تعطي العديد من القصبات الهوائية الصغيرة من الدرجة الرابعة ، وما إلى ذلك ، وأخيرًا ، هناك هي أنابيب رقيقة الجدران - القصيبات. في نهايات القصيبات توجد حويصلات صغيرة مبطنة بالظهارة أو الحويصلات الهوائية. جدران كل سنخ مضفرة بشبكة كثيفة من الشعيرات الدموية ، حيث يحدث تبادل الغازات. يصل عدد الحويصلات الهوائية إلى عدد كبير ، مما يؤدي إلى زيادة سطح الجهاز التنفسي بشكل كبير.
وبالتالي ، فإن الاتجاه الرئيسي لتطور الجهاز التنفسي هو زيادة سطح الجهاز التنفسي ، وعزل الشعب الهوائية.
(56) نبات بيوجيني.في دراسة نشأة القشريات ، لفت ف. مولر الانتباه إلى تشابه بعض أشكال اليرقات الحديثة مع أشكال أسلافها المنقرضة. على أساس هذه الملاحظات ، خلص إلى أن القشريات الحية في مرحلة التطور الجنيني ، كما كانت ، تكرر المسار الذي تم اجتيازه في التطور التاريخي لأسلافها. تحدث تحولات التطور الفردي في التطور ، وفقًا لـ F. Muller ، عن طريق إضافة مراحل جديدة إلى نشوء الوالدين. التكرار في نشوء أحفاد عدة علامات. الأجداد يفسرون من خلال تراكم مثل هذه الامتدادات.
صاغ E. Haeckel قانون الجينات الحيوية الأساسي ، والذي بموجبه يكون التولد هو تكرار قصير وسريع لعلم الوراثة.
تستخدم أمثلة التلخيص كدليل على صحة قانون الوراثة الحيوية. وهي تتكون من تكرار بنية أعضاء الأسلاف البالغين في مراحل معينة من التطور الفردي للأحفاد. وهكذا ، في عملية التطور الجنيني للطيور والثدييات ، يتم وضع الشقوق الخيشومية والتكوينات الهيكلية والأوعية الدموية المقابلة لها. تتوافق العديد من سمات يرقات البرمائيات اللامعة مع تلك الموجودة في البرمائيات الذيلية البالغة. في مرحلة التطور الجنيني البشري ، يتم تمثيل بشرة الجلد أولاً بطبقة أسطوانية أحادية الطبقة ، ثم طبقة متعددة الطبقات غير متقرنة ، ومتعددة الطبقات ضعيفة التقرن ، وأخيراً ، ظهارة كيراتينية نموذجية. تم العثور على الأنواع المقابلة من الظهارة في الحبليات البالغة - الحشائش ، والأسماك العظمية ، والبرمائيات الذيل.
وفقًا لإي.هيكل ، تظهر سمات جديدة ذات أهمية تطورية في مرحلة البلوغ. نظرًا لأن تنظيم أشكال البالغين يصبح أكثر تعقيدًا ، فإن التطور الجنيني يطول بسبب تضمين مراحل إضافية.
علامات أشكال الأسلاف ، التي تكررت في نشوء أحفادهم ، تسمى التمايل بواسطة E.Heckel. يعتمد انتهاك قانون الوراثة الحيوية على تلك التغييرات التي ليس لها أهمية تطورية والتي تنشأ في سياق التطور الفردي تحت تأثير الظروف الخارجية. قد تتكون في تحويل عمليات التطور الجنيني في الوقت المناسب (غير متجانسة) وفي الفضاء (غير متجانسة). إي.هيكل دعا الاضطرابات التي تسببها تكيفات الأجنة لظروف التطور التوليدي و. مثال على التغاير الزمني هو وضع مبكر للجهاز العصبي والتأخير في تكوين الجهاز التناسلي في الفقاريات العليا والبشر مقارنةً بالفقاريات السفلية ، التنظير المغاير هو وضع الرئتين ، وهو تعديل للزوج الخلفي من الأكياس الخيشومية الموجودة على جانبي الأمعاء ، على جانبها البطني ، تكون coenogenesis - السلى ، المشيمة ، السقاء من أجنة الفقاريات الأرضية.
بناءً على قانون الوراثة الحيوية ، اقترح E. Haeckel فرضية نشأة الكائنات الحية متعددة الخلايا. في رأيه ، تلخص مراحل البحار ، البلاستي ، معدة التطور التاريخي ، في نشوء الحيوانات متعددة الخلايا مثل مراحل التوت ، بلاستولا ، غاسترولا.
نظرية التكاثر. تعتبر أعمال A.N.Sphertsov ذات أهمية حاسمة للكشف عن العلاقة بين تطور الجنين وتكوين السلالات. وفقًا لـ A.N. Severtsov ، فإن مصدر التحولات التطورية هي التغييرات التي تحدث في المراحل الأولى من تطور الجنين ، وليس في أشكال البالغين. إذا أدت إلى تطوير سمات مفيدة في مرحلة البلوغ وموروثة ، فإنها تنتقل من جيل إلى جيل وتصبح ثابتة. يتم تضمين هذه الشخصيات في نسالة المجموعة المقابلة من الكائنات الحية. التغييرات الجنينية ، التي تنعكس لاحقًا في بنية الأشكال البالغة ولها أهمية تطورية ، تسمى تكوين النسيج ، وهي من ثلاثة أنواع.
يمكن أن يتغير التطور الجنيني عن طريق تضمين مرحلة إضافية للمراحل الموجودة بالفعل دون تشويه الأخيرة (الابتنائية) ، أو يتم إزعاج مسار التطور الجنيني في الجزء الأوسط منه (الانحراف). يُطلق على الانحراف عن المسار الطبيعي للتطور في بداية التطور الجنيني اسم archallaxis.
كما يمكن رؤيته ، فإن التغييرات في تطور الجنين وفقًا لنوع الابتنائية تفي بقانون الوراثة الحيوية. في هذه الحالة ، يكون التطور الجنيني في الأساس عبارة عن سلسلة من عمليات التلخيص المتتالية. في حالة الانحراف ، يتم ملاحظة الملخصات ، ولكن إلى حد محدود ، وفي حالة الانحراف ، فهي غائبة.
وفقًا لنظرية التطور التطوري ، تشكل التغييرات في المراحل المبكرة من التطور الفردي أساس التحولات التطورية للأعضاء. وبالتالي ، لا يعكس التولد الوراثي فقط مسار تطور الكائنات الحية لنوع معين ، ولكن ، يخضع للتغييرات ، يؤثر على عملية التطور التاريخي لمجموعة معينة من الحيوانات. ويترتب على ما قيل أنه ، بمعنى ما ، يمكن اعتبار نشأة النشوء سببًا لحدوث تطور الجنين (E. Haeckel). في الوقت نفسه ، نظرًا لأن التغيرات الهامة تطوريًا في بنية الأعضاء في حالة البالغين تحدث من خلال التغييرات في التطور الجنيني لهذه الأعضاء ، فإن تطور التطور هو وظيفة التولد (AN Severtsov).
(59) مفهوم الأجناس ووحدة الأنواع بين الناس.تنتمي الإنسانية الحديثة إلى نفس النوع Homo sapiens. تم إثبات ذلك من خلال ولادة ذرية خصبة وكاملة في تقاطعات بين ممثلي المجموعات الإثنوغرافية من السكان التي تختلف اختلافًا حادًا في بعض النواحي. تعتمد وحدة الأنواع البشرية على استنساخ السمات الرئيسية الثلاث لجنس الإنسان - وضع الجسم المستقيم ، وإمساك نوع من الأطراف العلوية ، ووظيفة الكلام المتقدمة ، والتفكير. تلعب هذه السمات دورًا رائدًا في ضمان بقاء جميع البشر وتطورهم. تتميز السمات الهيكلية للجهاز العضلي الهيكلي والدماغ ، والتي تعتمد عليها الحركة ذات قدمين ، ونشاط الأداة ، والتواصل الاجتماعي ، بقدر كبير من التحفظ. يتميز ممثلو المجموعات العرقية الجغرافية المختلفة بنفس الإمكانات الفكرية. في الوقت نفسه ، يعد الإنسان العاقل نوعًا متعدد الأنواع بشكل حاد ، والذي يتجلى في وجود ثلاثة أجناس "كبيرة" من الناس وعدد من المجموعات الأصغر التي تختلف بشكل أساسي في مجموعة من السمات الخارجية.
قم بتخصيص القوقاز (الأوراسي) والأسترالو نيغرويد (الاستوائية) والمنغولية (الأمريكية الآسيوية) "الكبيرة".
يتمتع القوقازيون ببشرة فاتحة أو داكنة ، وشعر مفرود أو مموج ، وشعر وجه متطور ، وأنف بارز ضيق ، وشفاه رقيقة. تتميز المنغولويد بالجلد الفاتح أو الداكن ، والشعر المستقيم ، والخشن في كثير من الأحيان ، والوجه المسطح مع عظام الوجنتين البارزة ، والشق المائل للعينين ، وضوحا "الجفن الثالث" (ملحمة) ، ومتوسط عرض الأنف والشفتين. يمتلك الأسترالو نيغرويد بشرة داكنة ، وشعر مجعد ، وصوفي أو مموج ، وشفاه سميكة ، وأنف عريض ، بارز قليلاً ، مع فتحات أنف عرضية. يختلف ممثلو الأعراق المختلفة في بعض الخصائص الفسيولوجية والكيميائية الحيوية. وبالتالي ، فإن التمثيل الغذائي الأساسي للزنوج ومعظم الشعوب الأخرى في المنطقة الاستوائية أقل من الأوروبيين. في الحالة الأخيرة ، يصل محتوى الكوليسترول في بلازما الدم إلى 4.64 مليمول / لتر ، بينما يبلغ في الحالة الأولى 3.48 مليمول / لتر.
تشير القواسم المشتركة بين السمات البشرية الرئيسية والخط الرئيسي للتطور التاريخي ، وفائدة الأبناء في الزيجات بين الأعراق إلى أن التقسيم إلى أعراق يشير إلى مراحل متقدمة إلى حد ما من تطور أشباه البشر. على أساس البيانات البيوكيميائية والأنثروبولوجية المقارنة ، يُفترض في البداية أن السلالات المنغولية والقوقازية والزنجية قد برزت في البشرية. في وقت لاحق ، ظهرت أوراسيا وأسترالو نيغرويد من الأخير. حدثت هذه الأحداث ، على ما يبدو ، في مرحلة الانتقال من الإنسان القديم إلى الإنسان الحديث.
قبل عصر الاكتشافات الجغرافية العظيمة ، كانت الأجناس "الكبيرة" تتميز بوجود مستوطنة معينة على هذا الكوكب. كان ممثلو العرق المنغولي موجودون في إقليم شمال ووسط وشرق وجنوب شرق آسيا وأمريكا الشمالية والجنوبية ، وسباق أسترالو نيغرويد - في العالم القديم جنوب مدار السرطان ، القوقاز - في أوروبا وشمال إفريقيا ، غرب آسيا ، شمال الهند. العديد من السمات العرقية مناسبة للتكيف في ذلك الجزء من Oikoumene حيث تطورت الأجناس وعاشت لآلاف السنين. وتشمل هذه تصبغ الجلد والشعر الصوفي من Negroids (زيادة مستوى الإشعاع الشمسي) ، الحجم الكبير للتجويف الأنفي للقوقازيين (تأثير الهواء البارد في الشتاء) ، epicanthus ، شق جفني ضيق ، نوع من ترسب الأنسجة الدهنية على وجه المنغولويد (حماية العين من الرياح والغبار وأشعة الشمس المنعكسة من الثلج ومن انخفاض حرارة أنسجة الوجه). يمكن افتراض أن تكوين المجمعات العرقية للسمات حدث تحت تأثير الانتقاء الطبيعي. في الوقت نفسه ، ينبغي تجنب الفهم المبسط للطبيعة التكيفية لمثل هذه المجمعات ككل. يمكن أن تظهر بعض الشخصيات المدرجة في المجمع العرقي بسبب التباين المترابط. وهكذا ، يبدو أن الدور الرئيسي في تطوير الوجه المنغولي المسطح قد تم لعبه من خلال التغييرات الأولية في جهاز المضغ والهيكل العام للهيكل العظمي للوجه. في الاختيار داخل السلالات "الكبيرة" لأنواع ومجموعات مورفولوجية مختلفة ، والتزاوج الجيني ، والتكاثر طويل الأمد في مجموعة سكانية ذات درجة عالية من العلاقات الجينية ، وفيما يتعلق بالشعوب الواقعة على أطراف Oikumene ، يمكن للانجراف الجيني العب دور.
(60) عقيدة المحيط الحيوي.تم تقديم مصطلح "المحيط الحيوي" بواسطة عالم الجيولوجيا الأسترالي E. Suess في عام 1875 للإشارة إلى غلاف خاص للأرض يتكون من مجموعة من الكائنات الحية ، والتي تتوافق مع المفهوم البيولوجي للمحيط الحيوي. بهذا المعنى ، يستخدم المصطلح المحدد من قبل عدد من الباحثين في الوقت الحاضر.
تم صياغة مفهوم التأثير الواسع للحياة على العمليات الطبيعية بواسطة V.V. Dokuchaev ، الذي أظهر اعتماد عملية تكوين التربة ليس فقط على المناخ ، ولكن أيضًا على التأثير المشترك للكائنات الحية النباتية والحيوانية.
طور Vernadsky هذا الاتجاه وطور عقيدة المحيط الحيوي كنظام عالمي لكوكبنا ، حيث يتم تحديد المسار الرئيسي للتحولات الجيوكيميائية والطاقة من خلال المادة الحية. قام بتوسيع مفهوم المحيط الحيوي ليس فقط للكائنات الحية نفسها ، ولكن أيضًا لبيئتها ، مما أعطى مفهوم المحيط الحيوي معنى كيميائيًا حيويًا. كانت معظم الظواهر التي تغير مظهر الأرض على مقياس الزمن الجيولوجي تعتبر في السابق فيزيائية أو كيميائية أو فيزيائية كيميائية بحتة (تآكل ، انحلال ، ترسيب ، تجوية الصخور ، إلخ). أنشأ Vernadsky عقيدة الدور الجيولوجي للكائنات الحية وأظهر أن نشاط الأخير هو أهم عامل في تحول الأصداف المعدنية للكوكب.
يرتبط اسم V. I. قوة. مع الأخذ في الاعتبار المبدأ النظامي لتنظيم المحيط الحيوي ، فضلاً عن حقيقة أن أساس عمله هو دورات المواد والطاقة ، فقد صاغ العلم الحديث المفاهيم البيوكيميائية ، والديناميكية الحرارية ، والحيوية الحيوية ، والمفاهيم السيبرانية للمحيط الحيوي.
المحيط الحيوي هو قشرة الأرض التي تسكنها الكائنات الحية وتتحول بنشاط. وفقًا لـ V. I. Vernadsky ، فإن المحيط الحيوي عبارة عن غلاف توجد فيه الحياة أو كانت موجودة في الماضي والتي تعرضت أو تتعرض للكائنات الحية. وهي تشمل: 1) مادة حية تتكون من مزيج من الكائنات الحية. 2) مادة حيوية يتم إنشاؤها ومعالجتها خلال حياة الكائنات الحية (غازات الغلاف الجوي ، والفحم ، والنفط ، والصخر الزيتي ، والحجر الجيري ، وما إلى ذلك) ؛ 3) مادة خاملة ، تتشكل بدون مشاركة الكائنات الحية (منتجات النشاط التكتوني ، النيازك) ؛ 4) مادة bioinert ، وهي نتيجة مشتركة للنشاط الحيوي للكائنات والعمليات غير الحيوية (التربة).
الهيكل والوظائف ب / ق.المحيط الحيوي هو نظام متعدد المستويات يتضمن أنظمة فرعية بدرجات متفاوتة من التعقيد. يتم تحديد حدود المحيط الحيوي من خلال منطقة توزيع الكائنات الحية في الغلاف الجوي والغلاف المائي والغلاف الجوي. يمر الحد الأعلى للمحيط الحيوي على ارتفاع حوالي 20 كم. وهكذا ، تستقر الكائنات الحية في طبقة التروبوسفير وفي الطبقات السفلى من الستراتوسفير. العامل المحدد للاستقرار في هذه البيئة هو زيادة كثافة الأشعة فوق البنفسجية مع الارتفاع. تموت جميع الكائنات الحية التي تخترق طبقة الأوزون في الغلاف الجوي تقريبًا. يخترق المحيط الحيوي الغلاف المائي إلى أعماق المحيطات بالكامل ، وهو ما يؤكده اكتشاف الكائنات الحية والرواسب العضوية على عمق 10-11 كم. في الغلاف الصخري ، يتم تحديد مساحة توزيع الحياة إلى حد كبير من خلال مستوى تغلغل الماء في الحالة السائلة - تم العثور على الكائنات الحية على عمق حوالي 7.5 كم.
أَجواء.تتكون هذه القشرة بشكل أساسي من النيتروجين والأكسجين. بتركيزات أصغر ، يحتوي على ثاني أكسيد الكربون والأوزون. حالة الغلاف الجوي لها تأثير كبير على العمليات الفيزيائية والكيميائية ، وخاصة البيولوجية على سطح الأرض وفي البيئة المائية. أعظم قيمة للبيولوجية
العمليات لها: الأكسجين الجوي المستخدم في تنفس الكائنات الحية وتمعدن المواد العضوية الميتة ، وثاني أكسيد الكربون المستهلك أثناء عملية التمثيل الضوئي ، وكذلك الأوزون ، الذي يحمي سطح الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الصلبة. خارج الغلاف الجوي ، من المستحيل وجود الكائنات الحية. يمكن رؤية هذا في القمر الذي لا حياة له ، والذي ليس له غلاف جوي. تاريخياً ، يرتبط تطور الغلاف الجوي بالعمليات الجيوكيميائية ، فضلاً عن النشاط الحيوي للكائنات الحية. لذلك ، تشكل النيتروجين وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء أثناء تطور الكوكب بسبب النشاط البركاني إلى حد كبير ، والأكسجين نتيجة لعملية التمثيل الضوئي.
المحيط المائي.يعد الماء مكونًا مهمًا لجميع مكونات المحيط الحيوي وأحد العوامل الضرورية لوجود الكائنات الحية. الجزء الرئيسي منه (95٪) محاط بالمحيط العالمي ، والذي يحتل حوالي 70٪ من سطح الكرة الأرضية. تبلغ الكتلة الإجمالية لمياه المحيطات أكثر من 1300 مليون كيلومتر مكعب. يوجد حوالي 24 مليون كيلومتر مكعب من المياه في الأنهار الجليدية ، ويقع 90٪ من هذا الحجم على الغطاء الجليدي للقارة القطبية الجنوبية. يتم احتواء نفس الكمية من المياه تحت الأرض. تبلغ المياه السطحية للبحيرات حوالي 0.18 مليون كيلومتر مكعب (نصفها مالح) والأنهار - 0.002 مليون كيلومتر مكعب. تصل كمية الماء في أجسام الكائنات الحية إلى حوالي 0.001 مليون كيلومتر مكعب. من الغازات المذابة في الماء ، يعتبر الأكسجين وثاني أكسيد الكربون أهمها. تختلف كمية الأكسجين في مياه المحيطات بشكل كبير حسب درجة الحرارة ووجود الكائنات الحية. يختلف أيضًا تركيز ثاني أكسيد الكربون ، وتزيد الكمية الإجمالية لثاني أكسيد الكربون في المحيط 60 مرة عن تلك الموجودة في الغلاف الجوي. تم تشكيل الغلاف المائي فيما يتعلق بتطور الغلاف الصخري ، والذي أطلق خلال التاريخ الجيولوجي للأرض كمية كبيرة من بخار الماء وما يسمى بمياه الأحداث (الصخرية الجوفية).
ليثوسفير.يتركز الجزء الأكبر من الكائنات الحية التي تعيش داخل الغلاف الصخري في طبقة التربة ، التي لا يتجاوز عمقها عادة عدة أمتار. التربة ، وفقًا لمصطلحات V. I. Vernadsky ، وهي مادة خاملة بيولوجية ، يتم تمثيلها بالمواد المعدنية التي تشكلت أثناء تدمير الصخور والمواد العضوية - نفايات الكائنات الحية.
الكائنات الحية (المادة الحية). في الوقت الحاضر ، تم وصف حوالي 300 ألف نوع من النباتات وأكثر من 1.5 مليون نوع حيواني. من هذه الكمية ، 93٪ أرضية و 7٪ أنواع حيوانية مائية. تشكل المادة الحية بالوزن 0.01-0.02٪ من المادة الخاملة للمحيط الحيوي ، ومع ذلك ، فإنها تلعب دورًا رائدًا في العمليات الكيميائية الجيولوجية الحيوية بسبب عملية التمثيل الغذائي التي تحدث في الكائنات الحية. نظرًا لأن الكائنات الحية تستمد الركائز والطاقة المستخدمة في التمثيل الغذائي من البيئة ، فإنها تحولها بحقيقة أنها تعيش. يبلغ الإنتاج السنوي من المادة الحية في المحيط الحيوي 232.5 مليار طن من المواد العضوية الجافة. خلال نفس الوقت ، على نطاق كوكبي ، يتم تصنيع 46 مليار طن من الكربون العضوي في عملية التمثيل الضوئي.
دورة حيوية.تتمثل الوظيفة الرئيسية للمحيط الحيوي في ضمان تداول العناصر الكيميائية. يتم تنفيذ الدورة الحيوية العالمية بمشاركة جميع السكان
كوكب الكائنات الحية. يتكون من تداول المواد بين التربة والجو والغلاف المائي والكائنات الحية. بفضل الدورة الحيوية ، أصبح الوجود الطويل وتطور الحياة ممكنًا مع الإمداد المحدود من العناصر الكيميائية المتاحة. باستخدام المواد غير العضوية ، تخلق النباتات الخضراء ، باستخدام طاقة الشمس ، مادة عضوية ، يتم تدميرها بواسطة الكائنات الحية الأخرى (الكائنات غير المتجانسة والمستهلكين) بحيث يمكن استخدام منتجات هذا التدمير بواسطة النباتات لتخليق عضوي جديد.
دور مهم في الدوران العالمي للمواد ينتمي إلى دوران الماء بين المحيط والغلاف الجوي والطبقات العليا من الغلاف الصخري. يتبخر الماء وينتقل بواسطة التيارات الهوائية لعدة كيلومترات. يسقط على سطح الأرض في شكل هطول ، يساهم في تدمير الصخور ، مما يجعلها في متناول النباتات والكائنات الحية الدقيقة ، ويؤدي إلى تآكل طبقة التربة العلوية ويتماشى مع المركبات الكيميائية الذائبة فيها وتعليق الجزيئات العضوية في المحيطات والبحار .
دورة الكربون يبدأ بتثبيت ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أثناء عملية التمثيل الضوئي. تستخدم النباتات نفسها جزءًا من الكربوهيدرات المتكونة أثناء عملية التمثيل الضوئي للحصول على الطاقة ، بينما تستهلك الحيوانات جزءًا منها. يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون أثناء تنفس النباتات والحيوانات. تتحلل النباتات والحيوانات الميتة ، ويتأكسد الكربون الموجود في أنسجتها ويعود إلى الغلاف الجوي. تحدث عملية مماثلة في المحيط.
دورة النيتروجين يغطي أيضًا جميع مناطق المحيط الحيوي. على الرغم من أن احتياطياتها في الغلاف الجوي لا تنضب عمليًا ، إلا أن النباتات الأعلى لا يمكنها استخدام النيتروجين إلا بعد دمجه مع الهيدروجين أو الأكسجين. تلعب البكتيريا المثبتة للنيتروجين دورًا مهمًا للغاية في هذه العملية. عندما تتحلل بروتينات هذه الكائنات الدقيقة ، يعود النيتروجين إلى الغلاف الجوي مرة أخرى.
بسبب الدورة الحيوية ، فإن المحيط الحيوي له شيء مؤكد الوظائف الجيوكيميائية:الغاز - الهجرة الحيوية للغازات نتيجة لعملية التمثيل الضوئي وتثبيت النيتروجين ؛ التركيز - تراكم العناصر الكيميائية المنتشرة في البيئة الخارجية بواسطة الكائنات الحية ؛ الأكسدة والاختزال - تحول المواد التي تحتوي على ذرات ذات التكافؤ المتغير (على سبيل المثال ، الحديد والمنغنيز) ؛ البيوكيميائية - العمليات التي تحدث في الكائنات الحية.
استقرار المحيط الحيوي.المحيط الحيوي هو نظام بيئي معقد يعمل في وضع ثابت. يرجع استقرار المحيط الحيوي إلى حقيقة أن نتائج نشاط ثلاث مجموعات من الكائنات الحية تؤدي وظائف مختلفة في الدورة الحيوية - المنتجون (ذات التغذية الذاتية) والمستهلكون (الكائنات غيرية التغذية) والمحللات (تمعدن المخلفات العضوية) - متوازنة بشكل متبادل . لا تستبعد حالة التماثل الساكن للمحيط الحيوي قدرته على التطور.
(61) التطور ب / ث.لفترة طويلة من وجود كوكبنا ، كانت العوامل الرئيسية التي تؤثر على تطور الغلاف الحيوي هي العمليات الجيولوجية والمناخية. ترتبط بتطور الكائنات الحية.
ظهرت الكائنات الحية الأولى - بدائيات النوى - في العصر الآرشي. كانت لاهوائية تتلقى الطاقة من خلال التخمير. استخدموا المواد العضوية من أصل أحيائي كغذاء.
بمرور الوقت ، بدأت المواد العضوية ذات الأصل غير الحيوي تجف في المحيط البدائي. أدى ظهور الكائنات ذاتية التغذية ، وخاصة النباتات الخضراء ، إلى توفير مزيد من التوليف المستمر للمواد العضوية من خلال استخدام الطاقة الشمسية. وهكذا ، تم إنشاء شرط أساسي لمزيد من التطوير والتعقيد لأشكال الحياة.
مع ظهور عملية التمثيل الضوئي ، تباعد العالم العضوي إلى جزأين مختلفين في طريقة التغذية. بفضل ظهور نباتات التمثيل الضوئي ذاتية التغذية ، بدأ الماء والغلاف الجوي في التخصيب بالأكسجين الحر. حدد هذا مسبقًا إمكانية ظهور كائنات هوائية قادرة على استخدام أكثر كفاءة للطاقة في عملية الحياة. من بين هذه الكائنات ، يمكن أن تظهر كائنات متعددة الخلايا.
أدى تراكم الأكسجين في الغلاف الجوي إلى تكوين طبقة الأوزون في طبقاته العليا ، والتي لا تسمح بدخول الأشعة فوق البنفسجية الضارة. مهد هذا الطريق لكائنات حية (أحادية الخلية بشكل أساسي) للهبوط على الأرض ، والتي حدثت في العصر الكمبري.
أتاح ظهور نباتات التمثيل الضوئي الوجود والتطور التدريجي للكائنات غيرية التغذية. ملأت الحياة موائل مختلفة.
في منتصف حقبة الحياة القديمة ، استقر محتوى الأكسجين في الغلاف الجوي عند حوالي 20٪. اكتسب المحيط الحيوي توازنًا ديناميكيًا في أنشطة ثلاث مجموعات من الكائنات الحية التي تؤدي وظائف مختلفة في تداول المواد في الطبيعة - المنتجون (autotrophs) والمستهلكون (غيرية التغذية) والمحللات التي تمعدن المادة العضوية. بفضل هذا ، تم تأسيس حالة التماثل الساكن للمحيط الحيوي.
مع ظهور المجتمع البشري في تاريخ المحيط الحيوي ، ظهر عامل قوي جديد ، مساوٍ في تأثيره للعمليات الجيولوجية العظيمة. هذا العامل (النشاط البشري) إلى حد ما يزعج توازن الغلاف الحيوي.
(62) رجل وب / ق.مع ظهور الإنسان ، اكتسب المحيط الحيوي صفة جديدة. في البداية ، لم يختلف تأثير الإنسان على البيئة عن تأثير الكائنات الحية الأخرى. تمت استعادة وسائل العيش التي يستخرجها الإنسان من الطبيعة بطريقة طبيعية ، ودخلت منتجات نشاطه الحيوي في التداول العام للمواد. لم ينزعج توازن الغلاف الحيوي. بمرور الوقت ، أدى النمو السكاني والاستخدام المتزايد باستمرار للموارد الطبيعية من قبل المجتمع البشري إلى عامل بيئي قوي أدى إلى تعطيل التوازن السابق في المحيط الحيوي.
في المرحلة الحالية من وجود كوكبنا ، يقوم الإنسان بأكبر التحولات في المحيط الحيوي. حرث الأراضي الشاسعة ، وقطع الغابات ، وإنشاء مستوطنات كبيرة ومؤسسات صناعية ، واستخراج المعادن ، وبناء القنوات ، والخزانات ، وتغيير مجاري الأنهار ، وزراعة الغابات ، يغير الإنسان الطبيعة بشكل كبير. يؤثر نشاطها على المناخ والتضاريس وتكوين الغلاف الجوي والأنواع والتركيب العددي للنباتات والحيوانات. أدى استخدام الطاقة الذرية ، وخاصة اختبار الأسلحة الذرية ، إلى تراكم المواد المشعة في الهواء والمحيطات.
استخراج وحرق الفحم والنفط والغازات من الأعماق ، واستخراج الخام وصهر المعادن النقية ، وخلق السبائك والمواد الاصطناعية التي لم تكن موجودة في الطبيعة ، وعناصر كيميائية جديدة ، وفي النهاية تشتت منتجات نشاطهم ، يعزز الشخص بشكل كبير هجرة العناصر. خلال وجود الجنس البشري ، كانت الكتلة الإجمالية للكائنات الحية تتناقص ؛ على مدى 300 عام الماضية ، انخفضت الكتلة الحيوية للكوكب بنحو الربع.
توصل Vernadsky إلى استنتاج مفاده أن البشرية تشكل معًا قشرة جديدة للأرض - نووسفير(غرام. العقل) ، أي مجال الحياة الذكية.
تنقسم الموارد الطبيعية إلى موارد لا يمكن الاستغناء عنها ومتجددة. الأول يشمل المعادن ، واحتياطياتها محدودة. ترتبط الثروة المتجددة بالنشاط الحيوي للكائنات الحية. ولكن مع الاستخدام غير العقلاني ، يتم استنفادها أيضًا ، مما قد يؤدي إلى تغييرات لا يمكن إصلاحها في المحيط الحيوي. نتيجة للنشاط البشري غير العقلاني ، تم إبادة العديد من أنواع الحيوانات والنباتات فقط خلال القرون القليلة الماضية. في كثير من الأحيان ، تحرم الهياكل الهيدروليكية الأسماك من فرصة الوصول إلى مناطق التفريخ. النفايات الصناعية النقية بشكل غير كاف ، عندما يتم إطلاقها في المسطحات المائية ، تدمر الكائنات الحية فيها. تؤدي إزالة الغابات دون مراعاة تكاثرها إلى ضحالة الأنهار وتآكل التربة. انخفاض مساحة الغابات ، وتزايد مساحة المحاصيل المزروعة التي تتبخر كمية كبيرة من المياه ، ونمو المدن والطرق وغيرها من المناطق ذات الطلاء الذي يمنع تغلغل المياه في التربة ، يؤدي إلى لاستنزاف التربة بالماء ، مما يجعل من الصعب على النباتات أن تنمو. في الوقت نفسه ، يتزايد الطلب على المياه. واجهت البشرية مشكلة توفير المياه العذبة.
هناك أيضًا مشكلة في كمية الأكسجين في الغلاف الجوي. لم يعد الغطاء النباتي للكوكب لديه الوقت لتجديد الغلاف الجوي بالأكسجين الحر. لذلك ، إذا أخذنا في الاعتبار أن البشرية تزيد من استهلاك الأكسجين سنويًا بنسبة 5 ٪ ، ثم بعد 165 عامًا
سيصل تكوينه في الغلاف الجوي إلى حد حرج للوجود البشري. غالبًا ما تكون البيئة (الغلاف الجوي والمياه السطحية والجوفية والتربة) ملوثة بالنفايات الناتجة عن المؤسسات الصناعية.
الحروب عامل مهم في التأثير على البيئة. نتيجة لاستخدام المواد الكيميائية العسكرية في فيتنام من قبل الجيش الأمريكي ، تم تدمير ما يصل إلى 25٪ من الغابات في جنوب فيتنام ، وأدى تراكم المطفرات والمواد المسخية في البيئة إلى زيادة ولادة الأطفال ذوي الحالات الشاذة. .
في الوقت الحاضر ، تواجه البشرية مسألة إمكانية حدوث أزمة بيئية ، أي مثل هذه الحالة من البيئة ، عندما تصبح غير مناسبة للحياة بسبب التغييرات التي حدثت فيها.
يؤدي النشاط البشري إلى تغييرات إيجابية وسلبية في المحيط الحيوي. وتشمل العوامل الإيجابية إنشاء أنواع جديدة عالية الإنتاجية من النباتات المستزرعة ، وسلالات الحيوانات ، وسلالات الكائنات الحية الدقيقة ، والتربية الاصطناعية للأسماك في البحار والمحيطات العالمية ، وإنشاء التكوينات الحيوية الثقافية ، وما إلى ذلك من مصايد الأسماك ؛ تلوث المياه والغلاف الجوي / والتربة بالنفايات الصناعية والزراعية والمنزلية ، والحرث غير العقلاني الذي يؤدي إلى التعرية ، وما إلى ذلك. بطبيعة الحال ، يجب الحد من الآثار السلبية على المحيط الحيوي.
يستلزم النمو السريع للسكان والتنمية المكثفة للصناعة استخدامًا متزايدًا لموارد الحياة البرية. في الوقت نفسه ، غالبًا ما يؤدي الاستهلاك غير العقلاني للموارد الطبيعية إلى انتهاك التوازن البيولوجي في بعض المجتمعات وحتى إلى نضوبها وموتها. في هذا الصدد ، من الضروري معرفة الموارد العالمية للمحيط الحيوي من أجل تطوير أكثر الطرق عقلانية لاستخدامها. لهذا الغرض ، في عام 1964 ، تم إنشاء منظمة خاصة - البرنامج البيولوجي الدولي (IBP) لمدة 8 سنوات. كانت مهمتها تحديد الإنتاجية البيولوجية للمجتمعات النباتية والحيوانية البرية والمائية الطبيعية والتي من صنع الإنسان.
أظهرت دراسة الموارد البيولوجية الطبيعية للكوكب أن سوء التغذية لجزء كبير من البشرية لا ينتج حاليًا عن فقر الموارد الطبيعية ، ولكنه نتيجة للنمط الرأسمالي لإنتاج وتوزيع المنتجات. تظهر الحسابات أن المستوى الحالي لتكنولوجيا الإنتاج الزراعي يمكن أن يوفر تغذية كافية للسكان ، وعددهم أكبر بعدة مرات من اليوم.
بالإضافة إلى ذلك ، بفضل تطور العلوم (التكنولوجيا الزراعية ، الاختيار) ، سيزداد غلة المحاصيل الزراعية بشكل حاد في السنوات القادمة. إن الانتقال من صيد الأسماك وسكان المحيط الآخرين إلى الزراعة الاصطناعية للكائنات البحرية أمر واعد. ستكون هذه مساهمة مهمة في حل مشكلة الغذاء العالمية.
(63) المفاهيم الأساسية لعلم البيئة.الكائنات الحية التي تعيش في مناطق مع مجموعة متنوعة من ظروف الموائل تعاني من تأثير هذا الأخير ولها تأثير على البيئة. يتم دراسة أنماط العلاقات بين الكائنات الحية وبيئتها ، وقوانين التطور ووجود التكوينات الحيوية ، والتي هي معقدات من تفاعل المكونات الحية وغير الحية في أجزاء معينة من المحيط الحيوي ، بواسطة علم بيولوجي خاص علم البيئة.
تتجلى الأنماط البيئية على مستوى الفرد ، ومجموعة من الأفراد ، والتكاثر الحيوي (المجتمع) ، والتكاثر الحيوي. التكاثر الحيوي (مجتمع الكائنات الحية) هو ارتباط محدود مكانيًا للنباتات والحيوانات المتفاعلة ، حيث تهيمن أنواع معينة أو عامل مادي. لذلك ، فإن موضوع علم البيئة هو علم وظائف الأعضاء وسلوك الكائنات الحية الفردية في الموائل الطبيعية (علم البيئة الذاتية) ، والخصوبة ، والوفيات ، والهجرة ، والعلاقات غير المحددة (ديناميات السكان) ، والعلاقات بين الأنواع ، وتدفقات الطاقة ودورات المواد (علم البيئة).
تشمل الطرق الرئيسية لعلم البيئة الملاحظات الميدانية ، والتجارب في الظروف الطبيعية ، ونمذجة العمليات والمواقف التي تحدث في التجمعات السكانية والتنوعات الحيوية باستخدام تكنولوجيا الكمبيوتر.
الأربعاء- هذه هي المجموعة الكاملة من العناصر التي تعمل على الفرد في موطنه. يُطلق على عنصر البيئة القادر على ممارسة تأثير مباشر على كائن حي على الأقل في إحدى مراحل التطور الفردي عامل بيئي. وفقًا لتصنيف عام وملائم ، يتم تقسيم العوامل البيئية إلى حيوية وغير حيوية ، على الرغم من أن هذا التقسيم مشروط إلى حد ما. يمكن ، على سبيل المثال ، تنظيم درجة حرارة العامل اللاأحيائي من خلال التغيرات في حالة مجموعة الكائنات الحية. لذلك ، عندما تنخفض درجة حرارة الهواء إلى أقل من 13 درجة مئوية ، يزداد النشاط الحركي للنحل ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة في الخلية إلى 25-30 درجة مئوية. مع الأخذ في الاعتبار الجوهر الاجتماعي للشخص ، والذي يتجلى في موقفه النشط تجاه الطبيعة ، فمن المستحسن أن يميز الإنسان أيضًا العوامل البيئية. مع نمو السكان والمعدات التقنية للبشرية ، فإن نسبة العوامل البيئية البشرية تتزايد باطراد.
وفقا لتصنيف آخر ، هناك أساسيو العوامل البيئية الثانوية الدورية وغير الدورية.واجهت الحياة عمل العوامل الأولية في المراحل الأولى من التطور. وتشمل هذه درجة الحرارة ، والتغير في موقع الأرض بالنسبة للشمس. بفضلهم ، نشأت الدورية اليومية والموسمية والسنوية للعديد من العمليات البيولوجية في التطور. العوامل الدورية الثانوية هي مشتقات من العوامل الأولية. على سبيل المثال ، يعتمد مستوى الرطوبة على درجة الحرارة ، لذلك في المناطق الباردة من الكوكب ، يحتوي الغلاف الجوي على كمية أقل من بخار الماء. تعمل العوامل غير الدورية على الكائن الحي أو السكان بشكل عرضي وفجائي. وتشمل هذه العناصر عناصر الطبيعة - ثوران بركاني ، إعصار ، صاعقة ، فيضان ، بالإضافة إلى مفترس يتفوق على الضحية ، وصياد يصيب هدفًا.
يتم التعبير عن تبادل الغازات ، أو التنفس ، في امتصاص الجسم للأكسجين من البيئة (الماء أو الغلاف الجوي) وإطلاق ثاني أكسيد الكربون في الأخير باعتباره المنتج النهائي لعملية الأكسدة التي تحدث في الأنسجة ، والتي بسببها الطاقة اللازمة من أجل الحياة أفرج عنه. يمتص الجسم الأكسجين بعدة طرق ؛ يمكن وصفها بشكل أساسي على أنها: 1) التنفس المنتشر و 2) التنفس المحلي ، أي عن طريق أعضاء خاصة.
منتشر التنفسيتكون من امتصاص الأكسجين وإطلاق ثاني أكسيد الكربون عن طريق كامل سطح الغطاء الخارجي - تنفس الجلد - والغشاء الظهاري للأنبوب الهضمي - التنفس المعوي ، أي بدون أعضاء مهيأة خصيصًا لهذا الغرض. هناك طريقة مماثلة لتبادل الغازات هي سمة لبعض أنواع الحيوانات البدائية متعددة الخلايا ، مثل الإسفنج والديدان المعوية والديدان المفلطحة ، ويرجع ذلك إلى افتقارها إلى نظام الدورة الدموية.
وغني عن البيان أن التنفس المنتشر متأصل فقط في الكائنات التي يكون حجم الجسم فيها صغيرًا ، وسطحها واسع نسبيًا ، حيث من المعروف أن حجم الجسم يزداد بما يتناسب مع مكعب نصف القطر ، و السطح المقابل - فقط لمربع نصف القطر. لذلك ، مع وجود حجم كبير من الجسم ، فإن طريقة التنفس هذه غير كافية.
ومع ذلك ، حتى مع وجود نسب حجم إلى سطح مناسبة أكثر أو أقل ، لا يزال التنفس المنتشر غير قادر دائمًا على إرضاء الكائنات الحية ، نظرًا لأنه كلما ظهر النشاط الحيوي بقوة ، يجب أن تستمر عمليات الأكسدة في الجسم.
مع مظاهر الحياة المكثفة ، على الرغم من صغر حجم الجسم ، من الضروري زيادة منطقة تماسه مع البيئة المحتوية على الأكسجين ، والأجهزة الخاصة لتسريع تهوية الجهاز التنفسي. يتم تحقيق زيادة في مساحة تبادل الغاز من خلال تطوير: أجهزة تنفسية خاصة.
تختلف أعضاء الجهاز التنفسي الخاصة بشكل كبير في تفاصيل البناء والموقع في الجسم. بالنسبة للحيوانات المائية ، فإن هذه الأعضاء هي الخياشيم والحيوانات الأرضية والقصبة الهوائية في اللافقاريات والفقاريات والرئتين.
التنفس الخيشومي.الخياشيم خارجية وداخلية. تمثل الخياشيم الخارجية البدائية نتوءًا بسيطًا للنسل الزغبي للجلد ، مزودًا بكثرة بالأوعية الشعرية. تختلف مثل هذه الخياشيم في بعض الحالات قليلاً في وظيفتها عن التنفس المنتشر ، كونها مرحلتها الأعلى فقط (الشكل 332-أ ، 2). عادة ما يتركزون في الأجزاء الأمامية من الجسم.
تتكون الخياشيم الداخلية من طيات الغشاء المخاطي للقسم الأولي من الأنبوب الهضمي بين الشقوق الخيشومية (الشكل 246-25 ؛ 332-7). تشكل tsokrov المتاخمة للجلد المتفرعة وفيرة في شكل بتلات مع عدد كبير من الأوعية الدموية الشعرية. غالبًا ما يتم تغطية الخياشيم الداخلية بطية خاصة من الجلد (غطاء الخياشيم) ، حيث تعمل الحركات التذبذبية على تحسين ظروف التبادل وزيادة تدفق الماء وإزالة الأجزاء المستخدمة منه.
تعتبر الخياشيم الداخلية من سمات الفقاريات المائية ، ويكون تبادل الغازات فيها معقدًا بسبب مرور أجزاء من الماء إلى الشقوق الخيشومية عبر تجويف الفم وحركات غطاء الخياشيم. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تضمين الخياشيم في الدورة الدموية. كل قوس خيشومي له أوعية خاصة به ، وبالتالي ، في نفس الوقت ، يتم إجراء تمايز أعلى في الدورة الدموية.
بالطبع ، مع طرق تبادل الغازات الخيشومية ، يمكن أيضًا الحفاظ على تنفس الجلد ، ولكنه ضعيف جدًا لدرجة أنه ينخفض إلى الخلفية.
في وصف البلعوم الفموي للجهاز الهضمي ، قيل بالفعل أن جهاز الخياشيم هو أيضًا سمة لبعض اللافقاريات ، على سبيل المثال ، نصف الحبليات والحبليات.
تنفس الرئة- طريقة مثالية للغاية لتبادل الغازات ، تخدم بسهولة الكائنات الحية للحيوانات الضخمة. إنها سمة من سمات الفقاريات الأرضية: البرمائيات (ليست في حالة اليرقات) ، الزواحف ، الطيور والثدييات. ينضم عدد من الأعضاء ذات الوظائف الأخرى إلى عملية تبادل الغازات المركزة في الرئتين ، ونتيجة لذلك تتطلب طريقة التنفس الرئوي تطوير مجموعة معقدة جدًا من الأعضاء.
عند مقارنة أنواع التنفس المائية والبرية في الفقاريات ، يجب مراعاة أحد الاختلافات التشريحية المهمة. أثناء التنفس الخيشومي ، تدخل أجزاء من الماء إلى الفم البدائي واحدة تلو الأخرى ويتم إطلاقها من خلال الشقوق الخيشومية ، حيث يتم استخراج الأكسجين منها بواسطة أوعية طيات الخياشيم. وبالتالي ، فإن جهاز التنفس الخيشومي للفقاريات يتميز بمدخل وعدد من المنافذ. أثناء التنفس الرئوي ، يتم استخدام نفس الفتحات لإدخال الهواء وإزالته. ترتبط هذه الميزة ، بالطبع ، بالحاجة إلى امتصاص ودفع أجزاء من الهواء لتهوية أسرع لمنطقة تبادل الغازات ، أي مع الحاجة إلى توسيع الرئتين وتقلصهما.
يمكن افتراض أن أسلاف الفقاريات البعيدة والأكثر بدائية كان لها أنسجة عضلية مستقلة في جدران المثانة الهوائية تتحول إلى ضوء ؛ مع تقلصاتها الدورية ، يتم دفع الهواء خارج المثانة ، ونتيجة لتمددها ، تم جمع أجزاء جديدة من الهواء بسبب مرونة جدران المثانة. تهيمن الأنسجة المرنة ، إلى جانب الغضاريف ، كدعم في الجهاز التنفسي.
في المستقبل ، مع زيادة النشاط الحيوي للكائنات الحية ، أصبحت آلية حركات الجهاز التنفسي هذه غير كاملة بالفعل. في تاريخ التطور ، تم استبداله بقوة مركزة إما في تجويف الفم والجزء الأمامي من القصبة الهوائية (البرمائيات) ، أو في جدران الصدر وتجويف البطن (الزواحف والثدييات) في شكل جزء متمايز بشكل خاص من عضلات الجذع (عضلات الجهاز التنفسي) وأخيراً الحجاب الحاجز. تطيع الرئة حركات هذا الجهاز العضلي ، وتتوسع وتتقلص بشكل سلبي ، وتحتفظ بالمرونة اللازمة لذلك ، بالإضافة إلى جهاز عضلي صغير كجهاز مساعد.
يصبح تنفس الجلد ضئيلًا لدرجة أن دوره يتقلص إلى الصفر تقريبًا.
يرتبط تبادل الغازات في الرئتين في الفقاريات الأرضية ، وكذلك في الفقاريات المائية ، ارتباطًا وثيقًا بالجهاز الدوري من خلال تنظيم الدورة الدموية المنفصلة أو التنفسية أو الصغيرة.
من الواضح تمامًا أن التغييرات الهيكلية الرئيسية في الجسم أثناء التنفس الرئوي تنخفض إلى: 1) زيادة في اتصال منطقة عمل الرئتين بالهواء ، و 2) اتصال قريب جدًا وليس أقل اتساعًا بين هذه المنطقة مع الشعيرات الدموية رقيقة الجدران في الدورة الدموية.
تتحدث وظيفة الجهاز التنفسي - لتمرير الهواء إلى قنواته العديدة لتبادل الغازات - عن طبيعة بنائه في شكل نظام أنابيب مفتوح ومفتوح. وتتكون جدرانها ، بالمقارنة مع الأنبوب المعوي اللين ، من مادة داعمة أكثر صلابة. في أماكن على شكل نسيج عظمي (تجويف أنفي) ، وبشكل رئيسي في شكل نسيج غضروفي ومرن بسهولة ، ولكن سرعان ما يعود إلى الأنسجة الطبيعية المرنة.
الغشاء المخاطي للجهاز التنفسي مبطن بظهارة مهدبة خاصة. فقط في مناطق قليلة يتم تغييره إلى شكل مختلف وفقًا للوظائف الأخرى لهذه المناطق ، على سبيل المثال ، في منطقة حاسة الشم وفي أماكن تبادل الغازات نفسها.
في جميع أنحاء الجهاز التنفسي الرئوي ، هناك ثلاث مناطق غريبة تجذب الانتباه. من بين هؤلاء ، يعمل التجويف الأولي - الأنف - للهواء المدرك ، والذي يتم فحصه هنا من أجل الرائحة. القسم الثاني - الحنجرة - هو جهاز لعزل الجهاز التنفسي عن الجهاز الهضمي أثناء مرور غيبوبة الطعام عبر البلعوم ، لإصدار الأصوات ، وأخيراً لإنتاج صدمات السعال التي تخرج المخاط من الجهاز التنفسي. القسم الأخير ، الرئتين ، هو عضو للتبادل المباشر للغازات.
بين التجويف الأنفي والحنجرة يوجد تجويف البلعوم المشترك مع الجهاز الهضمي ، وبين الحنجرة والرئة يمتد القصبة الهوائية أو القصبة الهوائية. وبالتالي ، يتم استخدام الهواء المار من خلال مناطق التوسع الموصوفة في ثلاثة اتجاهات مختلفة: أ) إدراك الروائح ، ب) أجهزة لإصدار الأصوات ، وأخيراً ، ج) تبادل الغازات ، وآخرها هو الرئيسي.