Подтип Позвоночные как наиболее успешная группа Хордовых: Часть 2

Видео

Конспект

Механизм дыхания у позвоночных животных также претерпевает ряд изменений. Дыхание преимущественно через покровы у позвоночных животных практически невозможно, так как кожа становится толстой, в ней появляются защитные структуры, что блокирует возможность кожного газообмена. Бесчелюстные животные пошли путем расширения каждой жаберной щели. У них формируется 7 складчатых жаберных мешков, которые связаны с дыхательной трубкой. Вода, содержащая кислород, может поступать в глотку через ротовое отверстие и выходить затем наружу через жаберные мешки. Однако, если ротовое отверстие чем-то занято, то жаберные мешки вентилируются через наружные жаберные отверстия. У челюстноротых позвоночных животных более сложная структура: на стенках жаберных перегородок возникают структуры, которые получили название жаберных лепестков - тонкие складки слизистой, пронизанные большим количеством кровеносных капилляров. В стенках жаберных лепестков проходит газообмен. Это более продвинутая система, чем у бесчелюстных, потому что можно увеличить число жаберных лепестков, увеличить их длину, тем самым увеличив площадь газообмена.

Для осуществления процесса дыхания необходимо формирование специальных скелетных структур. Крайне важной структурой скелета является череп, защищающий головной мозг. Начиная с бесчелюстных животных череп состоит из двух частей: нейрокраниума (=мозговой череп) и спланхнокраниум (=висцеральный череп). Нейрокраниум окружает головной мозг, формирует мозговую капсулу и выполняет защитную функцию. Спланхнокраниум - это та часть черепа, которая будет поддерживать пищеварительную и дыхательную систему в их передней части.

Самым примитивным нейрокраниум можно обнаружить у современных бесчелюстных. Нейрокраниум бесчелюстных не имеет крыши черепа, сверху он открыт, но защищен соединительнотканным чехлом. Через отверстие в задней стенке спинной мозг выходит из нейрокраниума. У челюстноротых животных нейрокраниум сплошной, состоит из хрящевой ткани, в нем есть большое затылочное отверстие, из которого выходит спинной мозг. Нейрокраниум не разделяется на отдельные элементы, а также он неподвижен для максимально эффективной защиты головного мозга.

К нейрокраниуму прикреплен висцеральный аппарат, который поддерживает пищеварительную и дыхательную систему. У бесчелюстных этот висцеральный аппарат состоит из двух неравноценных частей. Есть небольшое количество хрящей, которые поддерживают околоротовую воронку, а также жаберная решетка. Мышцы, которые окружают эту жаберную корзинку, могут ее деформировать и сдавливать: жаберная решетку за счет работы мышц сжимается, она давит на жаберные мешки, вода из них выходит наружу через наружные жаберные отверстия. Далее эта жаберная решетка расправляется за счет упругости хрящей, она растягивает лежащие под ней жаберные мешки. Они увеличиваются в объеме и заполняются водой либо через ротовое отверстие и глотку, либо через наружные жаберные отверстия. Таким образом у бесчелюстных активный выдох и пассивный вдох. Висцеральный аппарат у челюстноротых представлен набором висцеральных дуг. Эти дуги одним концом крепятся к заднему краю нейрокраниума, другими концами срастаются друг с другом.

Когда висцеральные дуги растягиваются и расправляются, увеличивается объем глотки. Когда дуги поджимаются ближе к черепу и к позвоночнику, объем глотки уменьшается, и вода из нее выталкивается через жаберные щели наружу. Это очень эффективный механизм дыхания, который позволяет существовать крупным и очень активным рыбам.