Ewolucja ukł. pokarmowego, oddechowego, krwionośnego, szkieletowego

Ukł. Pokarmowy
-ryby- przewód pokarmowy ma budowę typową dla przeciętnego kręgowca. Ryby pobierają zróżnicowany pokarm, stąd np. u drapieżników wyróżniamy liczne zęby. Ryby nie wydzielają śliny i nie posiadają umięśnionego języka. Pokarm przechodzi bez obróbki do krótkiego przełyku i dalej do żołądka. Jelita ryb mięsożernych są krótkie, u roślinożernych tworzą dość liczne pętle. Dla ryb chrzęstnoszkieletowych charakterystyczny jest spiralny fałd w jelicie środkowym, zwiększający powierzchnię trawienia i wchłaniania. Szczególną cechą u ryb kostnoszkieletowych jest rozwinięty uchyłek przełyku- pęcherz pławny- narząd hydrostatyczny.
-płazy- dorosłe osobniki chwytają i połykają pokarm w całości. Zęby stożkowate lub haczykowate są przyrośnięte do kości- u form uzębionych. Do bezzębnych zaliczmy np. ropuchy. Otwór gębowy prowadzi do jamy gębowo-gardzielowej. Uchodzą do niej także nozdrza wewnętrzne, trąbka Eustachiusza oraz przewody wyprowadzające gruczołów śluzowych. Te dwa ostatnie twory pojawiły się po raz pierwszy-ma to związek z lądowym trybem życia. Jama gębowa nie jest oddzielona od jamy nosowej podniebieniem wtórnym. Z krótkiej gardzieli wychodzi przełyk prowadzący do słabo wykształconego żołądka. Następnie pokarm przechodzi do dwunastnicy i dalszej części poskręcanego jelita cienkiego. Jelito cienkie kończy się specjalnym fałdem oddzielającym je od jelita prostego- to uchodzi do steku.
-gady- w jamie gębowej węży i jaszczurek znajduje się długi i ruchliwy język. Spełnia on rolę czucia i dotyku, smaku oraz węchu. Do jamy ustnej wchodzą gruczoły ślinowe, a u części węży i jednego rodzaju jaszczurek gruczoły jadowe. Żołądek większości gadów jest dobrze rozwinięty, ponieważ nie potrafią one skutecznie rozdrabniać pokarmu. Gady roślinożerne posiadają dobrze rozwinięte jelito ślepe. Wszystkie gady posiadają kloakę.
-ptaki- wielki sukces ewolucyjny u ptaków to zdolność wykorzystywania różnorodnych pokarmów. Brak zębów spowodował, że dziób służy do pobierania pokarmu- całych porcji, albo rozszarpanych szczątek. Brak uzębienia jest bardzo niekorzystny dla ptaków, dlatego ogromną rolę spełnia żołądek- ma budowę dwuczęściową. W pierwszej części intensywnie wydzielane są soki trawienne- żołądek gruczołowy. Druga jest silnie umięśniona- w niej odbywa się miażdżenie i rozcieranie pokarmu- żołądek mięśniowy. U wielu gatunków- przełyk uległ rozszerzeniu w wole, gdzie ma miejsce wstępne rozmiękczani pokarmu. Niektóre ptaki połykają drobne kamienie (gastrolity), które spełniają w żołądku funkcję rozcierania pokarmu. Długość jelita ptaków zależy od pokarmu. Jelito zawsze kończy się w steku (kloace). Jest to rozwiązanie klasycznie gadzie- do kloaki uchodzą moczowody i nasieniowody (u samic lewy jajnik)
-ssaki- odżywiają się bardzo zróżnicowanym pokarmem. Wynika to z tego, że posiadają bardzo sprawny aparat obróbki pokarmowej. Przewód pokarmowy u ssaka zaczyna się jamą gębową otoczoną umięśnionymi wargami. Wtórne podniebienie kostne oddziela jamę gębową od jamy nosowej. Umożliwia to niezależne żucie pokarmu i oddychanie. W jamie gębowej znajduje się heterodontyczne uzębienie i mięsisty język. Połykany pokarm- zwilżony wydzieliną ślinianek- trafia do rury przełyku, a stamtąd do żołądka (czterokomorowego-żwacz, czepiec- znajdują się tutaj liczne bakterie i orzęski zdolne do trawienia celulozy; ksiąg, trawieniec) z niego przechodzi do dwunastnicy, do której uchodzą wydzieliny trzustki i wątroby. Dalsze trawienie oraz wchłanianie odbywają się w jelicie cienkim. W jelicie grubym ma miejsce resorpcja wody i formowanie mas kałowych. Przewód pokarmowy kończy się odbytnicą. U wielu kręgowców roślinożernych na granicy jelita środkowego i tylnego jest uchyłek- jelito ślepe- w nim odbywa się trawienie symbiotyczne.
Ukł. Krwionośny
Ukł. Krwionośny wszystkich kręgowców jest zamknięty. Oznacza to, że krew nie wylewa się do jam ciała, ale krąży w systemie naczyń krwionośnych, zwanych żyłami i tętnicami. Tętnice wyprowadzają krew z serca, żyły zaś doprowadzają krew do serca. Naczynia włosowate są łącznikami między żyłami a tętnicami, pośredniczą w wymianie gazów i składników odżywczych oraz produktów przemiany komórkowej między krwią a komórkami ciała.
-ryby- zamknięty, jednoobiegowy. Występuje w nim zawsze jednoprzepływowe serce typu żylnego. Jest ono unerwione przez włókna autonomicznego ukł. Nerwowego, które przesyłają impulsy zwalniające rytm pracy serca. Serce ryb chrzęstnoszkieletowych zbudowane jest z czterech pęcherzyków: zatoki żylnej, przedsionka, mięsistej komory i stożka tętniczego. W sercu ryb kostnoszkieletowych występują natomiast: zatoka żylna, przedsionek, mięsista komora i opuszka tętnicza. W rzeczywistości ta ostatnia jest tylko zgrubieniem tętnicy. System krążenia ryb jest bardzo sprawny, jednak masa krwi ryb jest mniejsza niż u płazów, podobnie jak ilość naczyń w mięśniach. Kurczące się rytmicznie serce przetłacza krew do przodu, do krótkiej tętnicy skrzelowej( w stożku albo opuszce tętniczej umieszczone są zastawki zapobiegające cofaniu się krwi). Odgałęzienia tętnicy skrzelowej - łuki naczyniowe- przetłaczają krew do sieci naczyń włosowatych listków skrzelowych. Utleniona krew trafia do korzeni aorty i rozprowadzana jest po całym ciele. Wraca żyłami głównymi, łączącymi się w przewody Cuviera oraz żyłą wątrobową.
-płazy- oddychanie płucne wymagało wyodrębnienia się małego krwiobiegu. W ten sposób dokonała się istotna zmiana o charakterze aromorfozy- nastąpiło rozdzielenie krwiobiegu na mały (krążenie płucne) i duży (krążenie wielkie). W przedsionku powstała przegroda dzieląca go na dwie części - prawą i lewą. Zatoka żylna zmieniła swoje połączenie i uchodzi do prawego przedsionka, natomiast żyła płucna uchodzi tylko do lewego przedsionka. Podczas skurczu komory nieutleniona krew z prawego przedsionka pierwsza wchodzi do aorty a potem do odgałęziających się od niej tętnic płucnych. Krew utleniona z lewego przedsionka opuszcza komorę pod koniec jej skurczu i nie może wejść do tętnic płucnych, bo są one wypełnione krwią, która napłynęła już poprzednio. Ponieważ w komorze następuje mieszanie się krwi, może ona wielokrotnie przejść przez serce nim dokona pełnego obiegu w organizmie. U płazów i gadów w procesie ewolucji rozwija się przegroda w komorze i stożku. U płazów, w skutek zaniku skrzeli, z tętnic i żył łuków skrzelowych powstały połączenia aorty brzusznej i grzbietowej, zwane łukami aorty, zaś cały obieg krwi, tak jak u ryb, stał się obiegiem dużym. Funkcje oddechowe przejęły głównie płuca, powstał drugi obieg krwi - mały, czyli płucny. Krew po każdym przejściu przez naczynia włosowate wraca do serca, by tam uzyskać nowe przyspieszenie. Ceną tego udoskonalenia jest mieszanie się krwi w jednej komorze serca. Krew wracająca z płuc jest natleniona stosunkowo słabo, gdyż jest mieszaniną krwi, która zostawiła tlen w różnych narządach wewnętrznych ciała oraz krwi, która płynęła przez naczynia skórne i tam pobrała znaczną ilość tlenu
-gady- komora serca u gadów dzieli się na dwie części. Większość współczesnych gadów ma niecałkowitą przegrodę międzykomórkową. Jedynie komory serca krokodyli oddzielone są zupełnie. We wszystkich sercach gadów widoczne jest dość znaczne zredukowanie zatoki żylnej. Ukł. Krążenia gadów jest dwuobiegowy, a jego konstrukcja wskazuje wyraźnie na pochodzenie od płazów. Krew utleniona w naczyniach włosowatych gąbczastych płuc gada wraca do serca żyłami płucnymi, uchodzącymi do lewego przedsionka. Z niego krew zasobna w tlen dostaje się przez lewy otwór przedsionkowo-komorowy do lewej części komory. Skurcz tej ostatniej wypycha krew do prawej i lewej aorty . w zasadzie obie aorty zawierają krew utlenowaną. Krew wraca do serca żyłami głównymi oraz żyłą wątrobową. Naczynia te uchodzą do niewielkiej zatoki żylnej, stamtąd do prawego przedsionka i dalej do prawej części komory. Skurcz komory wtłacza krew odtlenowaną do pnia płucnego, który rozgałęzia się na dwie tętnice płucne prowadzące do płuc. Serce gadów jest bardziej sprawne, silniejsze niż płazów- gdyż krew się mniej miesza.
Serce ptaków i ssaków jest już całkowicie podzielone na części prawą i lewą. Przegroda międzykomórkowa jest zupełna i nie pozwala na mieszanie krwi prawego z krwią lewego serca. Zanikła stożek tętniczy, dając tylko podstawę dla aorty i tętnic płucnych. Kompletny rozdział na prawe i lewe zmusza krew do dwukrotnego przejścia przez serce na jedno okrążenie ciała, w wyniku czego krew w aorcie ptaków i ssaków zawiera więcej tlenu, niż u kręgowców niższych. Dzięki temu, że tkanki ciała utrzymują więcej tlenu, może być utrzymywany wyższy poziom przemiany materii, umożliwiający tym samym utrzymanie stałej i dość wysokiej temperatury ciała (stałocieplność). Ptaki i ssaki mogą utrzymywać stałą wysoką temperaturę ciała, także w zimnym środowisku. U ptaków funkcjonuje prawy łuk aorty, mamy mniejsze krwinki; a u ssaków lewy łuk aorty- mamy mniejsze serce.
Ukł. Oddechowy
-ryby- ryby oddychają skrzelami opartymi na łukach skrzelowych. Na każdym łuku wachlarzowato rozpięte są dwa rzędy bogato unaczynionych i pofałdowanych listków skrzelowych, tworzących powierzchnię oddechową. Skrzela osadzone są parzyście po bokach jamy gardzielowej. Skrzela ryb kostnoszkieletowych umieszczone są we wspólnym zagłębieniu jamy skrzelowej i przykryte wieczkiem skrzelowym, które chroni skrzela i wspomaga ich przemywanie. Występuje tutaj zasada przeciwprądu- krew płynie w przeciwnym kierunku aniżeli woda, co pozwala na znaczne nasycenie krwi tlenem. U ryb występuje pęcherz pławny, który pełni funkcje hydrostatyczną. Ryby chrzęstnoszkieletowe nie posiadają pęcherza pławnego.
-płazy- płazy są zasadniczo zwierzętami płucodysznymi. Płuca płazów są parzystymi, cienkościennymi workami. Tylko u bezogonowych powierzchnia zwiększa się dzięki sfałdowaniom przegród pierwotnych. U prymitywnych gatunków może dochodzić do całkowitej lub częściowej redukcji wewnętrznego systemu oddechowego. Uwolniona od łuskowego, a wcześniej kostnego, pancerza skóra mogła przejąć część funkcji oddechowych. Larwy płazów są skrzelodyszne. W przypadku płazów ogoniastych skrzela zewnętrzne zachowują się niekiedy przez całe życie. Zaletą tych rozwiązań jest duża sprawność oddechowa w wodzie i w mikrośrodowisku bezpośrednio z nią sąsiadującym. Jednak w warunkach lądowych powierzchniom oddechowym i skórze grozi nieustanne wysychanie. Oddychanie przez skórę ogranicza rozmiar ciała.
-gady- skóra gadów kompletnie nie jest przystosowana do wymiany gazowej, stąd koniecznym staje się powiększenie powierzchni wymiany gazowej oraz usprawnienie mechaniki przewietrzania płuc. U prymitywnej hatterii są one dość podobne do płazich, chociaż posiadają już dobrze widoczne przegrody pierwotne. Wyżej uorganizowane gady maja płuca podzielone przegrodami na gąbczaste komory pęcherzykowe. Dlatego ich płuca nazywamy gąbczastymi. Krokodyle i gekony posiadają ponadto silne mięśnie krtani i dzięki temu mogą wydawać dźwięki. Skurcze specjalnych mięśni oddechowych oraz sprężystość elementów szkieletu klatki piersiowej gadów powodują rytmiczne zasysanie i wyciskanie powietrza w płucach. Mechanizm ten jest znacznie sprawniejszy niż wentylacja płuc u płazów.
-ptaki- składa się z jamy nosowej, krtani, tchawicy, płuc i 9 worków powietrznych, które są przedłużeniami oskrzeli i wypełniają jamę ciała między narządami wewnętrznymi. Przy wdechu powietrze wchodzi do płuc i do największych worków (brzusznych i piersiowych), przy wdechu powietrze z tychże worków przechodzi do płuc. Przednie worki, tzw. Wydechowe, wsysają przy wdechu odtlenione powietrze z płuc a przy wydechu wypychają je na zewnątrz. Worki powietrzne usprawniają utlenianie krwi i umożliwiają oddychanie w czasie lotu, gdy klatka piersiowa jest unieruchomiona. Jednocześnie worki wypełnione powietrzem zmniejszają ciężar ciała ptaka. W locie wdechy i wydechy zsynchronizowane są wymachami skrzydeł.
-ssaki- zaczynają się parą nozdrzy, które prowadzą do jamy nosowej. Powietrze wdychane przez nos wchodzi następnie przez gardło do krtani zbudowanej z chrząstek, która od góry zasłonięta jest w czasie przełykania pokarmu nagłością: wewnątrz krtani znajdują się fałdy błony śluzowej, tzw. Struny głosowe, wibrujące pod wpływem przechodzącego powietrza. Krtań przechodzi bezpośrednio w tchawicę, rurkowaty przewód, o ścianie wzmocnionej chrząstkowymi pierścieniami. Tchawica rozdziela się na dwa oskrzela, prowadzące do płuc. W płucach oskrzela dzielą się na coraz drobniejsze oskrzeliki, zakończone pęcherzykami płucnymi, bogato unaczynionymi. Dzięki takiej budowie, płuca maja bardzo dużą powierzchnię oddechową. Wypełniają one prawie całą klatkę piersiową; na zewnątrz pokryte są cienką osłoną, zwaną opłucną, składającą się z dwóch błon; zewnętrzna tzw. Opłucna ścienna wyścieła klatkę piersiową, wewnętrzna przylega bezpośrednio do płuc i nazywa się opłucną płucną. Wentylacja płuc ssaków opiera się na rytmicznych ruchach klatki piersiowej. Tylko u ssaków oddychanie wspomaga dodatkowo błona mięśniowa- przepona.
Szkielet
-ryby- mamy szkielet kostny i chrząstkowy; u chrząstnoszkieletowych mamy strunę grzbietową. U kostnych kręgosłup ochrania rdzeń leżący w kanale utworzonym z górnych łuków kręgów- maja one ostre wyrostki ościste skierowane ku górze. W rozwoju zarodka kręgi formują się dokoła struny grzbietowej, której resztki można znaleźć u ryby dorosłej pomiędzy kręgami. W części tułowiowej, do kręgów przymocowane są żebra. Prócz żeber występują jeszcze cienkie ości, leżące wśród mięśni. Czaszka połączona jest z kręgosłupem nieruchomo. Składa się ona z części mózgowej, stanowiącej zamkniętą puszkę i z części trzewiowej, w skład której wchodzą kości szczęk i pokryw skrzelowych. Szkielet płetw parzystych odpowiada pasowi barkowemu i miednicowemu. W pasie barkowym znajdujemy kość łopatkową i kruczą oraz kości promieniste, na których osadzone są kostne promienie płetw. Pas miednicowy jest zredukowany, występują tam tylko dwie kostki, na których umocowane są promienie płetwy.
-płazy- czaszka płazów powstaje tak jak u ryb, z połączenia trzewio- i mózgoczaszki. Tendencja zrastania się szczęki górnej z puszką mózgową. W szczęce dolnej od strony stawu żuchwowego występuje chrząstka stawowa i to ona współtworzy zawieszenie żuchwy (poprzez kość kwadratową przyrośnięta do mózgoczaszki). Dzieje się tak, ponieważ górna część kości gnykowo-żuchwowej przeszła do jamy ucha środkowego, gdzie utworzyła pierwszą kostkę słuchową- strzemiączko. Umożliwia to lepsze słyszenie w warunkach środowiska lądowego. Czaszka płazów jest ażurowa, zwracamy uwagę na spłaszczenie grzbieto-brzuszne czaszki, duże oczodoły i mała objętość mózgoczaszki. w kręgosłupie płazów zwiększyła się liczba odcinków, kręgi uległy pewnemu zróżnicowaniu. W odcinku szyjnym jest tylko pojedynczy kręg- dźwigacz. Ma on dwie powierzchnie stawowe, które zestawiają się z kłykciami potylicznymi czaszki. Dzięki temu płazy mogą wykonywać ruchy głowy w górę i dół. W odcinku tułowiowym kręgosłupa znajduje się 7 kręgów. Skrócenie tego odcinka u bezogonowych wiąże się ze skróceniem tułowia i skaczącym trybem życia. Wyrostki porzeczne kręgów zrastają się tu nieruchomo ze zmniejszonymi, uwstecznionymi żebrami, które nigdy nie sięgają do mostka. Odcinek krzyżowy tworzy kręg krzyżowy, z którym łączą się wydłużone kości biodrowe. Ostatni odcinek tworzy kość ogonową, która powstała przez zlanie się kręgów ogonowych. Od tyłu urostyl łączy się z obręczą miednicową, co wzmacnia połączenie szkieletu osiowego z kończynami tylnymi.
-gady- szkielet składa się z kręgosłupa, w którym nie ma śladu struny grzbietowej. Dwa pierwsze kręgi przystosowane są do poruszania głową. Czaszka jest kostna, żuchwa łączy się z mózgoczaszką za pośrednictwem kości kwadratowej. W szczękach występują zęby. W mózgoczaszce charakterystyczny jest otwór ciemieniowy. W pasie barkowym występują łopatki, nadłopatki, kości krucze i obojczyki, w pasie miednicowym zrośnięte kości biodrowe, kulszowe i łonowe. Kończyny przednie i tylne są pięciopalczaste. W przedramieniu i w podudziu występują dwie kości: w pierwszym przypadku łokciowa i promieniowa, w drugim piszczelowa i strzałkowa. Czaszka gadów łączy się z kręgosłupem jednym kłykciem potylicznym. Mamy dźwigacz i obrotnik- zapewnia to pełna ruchliwość głowy. Kręgosłup gadów dzieli się na pięć odcinków: szyjny, piersiowy, lędźwiowy, krzyżowy i ogonowy. Trzony kręgów gadów współczesnych są najczęściej przodowklęsłe. Dzięki temu węże i jaszczurki mogą esowato wyginać ciało na boki.
-ptaki- szkielet u ptaków jest lekki, gdyż kości długie są pneumatyczne, czaszka mała-cechuje ja duża szerokość oraz cienkie sklepienie ; duże oczodoły- o zrośniętych kościach bez szwów. W kręgosłupie ruchome są tylko kręgi szyjne, środkowe kręgi piersiowe zrośnięte są w całości, ostatni krąg piersiowy wraz ze wszystkimi kręgami lędźwiowymi i krzyżowymi zrasta się w kość lędżwiowo-krzyżową. Klatka piersiowa ma budowę mocną, żebra składają się z dwóch odcinków: grzbietowego i brzusznego, połączonych ze sobą ruchomo. Prócz tego odcinki grzbietowe mają haczykowate wyrostki, zachodzące na następne żebro. Silnie rozwinięty mostek zaopatrzony jest w duży grzebień, do którego przymocowane są mięśnie poruszające skrzydła. Pas barkowy składa się z wydłużonych łopatek, silnie rozwiniętych kości kruczych i zrośniętych ze sobą obojczyków- w kształcie „V”. Mamy również grzebień mostka- miejsce przyczepu silnych mięśni skrzydeł. Skrzydło ptaka jest organem homologicznym, w budowie kończyny przedniej ssaka i szkieletu występują te same kości, tylko niektóre ich części są silnie przeobrażone. Liczba kości nadgarstka i śródręcza jest zredukowana, kości palców są słabo rozwinięte. Pas miednicowy składa się z wydłużonej miednicy, w której wyróżnia się kości biodrowe, kulszowe i łonowe. Miednica nie tworzy zamkniętego pierścienia, co umożliwia ptakom składanie dużych jaj okrytych twardą skorupą. W szkielecie kończyn tylnych wyodrębnia się kość udową, zrośnięte kości goleni, kość skokową powstałą z kości stępu i śródstopia oraz kostki palców.
-ssaki- układ kostny jest podstawa przymocowanie mięśni i określa kształt i symetrię ciała. W skład szkieletu wchodzą kości, połączone ze sobą nieruchomo lub ruchomo za pomocą stawów. Osiowe położenie w szkielecie zajmuje kręgosłup, złożony z kręgów- kości różniących się szczegółami w różnych odcinkach kręgosłupa ale składających się zasadniczo z tych samych części- trzonu i łuku kręgowego. Taka budowa kręgów powoduje, że w kręgosłupie tworzy się rodzaj kanału, w którym leży delikatny rdzeń. Na odcinek szyi składa się 7 kręgów. Na pierwszym kręgu zwanym dźwigaczem wspiera się czaszka, następnie krąg- obrotnik bierze udział w bocznych ruchach głowy. Dalszy odcinek stanowią kręgi piersiowe, występujące w różnej liczbie u różnych gatunków, połączone płaskimi kośćmi- żebrami. Żebra łączą się od przodu ciała z płaską kością- mostkiem, ograniczając zarówno z nim, jak i z kręgami piersiowymi przestrzeń zwaną klatką piersiową chroniącą organy wewnętrzne takie jak płuca i serce. Za kręgami piersiowymi wyróżnia się kręgi lędźwiowe; kilka następnych kręgów zrasta się w kość krzyżową. Kręgosłup kończy się różną liczbą drobnych kręgów ogonowych. Czaszka zbudowana z licznych kości ściśle ze sobą spojonych, chroni mózg, znajdujący się e jej górnej części. W czaszce widać oczodoły, a miedzy nimi kość nosową. Poza tym w skład czaszki wchodzą kości szczęki górnej i żuchwa, łącząca się z czaszką za pomocą stawu. W szczęce osadzone są zęby. W przedniej części kręgosłupa znajduje się pas barkowy, składający się z dwóch obojczyków i dwóch kości łopatkowych. Pas barkowy łączy z kręgosłupem przednie (lub górne) kończyny. W tylnej lub dolnej części kręgosłupa znajduje się pas miednicowy zbudowany z kości biodrowej, kulszowej i łonowej, z którą łączą się kończyny tylne- lub dolne. Szkielet kończyny przedniej składa się z kości ramieniowej, 2 kości przedramienia (łokciowa, promieniowa), kości nadgarstka, śródręcza i palców. Na szkielet kończyny tylnej składa się kość udowa, łącząc asie z miednicą stawem biodrowym, kości podudzia (piszczelowa, strzałkowa), kości stępu, śródstopia i palców. Udo łączy się z podudziem stawem kolanowym, w którym występuje rzepka. Długie kości kończyny mają wewnątrz kanał wypełniony szpikiem. Rozróżniamy kończyny- stopochodne, palcochodne, kopytochodne.