Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
12 Глава 20
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
Рис. 20.6. Схема взаимного расположения мальпигие-вых трубочек и пищеварительного тракта у клопа Rhodnius.
Некоторые насекомые, живущие в очень сухой среде и потребляющие обезвоженную пищу, способны поглощать воду из воздуха, если его относительная влажность выше определенного уровня, например 90% для личинок мучного хру-
_Экскреция и осморегуляция 13
щака (Tenebrio) и 70% для клещей домашней пыли {Dermatophagoides).
Проблема потери воды с экскретами решается с помощью особых выделительных органов, называемых мальпигиевыми сосудами (трубочками), которые образуют и выводят почти нерастворимый катаболит мочевую кислоту.
Мальпигиевы сосуды — это слепые трубчатые ответвления задней кишки. Они расходятся в брюшке и омываются гемолимфой (кровеносная система насекомых незамкнутая, т. е. «кровь» заполняет полость тела — гемоцель, — непосредственно контактируя со всеми внутренними органами). Число сосудов зависит от вида животного. У некоторых их всего пара, у других — несколько сотен, у кровососущего клопа Rhodnius — четыре (рис. 20.6). Мальпигиевы сосуды осы изображены на рис. 20.7. Они бывают длинными и тонкими или короткими и компактными, но во всех случаях именно они выводят экскреты в заднюю кишку у ее границы со средней.
Воздушный мешок
Рис. 20.7. Мальпигиевы сосуды у осы. Эти слепые трубчатые ответвления задней кишки представляют собой специализированные выделительные органы.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
14
Глава 20
У малышгиевых сосудов различают два отдела — верхний сегмент (дальше от кишки), образованный одним слоем клеток, и нижний сегмент. Первый поглощает жидкость из гемолимфы. Когда эта жидкость проходит по сосуду, клетки нижнего сегмента с микроворсинками на его внутренней поверхности поглощают воду и различные соли, в том числе кристаллический осадок мочевой кислоты. Содержимое сосудов выводится в заднюю (прямую) кишку, где смешивается с непереваренными частицами пищи. Ректальные железы, расположенные в стенке прямой кишки, осуществляют обратное всасывание воды из экскрементов и из суспензии мочевой кислоты, и в результате из организма выводятся совершенно сухие экскременты в виде шариков.
20.3.4. Пресноводные рыбы
У рыб органами выделения и осморегуляции служат жабры и почки. Жабры контактируют с окружающей средой и проницаемы для воды, азотистых экскретов и солей. Они обладают большой поверхностью, облегчающей эффективный газообмен, но создающей определенные трудности для осморегуляции, особенно в пресной воде.
У пресноводных костистых рыб внутренняя среда представляет собой более концентрированный раствор, чем среда их обитания. И если наружный покров из чешуи, покрытых слизью, относительно непроницаем, то внутрь тела путем осмоса поступает значительное количество воды через высокопроницаемые жабры, и через них же теряются соли. Жабры служат также орга-
Осмотический потенциал менее отрицательный (более высокий водный потенциал)
соли
РАЗВЕДЕННАЯ МОЧА Большой объем сильно разбавленной мочи, содержащей аммиак
нами выделения таких конечных продуктов азотистого обмена, как аммиак. Для поддержания стационарного состояния жидкостей внутренней среды пресноводные рыбы должны постоянно выводить много воды (рис. 20.8). Они делают это, образуя большое количество сильно разведенной мочи (с более высоким, чем у крови, водным потенциалом), в которой содержится аммиак и ряд других растворенных веществ. Количество мочи, выделяемой за сутки, может составлять до одной трети всей массы тела. Потеря солей с мочой возмещается за счет электролитов, получаемых с пищей и за счет активного поглощения их из окружающей воды особыми клетками, находящимися в жабрах.
20.3.5. Общие принципы водного баланса
Для нормального функционирования клеток в организме животного необходимо стационарное состояние внутриклеточной жидкости. Гоме-
Питье: 1450 мл
—
Пища: 800 мл
Рис. 20.8. Выделение и осморегуляция у пресноводной костистой рыбы.
Испарение из легких при выдохах: 400 мл
Испарение пота с поверхности тела: 600 мл
Моча: 1500 мл
Фекалии: 100 мл
ВСЕГО: 2600 мл
Рис. 20.9. Суточный водный баланс человека.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
Таблица 20.3. Механизмы сохранения воды у наземных животных двух групп — насекомых и млекопитающих
Животные Механизмы и приспособления
Насекомые Непроницаемая кутикула; тра-
хеи и дыхальца; мальпигиевы сосуды; мочевая кислота как азотистый экскрет; клейдоические яйца
Млекопитающие Ороговевшая кожа и волосы; ги-(включая человека) пертоническая моча, содержащая мочевину; живорождение; поведенческие реакции на избыток тепла; ограниченная зона обитания; физиологическая толерантность к обезвоживанию
остатический обмен водой между клетками, тканевой жидкостью, лимфой, плазмой крови и окружающей средой представляет проблему и для водных, и для наземных организмов. Водные формы теряют или получают воду путем осмоса через все проницаемые участки поверхности тела в зависимости от того, каково окружение — гипотоническое или гипертоническое. Наземные организмы сталкиваются с проблемой потери воды и для поддержания стационарного водного баланса используют разнообразные механизмы, перечисленные в табл. 20.3. Такое стационарное состояние достигается за счет сбалансированности между отдачей воды и ее получением, как показано на рис. 20.9.
