MINISTERUL ÎNVĂȚĂMÂNTULUI GH. NÂSTĂSESCU ZOE PARTIN BIOLOGIE Manual pentru clasa a X-a MINISTERUL ÎNVĂȚĂMÂNTULUI Prof. univ. dr. GH. NĂSTĂSESCU Prof. gr. I. ZOE PARTIN BIOLOGIE BIOLOGIE ANIMALĂ Manual pentru clasa a X-a EDITURA DIDACTICĂ ȘI PEDAGOGICĂ R.A - BUCUREȘTI I PRINCIPALELE GRI PE DE ANIMALE - caracterizare generală - Marea bogăție faunistică a fost ordonată în unități sistematice, SOîKKpiXtKÎKXHixi xxxtanx •Precizați unitățile de clasificare a plantelor îm ațate în clasa a IX-a! Aceleași unități sistematice sunt folosite și în clasificarea animalelor. Regnul animal cuprinde două subregnuri subregnul protozoare; subrcgnul metazoare. SUBREGNUL PROTOZOARE Subregnul protozoare cuprinde o singură încrengătură - protozoare. Din încrengătura protozoare (Protozoa) fac parte organismele unicelulare, micro- scopice, eucariote, ca euglena, amiba, plasmodiul. parameciul. Ele populează diferite medii de viață: apele marine, salmastre (mai puțin sărate), dulci, unele fiind simbionte sau parazite. Celula protozoarelor - organismul întreg - îndeplinește toate funcțiile vitale întâlnite la animalele pluricelulare. Protozoarelc cuprind patru clase: flagelate, rizopode, sporozoare și ciliate 1. Clasa flagelate include protozoare libere, parazite sau simbionte. marine și de apă dulce, prevăzute cu unul sau mai mulți flageli cu ajutorul cărora se deplasează. Nutriția este autotrofa și heterotrofa, iar înmulțirea, asexuată și sexuată • Pe baza celor învățate în clasa a IX-a. arătați particularitățile structurale și funcționale ale euglenei! Alte flagelate sunt parazite. Astfel, tripanozomcle. răspândite în zonele Africii Centrale, trăiesc în sângele și lichidul cefalorahidian al omului producând boala- somnului. Tripanozoma este transmisă prin înțepătura muștei țe-țe. Giardia (fig. 1) pa- razitează ficatul și intestinul omului, producând boala numită giardioză. Infestarea se face cel mai adesea prin intermediul fructelor și legumelor nespălate, pe care se pot afla giardii închistate. Unele protozoare din apele dulci sunt coloniale ca. de exemplu, grupul coanofla- gelatelor, Codonosiga (fig. 2) și Proterospongia (fig. 3). Prevăzute cu guleraș și flagel, au o importanță științifică, deosebită demonstrând evoluția animalelor de la formele unicelulare, la cele pluricelulare. La Proterospongia există două feluri de indivizi: la exteriorul coloniei se află indivizii flagelați, cu rol de mișcare, iar în interior, cei nefla- gelați. cu rol în nutriție. 3 Kg- 1. Giardia. 4 2. Clasa rizopode cuprinde ani- male care populează mediul marin, de apă dulce, salmastru și solul umed; unele sunt parazite. Au proprietatea de a emite pseudopode cu rol în locomoție și în capturarea hranei prin fagocitoză. Unele rizopode (Mastigamoeba, fig. 4) prezintă pseudopode, dar și un flagel. Foraminiferii (fig. 5, a) și ra- diolarii (fig. 5. b) trăiesc în mediul moartea organismelor are loc depune- rea învelișului pe fundul mărilor, moartea organismelor are loc depuner- ea învelișului pe fundul mărilor, formându-se sedimente calcaroase (creta) sau roca silicioasă numită radiolarit. Fig. 4. Mastigamoeba. 3. Clasa sporozoare include specii parazite care produc boli grave la animale și om. întrucât în ciclul lor evolutiv formează spori cu care rezistă condițiilor mediului extern, se numesc sporozoare. Dintre acestea, mai important este plasmodiul - malariei, care trăiește parazit în sângele omului, producând malaria. Menționați care este transmițătorul acestei boli! Babesiile, descoperite de savantul român Victor Babeș. îmbolnăvesc vitele comute. Transmițătorul bolii este căpușa. Speciile din genul Nosema produc boli grave larvelor fluturelui de mătase, iar coccidiile parazitează păsările și iepurii. 4. Clasa ciliate cuprinde animale libere în apele dulci, sahnastre, sărate și în nisipuri umede, parazite și simbionte. Au ca organite de mișcare cili, membrane etc. Structura ciliatelor se caracterizează printr-o organizare mai complexă a corpu- lui. Astfel, ingerarea hranei și eliminarea produșilor nefolositori nu se mai fac pe toată suprafața corpului, ci numai prin anumite regiuni. De asemenea, există doi nudei: unul mare (macronucleu) și altul mic, micronucleu, cu rol deosebit în reproducerea sexuată. Parameciul este consumator de bacterii, care contribuie la menținerea condițiilor favorabile pentru viața celorlalte specii din mediul său (lacuri, bălți), constituind, totodată, hrana puietului de pește. 5 Fig. 5. Nevertebrate și cordate inferioare: .. foraminifer; b-radiolar; c-Sycon; d planarie; e- Nereis; f-Chiton; g miriapod; h stea de mare; i - arici de mare, j Balanoglossus; k - ascidie; 1 - Amfioxus. 6 SUBREGNUI ME TAZOARE Metazoarele sunt animale pluricelulare, având corpul format din celule și țesuturi specializate structural și funcțional. Dezvoltarea individuală (ontogenetică) a m e t a z o a- r e 1 o r începe cu celula-ou, celulă diploidă, provenită din contopirea a doi gârneți de sex opus (celule haploide). După fecundație, când există condițiile necesare pentru dez- voltare, aceasta începe să se dividă imediat (fig. 6). Prin diviziuni mitotice succesive, celula-ou dă naștere la o masă sferică de celule, numită morulă, cu aspectul unei mure. Segmentarea continuând, celulele rezultate se dispun într-un strat extem,alcătuind blas- todermul cu o cavitate centrală (blastocel), plină cu lichid, formând blastula. Celulele continuă să se dividă, iar o parte a peretelui blastulei se turtește și se adâncește din ce în ce mai mult în blastocel. Astfel, blastocelul se micșorează, formându-se o pătură externă de celule, ectodermul, și alta internă, endodernud. Endodermul mărginește o cavitate internă, arhenteronul (intestinul primitiv), cu o singură deschidere, numită blastopor. Această formațiune se numește gastrulă. Deci, morula, blastula și gastrula sunt principalele stadii în formarea embrionului Spongierii și celenteratele se află în stadiul de gastrulă (cu două straturi celu- lare); de aceea se numesc animale didermice (diplohlaste). începând cu viermii, structura metazoarelor se complică prin formarea celei de-a treia foițe embnonare - mezodermul - intercalată intre ectoderm și endoderm. Aceste metazoare se numesc tridermice (Iriploblaste), La tripoblastele primitive (viermii lăți), mezodermul formează un țesut compact, parenchimuL care umple spațiul dintre organe. Aceste metazoare constituie grupul triploblastelor acelomate, deoarece mezodermul nu formează cavitatea generală, numită ce lom. La triploblastele evoluate (de la viermii inelați și până la mamifere) celulele mezodcrmului formează pereții celomului. Aceste metazoare sunt reunite în grupul tri- ploblastelor celomate. în celom sunt situate organele interne. Prin apariția cavității Blastula Blasfoderm Gastrulă mezodermici Morulă Endoderm -Anhenteron Ectoderm Ectoderm Arhenteron Fig. 6. Segmentarea celulei-ou la metazoare. Tub neural Coarda dorsala Celom 7 celomice, lichidul din interiorul corpului exercită un rol din ce în ce mai important in procesele de nutriție, respirație, excreție etc., constituind un mediu intern deosebit de cel extern. Un caracter important în xXXXXX triploblasteXx îl constituie și originea orificiu- lui bucal La triploblastele inferioare (viermi, moluște, artropode), orificiul bucal își are originea în blastopor; ele se numesc protostomieni * La triploblastele superioare (de la cchinoderme la vertebrate) orificiul bucal se formează la polul opus blastoponilui, acesta dând naștere la anus. Aceste metazoare se numesc deuterostoniieni. Prin diferențierea celulelor, din cele trei foițe embrionare rezultă țesuturile și or- ganele embrionului. TEMĂ - Analizați figura 7 și rețineți componentele rezultate din fiecare foiță embrionară? Sistem digestiv, sistem respirator Fig. 7. Componentele rezultate din foitele embrionare. Subregnul metazoare cuprinde mai multe încrengături: • I. încrengătura spongieri (Spongia). Spongieni (bureții) sunt animale solitare sau coloniale, libere sau fixate, în majoritate marine (Sycon - figura 5, c), dar și de apă dulce (Spongilla); la noi în țară aceasta se întâlnește în Delta Dunării, în Lacul Snagovetc. Spongierul fixat are corpul în formă de cupă (fig. 8). Peretele corpului este străbătut de pori inhalanți prin care trece permanent un curent de apă ce scaldă cavita- tea corpului (atrium) și iese printr-un orificiu exlialant (oscul). Peretele corpului este format dintr-un strat extern de celule - ectodermul - și altul intern - endodermul. cu celule coanocite (au guleraș și flagel). între cele două straturi se află o pătură gela- tinoasă numită mezenchim, care conține și celule ce secretă „scheletul ’, format din spiculi de natură calcaroasă sau silicioasă. * de la grec, proton - primul; stoma gură. 8 Oscul Fig. 8. Spongier (secțiune'). II. încrengătura ceienterate (Coelenterata). Celenteratelc sunt animale acva- tice. majoritatea marine, solitare sau coloniale, libere sau fixate (hidra, meduza, cora- lul, dedițelul de mare). Ele se prezintă sub formă de polip, de regulă fixat, și meduză, formă liberă. Au simetrie radiară, corpul prezentând o cavitate digestivă, care comunică cu exteriorul prin orificiul buco-anal, înconjurat de tentacule. Se constată o diferențiere a celulelor ectodermice; printre celulele de susținere se găsesc celule mioepiteliale (celule contractile), celule senzitive și ncmatociști, cu ajuto- rul cărora animalul paralizează organismele cu care se hrănește sau se apără. Endo- dennul este format din celule flagelate și celule glandulare fără flageli, cu rol în di- gestie. Cele două foițe sunt separate printr-un strat subțire, gelatinos, numit mezoglee, în care sunt răspândite celulele nervoase (fig. 9). Fig. 9. Hidra de apă dulce - structura corpului. 9 Celenteratele se înmulțesc asexuat prin înmugurire și sexuat prin ouă. Unele ce- lenteratc servesc drept hrană peștilor. Din încrengătura celenterate fac parte: 1. (lașa hidrozoare cuprinde animale în majoritate marine, puține de apă dulce și salmastră Hidra se prezintă sub formă de polip fix sau cu mobilitate redusă. Hrana o consti- tuie nevertebratele mici care, atinse de tentacule, sunt paralizate prin descărcarea celu- lelor urzicătoare (nematociști). ’ 2. Clasa scifozoare prezintă, de asemenea, două stări morfologice, scifopolipul (fix) și scifomeduza (mobil), exclusiv marine. Polipul este mic și solitar. Cal itatea gastrică a acestuia este împărțită prin patra septuri în patru buzunare. Scifomeduza sau meduza de curent rece se găsește frecvent în Marea Neagră. 3. Clasa antozoare, cu specii exclusiv marine, este reprezentată numai prin polipi. Dedițeii de mare (actiniile) trăiesc și în Marea Neagră, fixați de pietre, având culori foarte Mi (roșii, albastre, verzi etc ). Cavitatea gastrică este împărțită prin septuri în mai multe loje. Coralii sunt tot antozoare care populează mările calde; aceștia au forma unor tufe de culoare roșie sau albă iar scheletul lor este calcaros. Coloniile dc corali formează recifele sau insulele de corali III. încrengătura viermilor lăți (Plathelminthes) cuprinde specii libere răspândite în apele marine, dulci și în solul umed (planariile), și specii parazite (teniile și fasciolele). Structura corpului s-a complicat prin formarea celei de-a treia foite embrionare - mezodermul. Mezodermul prezintă mai multe categorii de celule care îndeplinesc diferite funcții: respiratorie, fagocitară, de acumulare a grăsimilor și glucidelor. * Cum se numesc asemenea metazoare? Ce fel de simetrie au? în majoritate sunt viermi hermafrodiți, cu organe de reproducere complicate. Din această încrengătură fac parte următoarele clase: turbelariate. cestodc și trematode. 1. Clasa turbelariate (planarii). Cele mai multe specii dc planarii trăiesc liber în izvoare, pâraie și râuri, pe sub frunze sau pietre. Au corpul turtit dorscventral și acoperit cu cili. Planariile au o mare putere de regenerare. Sunt organisme hermafrodite (fig 5, d). 2. Clasa trematode - cu specii parazite în corpul omului, al ovineloi și bovinelor. Viermele de gălbează (Fasciola) este un trematod hermafrodit, cu sistemele geni- tale complicate și cu un ciclu evolutiv ce conține mai multe forme larvare. 3. Clasa cestode cuprinde grupul teniilor, parazite în intestinul omului și în musculatura altor animale. De exemplu, la Țaenia solium, gazda intermediară c < porcul; la Taenia saginata, gazda intermediară este o specie de bovine, iar la ren cchinococcus,adultul parazitează intestinul câinelui. Omul este o gazdă ocazională, l.i care larva se localizează în ficat și plămâni, formând chistul hidatic Ca urmare a vieții parazitare, sistemul digestiv lipsește, iar la cel genital se observă o hipertrofie. 10 Ccstodele produc boli grave, ca paraați ai omului și ai animalelor domestice cu valoare economică. IV. încrengătura nemerțieni (Nemertini) este reprezentată prin viermi în cea mai mare parte marini. Corpul lor este acoperit de o cuticulă moale și ciliată. Sunt animale de pradă, hrănindu-se cu moluște, crustacei și pești. V. încrengătura viermilor cilindrici (Nemathelminthes) cuprinde viermi de di- mensium variate, liberi sau paraziți la plante, animale și om. Din această încrengătură fac parte viermii gastrotrichi. rotiferi, nematode. 1 Clasa rotiferi și 2. clasa gastrotrichi sunt reprezentate prin specii care tră- iesc în Pipele marine și dulci, deplasându-se cu ajutorul cililor. Coroana de cili din jurul gu ti. caracteristică rotiferilor. ia în mișcare aspectul unei roți, de unde și numele clasei 3. Clasa nematode are specii parazite la plante și animale. Genul Ascaris (limbricul) cuprinde specii asemănătoare morfologic, parazite în intestinul mamiferelor: limbricul omului și limbricul porcului. Oxiurul trăiește în cecumul intestinal și apendi- cele omului, mai ales la copii. Trichina parazitează intestinul subțire al omului: pisicii, câinelui, porcului, iar larvele, mușchii striați ai gazdelor. VL încrengătura viermilor inelați (Annelida} cuprinde specii care au corpul format 'intr-un număr variabil de inele (Nereis, râmele și lipitorile). Anelidele trăiesc în mediul acvatic (marin și dulcicol), în sol, iar unele sunt parazite. Au sisteme fiziolo- gici bine dezvoltate: muscular, nervos, digestiv, circulator și excretor. Cuprind trei clase, p lichete, oligochete și hirudinee. * Clasa polichete are specii care, în majoritate sunt marine, mobile Nereis (fig 5 > este o specie cu largă răspândire în Marea Neagră, pe sub pietre sau în galerii săpat > nisip. Corpul său prezintă pe părțile laterale expansiuni ale segmentelor nu- nute parapode. Pe ele sunt înfipți niște peri chitinoși numiți cheți. în dezvoltarea onto- genetică a acestor animale, din ou apare o larvă numită trocoforă. Clasa oligochete cuprinde viermi care trăiesc în sol și în apele dulci. Din aceasC lasă fac parte lâma (Lumbricus terrestris), lipsită de parapode și cu un număr mic de beți înfipți direct în tegument. Oligochetele sunt, în general, colorate, fie dato- rită pip i aentului din tegument, fie datorită culorii sângelui. Râmele sunt hermafrodite, iar din uă ies râme mici. • Reamintiți-vă rolul râmelor! J Clasa hirudinee prezintă specii care trăiesc în apele dulci sau marine, unele fiind chiar terestre. Lipitoarea comună este un parazit temporar, sugând sângele broaștelor, peștilor și mamiferelor. Corpul, turtit dorso-ventral, este lipsit de parapode și cheți. Sunt ani- mafc h mafrodite, din ou dezvoltându-se direct, lipitori mici. I, încrengătura moluște (Motlusca) cuprinde: amfineurieni. melci, scoici, se- pii. caracatițe etc. Moluștele sunt animale marine, de apă dulce și terestre. Au corpul moale nesegmentat, format din trei regiuni: cap, masă viscerală și picior. Masa vis- cerală este acoperită de o răsfrângere a tegumentului - mantaua - care secretă o cochi- lie .nk^roasă la melci, scoici și nautil. între manta și peretele corpului se formează o cavitate palcală, în care, la unele specii, se găsesc branhiile. Moluștele sunt hermafro- dite dar și cu sexe separate. Larva liberă este de tip trocoforă.. 11 1. Clasa amfineuricni. Sunt animale exclusiv marine, primitive, care trăiesc fixate pe stânci. Din această clasă face parte Chiton (fig. 5, /). în dezvoltarea ontogene- ncă apare larva trocoforă 2. Clasa gasteropode. Cei mai mulți melci trăiesc în apele mărilor și oceanelor (ghiocul, Murex). alții sunt de apă dulce (Limnaea și l’lanorbis) iar melcul de livadă și limaxul sunt tereștri. La cei mai mulți melci, inițial simetria este bilaterală, alterată apoi prin răsucirea corpului în spirală, ca și cochilia calcaroasă. Respirația se face prin branhii sau prin mantaua vascularizată. cu rol de plămân. 3. Clasa lamelibranhiate este reprezentată prin animale marine și de apă dulce, care trăiesc pe fundul mâlos sau nisipos. Din această clasă fac parte scoica de râu, scoi- ca de lac etc. Nu au cap distinct, iar branhiile, situate în cavitatea paleală, sunt lame- lare. Sexele sunt separate; au un stadiu larvar care amintește de larva trocoforă. 4. Clasa cefalopode este reprezentată prin: sepie, caracatiță și nautil. Trăiesc în mediul marin și pot ajunge până la adâncimi de 5 000 m. Simetria acestor moluște este bilaterală Sunt animale de pradă, libere și foarte active. Piciorul, transformat în brațe, înconjură orificiul bucal. Dintre cefalopode. nautilul, „fosila vie“, are cochilia răsucită în spirală. La sepie, cochilia se reduce mult și este îngropată într-un buzunar al manta- lei, formând osul de sepie (scpion). Moluștelc actuale au mare rol în circuitul materiei, constituind și hrana multor mamifere acvatice. De asemenea, au importanță pentru economia umană, servind ca hrană (melcii de livadă, scoicile, cefalopodele). ca material de prelucrat în industria nasturilor, a podoabelor din sidef și pentru producerea perlelor. Alte specii sunt dăunătoare; astfel, limaxul se hrănește cu ciuperci și legume, iar limnea și planorbis constituie gazde intermediare pentru viermele de gălbează. VIII. încrengătura artropode (Arthropoda). în această unitate sistematică sunt cuprinse animale ca: păianjenii, căpușele, scorpionii, racii, insectele. Artropodele sunt răspândite în toate mediile și pe lot globul. Au corpul acoperit cu chitină sau cu crustă care formează scheletul extern (exoschelet). Acest înveliș se reînnoiește periodic (năpârlesc). Corpul lor este diferențiat în trei regiuni: cap, torace și abdomen. Segmen- tele corpului poartă apendice articulate (picioare), de unde s-a dat denumirea de artro- pode. în general se dezvoltă prin metamorfoză, care poate fi completă sau incompletă. 1. Clasa arahnide. Arahmdele au o largă răspândire, trăind în medii foarte diferite, libere sau parazite. Speciile mai importante sunt: păianjenul cu cruce, scorpio- nul. căpușa și sarcoptul râiei. Arahnidclc au corpul format din două părți: cefalotorace și abdomen. Au o pereche de chcliccrc și patru perechi de picioare. Cu excepția scorpio- nului, abdomenul lor este nesegmentat. 2. (lașa crustacei. Marea majoritate a crustaceilor sunt marini și foarte puțini de apă dulce și tereștri. Cei mai cunoscuți crustacei sunt: racul de râu. creveta din Marea Neagră, crabul, homarul, langusta, puricelc de apă SDaphnia), ciclopul. Crustaceii au corpul acoperit cu o crustă chitinoasă. impregnată cu carbonat de calciu. Corpul este format din cefalotorace și abdomen De cefalotorace se insera 5 perechi de apendice lo- comotorii. La multe specii, primele perechi de apendice poartă clești. Multe specii acvatice constituie hrana unor animale. Altele sunt consumate de om 12 . 3. Clasa miriapode cuprinde animale terestre, din care fac parte urechelnița (fig. 5. g), scolopendra și șarpele orb. Se caracterizează prin numărul marc de seg- mente; seamănă cu anehdclc. dar picioarele, articulate, cxoschelctul și structura internă complexă, le clasifică printre artropode 4. Clasa insecte include animale terestre și acvatice și reprezintă singurele nevertebrate capabile de zbor, care le-a permis o largă răspândire. Există peste 1 milion de specii, insectele fiind cele mai numeroase animale din natură Corpul este format din cap. torace și abdomen. Capul poartă o pereche dc antene de tipuri diferite, ochii și pie- sele bucale, a căror structură este adecvată regimului de hrană. Toracele, format din trei regiuni, poartă trei perechi de picioare articulate șl tonă perechi de aripi. Abdomenul prezintă apendice numai la insectele primitive și la larve; la celelalte insecte, apendicele abdominale s-au transformat în piese ale aparatului reproducător Insectele au un mare rol -în natură: unele sunt folositoare (albinele, fluturele dc mătase etc ); altele sunt dăunătoare culturilor dc cereale, legumelor, pomilor fructiferi, pădurilor sau transmit boli la plante și animale. IX. încrengătura echinoderme (Echinodermata) cuprinde animale exclusiv ma- rine, cum sunt: crinul dc mare, steaua de mare (fig. 5, h), ariciul de rnare (fig. 5, i) și castravetele de mare. Sunt animale cu simetric pentaradiară sau bilaterală Pe suprafața corpului prezintă țepi rigizi, iar în țesutul dermic se găsesc mai multe plăci calcaroasc care formează scheletul. Caracteristic echinodcrmclor este sistemul ambulacrar cu rol locomotor, respirator, circulator și cxcretor Acesta este format dintr-un sistem dc tuburi cu ventuze (picioare ambulacrarc) care străbat plăcile din zonele ambulacrarc și au rol dc fixare și deplasare. în dezvoltarea embrionară se ajunge la o larvă - dipleurulă - cu simetrie bilaterală X. încrengătura stomocot date (Stomocordata) cuprinde animale exclusiv ma- rine. care trăiesc în regiunea literală. în mâl sau în nisip Dintre acestea. Baianoglossus sp. (fig. 5. /), arc corpul vermiform. împărțit în trei segmente: trompa, gulerul și trun- chiul. Acestor trei segmente le corespund trei compartimente ale celomului în regiunea faringelui, animalul prezintă un schelet primită - stomocordul. C o r d a t e Corelatele sunt cele mai evoluate animale. Ele se deosebesc dc nevertebrate prin structura lor mai complicată Cordatele sunt animale la care întâlnim scheletul intern axial numit notocord (coardă dorsală), protejat de un manșon conjunctiv. Grupul cordatelor este reprezentat prin trei încrengături: urocordatc, cefalocor- date și vertebrate XI. încrengătura urocordate (Urochordata) cuprinde cordate primitive, exclu- siv marine, solitare sau coloniale, sedentare sau pelagice. Epiderma secretă o tunică ce învelește indivizii izolați sau colonia; de aceea se mai numesc tunicatc. Ascidia (fig. 5, Ic) este o specie sedentară, al cănii corp. în formă dc sac. este prevăzut cu două sifoanc: bucal, pe unde intră apa și ploacal, pe unde iese apa Din ouă se dezvoltă larvele libere care au notocord situat în regiunea cozii, de unde și numele încrengăturii (uros = coadă). 13 XII. încrengătura cefalocordate (Cephalochordata) este reprezentată pnnAm- fioxus (fig. 5, Z), care trăiește în zonele litorale, unde înoată sau stă fixat în nisip. Are corpul pisciform, alb-gălbui, lung de circa 5-8 cm, acoperit de o epidermă un i st ratifi- cată. Notocordul este situat dorsal și se menține toată viața. XIII încrengătura vertebrate (Vertebrata). Din această încrengătură fac parte: peștii, amfibienii, reptilele, păsările și mamiferele, animale adaptate la toate mediile de viață. La nevertebrate, notocordul, prezent numai în perioada embrionară, este înlocuit la adult prin coloana vertebrală, provenită din țesutul conjunctiv din jurul notof ordului Corpul acestor animale este protejat de tegument, care dă naștere la producțiuni cornoase, cum sunt: solzii peștilor și ai reptilelor, plăcile cornoase și osoase de la reptile, ghearele reptilelor, păsărilor și mamiferelor, penele păsărilor, perii, unghiile și copitele mamiferelor. De asemenea, unele vertebrate (mamifere) au producțiuni glandu- lare, ca glandele sudoripare, sebacee și rnamare. Spre deosebire de nevertebrate, scheletul vertebratelor este intern și, după cum știți, acesta cuprinde: scheletul capului, scheletul trunchiului și scheletul membrelor. Membrele sunt reprezentate prin înotătoare, picioare și aripi, organe adaptate pentru deplasarea în mediul de viață Siste- mul nervos este plasat în partea dorsală a corpului, iar organele de simț sunt mai com- plexe și mai dezvoltate decât la nevertebrate. După cum știți din clasele anterioare, sistemul digestiv al vertebratelor este alcătuit din tub digestiv și glande anexe, iar respi- rația este branhială la pești și larvele amfibienilor, cutanee și pulmonară la amfibieni și pulmonară la celelalte vertebrate. La scheletul capului apar fălcile care constituie apara- tul masticator, adaptat la diferite moduri de hrănire. Cutia craniană protejează encefa- lul, iar coloana vertebrală, măduva spinării. Pe schelet se inseră mușchii cu care formează aparatul locomotor. Circulația sângelui se face prin vase sangvine (artere; ca- pilare, vene), iar inima este situată ventral. Sistemul excretor este reprezentat prin rinichi și căi urmare, iar sistmul reproducător, prin două testicule la mascul șt două ovare la femelă. încrengătura vertebratelor cuprinde: subîncrengătura vertebratelor fără falei (agnate) și subîncrengătura vertebratelor cu fălci (gnatostome). A g n a t e 1 e simt reprezentate prin clasa ciclostomi (animale cu gura rotundă), vertebrate acvatice, cu temperatura variabilă (poichiloterme). Din această clasă face parte chișcarul care trăiește în apele dulci. Gura, permanent deschisă, prevăzută cu dinți cornoși, îi servește la fixarea de corpul peștilor pe care îi parazitează. Corpul lipsit de înotătoare perechi, este acoperit cu tegument glandular, fără solzi. Notocordul se menține toată viața, iar din țesutul conjunctiv care îl înconjoară se formează m început de vertebre și coaste. Chișcarul respiră prin branhii. Gnatostomele- vertebrate cu fălci și membre perechi - sunt clasificate în: supraclasa pești și supraclasa tetrapode. Supraclasa pești este reprezentată prin vertebrate acvatice, jxiichi- loterme. cu corpul hidrodinamic, acoperit de solzi osoși, produși de derm și înfipți în tegument. Membrele acestor animale sunt reprezentate prin înotătoare perechi și neperechi. Peștii constituie grupul cel mai numeros dintre vertebratele actuale Supra- clasa peștilor este subîmpărțită în două clase: pești cartilaginoși și pești osoși (fig. 10). 1. Clasa peștilor cartilaginoși (rechinul, pisica de mare, vulpea de marc, torpila etc.) prezintă schelet cartilaginos și, pentru prima oară în seria animală, se observă coloana vertebrală formată din vertebre care înlocuiesc, în mare parte, notocordul. Peștii cartilaginoși prezintă solzi, fiecare fiind format dintr-o placă osoasă, pe c are se 14 Acipenserid Teleosteean Fig. 10. Pești cartilaginoși și pești osoși. afla un ghimpe. Gura acestor pești are poziție subterminală și este prevăzută cu mai multe rânduri de dinți, dintre care rândul interior este cel mai nou, înlocuindu-1 treptat pe cel vechi. Nările comunică cu cavitatea bucală. înotătoarea codală are. lobi inegali I heterocercă). 2. Clasa peștilor osoși cuprinde acipenseridele și teleosteenii. Acipenseridele sunt, în majoritate, specii marine, reprezentate prin nisetru. morun, cegă și păstrugă. Scheletul lor este, în marc parte, cartilaginos, bolta cutiei craniene osificată, iar notocordul se menține toată viața. Craniul este alungit intr-un rostru. iar gura, subterminală, este lipsită de dinți. Tegumentul, lipsit de solzi, prezintă cinci rânduri de plăci osoase, iar coada este heterocercă. Carnea și icrele acestor pești sunt mult apreciate în alimentație. -Teleosteenii (crap, știucă, scrumbie, cod, somn, șalău, păstrăv etc.) re- prezintă grupul cel mai evoluat și mai răspândit de pești. Scheletul lor este complet osificat, din notocord rămânând doar discurile intervertebrale. Majoritatea speciilor pre- zintă solzi, iar culoarea pielii este determinată de celule pigmentare speciale numite cromatofori. Coada are lobi egali (homoccrcă). De partea dorsală a esofagului se leagă vezica înotătoare. Dintre peștii osoși fac parte și peștii dipnoi, care trăiesc numai în râu- rile din .Africa, America de Sud și Australia. în condiții de climă secetoasă și caldă, imde apele pot seca. Acești pești sunt adaptați la o respirație dublă, prin branhii și plămâni. Tot dintre peștii osoși fac parte șicrosopterigicnii, reprezentați printr-o singură specie, Latimeria chalumnae, care trăiește în Oc. Indian. Scheletul înotătoare- lor perechi este asemănător scheletului membrelor de la amfibieni. 15 Fig. 11. Amfibieni. S u p r a c 1 a s a tetrapode este reprezentată prin clasele amfibieni, reptile, păsări și mamifere. 1. Clasa amfibieni cuprinde animale poichilolerme. adaptate la viața pe uscat, dar având încă legături în mediul acvatic prin modul de reproducere și-respirația cuta- nee. Pielea, puternic vascularizată și subțire, este umedă, datorită secreției numeroaselor glande cutanee. Dezvoltarea amfibienilor se face prin metamorfoză. Din această clasă fac parte urodelele (amfibieni cu coadă) și anurele (amfibieni Iară coadă) (fig. 11). Dintre urodele fac parte salamandra, tritonul și proteul. Membrele lor sunt egale, iar la proleu - specie care trăiește numai în apele din peșterile Dalmației - branhiile se mențin toată viața Salamandra trăiește prin pădurile umede; seamănă cu o șopârlă având culoarea neagră, cu pete galbene-portocalri. Tritonul trăiește pe lângă bălțile cu vegetație bogată, unde își depune ouăle. La triton există dimorfism sexual evident, masculul având o creastă dorsală care. în perioada de reproducere, ia o culoare marmorată. 2. Clasa reptile cuprinde tetrapode terestre, poichiioterme, cu răspândire mai mare în regiunile calde (fig. 12). Tegumentul îngroșat le ferește de pierderea apei, iar la cele mai multe specii, epiderma formează, prin încrețire. solzi cornoși La broaștele țestoase, șopârle și crocodili, membrele sunt scurte și situate pe părțile laterale ale corpului, iar la șerpi, acestea lipsesc. © Analizați figurile 11 și 12 și denumiți grupele de reptile din care fac parte spe- ciile prezentate! Fig. 12. Reptile. 16 3. Clasa păsări. Păsările sunt vertebrate homeoterme, adaptate la mediul aerian. Ele pot fi: înotătoare, ca rața și gâscă, picioroange, ca barza și lopătarul, scurmătoare, ca găina, și cocoșul de munte, păsări răpitoare de zi, ca uliul și șoimul, răpitoare de noapte, ca bufnița și cucuveaua, bune zburătoare, ca porumbeii, turturelele etc. (fig. 13). Corpul păsărilor este acoperit cu pene, fulgi și puf Membrele anterioare sunt transformate în aripi, iar cele posterioare sunt adaptate la sprijinirea corpului și la loco- moția terestră. Scheletul este format, în mare parte, din oase pneumatice. Pielea este us- cată și lipsită dc glande, cu excepția glandei uropigee care, la păsările înotătoare secretă o substanță grasă, servind la ungerea penelor. Epiderma produce formațiuni cor- noase. ca: ciocul, solzii de pe picioare, ghearele, penele, fulgii și puful. Păsările își depun ouăle în cuib, le clocesc și își îngrijesc puii până la dezvoltarea lor completă. 4. Clasa mamifere cuprinde cele mai evoluate animale Ele sunt homeoterme, răspândite în toate zonele geografice. în majoritatea lor mamiferele sunt adaptate la mediul terestru, dar unele specii sunt răspândite și în alte medii. După cum știți, din această clasă fac parte: ornitorincul, cangurul, cârtița, iepu- rele, tigrul etc. (fig. 14). Corpul acestor animale este acoperit cu păr. Ele nasc pui pe care îi hrănesc cu lapte produs de mamele. Producțiunile cornoase ale epidermei sunt: ghearele, copitele, unghiile, coarnele, solzii, țepii și perii, iar cele glandulare sunt: glandele sudoripare. glandele sebacee care secretă o substanță (sebum), cu rol în ungerea firelor de păr. și glandele mamare, care secretă laptele. După modul de reproducere și al dezvoltării puilor, mamiferele sunt clasificate în: monotreme, marsupiale și placentare Fig. 13. Analizați imaginile și stabiliți categoria de păsări din care fac parte ! Fig. 14. Mamifere. 2 - Biologie, cl a X-a 17 Monotremele sunt mamifere ovipare, reprezentate prin ornitorinc și echidnă, specii care trăiesc în Australia. Tasmania și Noua Guinee. Ele poartă această denumire datorită faptului că prezintă un singur orificiu posterior, orificiul cloacal (monos = unul; trema= orificiu) Ornitorincul depune și clocește ouăle într-un cuib, iar echidna le poartă într-o pungă tegumcntară a pânlccelui. Puii sunt hrăniți cu lapte, care se prelinge pe perii abdomenului, de unde este supt de pui Monotremele sunt lipsite de mamele. Fălcile lor sunt prelungite în formă de cioc. Adulții sunt lipsiți de dinți. Temperatura corporală este relativ scăzută și variabilă (26-35°C). Marsupialele. din care fac parte cangurul, lupul marsupial, cârtița marsu- pială etc., trăiesc numai în (Australia și insulele învecinate. America de Sud și America de Nord). Aceste animale au pe abdomen o pungă a tegumentului numită marsupiu, unde se află mamelele și unde sunt adăpostiți puii după naștere. Marsupiul este susținut de oasele marsupialc. articulate de oasele bazinului. Temperatura corpului variază puțin. în funcție de temperatura mediului. Placentarele sunt cele mai numeroase și mai evoluate mamifere, răspândite în cele mai variate medii. Din acest grup fac parte: insectivorele (câr- tița, ariciul), chiropterele (liliacul), edentatele (furnicarul, tatuul, leneșul), rozătoarele (iepurele, șoarecele etc ), carnivorele (tigrul, lupul, hiena, ursul, dihonii), pinipedele (foca și morsa), cetaceele (balena, cașalotul și delfinul), prohoscidienii (elefantul), copitatele (porcul, cămila, cerbul, bivolul, capra, girafa, rinocerul, calul), primatele (maimuța, omul). Embrionul acestor mamifere se fixează în peretele uterului mamei prin intermediul placentei, din care cauză acesta se dezvoltă complet în uter. Temperatura placentarelor este constantă (animale homeoterme). REȚINEȚI! Echinodermele, stomocordatele, urocordatele, cefalocordatele și vertebratele sunt deuterostomieni. TEMĂ - Alcătuiți un tabel în care să includeți unitățile sistematice studiate în cadrul regnului animal și exemplele cunoscute, orientându-vă după schema următoare: Subregnul încrengătura • Clasa Exemple Protozoare Protozoare Flagelate Rizopode 18 II. ANATOMIE ȘI FIZIOLOGIE COMPARATĂ ÎN SERIA ANIMALĂ 1 . RELAȚIILE ORGANISMELOR ANIMALE CU MEDIUL 11 SISTEMUL NERVOS ÎN SERIA ANIMALĂ Sistemul nervos, prin organizarea și funcțiile sale, dispune de o rețea informațio- nală rapidă, cu ajutorul căreia înregistrează modificări ale factorilor fizici și chimici din mediul intern (sânge, limfa, lichid intracelular). ca și din cel extern. Pe baza acestor informații, sistemul nervos emite „comenzi" către diferite structuri - mușchi, glande - care răspund prin contracție sau secreție. Funcționând în acest mod, sistemul nervos îndeplinește rol de intermediar între organism și mediu, dirijând realizarea unor răspunsuri adecvate față de schimbările din mediu. Astfel, organismul se integrează în mediul său dc viață. Sistemul nervos al nevertebratelor în lumea nevertebratelor întâlnim o varietate de tipuri de sistem nervos, strâns legată de complexitatea alcătuirii interne și a comportamentului diferitelor specii. Spongierii, cele mai simple metazoare. nu au sistem nervos; prezintă în peretele corpului celule nervoase, slab conectate între ele. care controlează anumite contracții regionale ale corpului (fig. 15). Dintre celenterate, hidra prezintă un sistm nervos difuz, în formă de rețea - con- stituit din neuroni, conectați prin prelungirile lor (fig. 16). Neuronii rețelei sunt legați Celule din peretele corpului Fig. 15. Celule nervoase la spongieri. Fig. 16. Sistemul nervos de la hidră. 19 și cu celulele senzitive receptoare, precum și cu celulele mioepiteliale (efectoare) din ec- toderm. realizând cel mai simplu și mai primitiv arc reflex (fig. 17). • Pe baza cunoștințelor din clasa a Vil-a, descrieți un arc reflex! La o simplă atingere a celulelor senzitive din ectoderm se produce contracția ten- taculelor sau a întregului corp. • Explicați de ce un spongier excitat reacționează mai lent decât o hidră! La meduze, sistemul nervos prezintă un început de concentrare a celulelor ner- voase sub forma unor inele, situate pe marginea umbrelei. O asemenea specializare morfologică permite coordonarea rapidă a mișcărilor de înot. Sistemul nervos al platelminților continuă procesul de concentrare întâlnit la celenterate. în plus, apare și tendința de cefalizare, adică constituirea „creierului" în regiunea anterioară, cefalică a corpului, datorită numeroșilor receptori de la acest ni- vel. După cum observați în figura 18, sistemul nervos este alcătuit dintr-o masă de neu- roni, concentrați într-o pereche de ganglioni cerebroizi, situați dorsal și în partea anterioară a corpului. De la aceștia pornesc cordoane nervoase longitudinale care stabi- lesc legături cu restul rețelei nervoase. Sistemul nervos al nematelminților este format dintr-un inel nervos faringian. redus, pe care se găsesc ganglionii nervoși. De la acest inel pornesc, ventral și dorsal, cordoane nervoase spre partea posterioară a corpului. • Pentru studiul sistemului nervos al anelidelor, faceți o disecție la râmă. Anali- zați și figura 19! Anesteziați animalul folosind alcool 1-10%, cloroform sau eter. Disecția se reali- zează sub apă. incizând animalul puțin lateral, pe linia dorsală. Observați o pereche dc Fig. 18. Sistemul nervos la platelminți. Fig. 19. Sistemul nervos la anelide. 20 ganglioni cerebroizi și un inel periesofagian care îi leagă de lanțul ganglionar ventral; se evidențiază mai bine, pipetând o soluție slabă de acid azotic. Prin ridicarea tubului digestiv, ventral, observați că în fiecare segment se găsește o pereche de ganglioni. Ganglionii perechi sunt legați prin comisuri, iar cei din segmentele vecine, prin conec- tive. Ei constituie lanțul ganglionar scalariform. •Desenați lanțul ganglionar! Din ganglioni pornesc nervi în tegument, mușchi și la alte organe. REȚINEȚI ! Sistemul nervos al anelidelor reprezintă o formă mai evoluată, deoarece ganglionii cerebroizi (adevărați centri reflecși) primesc și prelu- crează informații de la receptorii situați, cu precădere, în zona capului. Con- trolul nervos cefalic este un control mai rapid și mai precis în comparație cu acela al ganglionilor din segmentele și rețelele nervoase periferice, care in- tervin numai în coordonarea unor activități locale, mai simple și mai lente. La moluște, sistemul nervos a suferit modificări considerabile. Cele patru pe- rechi de ganglioni principali - cerebroizi, pcdioși, pleurali și viscerali - au o dispoziție regională, corespunzând unor zone ale corpului (fig. 20). De la ganglioni pornesc mai mulți nervi la organele de simț, cap, brațe etc. La cefalopode întreaga masă ganglionară fuzionează într-un „creier" pro- tejat de o cutie craniană cartilaginoasă (fig. 21). Acesta realizează activități integrative superioare (forme de comportament complex: de atac, de apărare, alimentar, sexual etc ), precum și un proces de cefalizare propriu-zis. La moluștcle primitive (Neopilina și Chiton) sistemul nervos este de tip scalariform, caracter de primitivitate, care le apropie de anelide. în marea ei varietate, lumea artropodelor poate fi considerată relativ omogenă din punct de vedere al structurii sistemului nervos. Ganglion pleurdl F ig. 20. Sistemul nervos la gastropode Cutie craniană cartilaginoasă Fig. 21. „Creierul” cefalopodelor. 21 Fig. 22. Sistemul nervos la crustacei. Ganglioni abdominali Ganglioni cerebroizi Inel peri- esofagian , Ganglioni bubesofagieni Ganglioni toracici Sistemul nervos la crustacei poate fi stu- diat pe baza disecției racului de râu și cu ajutorul figurii 22. • Anesteziați racul cu eter sau cloroform, timp de 10-15 minute, apoi detașați, cu ajutorul unei pense, mușchii toracici și abdominali. în regiunea cefaloto- racelui, tăiați cu im foarfece placa endoscheletică sub care se află ganglionii cerebroizi, legați printr-un inel periesofagian de o masă ganglionară subesofa- giană. Evidențierea ganglionilor se face picurând peste ei acid azotic 1%. Observați lanțul ganglionar format din cinci perechi de ganglioni toracici și șase perechi de ganglioni abdominali. La unele a r a h n i d e sistemul nervos se aseamănă mult cu cel al crustaceilor, iar la altele, acesta prezintă un grad înaintat de comasare a gan- glionilor nervoși. La insecte, sistemul nervos se caracterizea- ză printr-o complexitate deosebită a masei ganglio- nare cerebroide, provenită din fuzionarea a trei pe- rechi de ganglioni cefalici. în torace și abdomen ganglionii nervoși corespund, în principal, segmentelor toracice și abdominale. La multe specii survine comasarea ultimelor perechi de ganglioni abdominali. La insectele sociale, unii ganglioni se specializează devenind adevărați centri ce coordonează reacții comportamentale complexe (orientare în mediu, căutarea hranei și a partenerilor). REȚINEȚI! Ceea ce caracterizează sistemul nervos al artropodelor este înal- tul său grad de cefalizare, legat de puternica dezvoltare a organelor de simț ccfalice, în comparație cu grupele de animale inferioare acestora. Alte ele- mente esențiale rămân comune celorlalte grupe de nevertebrate (anelide și moluște): poziția dorsală a ganglionilor cerebroizi față de tubul digestiv, lanțul ganglionar ventral situat sub tubul digestiv și unit cu ganglionii cere- broizi prin inelul periesofagian, cât și fuzionarea de ganglioni succesivi în mase nervoase. Echinodermele constituie un exemplu interesant de regresie a sistemului nervos, ca urmare a vieții relativ sedentare și a organelor de simț slab dezvoltate. Stomocordatele, prin dispoziția dorsală a celor două cordoane nervoase, ca și prin tendința de centralizare, se apropie mult de cordate. Restul sistemului nervos, re- prezentat printr-o rețea difuză, subepitelială, ca și cordonul nervos ventral, le apropie de nevertebrate. REȚINEȚI! La nevertebrate încep centralizarea și cefalizarea elementelor nervoase. Din studiul animalelor nevertebrate ați constatat că acestea au următoarele tipuri fundamentale de sistem nervos: 22 - tipul de sistem nervos difuz, cu neuronii interconectați în rețea (celenterale); - tipul de sistem nervos ccfaio-cordonal, caracteristic platelminților; - tipul de sistem nervos scalariform de la anelide; - tipul de sistem nervos cu concentrare regională, caracteristic moluștelor; - tipul de sistem nervos de la artropode, mai evoluat față de anelide, cu mari capacități de coordonare comportamentală Ia insectele sociale; - tipul de sistem nervos mult simplificat la echinoderme; - tipul de sistem nervos al stomocordatelor, care arată legătura cu cordatele. Sistemul nervos al cordatelor •Reamintiți-vă principalele grupe de cordate! La urocordate, datorită modului de viață sedentar, sistemul nervos este slab dez- x oltat, fiind alcătuit dintr-un ganglion dorsal, situat între cele două sifoanc, de la care pleacă nervi. . • După cum observați în figura 23, la cefalocordate sistemul nervos este repre- zentat printr-un tub nervos, situat deasupra notocordului. în partea anterioară, acesta se dilată formând vezicula frontală.Tubul neural se transformă în măduva spinării, de la care pornesc nervi rahidieni, care au o rădăcină dorsală senzitivă și una ventrală, motorie. • Analizați figura 24 care reprezintă două secțiuni transversale printr-un neverte- brat și un cordat! Care sunt deosebirile? Sistemul nervos al vertebratelor este alcătuit din encefal, măduva spinării (sistemul nervos central), ganglioni și nervi (sistemul nervos periferic). Funcțional, sis- temul nervos al vieții de relație asigură legătura organismului cu mediul înconjurător, iar sistemul nervos vegetativ reglează activitatea organelor interne. Originea și dezvoltarea ontogenetică a sistemului nervos. Sistemul nervos, în totalitatea lui. se dezvoltă din ectoderm. Celulele ecto- dermului, situate de o parte și de alta a liniei mediane dorsale a discului embrionar, se Fig. 23. Sistemul nervos al celalocordatelor. 23 DORSAL Fig. 24 Secțiuni transversale printr-un nevertebrat și un cordat. înmul|esc intens și dau naștere unei formațiuni numită placă neurală (fig 25, a). Aceasta se scufundă și se transformă într-un „ șanț neural" care are două răsfrângeri laterale numite creste neurale. Marginile șanțului se unesc luând naștere un tub neural, deasupra căruia celulele ectodermice refac foița ectodermică. Orificiile de la extre- mitățile tubului neural se închid. înjumătățea anterioară a acestuia, se formează o vezi- culă cerebrală care se împarte în 3 vezicule: una anterioară, prozencefalul, una mijlocie, mezencefalul și una posterioară, rombencefalul. într-un stadiu următor, vezi- culele anterioară și posterioară se segmentează fiecare: prozencefalul se divide în telen- cefal și diencefal, iar rombencefalul, în metencefal și mielencefal. Deci, se formează în total cinci vezicule. Restul tubului neural se va transforma într-un organ caracteristic numit măduva spinării. Crestele neurale se transformă în două benzi paralele cu tubul neural, din ele se vor forma ganglionii nervoși somatici (spinali și cranieni) și vegetativi (simpatici și parasimpatici). Fig. 25. Sistemul nervos al vertebratelor: a - originea sistemului nervos; b - schema encefalului. 24 Telencefal Diencefal Mezencefal Metencefal Mielencefal Fig. 26. Encefalul la ciclostomi. Creierul (encefalul) reunește, la toate ver- tebratele, așa cum observați în figura 25, b, următoarele cinci vezicule: telencefalul (creierul anterior), diencefalul (creierul intermediar), mez- encefalul (creierul mijlociu), metencefalul (creierul posterior) și mielencefalul (bulbul rahidian). La c i c 1 o s t o m i, agnate libere sau pa- razite. cele cinci vezicule ale encefalului sunt dis- puse în același plan, având o dezvoltare egală ( fig. 26 ). Acestea prezintă următoarele particularități: Telencefalul este format din,două emisfere cerebrale reduse, cu rol olfactiv. în partea ven- trală, emisferele prezintă corpii striati rudimen- tari, cu funcții motorii. Diencefalul reunește talamusul și hipo- talamusul. . Mezencefalul prezintă dorsal doi lobi op- tici, dezvoltați, la care ajung fibrele optice de la retină, iar ventral nudei ai unor nervi cranieni care merg la mușchii globilor oculari. REȚINEȚI! La ciclostomi, mezencefalul constituie centrul suprem de coordo- nare a întregului sistem nervos, îndeplinind importante funcții optice și de menținere a poziției normale a corpului. Metencefalul (cerebelul), situat înapoia mezencefalului, este redus și intervine în controlul echilibrului și al locomoției. Mielencefalul, foarte voluminos, se continuă cu măduva spinării; conține nume- roși centri care controlează mișcarea și reglează diferite procese fiziologice, ca circu- lația și respirația. Ciclostomii au 10 perechi de nervi cranieni, dintre care majoritatea au originea în mezencefal și mielencefal. Nervii liniei laterale au aceeași origine. Nervii cranieni recepționează excitații de la organele interne și din mediul extern, transmițându-le la centrii nervoși din organele nervoase. De la centrii respectivi pornesc fibre nervoase către organele efectoare. Măduva spinării este turtită dorso-vcntral, iar substanța cenușie, localizată cen- tral, conține neuroni senzitivi (dorsal) și motori (ventral). Substanța albă, localizată la periferie, conține neuroni senzitivi (caracter de primitivitate) și fibre nervoase care leagă măduva în sens ascendent și descendent cu celelalte etaje nervoase. Amintiți-vă cum se numesc nervii cu originea în măduva spinării! Nervii spinali sunt senzitivi și motori. Prin intermediul nervilor spinali se reali- zează numeroase reflexe necondiționate medulare: tonice, posturale. locomotorii, de apărare, circulatorii etc. REȚINEȚI! Encefalul redus, cu cele cinci vezicule dispuse în același plan, legăturile simple și scurte cu măduva spinării, turtirea acesteia, ca și nervii senzitivi separați de cei motori, sunt caractere de primitivitate ale sistemului nervos de Ia ciclostomi. în același timp, sistemul nervos al acestor animale constituie prototipul sistemului nervos de la celelalte vertebrate, deoarece prezintă structurile esențiale ale acestuia. 25 Epifiză Fig. 27. Encetalul peștilor (dorsal). Măduva spinării Lobi optici Nări Bulb olfactiv Tractus olfactiv Cerebel Mielen - cefol Nervi cranieni Corpi striati Sistemul nervos de la p c ș t i prezintă o mare varietate de forme, deter- minate de condițiile de viață diferite. •Țineți peștele cu abdomenul în jos. Cu ajutorul foarfecelui, îndepărtați oasele bolții craniene, realizând o descin- dere ca o fereastră. Encefalul este mic și nu umple întreaga cutie craniană. Obser- vați morfologia fiecărei vezicule și comparați-le. Ajutați-vă de figura 27. Telencefalul nu se remarcă pnntr-o dezvoltare evidentă. La peștii cartilaginoși - emisferele sunt mari, cu șanțul interemis- feric slab evidențiat; la ceilalți pești, emi- sferele sunt reprezentate aproape exclusiv prin corpii striați. Ce rol au? La toți peștii, în partea anterioară a telencefalului se află doi lobi olfactivi, care se continuă cu trac- tusurile și bulbii olfactivi. Deci, marca dezvoltare a componentelor olfactive arată că telencefalul acestor animale are, în primul rând, un rol senzorial olfactiv, distrugerea lui duce la pierderea olfacțici. Diencefalul este mic. Dintre componentele diencefalului, epifiza și talamusul sunt foarte reduse. La peștii cu simțul văzului dezvoltat apar corpii geniculați laterali, două mase de substanță cenușie în care fac stație o parte din fibrele optice. De la aceștia, impulsuri nervoase ajung la mezencefal. Hipotalamusul este cea mai dezvoltată parte a diencefalului de la pești. Mezencefalul depășește în dimensiuni toate celelalte părți ale creierului, îndepli- nind aceleași funcții ca și la ciclostomi. Dorsal, prezintă doi lobi optici, voluminoși (mai ales la peștii răpitori), la care sosesc fibre optice, și doi nudei la care vin excitații de la urechea internă și de la linia laterală; deci, are funcții vizuale și statice, dirijând și mobilitatea înotătoarelor Lobii optici se dezvoltă și la celelalte grupe de vertebrate. Metencefalul (cerebelul) este relativ voluminos. Mișcările complexe ale peștilor răpitori au dus la o dezvoltare mai mare a acestuia. Mielencefahd este asemănător celui de la ciclostomi; prezintă, în plus, și centrii care controlează activitatea celulelor tegumentare, încărcate cu pigmenți, răspunzătoare de colorația corpului. Pe laturile creierului se disting rădăcinile celor 10 perechi de nervi cranieni. Măduva spinării are formă cilindrică. Caracteristic pentru pești este dispariția celulelor senzitive din substanța albă și apariția nervilor spinali miești, la fel ca la celelalte vertebrate. REȚINEȚI! Sistemul nervos al peștilor se caracterizează prin mezencefal mare, hipotalamus cu structură mai complexă și cerebelul, de cele mai multe ori, foarte dezvoltat. Mezencefalul reprezintă zona de integrare superioară, coordonând activitatea comportamentală instinctuală. 26 • Comparați măduva spinării de la ciclostomi și pești! Prezentați noile structuri apărute în sistemul nervos al peștilor! Sistemul nervos al amfibienilor este mai evoluat decât cel al peștilor. • Introduceți broasca într-un borcan în care se află un tampon de vată, îmbibat cu cloroform sau eter etilic. După anestezie, faceți o incizie, pe linia medio-dorsală a capu- lui Perpendicular, se mai face o tăietură pe o linie situată înapoia timpanelor. După ce ați secționat în formă de T, desprindeți tegumentul de schelet și pliați pe laturi. Decu- pați cu un foarfece bolta cutiei craniene. Prin deschiderea făcută va ieși la iveală creie- rul Pe fața dorsală observați cele cinci vezicule e cefalice mai voluminoase decât la pești și dispuse tot în același plan (fig. 28). Telencefalul este format din două emisfere cerebrale alungite și separate prin șanțul interemisferic. La baza lor se află corpii striați, voluminoși, iar anterior, bulbii olfactivi. Pentru prima datăXXXXXXXXXXXXXXXXX' apare tendința de migrare a neuro- nilor către periferia emisferelor cerebrale, sugerând un început de fonnare a „scoarței". Corpii striați asigură coordonarea fină și precisă a locomoției pe uscat și în apă. Telen- cefalul este conectat prin fibre nervoase cu talamusul, hipotalamusul și mezencefalul. Diencefalul prezintă epifiza dorsal și talamusul care conține nudei, ce primesc exclusiv fibre optice și, pentru prima dată în seria animală, fibrele care pornesc de la ei ajung la emisfere. Hipotalamusul îndeplinește rol coordonator al funcțiilor vegetative. Mezencefalul constituie un centru foarte important pentru recepționarea exci- tațiilor vizuale, auditive și statice, cât și pentru elaborarea unor impulsuri motorii, transmise la bulb și măduvă Metencefalul prezintă, în general, aceleași caracteristici ca la pești, dar este mai redus, ca urmare a mișcărilor mai simple efectuate de aceste animale. Mielencefalul este asemănător cu cel de la pești, în plus se dezvoltă nucleul nervului acustic, care primește informații auditive, și nucleii vestibulari cu rol de echili- bru, ca urmare a reducerii liniei laterale. Nervii cranieni sunt în număr de 10 perechi. • Efectuați o secțiune sub bulb. Ce constatați? Măduva spinării are formă cilindrică, ocupând tot canalul vertebral la formele in- ferioare. La amfibienii superiori măduva este scurtă și se termină printr-o „coadă de ;al rezultată din asocierea nervilor spinali cin regiunea codală. Dezvoltarea membrelor cu funcții motorii mai complexe a determi- nat apariția unor centri nervoși mai dezvol- cip în regiunile cervicală și toraco-sacrală. Nervii spinali sunt asemănători ca dispoziție metamerică și structură cu cei de la pești, reptile, păsări și mamifere. • Comparați encefalul amfibienilor cu encefalul peștilor, analizând preparatele în lichid și mulajele din colecția școlii. Preci- . ați asemănările și deosebirile! Bulb olfactiv Oiencefal Epifiza Lobi optici Cerebel Mielencefal Fig. 28. Encefalul la amfîbieni (dorsal). Emisfere cerebrale 27 REȚINEȚI! Sistemul nervos al amfihienilor anunță dezvoltarea creierului vertebratelor terestre dar, pe de altă parte, existența nervilor liniei laterale, apărută în timpul dezvoltării larvare, precum și prezența ei la unele forme inferioare, (urodele), amintește sistemul nervos al vertebratelor acvatice inferioare. • Studiați encefalul reptilelor din preparatele în lichid și din mulajele aflate în colecția școlii! Telencefaluf are o mare dezvoltare, acoperind parțial diencefalul. La majoritatea reptilelor, cele două emisfere se prelungesc la partea anterioară cu bulbii olfactivi.. Pentru prima dată în seria vertebratelor apare scoarța cerebrală cu două straturi de neu- roni: stratul superficial, cu rol senzitiv și stratul piramidal (profund), cu rol motor. Corpii striați sunt bine dezvoltați, îndeplinind atât funcții senzitive (de a recepționa ex- Bulb olfactiv Tradus olfactiv Emisfere cerebrale Epifiza V! Fig. 29. Encefalul reptilelor (dorsal). Măduva spinării Mezen- cefal Meten- cefol _ M iele n- cefal citațiile) cât și motorii (de transmitere a co- menzilor la efectori). Conexiunile telencefalu- lui cu etajele inferioare sunt mai complexe decât la pești și amfibieni. Diencefalul demonstrează o evoluție progresivă. El este acoperit dorsal. în cea mai marc parte, de emisferele cerebrale. Conține epifiza* și talamusul. Acesta este mai dezvol- tat decât la pești și amfibieni, și servește drept stație intermediară pentru fibrele nervoase ascendente prin care se transmit impulsurile spre telencefal. Hipotalamusul se dezvoltă foarte mult. Mezencefalul este bine dezvoltat. El se caracterizează prin conturarea mai precisă a tuberculilor bigemeni posteriori, stații ale căilor auditive, și a tuberculilor bigemeni anteriori care coordonează reflexele de orien- tare vizuală a capului. Pe scară evolutivă, mezencefalul reptilelor se plasează pe o treaptă superioară și prin apariția, pentru prima dată a nucleului roșu, formațiune de substanță cenușie care controlează tonusul muscular, diminuându-1. Lobii optici, voluminoși, au aceleași funcții ca și la amfibieni. * Epifiza îndeplinește funcție senzorială, legată de recepționarea semnalelor luminoase. 28 Metencefalul, în general redus (cu excepția crocodililor și chelonienilor). pre- zintă trei lobi, existenți și la păsări și mamifere. în structura sa apar, pentru prima oară. nucleii intracerebeloși cu rol în controlul echilibrului, tonusului muscular și al coor- donării mișcărilor. Mielencefahil nu prezintă deosebiri esențiale față de amfibieni. începând cu reptilele, nervii craniei sunt în număr de 12 perechi. Măduva spinării, de formă cilindrică, este uniformă la șerpi, prezintă dilatări cervicale și lombare la șopârle și crocodili. • Prezentați structurile nervoase apărute pentm prima oară la reptile. Arătați cauza apariției acestora! REȚINEȚI! Sistemul nervos al reptilelor prezintă o perfecționare și com- plicare care constă în apariția celor trei curburi ale encefalului, mărimea emisferelor cerebrale, apariția scoarței cerebrale și a nucleului roșu. Enccfalul păsărilor, după cum observați în figura 30, este mult mai dezvol- tat decât al reptilelor, atât în ceea ce privește volumul, cât și în complexitatea structu- rală și funcțională. Această dezvoltare se datorește mișcărilor variate ale păsărilor, de- terminate de mediul în care trăiesc. Telencefalul este foarte voluminos, datorită unei adevărate hipertrofii a corpilor stnați care, alături de talamusul optic, reprezintă cei mai evoluați centri de legătură și de coordonare. Comportamentul instinctiv (construirea cuibului, clocitul) și întreaga motricitate sunt coordonate de acest complex „talamo-striat“. Emisferele sunt bme dez- - oltate, de formă triunghiulară, au bulbi olfactivi foarte reduși, deoarece aceste animale au. în general, simțul mirosului slab. Scoarța cerebrală este încă puțin dezvoltată. Diencefalul este acoperit parțial (în partea dorsală), de emisferele cerebrale. Epi- fiza este voluminoasă, având rol de glandă cu secreție internă, talamusul și hipotalamu- ;ui dobândesc o mare dezvoltare, conținând numeroși nudei de substanță cenușie, al căror rol devine și mai complex. Mezencefalul prezintă doi lobi optici "ine dezvoltați, deplasați lateral. Ei sunt în legătură cu rolul important al simțului vizual La aceste animale. Sub lobii optici se găsesc mcleii spiriformi, particulari păsărilor, cu rol in coordonarea mișcărilor oculare și somatice, in general. Nucleul roșu este mai bine dezvol- te decât la reptile, intervenind în reglarea c -asului musculaturii membrelor. Metencefalul este foarte dezvoltat, în cgătură cu adaptarea păsărilor la zbor. Cere- belul prezintă o porțiune centrală, brăzdată de șanțuri transversale - vermisul - și două for- mațiuni conice laterale. La păsări se contu- rează pedunculii cerebeloși superiori, prin care se face legătura cu mezencefalul. Cerebe- _ păsărilor reglează menținerea tonusului ~ uscular. coordonând mișcările complexe. Fig 30. Encefalul de la porumbel (dorsal). 29 Rolul cerebelului se poate demonstra prin leziuni experimentale aplicate unui porumbel. Extirparea unilaterală a acestui organ -nervos duce la dispariția tonusului muscular și la mișcări necontrolate. După câteva săptămâni, animalul își redobândește capacitatea funcțională normală. Mielencefalul este parțial acoperit de cerebel. Două mase de substanță cenușie numite olive hulbare sunt dezvoltate, în legătură cu adaptarea păsărilor la zbor. La păsările acvatice apar olivele secundare care reglează mișcările de înot. Măduva spinării se distinge prin alungirea regiunii cervicale și existența umflăturilor din regiunea brahială și lombară. • Prezentați caracterele comune ale sistemului nervos la reptile și păsări! REȚINEȚI! Encefalul păsărilor se caracterizează prin creșterea remarca- bilă a creierului mare, a lobilor optici și cerebelului, în care se dezvoltă struc- turi asociate simțului văzului, stato-acustic și locomoției. Dezvoltarea inegală a celor cinci vezicule determină curburile axului cerebral, mai pronunțate ca Ia reptile. La mamifere (fig. 31), mediul de viață foarte variat (terestru, acvatic, sub- teran) și comportamentul complex al acestora au determinat o complicare anatomo- fîziologică a encefalului. Telencefalul, partea cea mai voluminoasă și mai importantă din punct de vedere funcțional, este reprezentat prin emisferele cerebrale și corpii striați. Emisferele sepa- rate prin scizura interemisferică, acoperă dorsal și lateral cea mai mare parte din restul creierului. La mamiferele inferioare (monotreme. marsupiale, mamifere insectivore) suprafața lor este netedă sau puțin ondulată, La carnivore și primate, emisferele pre- zintă circumvoluțiuni cerebrale. Emisferele cerebrale ating maximum de dezvoltare, iar scoarța cerebrală are o structură complexă, fiind formată din mai multe straturi de ce- lule nervoase. în scoarța cerebrală au fost evidențiate trei categorii de zone: senzitive, motorii și de asociație. Zonele senzitive primesc informații senzoriale: vizuale, auditive, gustative, termice, dureroase etc Zo- nele motorii sunt acelea de la cai c por- nesc comenzi spre organele efcctoare (mușchi, glande). La mamiferele infe- rioare, din aceste zone motorii se de- clanșează comenzi ale mișcărilor gro- solane și, într-o mică măsură, a mișcărilor fine. Pe măsura evoluției mamiferelor (la primate și om; se realizează un control motor corticai tot mai accentuat. Din zonele motorii por- nesc fibre nervoase care alcătuiesc ca- lea motorie voluntară (calea pira- midală) - nouă la mamifere. Calea motorie involuntară (calea extrapira- midală), mai veche, este prezentă și la celelalte vertebrate. Zonele de asociație asigură formele cele mai evoluate de activitate comportamentală, psihică de 30 tipul învățării și. în cele din urmă, al gândirii umane Corpii striați sunt bine dezvoltați și îndeplinesc multiple funcții: reglarea tonusului mușchilor flexori și e.xtensori. menținerea echilibrului în locomoție și în mișcările de marc finețe și precizie. Diencefalul se află inclus în interiorul telencefalului. între corpii striați. Talamu- sul conține numeroși nudei senzoriali de ultimă stație care furnizează cortexului cere- bral diferite informații senzoriale (vizuale, auditive, termice etc ). Datorită relațiilor complexe dintre nucleii talamusului se pot realiza acte superioare comportamentale, cum sunt cele legate de căutarea hranei și a jocurilor. De asemenea, hipotalamusul con- ține nudei cu funcții vegetative, dintre care nucleul mamilar este nou pentru mamifere. Rolul fiziologic al hipotalamusului este complex. El reglează temperatura corporală a păsărilor și mamiferelor, consumul de apă și hrană, somnul și veghea, respirația, circu- lația etc. Funcția coordonatoare a hipotalamusului se află sub influența scoarței cerebrale. Mezencefalul, spre deosebire de cel al celorlalte vertebrate, prezintă pedunculii cerebrali, tuberculii bigemeni anteriori care recepționează mesaje vizuale de orientare spre sursele de lumină și tuberculii bigemeni posteriori - caracteristici mamiferelor - care recepționează mesaje auditive de orientare spre sursele sonore. Pe lângă nucleii roșii, mezencefalul mai conține și substanța neagră, apărută pentru prima oară la ma- mifere. Cele două formațiuni participă la coordonarea mișcărilor de abilitate a membrelor. Metencefalul, la mamifere, atinge o dezvoltare foarte mare. Cerebelul prezintă emisferele cerebeloase, cu rol stimulator asupra tonusului muscular. Mielencefalul suferă cele mai puține modificări față de celelalte grupe. Acesta controlează activitatea unor organe care realizează funcții importante, cum sunt: sali- vația, deglutiția. circulația, respirația, tonusul muscular, echilibrul, locomoția etc. TEME - Urmăriți figura 32 care reprezintă secțiunea sagitală în encefalul vertebratelor. Nouți pe caiete tipul de encefal (7 5) și denumirea veziculelor componente. 31 Fig. 32. Encefalul de la vertebrate (secțiune sagitală): 1 ... ; 2. . . ; 3... ; 4... : 5 . . . . - Copiați și completați tabelul următor cu formațiunile nervoase caracteristice (nou apărute) la pești, amfibieni, reptile, păsări și mamifere. Grupa de animale Formațiunile nervoase XXXXXXXXX Pești Amfibieni Reptile Păsări Mamifere Bazele fiziologice ale comportamentului animal Știința care cercetează formele comportamentului caracteristic diferitelor specii de viețuitoare se numește etologie. Cercetarea etologică a scos la iveală o diversitate impresionantă de comporta- mente, cum sunt: comportamentul alimentar, de apărare, comportamentul sexual, com- portamentul social, locomoția, capacitatea de orientare și migrațiilc, activitățile d< construire a adăposturilor etc. în toate aceste exemple, fenomenul comportamental s< distinge prin complexitate, exprimată prin întrepătrunderea a ceea ce este înnăscu (instinctiv) și ceea ce este dobândit (învățat) în cursul experienței individuale. întrucât unele dintre aceste comportamente vă sunt cunoscute din clasele ante rioare. urmăriți cu atenție următoarele exemple: 32 -Comportamentul alimentar este primul care se manifestă în decursul existenței organismelor. La majoritatea animalelor vertebrate, noua ființă își caută hrana cu o precizie uimitoare, cu toate că nu are nici o experiență de viață. Aici, ponderea actelor instinctive depășește cu mult pe cea dobândită prin învățare. La unele mamifere și în special la om - puii care se nasc sunt niște ființe neajutorate care, dacă nu sunt hrăniți de părinți, mor de foame. în această situație, nou-născutul trebuie să „învețe". -Comportamentul de apărare, ca și cel alimentar, este prezent la multe specii încă de la naștere. La unele insecte, reptile (șopârlă). comportamentul de apărare este foarte dezvoltat. -Comportamentul sexual apare în decursul dezvoltării ontogenice mai târziu și dispare primul; la unele insecte este atât de efemer încât se manifestă numai o singură dată în viața acestora. La o mare parte din animale, viața sexuală este nenodică: femela primește masculul numai în anumite perioade ale anului, de împere- chere sexuală, „nupțiale" sau de „rut" -Comportamentul social asigură organizarea „socială" în familii, colonii, stoluri, cârduri etc. a multor specii de animale (albine, pinguini, elefanți, del- âni. maimuțe etc ). Esențial în acest tip de comportament este funcționarea unui sistem :: comunicare între indivizi, care să poată sincroniza reacțiile acestora. Capacitățile de învățare diferă în cadrul diferitelor grupe. La nevertebrate, cele mai mari posibilități în acest sens le au cefalopodele și insectele, iar la vertebrate, ma- miferele - și, în cadrul acestora, desigur omul. Pentru toate formele de comportament, mecanismele de producere și menținere ale acestora sunt controlate de către sistemul nervos și glandele endocrine. Astfel, la zreicri și lăcuste, controlul emisiunii sonore este exclusiv nervos, având unii centri în creier și alții în ganglionii toracici. De asemenea, cefalopodele au în creierul lor o struc- _râ bine dezvoltată care îndeplinește rol similar. La vertebratele inferioare (pești, amfibieni și reptile), care au emisferele cerebrale slab dezvoltate, forma superioară de integrare nervoasă se realizează ia nivelul mencefalului. La vertebratele superioare și la om. diferitele comportamente depind de segmente nervoase foarte evoluate și interconectate, cum sunt hipotalamusul, neocortexul etc. Procesele nervoase care stau la baza organizării comportamentelor, a psihicului. : restituie activitatea nervoasă superioară. Omul - prin prezența celui de-al doilea sistem de semnalizare - limbajul uman - rsalizează comportamente de marc superioritate față de animale. Ceea ce caracterizează ■: mportamentul uman este reducerea rolului componentei înnăscute și creșterea celei izbândite. Omul este acela care poate și trebuie să-și frâneze și corecteze instinctele prm acte de voință, pnntr-o gândire rațională. TEME - Dați exemple de modalități de comunicare ale diferitelor specii. Comparați-le m mijlocul dc comunicare dintre oameni. - Dați exemple de comportamente, precizând componenta instinctuală și pe cea zz-âțată. 3 — raJcșje, d. a X—a 33 1.2. ORGANELE DE SIMȚ ÎN SERIA ANIMALĂ Organismele animale recepționează din mediul extern și intern stimuli (semnale) mecanici, chimici, termici, acustici, vizuali etc. Stimulii sunt percepuți la nivelul recep- torilor și transmiși la centrii nervoși, unde au loc analiza, sinteza, compararea și aso- cierea, deci integrarea lor. Pentru cele mai multe organisme, rezultatul integrării este formarea senzațiilor caracteristice sau elaborarea unor răspunsuri care sunt transmise pe căi nervoase, în special sistemului muscular și glandular. în funcție de natura excitanților, se disting mai multe tipuri de sensibilități: che- morecepția, mecanorecepția și fotorecepția. CHEMORECEPȚIA Chemorecepția (sensibilitatea chimică) se realizează sub mai multe forme: sensi- bilitatea chimică generală, gustativă și olfactivă. Chemorecepția la nevertebrate La protozoare, întreaga citoplasmă posedă sensibilitate față de substanțele chi- mice din mediu, animalele efectuând mișcări de apropiere sau depărtare față de excitant. • Pe o lamă de sticlă puneți o picătură dm cultura de parameci, la marginea căreia așezați un cristal de clorură de sodiu. Observați că. pe măsură ce sarea se dizolvă și soluția devine tot mai concentrată, paramecii se depărtează. Ce concluzie se des- prinde din această experiență? La celenterate, celulele chemoreceptoare, reprezentate prin celule senzitive ectodermice, sunt răspândite pe tot corpul, dar mai concentrate pe tentacule. • Urmăriți cu lupa sau la microscop o hidră pusă pe o sticlă de ceas. în care se toarnă o soluție diluată de acid acetic. Ce constatați? Ca urinare a diversificării mediului de viață, viermii prezintă o diferențiere mai marc a chemoreceptorilor: la platelminți sunt celulele epidermice cu cili sau flageli, la nematelminți, celule senzitive ciliate cu rol olfactiv și gustativ, iar la anelide, gropițe cuticulare cu rol chimic-olfactiv. La moluște apare specializarea în chemoreceptori de contact sau gust și de dis- tanță sau olfactivi. Aceștia se prezintă sub formă de celule senzoriale ciliate și celule glandulare, grupate în gropițe olfactive. Prin acești receptori localizați pe tentacule, buze, brațe bucale, branhii sau în cavitatea paleală, moluștele reacționează la natura și concentrația substanțelor chimice. ' La artropode, chemoreceptorii sunt și mai mult diferențiați, variind ca structură la diferitele grupe: la păianjeni există fante ale epiteliului în care pătrund prelungiri ale celulelor senzoriale, la crustacei - peri senzoriali situați pe corp și apendice sau tuburi 34 olfactive pe antene, iar la insecte - organe olfactive situate pe antene și apendice (fig. 33). Multe nevertebrate terestre și, în special, insectele (albinele, furnicile, fluturii) au ca- pacitatea de a recepționa informațiile de tip gus- tativ, prezentând o importanță deosebită în comportamentul alimentar. Tot la insecte, simțul mirosului este foarte bine dezvoltat, informațiile olfactive având importanță mai marc (alimentară, sexuală, de recunoaștere a indivizilor etc ). La fluturi și albine, unul din mijloacele de comuni- care între indivizi este acela al emiterii unor sub stanțe numite feromoni, a căror prezență este recepționată pe cale olfactivă. Sensibilitatea chemoreceptivă de natură olfactivă este întâlnită și la echinoderme, dar mult mai redusă decât cea de la insecte. Nerv Fig. 33. Organul olfactiv la insecte. • Explicați care este cauza slabei sensibilități chemoreceptive de la echinoderme! REȚINEȚI! La nevertebrate, cu excepția insectelor, nu se poate face o dis- tincție netă între formațiunile care realizează sensibilitățile olfactivă și gusta- tivă. La insecte există formațiuni specializate anatomic și funcțional. Chemorecepția Ia vertebrate Sensibilitatea gustativă. Gustul este unul din simțurile cele mai pnmitive, fiind prezent la toate vertebratele. Structurile caracteristice sunt mugurii gus- tthi (fig. 34). care recepționează substanțele sapide (cu gust), dizolvate în apă sau salivă La vertebratele inferioare (ciclostomi, pești) mugurii gustativi sunt localizați pe suprafețe mai mari, fiind prezenți în cavitatea bucală, pe buze și mustăți. în faringe S esofag și chiar pe toată suprafața corpului. Celulă senzitiva Celulă de susținere Prelungiri nervoase Fig. 34. Mugure gustativ. senzitive Ca urmare a adaptării la mediul terestru și a unui mod de nutriție mai variat, receptorii gus- tativi ai amfibienilor sunt localizați pe limbă. în cavitatea bucală și faringe; la anure. aceștia se află și în tegument. Reptilele au o sensibilitate gustativă slabă, receptorii unor specii fiind localizați pe limbă și plafonul bucal. Șerpii nu au receptori gustativi. Motivați lipsa acestora! La păsări receptorii gustativi sunt situați exclusiv în cavitatea bucală și pe limbă, iar simțul gustului este mai redus ca la mamifere. Chemoreceptorii gustativi ai mamiferelor sunt localizați exclusiv în cavitatea bucală. 35 îndeosebi pe limbă. Mugurii lor gustativi sunt aso- ciați în agregate proeminente - papile gustative - la care vin fibre ale unor nervi cranieni. •Observați structura unei papile gustative, re- prezentată schematic în figura 35. Sensibilitatea olfactivă. Pre- zent la toate vertebratele, organul. olfactiv are o structură relativ asemănătoare. Receptorul, reprezen- tat prin epiteliul olfactiv (fig. 36) care căptușește cavitățile nazale, conține neuroni sen- zitivi și nu celule senzoriale, ca la celelalte organe de simț. Aceștia recepționează excitația produsă de molecule ale substanțelor volatile vehiculate prin aer sau apă, o transformă în influx nervos și o transmit sistemului nervos central, pe calea nervului olfactiv. ■ Alături de simțul gustului, organul olfactiv are rol în aprecierea calității alimen- telor. depistând substanțele mirositoare și eventual nocive. Ciciostomii au o singură fosă nazală care comunică cu exteriorul printr-o singură narină. iar la pești și tetrapode există două fose nazale ce se deschid la exterior prin două nări. La pești, acuitatea simțului olfactiv este foarte variată: cu miros slab (știuca și crapul) și cu miros puternic și foarte puternic (somnul, anghila). La amfibieni, mucoasa care căptușește cavitatea nazală conține celule nervoase care percep substanțele mirositoare. Comparativ cu amfibienii. mucoasa olfactivă a reptilelor este mai dezvoltată. deci și simțul lor olfactiv. Așa de exemplu, șerpii găsesc cuiburile de ouă ale păsărilor după miros. în general, la păsări, simțul mirosului are un rol secundar. La răpitoarele de zi și la unele păsări terestre, mirosul este bine dezvoltat, dar la cele care se hrănesc cu se- mințe (granivore) este foarte redus. Fosele nazale încep cu nările, dispuse pe cioc și se ; termină cu coanele, orificii situate pe plafonul bucal. Epiteliul olfactiv este redus. Sensibilitatea olfactivă a mamiferelor este diferită: unele. - cum sunt mamiferele de pradă sau căprioarele, au simțul mirosului extrem de dezvoltat; focile,cetaceele și primatele au simțul olfactiv redus. Cavitatea nazală a unor mamifere este complet sepa- rată de cea bucală. Ea comunică cu exteriorul prin nări, iar cu cavitatea bucală, prin coane. De aseme- nea, fosele nazale prezintă numeroase cute care de- termină creșterea suprafeței epiteliului olfactiv. Propagarea influxului nervos de la nivelul mucoasei , olfactive se face prin nervul olfactiv, format din axo- nii neuronilor din mucoasa olfactivă. Aceștia conduc informațiile la bulbii olfactivi, lobii olfactivi și emi- sferele cerebrale, unde se transformă în senzații de neuron senzitiv celule de susținere Prelungiri > nervoase ^senzitive miros. l ig. 36. Epiteliul olfactiv. 36 MECANORECEPȚIA Prin mecanorecepție se înregistrează informații cu privire la acțiunea unor exci- tanți, ca: forța gravitațională, variațiile de presiune, atingerea sau pipăitul, curenții de apă sau de aer, vibrațiile sonore etc. -La nevertebrate, mecanoreceptorii sunt reprczentați prin: a. celule senzoriale, cu rol tactil, care prezintă peri, cili sau flageli, răspândite pe suprafața cor- nelul sau numai în anumite zone; b. proprioceptori care înregistrează deformările cor- pului din timpul mișcării; c. statociști, organe de echilibru. Dintre toți acești mecanoreceptori, statociștii (fig. 37) îndeplinesc rol esențial în viața celenteratelor. rermilor, moluștelor, crustaceilor și echinodermelor. Poziția și forma lor variază de la grup la grup; la meduze sunt așezați pe marginea umbrelei, la viermi, în regiunea ccfa- ;că, la moluște. în preajma ganglionilor cerebroizi sau în picior, iar la crustacei sunt situați la baza antenelor. Statociștii, de forma unor gropițe sau vezicule, sunt căptușiți ca un epiteliu ciliat, având înăuntru una sau câteva grăuncioare solide de carbonat de calciu (statolite), care plutesc într-o masă gelatinoasă. Statociștii sunt organe de echili- rru. asigurând poziția normală și orientarea animalului prin recepționarea schimbărilor poziției corpului. La moluște și crustacei, statociștii sunt formați din vezicule cu pereți ce pot -ecepționa nu numai schimbările de poziție ale corpului, ci și vibrațiile mediului și se numesc otociști, iar grăuncioarele, otolite (fig. 38). Otocistul este primul receptor audi- tiv în seria animală. Insectele au organe de percepere sonoră, reprezentate prin organe timpanale și peri senzoriali. în structura organului timpanal intră membrane capabile să oscileze la vibrațiile sonore. Ele se întâlnesc la insectele cântătoare (greieri, lăcuste etc.). Astfel, greierii recepționează sunete de 300-800 Hz, iar lăcustele până la 9 000 Hz La insecte, organele de auz posedă, pe lângă organul timpanal. și unele dilatări traheale care ser- vesc ca rezonatori, amplificând sunetul și asigurând excitarea organelor receptoare. Flu- : uni de noapte recepționează ultrasunetele emise de lilieci, dușmanii lor principali. -La vertebrate mecanoreceptorii sunt diferențiați în funcție de tipul de sensibilitate: stato-acustică, motorie (proprioceptivă), tactilă și seismoreceptorie. 37 Fig. 38. Otocist. Sensibilitatea stat o-a custică. Receptorii statici (ai echilibrului) au rol în perceperea variațiilor de poziție și mișcare a corpului, iar cei acustici, în perceperea sunetelor. Acești receptori sunt situați în labirintul inembranos al urechii interne. •Reamintiți-vă din clasa a VUI-a structura urechii interne! •Care sunt cele două lichide ale urechii interne și ce rol au? La toate vertebratele, labirintul membranos prezintă două vezicule: utricula și sacula, care comunică între ele. Utricula cu cele trei canale semicirculare conține celule senzoriale care recepționează excitații pentru simțul static. Sacula dă naștere la o for- mațiune, lagena, din care se va dezvolta melcul vertebratelor superioare. In general, în saculă există receptori sensibili Ia modificările de poziție și mișcare ale capului sau corpului, iar în lagenă, receptorii pentru perceperea vibrațiilor sonore. La pești există numai ureche internă, constituită dintr-un sac membranos care cuprinde utricula ce poartă trei canale semicirculare, sacula și lagena (fig. 39, a). Cavi- tatea labirintului membranos conține endolimfa, cu mici concrețiuni calcaroase (otolite), cu rol în menținerea echilibrului. Sensibilitatea auditivă este bine, dezvoltată la pești; sacula, și în special lagena, au funcție auditivă. La unele specii (crap, somn și altele) audiția se perfecționează prin interpunerea între vezica gazoasă și labirint a unui sistem de oscioare, cu rol în transmiterea vibrațiilor aerului din vezică. La amfibieni, caracteristic este apariția urechii medii (camera timpanică) ce comunică cu urechea internă printr-o fereastră ovală. Către exterior, urechea medie pre- zintă fereastra timpanică, acoperită de membrana timpanică. Camera timpanică conține un os, columela, care se sprijină cu un capăt de membrana timpanică, iar cu celălalt pe fereastra ovală. Urechea medie comunică cu faringele prin trompa lui Eustache. Urechea internă prezintă aceleași elemente întâlnite la urechea internă a peștilor (fig. 39, b). în plus, la unii amfibieni apare o prelungire a lagenei numită papilă bazi- lară, organul principal al auzului. Undele vibratorii (cu frecvența cuprinsă între 200-4000 Hz) recepționate de membrana timpanică ajung în urechea medie, iar prin intermediul columelei, la fereastra ovală. De aici, prin penlimfă, vibrațiile ajung la pa- pila bazilară; aceasta conține celule senzoriale, care sunt excitate de vibrațiile sonore. La reptile (fig. 39, c), se constată o dezvoltare și mai mare a porțiunilor speciali- zate pentru sensibilitatea acustică. La unele reptile urechea medie este acoperită la 38 Utricula Receptori Sacula Receptori Canale semicirculare -Lagena UtrlcUla Receptori Receptori Papile bazilarâ Sacula Receptori Lagena — Utricula Sacula Melc Canale semicirculare Canale semicirculare Sacula Receptori Receptori Ut r icul a Papila bazilarâ Canale semicirculare La gena 'Papila bazilarâ Receptori Fig. 39, XXXXXurediii Sa: a - pești; b - amfibieni; c - reptile; d - păsări; e - mamifere. 39 exterior de un tegument îngroșat, iar la ofidieni lipsește; la aceștia, columela se articu- lează cu osul pătrat al craniului. în felul acesta, șerpii nu aud vibrațiile transmise prin aer, deoarece nu au timpan, ci înregistrează vibrațiile provocate de pașii animalelor transmise prin sol, prin intermediul osului pătrat și al columelei. Urechea internă, prin papila bazilară, recepționează vibrațiile sonore, iar prin utriculă și canale semicirculare, excitațiile în legătură cu aprecierea poziției animalului în spațiu. La păsări apare urechea externă, formată numai din conductul auditiv extern, foarte redus, cu rol în direcționarea undelor sonore spre urechea medie. Urechea medie cuprinde un singur os auditiv, columela. Trompele lui Eustache se deschid în faringe printr-un orificiu comun. Lagena urechii interne (fig. 39, d) este de dimensiune mai mare, purtând numele de melc, ca la mamifere. în melcul membranos se găsesc celule senzoriale auditive ale papilei bazilare Vibrațiile sonore din mediul înconjurător sunt dirijate de-a lungul conductului auditiv spre membrana timpanică ce le preia și le transmite columelei din urechea medie, iar prin aceasta, la fereastra ovală prin perilimfa melcului, iar de aici la celulele papilei bazilare pe care le excită. ' Mamiferele au urechea externă, formată din conductul auditiv extern și pavilion, prevăzut cu mușchi; arătați rolul lor! Transmisia vibrațiilor din urechea medie se face cu ajutorul unui lanț de oscioare: ciocănelul, articulat cu timpanul și cu nicovala, aceasta cu scărița a cărei talpă este fixată de fereastra ovală. întregul sistem de oscioare are rol în conducerea sunetelor spre urechea internă (fig. 39, e). Limita superioară a frecvențelor recepționate este cuprinsă între 38 000 Hz și 100000 Hz (la câini, pisici, delfini) iar limita inferioară este de 64-150 Hz. Sensibilitatea proprioceptivă. Proprioceptorii nevertebrate- lor sunt organe de simț, reprezentate prin peri senzoriali modificați sau neuroni asociați mușchilor, care înregistrează continuu deformările (schimbările în lungime), tensiunile și dccomprcsiumle din corp. Aceștia sunt localizați la suprafața corpului și în mușchi. Proprioceptorii celor mai multe vertebrate sunt reprezentați prin terminațiuni nervoase libere, terminațiuni nervoase înfășurate în jurul fibrelor musculare sau termi- națiuni nervoase înconjurate de fibre și celule conjunctive (corpusculi). Excitantul spe- cific al acestor receptori este schimbarea tonusului mușchilor din timpul contracțiilor și al relaxării lor. De la acești proprioceptori pleacă fibre nervoase spre centrii nervoși din axul cerebrospinal care reglează menținerea poziției normale a corpului în repaus și mișcare. Sensibilitatea tactilă și termică. Receptorii tactili, ai pipă- itului, se află, îndeosebi, în acele regiuni ale tegumentului care vin în contact direct cu factorii de mediu. Ca organe receptoare tactile la nevertebrate, servesc o mulțime de formațiuni, cum sunt: terminațiuni nervoase libere, peri tactili, cili sau flageli. La vertebrate există terminațiuni nervoase libere printre celulele epidemiei, dar și numeroși corpusculi senzitivi (terminațiuni încapsulate) în dermă. Corpusculii senzi- tivi ai unor specii de animale (păsări și mamifere) sunt extrem de sensibili. Ei pot de- tecta, de exemplu, vibrațiile transmise prin apă (în cazul păsărilor acvatice) sau vibrațiile care se propagă prin sol (cârtiță). în privința organelor termoreceptoare, acestea sunt foarte puțin cunoscute la or- ganismele inferioare. în general, toate animalele posedă asemenea organe cu care per- cep variațiile de temperatură pentru a se situa acolo unde temperatura este optimă. La pești, linia laterală este și un organ termoreceptor. Pielea vertebratelor include organe senzoriale - corpusculi - care înregistrează și stimulii termici. 40 Fig. 40. Linia laterală de la pești. Linie laterală Fibre nervoase senzitive Celule senzoriale Seismorecepția. Seismoreceptorii (organele liniei laterale) (fig. 40) sunt prezenți la ciclostomi, pești și larvele amfibienilor. Linia laterală se întinde de-a .ungul corpului. Aceasta este formată din celule de susținere și celule senzoriale la care •• in fibre nervoase. Excitantul adecvat al acestor receptori îl constituie mișcările provo- cate de curenții apei, care ating perii celulelor senzoriale. De la linia laterală, prin ner- vn laterali, informațiile se transmit la mezencefal. Peștii din acvarii se agită puternic cu câteva ore înaintea unui cutremur deoarece au o sensibilitate crescută. Pentru acest motiv ei sunt utilizați ca „indicatori" seismici. FOTORECEPȚIA Fotorecepția înseamnă înregistrarea acțiunii razelor luminoase cu o anumită lun- gime de undă. Organul specializat în perceperea luminii este format din celule fotoreceptoare. Fotorecepția la nevertebrate. Protozoarele flagelate au un or- gamt citoplasmatic fotosensibil, stigmă, care le „orientează" spre sursa luminoasă. Celenteratele prezintă, ca receptori ai intensității luminoase, oceli (ochi simpli). Majoritatea ocelilor au la bază celule pigmentare și celule retiniene, legate prin fibre nervoase cu sistemul nervos. Viermii prezintă o gamă variată de fotoreceptori: pete pigmentare, oceli. ochi yibepidermici și chiar ochi evoluați. întâlniți la polichete. La moluște, structura organului vizual este variată. Astfel, majoritatea gaste- ropodelor prezintă ochi, cu excepția formelor parazitare. La melc, ochiul este localizat în vârful tentaculelor lungi: în structura acestui organ se observă corneea, cristalinul. umoarea apoasă, retina și nervul optic, componente care se întâlnesc încă de a ochiul polichetelor. La unele specii ochii sunt adaptați pentru detectarea schimbărilor intensității luminii; la altele ochiul percepe formele obiectelor de la mică distanță câțiva mm) și chiar culorile (la melcul de livadă). Lamelibranhiatele prezintă ochi, în unele cazuri fiind asemănători cu cei de la gasteropode. Ei se află pe marginea mantalei. O perfecționare deosebită a structurii ochiului se întâlnește la cefalopode. □chil unor caracatițe au circa 40 cm în diametru, reprezentând cele mai mari organe de 41 Scl e roti ca Fig. 41. Ochiul cefalopodelor. văz în regnul animal. La caracatiță și la unele anelide, acomodarea pentru vederea apropiată se realizează prin contracția unor mușchi care îndepărtează cristalinul de retină (fig. 41). Experimental s-a demonstrat că ochiul cefalopodelor distinge și culorile. Ochii crustaceilor și insectelor sunt ochi simpli și compuși care recepționează nu numai diferențele de intensitate luminoasă ci și forma și culoarea obiectelor. • Studiați figura 42 și observați structura unui ochi compus! Acesta este formal dintr-un număr foarte .mare de fațete (omatidii}. Fig. 42. Ochii ck ia insecte. Fibră nervoasă senzitivă - Cristalin Celule retiniene Cel ule pigmen- tare Cornee 42 Coroidă Mușchi ciliari Connee Umoare apoasă Iris Cristalin Sclerotică Fig. 43. Structura ochiului la mamifere. galbenă Pata Nerv oarbă optic Fiecare omatidie este un ochi complet, cu celule retiniene profunde (elemente sensibile) care se prelungesc prin fibre nervoase. Deasupra celulelor retiniene se află cristalinul (partea refringentă). Peste acesta se află corneea, împărțită în fațete hexago- nale; fiecare fațetă se află în dreptul unei omatidii, de unde și denumirea de ochi . etăți. Fotorecepția la vertebrate. La vertebrate, ochii pereche au o structură asemănătoare. •Reamintiți-vă din clasa a Vil-a. principalele părți componente ale globului ocu- ar. analizând și figura 43! • Observați anexele globului ocular pe ochiul unui mamifer și pe mulaj: pleoa- pele (cu rol de protecție) și mușchii globului ocular, cu rol în mișcările ochiului. După a ați îndepărtat anexele, observați sclerotică, iar la cei doi poli, corneea și în partea opusă, nervul optic. Faceți o incizie în sclerotică, pe linie ecuatorială, până la cornee. Dm camera anterioară se scurge umoarea apoasă. Examinați irisul și pupila. Des- pnndeți cristalinul și examinați-1. Așezați cristalinul pe un text. Ce constatați? Cu ce tip de lentilă se aseamănă? în globul ocular rămâne umoarea sticloasă, compactă, omo- ară După îndepărtarea acesteia, observați retina, care nu se desprinde de coroidă. •Amintiți-vă rolul celulelor cu conuri și cu bastonașe din retină! Xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx , j > eci' aV Ața te- ti supe: metab; arii d re de nului. )>anul TEME - Menționați ordinea apariției principalelor tipuri de respirație în seria animală - Explicați de ce cel mai eficient sistem respirator este sistemul traheal! - Prezentați mecanismul respirației de la amfibieni și păsări. 2.3. MEDIUL INTERN ȘI CIRCULAȚIA LICHIDELOR ÎN SERIA ANIMALĂ Mediul intern cuprinde sângele, limfa și lichidul interstițial, precum și umoarea apoasă, lichidul cefalorahidian, perilimfa, endolimfa etc. în noțiunea de mediu intern nu sunt cuprinse lichidele intracelulare 72 Mediul intern al nevertebratelor La protozoare mediul apos în care trăiesc reprezintă atât mediul extern, cât și mediul intern al organismelor respective. Protozoarelc realizează schimburi cu mediul extern pe întreaga suprafață a corpului. La spongieri și celenterate, lichidul care circulă în canalele corpului sau în sis- temul gastrovascular a fost numit hidrollmfâ. Prin contactul direct al hidrolimfei cu ce- lulele corpului, se realizează schimbul de substanțe, cedarea oxigenului la celule și încărcarea lichidului care circulă în corpul animalului cu dioxid de carbon și alti pro- duși de metabolism în sistemul circulator al viermilor, moluștelor, artropodelor, ca și în lacunele corpului acestora, circulă un lichid incolor, ușor albastru sau roșu care a fost numit hemolimja. Hemolimfa are o compoziție chimică proprie, diferită de cea a mediului extern, cu care nu mai vine în contact direct în comparație cu hidrolimfa. hemolimfa are o cantitate mai redusă de apă și conține mai multe substanțe minerale și organice, anu- mite tipuri de celule, numite elemente figurate și pigmenți cu afinitate mare pentru oxi- gen. Astfel, hemolimfa îndeplinește și o funcție respiratorie. - Substanțele minerale, solvite în apa hemolimfei, se găsesc sub formă de anioni și cationi, în raport constant. Elementele chimice (Na, K, Ca, Mg) și substanțele mine- rale (clorurile, bicarbonații, fosfații, urâții etc.) conferă hemolimfei variații ale presiunii osmotice mai largi ca la vertebrate, dându-le posibilitatea să se adapteze la diferite ti- puri de mediu - Substanțele organice ale hemolimfei sunt reprezentate prin proteine (albumine, globuline), glucide (fructoză) și lipide care apar sub formă de particule, De asemenea, în hemolimfa nevertebratelor se găsesc multe enzime. Hemolimfa unor nevertebrate poate circula într-un sistem circulator lacunar (deschis), venind direct în contact cu celulele corpului, în anumite porțiuni ale organis- mului, îndeplinind astfel rolul sângelui și al limfei de la vertebrate. La alte neverte- brate, hemolimfa circulă într-un sistem circulator închis, ea având compoziție constantă și funcții caracteristice. în acest caz, schimburile de apă și substanțe se fac prin interme- diul lichidului interstițial, care scaldă celulele. • Amintiți-vă care sunt elementele figurate ale sângelui și rolul acestora! Elementele figurate din hemolimfa nevertebratelor sunt celule nucleate de forme diferite, asemănătoare prin proprietățile lor fiziologice mai mult cu globulele albe din sângele vertebratelor. Ele se numesc amibocite și apar la nemerțieni. Funcțiile lor sunt multiple: participă la realizarea mecanismelor de apărare împotriva agenților patogeni, care au pătruns în mediul intern; asigură regenerarea țesuturilor lezate și influențează procesele de metamorfoză; unele conțin pigmenți respiratori, asigurând transportul ga- zelor respiratorii pnn mediul intern. - Pigmenții respiratori la nevertebrate sunt incluși în amibocite sau dizolvați în plasmă Așa, de exemplu, numai la puține specii de anelide sângele este incolor, la ma- joritatea fiind roșu, din cauza hemoglobinei dizolvată în plasmă sau fixată în globule. în plasma celor mai multe moluște se găsește pigmentul hemocianina. de culoare albastră; puține moluște posedă în plasmă și hemoglobină. Sângele artropodelor conține hemoglobină dizolvată în plasmă (la crustaceii infe- riori și la larvele unor insecte), sau hemocianină (la scorpioni și la crustaceii superiori). La majoritatea insectelor, sângele păstrează numai funcția de transport, pigmen- tul nu mai are rol respirator, deoarece oxigenul trece direct din trahee în țesuturi și celule. 73 Nevertebratele au un volum mai mare de hemolimfa în raport cu greutatea cor- porală Cantitatea mai mare de hemolimfa servește ca rezervă de apă pentru țesuturi, atunci când mediul devine prea uscat. Volumul hemolimfei prezintă variații mari, dar și posibilități rapide dc restabilire Deci, și la nevertebrate există mecanisme de menținere constantă a volumului hemolimfei, cât și a diferitelor ei componente (homeostazie). Mediul intern al vertebratelor La vertebrate, principalele componente ale mediului intern sunt lichidul inter- stițial, limfa și sângele. Și la vertebrate, o parte din lichidele interne ale corpului se află răspândite printre celulele tuturor organelor și țesuturilor, alcătuind lichidul interstițial. La nivelul acestuia se realizează schimburile de gaze și substanțe dintre sânge și celule. O parte din lichidul dm spațiile interstițiale este colectat de sistemul limfatic și devine limfa. Limfa este formată din plasmă și elemente figurate (limfocite). Compo- ziția acesteia este similară cu a plasmei sangvine, exceptând proteinele (care sunt mai puține) și lipidele care se află în cantitate mai mare. Sângele este un alt component al mediului intern, format din plasmă și elemente figurate. Plasma constituie partea lichidă, care conține apă. substanțe minerale, glucide, lipide, proteine, gaze, produși de dezasimilație Elementele figurate sunt reprezentate de eritrocite (globule roșii), leucocite (globule albe) și trombocite. •Observați frotiuri de sânge de la diferite vertebrate! La toate vertebratele, cu excepția mamiferelor, eritrocitele sunt celule nucleatc și au rolul de a transporta gazele implicate în procesul respirator. Gazele respiratorii din sânge pot fi dizolvate în plasmă (în cantități foarte mici) sau se află sub forma unor combinații chimice labile - în eritrocite. Astfel, oxigenul este transportat sub formă de oxihemoglobină, care, la nivelul țesuturilor, se descompune în hemoglobină și oxigen, acesta fiind preluat de celule. Transportul dioxidului de carbon se face în mai multe feluri: dizolvat în plasmă, sub formă de combinații chimice (bicarbonatul de sodiu și de potasiu) și sub formă de carbohemoglobină în globulele roșii. Numărul de globule roșii variază cu condițiile de viață, activitatea și vârsta ani- malului. Astfel, sângele unor specii de pești osoși care trăiesc în iazuri și care au o activitate locomotorie redusă are un număr mic de eritrocite. La speciile care trăiesc în apele de suprafață bine oxigenate ale mării și care se mișcă continuu, numărul eritroci- telor este mult mai mare. La păsări și mamifere, animale homeoterme. numărul eritrocitelor devine mai mare. La mamifere, eritrocitele poartă numele de hematii. Leucocitele (globulele albe) sunt prezente în sângele tuturor vertebratelor într-un număr de 600-700 de ori mai mic decât acela al globulelor roșii. Ele sunt apărătorii organismului împotriva microbilor sau a unor particule dăunătoare. Trombocitele sunt celule mici, nucleate, prezente în întreaga serie a vertebratelor, cu excepția mamiferelor, la care există plachete sangvine; acestea sunt fragmente de ce- lule, cu rol important în coagularea sângelui. Menținerea concentrației mediului intern și a funcțiilor acestuia, în orice condiții ecologice, se realizează cu ajutorul a numeroase mecanisme de reglare, îndeosebi de ordin nervos și endocrin. 74 CIRCULAȚIA LICHIDELOR CORPULUI O dată cu apariția mediului intern cu o compoziție specifică și relativ constantă, se observă apariția unor structuri specializate, care constituie sistemul circulator în seria animală există două tipuri de sistem circulator: deschis (lacunar) și închis. Sistemul circulator deschis se caracterizează prin aceea că. în anumite regiuni, vasele sunt lipsite de pereți proprii, deschizându-se in lacune ale corpului. Acest tip de sistem circulator este întâlnit numai la nevertebrate. Sistemul circulator închis este format dintr-un sistem de vase fără întrerupere între ele, realizând un circuit continuu. Acest tip de sistem circulator este întâlnit la toate vertebratele și foarte rar la nevertebrate. Circulația la nevertebrate La protozoare, „circulația¹* este îndeplinită de curenții citoplasmatici: prin siste- mul de pori inhalanți la spongieri și cel gastrovascular la celenterate; prin lacunele ca- vității corpului în care circulă hemolimfa, fără o direcție definită, la platelminți și nematelminți. Sistemul circulator apare pentru prima dată în seria animală la ne- merțieni (fig. 65). El este de tip închis, fiind alcătuit dm două sau trei vase longitudi- nale. legate la cele două extremități prin lacune cu pereți subțiri Circulația „sângelui" în vase nu are sens precis; ea se face atât anterior, cât și posterior și este determinată dc existența țesutului muscular contracții din pereții vasului dorsal. Anelidele, în marea lor majoritate, au un sistem circulator închis, alcătuit, în general, din două vase lon- gitudinale (unul dorsal și altul ventral), care se leagă între ele printr-o rețea de capilare unde au loc schimbu- rile de gaze și substanțe între sânge și țesuturi. • în figura 66 observați circulația sângelui la ane- lide. Urmăriți sensul indicat de săgeți. Vasul dorsal este colector; din el sângele este împins cu ajutorul mușchi- lor din pereții corpului prin capilarele transversale în vasul ventral, care, la rândul său, distribuie sângele la organele interne. • Faceți disecția unei râme și veți observa că ani- malul prezintă, între cele două vase longitudinale prin- cipale, inele vasculare, care se contractă ritmic. Acestea poartă numele de „inimi". Sistemul circulator al moluștelor este un sistem deschis, format din inimă (care apare pentru prima dată), vase, lacune și sinusuri (spații înguste). Inima are o poziție dorsală și este inclusă într-o cavitate pericardică. rest al cavității celomice. Majorita- tea moluștelor au inima alcătuită din două atrii și un ventricul musculos. Ventriculul pompează sângele oxi- genat în artere, care se distribuie la toate organele, în mod indirect, prin lacunele din țesuturi. Aici sângele ce- dează oxigenul și substanțele nutritive și se încarcă cu CO₂ și produși de dezasimilație, care ajung prin Fig. 65- Sistemul circulator la nemerțieni. 75 Fig. 66. Sistemul circulator la anelide. intermediul sinusurilor la branhii, plămâni și organele de excreție. Sângele oxigenat la nivelul branhiilor și plămânilor se întoarce la inimă, tot prin sinusuri și vene aferente pătrunde în atrii. de unde ajunge din nou în ventricul. Excepție fac cefalopodele, la care sistemul circulator este închis, între artere și vene interpunându-se o rețea capilară (fig. 67). Inima moluștelor prezintă o ritmicitate proprie, numită automatism. Sistemul circulator al artropodelor este deschis, deoarece sîngele nu circulă nu- mai prin vase închise, ci și prin lacune și sinusuri. Inima situată dorsal este înconjurată de pericard, cu care comunică prin multe perechi de orificii mici, numite osteole. După cum observați în figura 68, inima insectelor este formată din mai multe compartimente numite ventriculite, care comunică între ele. La majoritatea Fig. 67. Sistemul circulator la cefalopode. Fig. 68. Sistemul circulator la insecte. 76 artropodelor, inima se continuă anterior și posterior, cu câte o arteră, care se ramifică la organele interne La insecte, capătul posterior al inimii este închis și numai cel anterior se continuă cu o arteră, care comunică cu cavitatea corpului. Sistemul arterial este bine dezvoltat la formele care respiră prin branhii și plămâni și redus la grupele cu respirație traheală. • Explicați care este cauza! . • Urmăriți circulația sângelui la insecte, în figura 68! Din pericard sângele trece în inimă pri- osteole. iar de aici în artere, apoi în la- cune unde se distribuie la țesuturi, transportând oxigenul și substanțele nutritive. De aici, sângele venos este colectat în sinusuri, de unde trece în venele branhiale și pulmo- nare efercnte, care îl transportă la branhii și plămâni, unde este oxigenat. De la orga- nele respiratorii, prin sinusuri și vene branhiale și pulmonare cfcrcntc, sângele oxigenat ajunge în pericard. de unde este aspirat prin osteole în inimă. Pe lângă contracțiile inimii, un rol important în circulația sângelui îl au variațiile de presiune create în abdo- men prin mișcările respiratorii ale corpului. Circulația sângelui la cordate Sistemul circulator al urocordatelor este alcătuit din inimă, vase și lacune. Prin contracțiile sale alternative, inima împinge sângele în vasele anterior și posterior și de aici în sistemul lacunar Cefalocordatele au un sistem circulator de tip închis, lipsit de inimă. Funcția acesteia este suplimentată de contractilitatea sinusului venos și de bulbili, formațiuni contractile de la baza arterelor. Sistemul venos este legat direct de sistemul arterial (lipsesc capilarele), iar sângele este incolor. La vertebrate sistemul circulator este format din: inimă, artere care transportă sângele în corp, capilare care pun în legătură arterele cu venele, și venele ce conduc sângele la inimă Deci, sistemul circulator este închis. în afară dc sistemul circulator sangvin, la vertebrate, ca și la unele nevertebrate, există și sistemul limfatic, care drenează limfa. Vertebratele tipic acvatice, ciclostomii și peștii (fig. 69), posedă o respirație branhială. Prin inimă circulă numai sânge neoxigenat (venos) ce vine din corp, prin sis- temul de vene, la sinusul venos apoi în atnu și în ventricul, de unde este pompat în bulbul arterial și de aici, prin aorta ventrală, la branhii, unde este oxigenat. Sângele oxigenat circulă de la branhii în corp, prin aorta dorsală, la diferitele organe și țesuturi, unde cedează O₂ și se încarcă cu CO₂. Deci, circulația sângelui la aceste animale este închisă și simplă. Prin circulație simplă se înțelege că, într-un circuit, sângele trece numai o dată prin inimă. Activitatea ritmică a inimii peștilor este coordonată de ganglioni nervoși care se află în țesutul miocardic. Circulația sângelui la ciclostomi și pești prezintă dezavantajul că. pe traseul vase- lor, se pierde o mare parte dm presiunea transmisă sângelui de inimă. Inima pompează sânge spre branhii, sub o presiune ridicată, dar capilarizarea foarte bogată a acestora determină o rezistență mare, care scade presiunea. începând cu tetrapodele inima tri- mite sângele direct către plămâni și țesuturile corpului, realizându-se o dublă circulație. 77 Branhii Bulb arterial Ventricul Atriu Sinus venos Aortă dorsală Intestin Rinichi Artera codală Vena cavă Fig. 69. Sistemul circulator la pești. Un sistem circulator mai complicat există la dipnoi, unde apare și o respirație aeriană, prin plămâni; de la plămâni pleacă o venă ce aduce sânge oxigenat în partea stângă a atriului, incomplet separat printr-un sept, ca și ventriculul. La aceste două grupe de animale sistemul limfatic este bine dezvoltat, format dintr-o dilatare (inimă limfatică), vase și ganglioni limfatici. La amfibieni, datorită apariției respirației pulmonare, sistemul circulator este deosebit de acela al peștilor. Pentru prima dată în seria vertebratelor are loc separarea atriului în două compartimente: atriul drept și atriul stâng. 78 Venă cavă Ficat Arte cuta Venă cutanee PI amân Ventricul A triu Aorta Artere renale Rinichi Antenă cutanee Tub digestiv Bulb aonțic Venă pulmonară Arteră pulmonară Fig. 70. Sistemul circulator la amfibieni. • Urmăriți în figura 70 sensul în care se desfășoară circulația sângelui la amfibieni! Sângele venos (neoxigenat) adus de sistemul venos (venele cave) se varsă în si- nusul venos și de aici în atriul drept. în același timp, în atriul stâng pătrunde, prin ve- nele pulmonare, sânge oxigenat de la plămâni. Prin contracțiile atriilor, în ventricul este împins atât sânge neoxigenat, cât și sânge oxigenat. în ventricul, sângele este numai parțial amestecat, datorită unor for- mațiuni anatomice speciale de la acest nivel (bulb arterial, valvulă spirală). De aceea, partea dreaptă a ventriculului conține sânge venos, iar cea stângă, sânge arterial. în timpul sistoîei ventriculare, sângele venos pătrunde în arterele pulmonare și cutanee unde va fi oxigenat; altă parte a sângelui (amestecat) pătrunde în câijele aortice, de 79 unde prin aorta dorsală va alimenta tot trunchiul: sângele arterial pătrunde în arterele carotide, care transportă sânge oxigenat la cap. Deci circulația sângelui la amfibieni este dublă, închisă și incompletă (sânge cu O₂ și CO?). Inima amfibienilor, ca și a peștilor, este lipsită de vase proprii, nutriția fiind asi- gurată de sângele din cavitățile ei. Excitațiile declanșatoare ale contracției inimii iau naștere în însuși mușchiul ini- mii, într-un țesut special, țesutul nodal, la care se asociază și trei ganglioni nervoși care realizează automatismul inimii. Sistemul limfatic este foarte bine dezvoltat, fiind format din vase profunde și su- perficiale (sub piele). La cei mai mulți amfibieni, pe traseul vaselor limfatice se află niște dilatări numite inimi limfatice. Lipsesc ganglionii limfatici. • La reptile, sistemul circulator este alcătuit, ca și la amfibieni, din aceleași ele- mente, având însă următoarele deosebiri: atriul drept este mai voluminos decât cel stâng, iar ventriculul are pereții mai groși și un sept la mijloc, care îl împarte incomplet în două camere. La crocodili, separarea în două ventricule este completă, dar sângele care circulă prin organism este amestecat, datorită celor două cârje aortice, care comu- nică între ele printr-un orificiu (cârja dreaptă conține sânge oxigenat pe care îl primește din ventriculul stâng, iar cea stângă, sânge venos, din ventriculul drept). • Cu ajutorul figurii 71 descrieți mica și marea circulație la reptile! Deci, și la reptile, circulația este dublă, închisă și incompletă. Sistemul limfatic este format tot din vase și lacune, care se găsesc sub piele și în jurul arterelor; vasele mari se deschid în sistemul venos Fig. 71. Sistemul circulator la reptile. (sangvin). La reptile se întâlnesc și două inimi limfatice. La păsări și mamifere, cir- culația este închisă, dublă și com- pletă, reprezentând forma cea mai perfecționată a funcției circulatorii. La păsări, inima este mai mare în comparație cu a celorlalte. vertebrate (raportată la dimensiu- nile corpului), datorită necesităților de satisfacere a cheltuielilor ener- getice considerabile din timpul zbo- rului și de menținere a temperaturii corporale constante. Inima păsări- lor are două atrii complet separate printr-un sept interatrial și două ventricule, de asemenea, complet separate prin septul interventricu- lar. Atriile comunică cu ventricu- lele, ca și la celelalte vertebrate. De remarcat și faptul că păsările au numai cârja aortică dreaptă. 80 Cârja aortică Vene cave superioare Atriu drept Ventricul stâng stâng Fig. 72. Sensul circulației sângelui la păsări. pulmonare Vene pulmonare Ventricul drept Vena cavă • Urmăriți pe figura 72 sensul circulației sângelui la păsări! Sângele venos este adus din corp în atriul drept prin vena cavă superioară și prin vena cavă inferioară, iar din atriu prin sistolă atrială, este împins în ventriculul drept. De aici, cu ajutorul sistolei ventriculare, sângele ajunge în artera pulmonară care con- duce sângele venos spre cei doi plămâni, unde are loc schimbul de gaze. Sângele oxige- nat se întoarce prin venele pulmonare în atriul stâng, trece în ventriculul stâng, de unde este împins în artera aortă dreaptă, care distribuie sângele în tot corpul. Din cârja aor- tică dreaptă se desprind arterele carotide, care transportă sângele la cap. La celule și țesuturi sângele cedează O₂ și se încarcă cu CO₂, întorcându-se din nou la inimă prin sistemul venos. Automatismul cardiac este determinat de țesutul nodal, din inimă. Sistemul limfatic este format din două canale toracice, care au pereții prevăzuți cu valvule ce determină circulația limfei într-o singură direcție. în final, limfa ajunge în sistemul venos. în sistemul limfatic al unor specii de păsări (rața și gâscă) apar gangli- onii limfatici. ' • Efectuați o disecție la șobolan sau cobai Observați că inima este situată în cavi- tatea toracică, deasupra diafragmei, între cei doi plămâni. Ea arc o formă conică, cu vârful orientat spre plămânul stâng. Pericardul este subțire. Inima este tetracamerală, atriile având pereții subțiri, iar ventriculele pereții groși, musculoși. • Urmăriți pe figura 73 circulația sângelui la mamifere! • în atriul drept se deschid vena cavă anterioară și vena cavă posterioară, care aduc din corp sângele încărcat cu dioxid de carbon. Venele pulmonare, în număr de patru, transportă sângele oxigenat în atriul stâng. Din ventriculul drept se desprinde 6 — Biologie, d. a X-a. 81 Ventricul stâng Vena cavă posterioară Artera pulmonară stângă ■ Vene pulmonare stângi Atriu stâng Aorta t * Fig. 73. Circulația sângelui la mamifere. Vene pulmonare drepte Artera pulmonara dreaptă Vena ca vă anterioară Aorta A triu drept Ventricul drept trunchiul arterei pulmonare, care se ramifică în două artere ce pătrund în plămâni, dis- tribuind sângele încărcat cu dioxid de carbon. De la ventriculul stâng pleacă artera aortă care, curbându-se spre stânga, formează cârja aortică din care se desprind mai multe vase asigurând vascularizația corpului. în lumea vertebratelor există o strânsă corelație între circulație și respirație, evidențiindu-se tendința de realizare tot mai eficientă a funcției respiratorii a sângelui. O dovadă a acestei corelații este și faptul că o creștere a presiunii sângelui în aortă produce, în general, o scădere a presiunii sangvine și o încetinire (inhibare) a activității respiratorii. Invers, o scădere a presiunii în aortă produce o creștere a presiu- nii sangvine și o stimulare a respirației. Un factor esențial în cuplarea funcțională a respirației cu circulația este dioxidul de carbon, rezultat în urma proceselor de oxidoreducere. Creșterea lui în sânge deter- mină o mărire a activității respiratorii. REȚINEȚI! O dată cu apariția mediului intern, cu o compoziție specifică și relativ constantă, se observă existența unor vase cu rolul de a-i asigura o de- plasare continuă, ansamblul lor constituind un important progres pe calea KwiHțiKk respirației. în seria animală se diferențiază două sisteme circulatorii: sangvin și limfatic. Sistemul circulator sangvin al vertebratelor este adaptat, pe de o parte, la asigurarea unei circulații pulmonare, iar pe de altă parte, la circulația în res- tul corpului. Apariția msiXâKHKxac sistemului circulator limfatic în seria animală este în legătură cu drenarea lichidului interstițial în rețeaua de capilare limfatice și de aici în sistemul circulator venos, cu care co-munică direct. Ambele sisteme circulatorii au ca organ propulsor, inima. Orice activitate fizică se poate efectua numai dacă circulația sângelui se adap- tează nevoilor sporite de oxigen și glucoză cerute de efortul depus. Ca răspuns al 82 Fig. 74. Tipuri de inimi la vertebrate. informațiilor primite, sistemul nervos solicită aparatului cardiovascular o serie de reacții de adaptare. în timpul unui efort fizic excesiv, irigația musculară crește de 10-20 ori, concomitent cu consumul de oxigen. TEME - Menționați rolul mediului intern. - Recunoașteți și comparați inima principalelor tipuri de vertebrate, prezentată în figura 74. - Explicați de ce inima se contractă și în afara organismului. 2.4. EXCREȚIA ÎN SERIA ANIMALĂ în procesele de excreție se elimină din organism produși finali de metabolism, ca amoniac, uree, acid uric etc.; de asemenea, se mai elimină apă și o serie de săruri mine- rale, precum și diferite substanțe ajunse incidental în organism, ca medicamente, sub- stanțe neutilizabile sau cu acțiune toxică etc. Pe lângă eliminarea produșilor nefolositori și toxici, excreția intervine în homeostazia mediului intern al organismului, menținând relativ constantă compoziția în apă, săruri minerale și substanțe organice ale acestuia. Excreția la nevertebrate Grupele de nevertebrate prezintă o mare vaietate de organe excretoare. Protozoarele și unii spongieri de apă dulce au ca orgamte excretoare vacuolele pulsatile. Majoritatea nevertebratelor au organe excretoare specializate, tubulare, care extrag produșii de excreție din mediul intern, eliminându-i la exterior împreună cu apa și sărurile minerale. ® în figura 75 observați vacuola pulsabilă care prezintă contracții ritmice, în cursul cărora conținutul ei este expulzat. La protozoarele și spongierii de apă dulce, vacuola pulsatilă îndeplinește și rol de reglare a intrărilor și ieșirilor de apă și săruri minerale. 83 La spongierii marini și la celenterate nu se diferențiază organe excretoare. Coa- nocitele spongierilor și sistemul de canale care se deschid în cavitatea atrială contribuie la eliminarea produșilor, o dată cu fluxul de apă care străbate corpul. La fel funcțio- nează și sistemul gastrovascular al celenteratelor. "Pentru prima dată în seria animalelor, organele de excreție apar la platelminți. Acestea sunt reprezentate de protonefridii, alcătuite dintr-un sistem de canale ramifi- cate în parenchim, prevăzute ia capăt cu câte o celulă cu flamură vibratilă (fig. 76). Apa și substanțele de excreție pătrund în celula cu flamură vibratilă prin difuziune și os- moză, iar de aici, prin mișcările cililor, lichidul străbate canalele colectoare și este eli- minat la exterior prin porii excretori. Protonefridia, pe lângă funcția excretoare, îndeplinește și un rol important în osmoreglare. La anelide, sistemul excretor este reprezentat de metanefridii (fig. 77). Ele simt formate din tuburi încolăcite, care comunică pe de o parte, cu cavitatea generală a Celula cu flamură vibratilă Fig. 76. Sistemul excretor la planarie. Tub încolăcit aliată Fig. 77. Sistemul excretor Ia anelide. 84 corpului printr-o pâlnie ciliată. iar pe de altă parte, cu exteriorul, printr-un por situat pe segmentul următor. în pâlnia ciliată trec din celom, prin filtrare, produșii de excreție azotați (amoniac, uree, creatinină), apa și sărurile minerale, iar în porțiunea mijlocie a tubului se reabsorb unele săruri. Urina astfel formată este eliminată la exterior. Propul- sarea coloanei de lichid în lungul tubilor este favorizată de bătaia cililor din zona capătului inferior al metanefridiilor. Sistemul excretor al moluștelor este constituit din 1-6 perechi de metanefridii modificate sau organele lui Bojanus, care se deschid cu un capăt în pericard, iar cu celălalt, în cavitatea paleală. Gasteropodele terestre elimină prin urină acid uric, iar cele marine - amoniac; la bivalvele de apă dulce, sistemul excretor joacă și rol osmoreglator. •Explicați care este cauza! Organele excretoare ale artropodelor sunt foarte variate ca poziție, origine și structură. La crustacei (racul de râu) există 1-2 glande antenare (metanefridii mo- dificate), situate la baza antenelor. Glanda antenară, cunoscută sub numele de glanda verde, este alcătuită dintr-un sac celomic, labirintul ce conține granule verzi, tubul co- lector lung și vezica excretoare care se deschide printr-un por la exterior. Urina formată prin filtrare în sacul celomic este alcătuită din apă, săruri minerale și produși de excreție; ei i se adaugă în labirint componenta organică și apoi, la nivelul tubului colector lung, are loc o reabsorbție a sărurilor minerale, astfel încât urina finală este hipotonică față de mediul intern (conține multă apă și mai puține substanțe mine- rale). La crustaceii marini, volumul de urină este mai redus, iar aceasta este izotonică (are aceeași concentrație cu mediul intern), deoarece tubul colector este mai scurt, iar procesele de reabsorbție sunt mai reduse. Organele excretoare ale a r a h n i d e 1 o r și insectelor sunt reprezentate de tuburile lui Malpighi, al căror număr variază între 2-200. Acestea au forma unor tu- bușoare și se deschid în intestin (v. fig. 57). Prin tuburile Malpighi se realizează o mare economie de apă, aceasta constituind o adaptare la mediul terestru. Lichidul din tuburi, drenat prin contracțiile pereților acestora, suferă un puternic proces de reabsorbție a apei și a substanțelor de care orga- nismul are nevoie, nu numai la acest nivel, ci și în intestinul terminal. Economia de apă se realizează și prin eliminarea deșeurilor azotate sub formă de săruri greu solubile (acid uric). •Disecați gândacul de bucătărie La limita dintre intestinul mediu și cel terminal observați tuburile Malpighi, în număr variabil (80-100). Echinodermele nu au sistem excretor. La ele anumite celule din sistemul ambu- lacrar înglobează produșii de dezasimilație. în afara proceselor de excreție menționate, la unele nevertebrate există și un alt mod de eliminare a produșilor de dezasimilație. Astfel, cu ocazia năpârlirii crustaceilor și insectelor sunt lepădate învelișurile chitinoase, care conțin săruri minerale și produși azotați. Excreția la vertebrate La toate vertebratele, sistemul excretor este constituit din rinichi și căi urinare. • Analizați figura 78, care reprezintă nefronul, unitatea anatomo-fimețională a rinichiului. 85 Capsula Bowman Fig. 78. Nefronul la mamifere. în structura acestuia se evidențiază două elemente morfoftmcționale caracteris- tice: corpusculul Malpighi, constituit dintr-un glomerul mic (ghem) de capilare adăpostit într-o cupă - capsula lui Bowman și tubul excretor, alcătuit dintr-un tub încolăcit (contort) proximal, o ansă (ansa lui Henle) și un tub contort distal care se deschide în tubul colector. La diferite grupe de vertebrate există variații caracteristice ale nefronului. La ciclostomi rinichiul este reprezentat prin pronefros; acesta este mic.oval $1 conține nefroni. care se deschid cu un capăt în cavitatea corpului printr-o pâlnie ciliată, numită nefrostom, iar cu celălalt, într-un canal excretor - canalul Wolff. Glomerulul vascular, în acest caz. se află în apropierea peretelui corpului și. la nivelul său, are loc filtrarea lichidelor, care vor trece în pâlnia ciliată. Această legătură fiziologică dintre organele excretoare și cavitatea corpului este întâlnită și la anelide. în ambele cazuri ex- creția reprezintă o drenare a lichidelor corpului. Canalul Wolff (ureteral primar) iese din rinichi și se deschide printr-un orificiu uro-genital, înapoia anusului. La unii ciclostomi excreția se realizează prin niezonefros, reprezentat de nefroni cu glomerali închiși în capsulă, ca la mamifere. Rinichiul ciclostomilor relevă atât caractere de primitivitate (pronefrosul), cât și caractere de superioritate prin prezența nefronilor cu glomerali închiși. Peștii, ca și ciclostomii, au ca organe excretoare rinichi de tip pronefros la em- brioni sau larve, și mezonefros la adulți. cu nefroni glomerulari închiși, dar și cu nefroni aglomerulari, la puține forme. Mezohefrosul se continuă cu ureterele care se unesc într-o „vezică urinară" de la care pleacă o „uretră“ ce se deschide la exterior prin orificiul excretor (fig. 79). La rechini, organismul a realizat o presiune osmotică superioară apei marine; aceasta s-a obținut prin reținerea ureei în corp cu ajutorai unui segment special al ne- fronului (coletul), la nivelul căruia au loc procese intense de absorbție a acestei substanțe. 86 Fig. 79. Sistemele excretor și reproducător la pești. Apariția și perfecționarea la nefronii peștilor osoși de apă dulce a unui glomeru renal, capabil să îndepărteze prin filtrare excesul de apă, au reprezentat o etapă în evo- luția acestora. Peștii osoși dulcicoli elimină o cantitate mare de urină hipotonică fați de mediul lor intern. Pătrunderea unor pești osoși în mare nu a modificat mediul intern al acestora menținându-1 hipoosmotic față de cel marin. Aceasta s-a realizat prin reținerea apei îr corp. Modificările adaptative structurale ale nefronului au constat în reducerea sau dis- pariția glomeruluhii, la nivelul căruia, prin filtrare, s-ar fi eliminat multă apă. Sistemul excretor al amfibienilor este reprezentat printr-un pronefros (rinich exclusiv larvar) și mezonefros, la organismul adult (fig. 80). Rinichii sunt în număr de doi, au culoare brun-roșcată, iar forma lor este in- fluențată de forma corpului; astfel, rinichiul este alungit la urodele și scurt la anure. La cei mai mulți amfibieni, ureterele (canalul Wolff) servesc atât la evacuare! urinei cât și a elementelor sexuale. în special la mascul. Ele se deschid în cloacă. Dir cloacă urina este împinsă într-un rezervor foarte extensibil, vezica urinară. La reptilele adulte, rinichiul este de tip metanefros, în timp ce la embrioni exiști pro- și mezonefrosul. Rinichii, în număr de doi, sunt de formă variabilă: globuloși la chelonieni, oval la lacertilieni și alungiți la ofidieni (fig. 81). Suprafața lor prezintă șanțuri superficiale care delimitează lobi. Metanefrosul conține nefroni asemănători la toate grupele de reptile. Ureterele se deschid în cloacă; tot în aceasta se mai deschide și vezica urinară. , Ca și la păsări și mamifere, canalul Wolff devine un canal deferent, care conduce sperma, iar la femele se atrofiază sau dispare. Din punct de vedere funcțional, rinichii cu glomeruli bine dezv oltați de la croco- dili și broaște , țestoase elimină o cantitate mare de urină, hipotonică față de mediul intern. La șopârlele și șerpii care trăiesc în medii aride, glomerulul este mai slab dez- voltat și elimină o urină semisolidă sau chiar solidă, foarte bogată în acid uric. Pentru economisirea apei, reptilele au și capacitatea de a absorbi apa prin pereți cavității cloacale. 8' 88 FEMELĂ Fig. 81. Sistemele excretor și reproducător la reptile. Rinichii păsărilor, de tip metanefros. sunt voluminoși, formați din 3 lobi (ii < 82). Dezvoltarea nefronilor este strâns legată de metabolismul ridicat și de tem- peratura constantă a corpului. Nefronii sunt de tip glomerular închiși, ca la mamifere; se aseamănă și cu cei de la reptile, dar se conturează ansa Henle. La păsări, vasculari- zapa rinichiului, spre deosebire de celelalte clase de vertebrate învățate până acum, este mult mai puternică. Rinichi U re te re Spermiducte MASCUL Ori fie ii urinare Orificii genitale Cloaca - Testicul Ovar FEMELA Fig. 82. Sistemele excretor și reproducător la păsări. Oviduct stâng Pa vi Hon stâng 89 Ureterele pornesc din lobul renal median și se deschid în cloacă. Vezica urinară lipsește. La păsări se elimină o urină hipertonică, reabsorbția apei facându-se la nivelul ansei lui Henle și în cloacă. Urina este bogată în acid uric și urați, ca și la reptile, fiind eliminată o dată cu materiile fecale. La mamifere, rinichii sunt de tip metanefros, prezentând o formă tipică, de bob de fasole (fig. 83 și 84). O particularitate a rinichilor mamiferelor este numărul foarte mare al glomerulilor. •Reamintiți-vă structura rinichiului studiat în clasa a Vil-a! Urina se formează prin procese de filtrare (care au loc la nivelul glomerulului) și prin procese de excreție, secreție și absorbție de la nivelul tubilor. în figura 85 sunt evidențiate procesele care au loc în diferitele segmente ale ne- fronului. Astfel, la nivelul glomerulului și capsulei se filtrează plasma sângelui, formându-se urina primara. • Din plasmă se filtrează apa, substanțele minerale, substanțele organice cu mole- culă mică (glucoză, unii aminoacizi, vitamine, uree etc.). Nu se filtrează substanțele proteice care au molecule mari și elemente figurate ale sângelui. La baza mecanismului de filtrare stau mai mulți factori dintre care presiunea sângelui din vasul care pătrunde în capsulă și capilarele din glomerul. La acest nivel, presiunea sângelui este mai ridicată în comparație cu nivelul presiunii din interiorul capsulei. Urina primară, astfel formată, străbate tubul unnifer. La acest nivel se desfâșoară mai multe procese fiziologice, și anume: celulele din peretele tubului preiau anumite substanțe din sângele capilarelor (uree, acid uric) și le trec în lichidul urinar, din tub (fenomenul de excreție); aceleași celule sintetizează anumite substanțe care trec în lichi- dul tubular (fenomenul de secreție); celulele epiteliale ale tubilor preiau din urină dife- rite substanțe (apă, sulfați, bicarbonați, cloruri, glucoză, aminoacizi, vitamină C), pe care le trec în sânge (fenomenul de reabsorbție). Rezultatul unor asemenea procese este formarea urinei finale, care diferă consi- derabil de urina primară. în afara mecanismelor prezentate, unii produși rezultați în procesele de catabo- lism se elimină prin plămâni, branhii, intestin și tegument. Astfel, branhiile peștilor eli- mină CO₂, clorură de sodiu, clorură de potasiu, uree și amoniac. Datorită metabolismului ridicat al păsărilor și mamiferelor, o mare cantitate de apă și CO₂ se pierde pe calc respiratorie, prin intermediul plămânilor. Intestinul gros al multor verte- brate îndeplinește rol important în eliminarea apei și a unor substanțe minerale. Tegu- mentul vertebratelor inferioare (pești și amfibieni) elimină apă și săruri minerale în cantitate mică; la pești se pot elimina și substanțe azotoase (uree și amoniac); la broasca comună se elimină foarte mult CO₂ La reptile, năpârlirile asigură și eliminarea unor cataboliți acumulați în tegument. La păsări și mamifere, în diferite formațiuni tegumen- tare (unghii, păr, lână, pene) se depun o serie de produși azotați. Funcția excretoare a teumentului este bine dezvoltată la om și la mamiferele cu glande sudoripare. Sudoarea se elimină la suprafața tegumentului și are o compoziție complexă, asemănătoare urinei. 90 Fig. 83. Sistemele excretor și reproducător la mamifere (mascul). Artera aortă Vagin 0 vi duet Anus Fig. 84. Sistemele excretor și reproducător la mamifere (femelă). râ renală Rinichi Ovar Ureter Uter Vezică urinară Uretră iciu urinar 91 Fig. 85. Schema formării urinei. TEME - Denumiți tipurile de sistem excretor de la nevertebrate. - Arătați modificările adaptative ale nefronului la vertebrate. - Menționați rolul rinichiului în cadrul homeostaziei mediului intern. XREPROth ; E £ Una din cele mai de seamă caracteristici ale materiei vii este capacitatea ei de a se reproduce. Organismele animale dau naștere la urmași asemănători cu părinții. De regulă, reproducerea are loc când creșterea și dezvoltarea organismului au atins un anumit nivel, care caracterizează stadiul de adult. în lumea animală există o mare varietate a formelor de reproducere, ca urmare a perfecționării continue a acestui proces legat de condițiile de viață. Reproducerea indivizilor biologici asigură perpetuarea speciei, viața acesteia având o durată considerabil mai mare decât a individului. 92 / 2 Fig. 86. Plasmodiul malariei (ciclul evolutiv). Reproducerea în seria animală se poate realiza în două moduri: asexuat și sexuat. Reproducerea asexuată este generală la protozoare, pe când la metazoare este un ttac~en secundar Ea se realizează prin diviziunea (separarea) unei celule în două sau k multe celule la protozoare sau prin desprinderea din organismele parentale ipfciin a unor părți din care se constituie noi indivizi. Majoritatea organismelor se reproduc în exclusivitate sexuat; aceasta implică for- I nciTii elementelor sexuale - gârneții haploizi - contopirea acestora (fecundația) și apoi î firrarea celulei-ou (zigotul diploid). Din zigot, în urma proceselor de diviziune. [ imszre și diferențiere, se formează noul organism. Anumite organisme se reproduc asexuat, sexuat. sau alternează forma de repro- mce'e asexuată (care duce la creșterea rapidă a numărului de indivizi) cu forme de «reducere sexuată. Prin reproducere sexuată. organismele capătă o vitalitate sporită și i bună adaptare la condițiile de mediu. Reproducerea la nevertebrate La protozoare principalul mod de reproducere este asexuat, cu planul de divi- ses ongitudinal (la flagelate) și transversal (la ciliate). • Reamintiți-vă diviziunea la euglenă și amibă! Reproducerea sexuată prezintă aspecte variate și constă în unirea celor doi nudei . r :intr-un nucleu diploid. Din dezvoltarea celulei-ou va rezulta un individ sau un șnc de indivizi diploizi. La sporozoare, cele două modalități de reproducere pot alterna, cea sexuată fiind ttpione, reprezentând o fază a ciclului evolutiv adaptată vieții parazitare. Iată ciclul ■ : . la plasmodiul malariei: faza asexuată a ciclului evolutiv începe cu inocularea - - .ele omului prin înțepare de către femela țânțarului anofel, a sporozoizilor aflați . ..-da salivară (1). Aceștia se divid în mai mulți merozoizi (2) care ies din hematie - plasma sangvină. Unii merozoizi, după mai multe generații de dezvoltare în he- . iau forma de semilună (4) și devin gârneți femeii (5) și masculi (6). Aici se : reșe evoluția parazitului în sângele omului (fig. 86). Dezvoltarea se continuă în cor- femelei de țânțar care, înțepând omul pentru a se hrăni, o dată cu sângele supt ia și parazitate. în intestinul țânțarului începe faza sexuată; prin unirea celor doi 93 Fig. 87. Parameciul (conjugarea): I - apropierea indivizilor; ÎI - diviziunea micronucleilor; III - degenerarea a trei nudei rezultați; IV - diviziunea nucleului rămas; V - schimb de substanță nucleară; VI — refacerea micronucleului; VII - apariția macronucleului și separarea indivizilor. VII gârneți rezultă zigotul mobil' (7), care se fixează în epiteliul intestinal și se închistează (8). Acesta continuă să crească, suferă diviziuni indirecte repetate, rezultând sporozoizii care ajung în glanda salivară a țânțarului. . La ciliate, reproducerea sexuată apare sub forma procesului de conjugare, care constă dintr-un schimb de substanță nucleară între cei doi parteneri asemănători morfo- logic (fig. 87). Spongierii se înmulțesc asexuat și sexuat: asexuat prin înmugurire, când pe cor- pul organismului parental apar muguri externi (mase de celule). Mugurii se strangu- lează la bază, iar la locul rupturii se formează un oscul, animalul fixându-se cu polul opus. Alți spongieri (Spongilla) prezintă muguri interni sau de rezistență numiți gemule. Acestea se formează toamna, înainte ca spongierul să moară. Primăvara, ge- mulele germinează, transformându-se în adevărați spongieri. Spongierii sunt organisme hermafrodite, dar și cu sexe separate. Celulele sexuale, sperma- tozoizii flagelați și ovulele, iau naștere în oricare regiune a corpului, Fecundația este indirectă: spermatozoidul este transportat de o celulă cărăuș - un coanocit modificat - spre ovul, cu care se contopește, formând celula-ou. Dezvoltarea embrionară cuprinde mai multe etape în corpul matern, ultimul stadiu fiind larva numită parenchimulă, care va da naștere la un individ adult (fig. 88). Celenteratele, organisme în majoritate hermafrodite, au organe de reproducere Celule ectodermice Fig. 88. Parenchimula. 94 Fig. 89. Hidra de apă dulce Fig. 90. înmugurirea hidrei. Fig. 91. Planulă. (organe de reproducere). reprezentate prin gonade - testicule și ovare - în care se formează elementele sexuale, spermatozoizi și ovule (fig. 89). Acestea sunt eliminate în apă prin orificiul buco-anal. înmulțirea se face asexuat și sexuat. Asexuat, prin diviziune la hidră și unele me- duze, dar modul cel mai comun este înmugurirea (fig. 90). Hidrele sunt hermafrodite; în condiții nefavorabile, spermatozoizii se formează înaintea ovulelor, iar fecundarea acestora se face cu spermatozoizi de la alt individ. Acest proces se numește fecundare încrucișată. La meduză, sexele sunt separate. Fecun- dația este externă, în mediul acvatic; din zigot rezultă o larvă ciliată numită planulă (fig. 91), care se transformă în alte stadii, până ajunge din nou la forma de meduză. Sistemul reproducător al platelminților se remarcă printr-un hermafrodi- tism aproape constant. La turbelariate. organul genital mascul este alcătuit din mai mulți foliculi testiculari, iar cel femei, din două ovare. Orificiul genital comun este si- tuat înapoia orificiului bucal. Fecundația este internă și încrucișată, ceea ce înseamnă că fecundarea ovulelor unui individ se face cu spermatozoizii proveniți de la alt individ. Oul este eliminat prin orificiul genital comun. Dezvoltarea embrionară este directă. Turbelariatele se înmulțesc și pe cale asexuată prin regenerare (fig. 92). La trematode (Fasciola), sistemul reproducător mascul este format dintr-o pe- reche de testicule de la care pornesc două canale deferente, care se unesc într-un con- duct comun ce pătrunde într-o vezică seminală (rezervor pentru spermă); aceasta se 95 continuă cu un canal ejaculator, tenninându-se cu penisul. Sistemul genital fen i c. !< alcătuit dintr-un ovar de la care pornește un oviduct. care se continuă cu uterul ce se termină prin orificiul femei, situat lângă orificiul mascul. Fecundația este internă și încrucișată. Sistemul reproducător al cestodelor este asemănător cu al trematodelor, cu dc mela fiind mult mai mare decât masculul. La acesta există un testicul, continuat a : u canal deferent, veziculă seminală, și orificiul cloacal, prin care ies doi spiculi copul a ui (fig. 93). Organele sexuale femele sunt formate din două ovare, oviducte lungi, două ut re drepte, care se unesc într-un vagin ce se deschide în orificiul genital femei. O ui ic sunt fecundate în uter Larvele care rezultă din ouă au toate structurile adultului ai excepția sistemului reproducător. Sistemul reproducător al anelidelor este alcătuit, la majoritatea reprezentanților, din gonade și conducte genitale prin care sunt eliminați produșii sexuali. 96 Fig. 93. Sistemele: nervos, digestiv și reproducător la limbricul mascul. Cele mai multe polichete au sexe separate. La Nereis, elementele sexuale sunt expulzate în apă prin ruperea tegumentului în momentul apropierii celor două sexe, apoi animalele mor. Fecundația este externă, iar din ou se dezvoltă o larvă numită trocoforă (fig. 94). Această larvă este prevăzută cu două cordoane de cili, protonefridii și sistem nervos radiar. Oligochetele sunt hermafrodite, gonadele fiind situate în segmentele anterioare ale corpului. De la cele două testicule pornesc canale care se deschid prin două orificii pe laturile corpului. Ovarele sunt în număr de două; de la ele pornesc ovi- ducte scurte care se deschid lângă orificiile mascule. Deși sunt hermafrodiți, indivizii fac schimb de gârneți: doi indivizi se alătură prin extremitățile anterioare. Fecundația este internă. H i r u d i n e e 1 e sunt hermafrodite; organul genital mascul este alcătuit din mai multe perechi de testicule care se deschid în canalul deferent, ce se dilată, formând 7 - Biologie, cl. a X-a. 97 Fig. 94. Trocoforă. o veziculă seminală de unde se desprind canale ejaculatoare care se unesc în penis. Ovarele (o pereche) sunt în legătură cu două oviducte ce se unesc într-un vagin care se deschide prin orificiul genital femei. Fecundația este internă. Moluștele, în general, au sexele separate; există și cazuri de hermafroditism, în special la gasteropode. La gasteropodele hermafrodite, gonadele și conductele genitale sunt impare. Astfel, la melcul de livadă, gonada situată în hepatopancreas produce mai întâi spermatozoizi și apoi ovule. De la glandă pornesc canale genitale mascule și femele care se termină în organele copulatoare; acestea se deschid prin orificiul situat la baza tentaculului drept. Fecundația este încrucișată, iar ouăle sunt depuse în solul umed sau pe sub crengi. Dezvoltarea oului poate da pui asemănători părinților sau o larvă de tip trocoforă. Unele specii de melci, ca Viviparus, nasc pui vii. La melibranhiatele au sexele separate sau sunt hermafrodite. La scoica de râu, sexele sunt separate; gonadele perechi se găsesc înglobate în picior sau manta, conductele lor deschizându-se în cavitatea paleală. Fecundația are loc în cavitatea branhială; larvele rămân circa două luni pe bran- hiile mamei, apoi se desprind și se fixează pe pielea sau branhiile peștilor, unde se închistează timp de 3-10 săptămâni. Din chist iese o scoică mică ce se fixează în mâl cu ajutorul piciorului. La alte specii de scoici, fecundația poate avea loc în apă (fecundație externă). La cefalopode - organisme cu sexe separate -, ovarul elaborează ovule care ajung în oviduct ce se deschide printr-un orificiu în cavitatea paleală. La mascul, în vezicula seminală se dechide glanda numită prostată. Al patrulea braț bucal stâng - lipsit de ventuze - funcționează ca organ copulator. Acesta pătrunde în cavitatea paleală a femelei, depunând spermatoforii. Dezvoltarea ouălor este directă, iară stadiul de larvă. 98 La artropode, poziția și structura sistemului reproducător variază foarte mult. Arahnidele au sexele separate și dimor- fismul sexual accentuat, exprimat prin dimensiunile corpului și culoare; au gonade pereche cu spermi- ducte și oviducte care se deschid prin orificiile geni- tale la exterior. Cele mai multe arahnide sunt ovipare, dar se cunosc și cazuri de ovoviviparitate și viviparitate. Ovoviviparitatea se caracterizează prin aceea că oul este găzduit în interiorul corpului, -ar la ecloziune, progenitura părăsește organismul pa. în- tâi. Viviparitatea este fenomenul nașterii de pui < tre s-au dezvoltat în cadrul organismului matern, t n- brionul fiind găzduit și hrănit în cadrul ovarului s u uterului. La majoritatea crustaceilor. sexele sunt separate. Crustaceii sunt ovipari, ouăle fiind purtate de femelă pe anumiți apendici. Din ele ies larve care se transformă în adult. Insectele au sexe separate și un pronunțat dimorfism sexual. De la cele două testi- cule pornesc două canale deferente care se dilată într-o veziculă seminală în care se des- chid glande accesorii a căror secreție formează o capsulă în jurul spermatozoizilor, alcătuind spermatoforii. Canalele deferente se unesc într-un canalejaculator. a cărui parte terminală, prevăzută cu piese chitinoase, formează penisul. Ovarele se deschid în oviducte care se unesc într-un canal comun, ce se deschide în orificiul genital femei. • Prezentați stadiile metamorfozei complete și incomplete de la insecte! Sexele echinodermelor sunt separate. Gonadele sunt așezate radiar. iar conduc- tele lor se deschid independent pe plăcile genitale. Fecundația este externă, iar din ou șe dezvoltă o larvă ciliată, cu simetrie bilaterală, care se numește dipleurulă (fig. 95). în primele stadii duce o viață liberă, apoi se fixează, iar simetria sa devine radiară, ca la adult. Dipleurulă se aseamănă cu larva stomocordatelor. datorită celomului tricompartimentat. Stelele de mare au o putere de regenerare, prin ruperea spontană a unor părți ale corpului. La stomacordate sexele sunt separate, iar gonadele perechi se deschid indepen- dent la suprafața corpului. Fecundația are loc în apă, iar dezvoltarea postembrionară este directă sau indirectă, cu o larvă ciliată și mobilă care evoluează în adult. Fig. 96. Larva ascidiei. Reproducerea la cordate La urocordate, organisme herma- frodite. din ou se dezv oltă larva liberă care are coadă, în care se află notocorduî. Lar- va prezintă anterior, o veziculă cerebrală primitivă, care se continuă cu tubul neu- ral. Notocorduî și tubul neural regresează în timpul transformării în adult. Larva mai prezintă un tub digestiv cu fante bran- hiale, în regiunea faringiană (fig. 96). Sistemul reproducător al vertebratelor cuprinde gonadele, conductele genitale, organele genitale externe și glandele anexe. - La ciclostomi, sexele sunt separate, iar gonadele impare. Gârneții formați sunt eliminați în apă unde are loc fecundația. Din ouă ies larve care, după 3-4 ani, devin adulți. La pești, cele două testicule sunt alungite și se continuă cu câte un canal (spermiduct), ce se deschide la exterior printr-un orificiu genital comun, situat înapoia orificiului anal. Ovarele sunt tot pereche, iar prin oviducte comunică cu orificiul geni- tal. Ovulele depuse în mediul extern („depunerea icrelor ') sunt fecundate de masculi care elimină spermatozoizii (lapții). Unii pești au fecundație internă. La peștii ovipari, dezvoltarea se desfășoară în afara organismului parental, deoa- rece oul conține suficiente substanțe nutritive. Din ou ies larvele sau puii. O caracteristică a înmulțirii peștilor o constituie numărul foarte mare de ovule (sute de mii) Numărul redus de icre de la unele specii (la ghidrin circa 80) se datorește posibilității mai mari de apărare a acestora, ele fiind depuse în cuib. La speciile cu fecundație internă (rechin, pești exotici), dezvoltarea embrionară se face în interiorul corpului (gură, pliuri tegumentare); sunt ovovivipare. Alte specii de pești (exotici) nasc pui care s-au dezvoltat în organismul matern (vivipare); în această situație, embrionul este adăpostit și hrănit în ovar O caracteristică a peștilor în perioada de reproducere este accentuarea dimorfis- mului sexual. •Pentru observarea sistemului reproducător la amfibieni, efectuați o disecție la broască (fig. 80). Dacă individul este o femelă, se observă două ovare voluminoase cu aspect de saci, având pereți subțiri și transparenți. Prin transparența lor se văd ovulele . cenușii sau pigmentate. •Detașați cu grijă tubul digestiv și. dacă animalul este mascul, observați testicu- lele de formă ovală care, la partea superioară, prezintă corpii grași ce conțin substanțe de rezervă folosite la formarea spermatozoizilor. Spermatozoizii sunt evacuați prin mai multe canalicule care pleacă de la testicule și străbat rinichii până la uretere, de unde ajung în cloacă, iar de aici, prin orificiul clo- acal. la exterior. Prin urmare, la amfibienii masculi, ureterele servesc pentru eliminarea spermei și urinei. Din ovar, ovulele trec în cavitatea generală a corpului și de aici în pâlnia oviduc- telor, apoi în oviducte, iar din acestea în utere, care se deschid în cloacă. Fecundația la amfibieni este externă, în apă. dar poate fi și internă. La anure. sexele se împerechează; peste ovulele eliminate de femelă, masculul depune lichidul spermatic. Ceea ce caracterizează dezvoltarea oului amfibienilor este metamorfoza prin care trece larva numită mormoloc. Acesta parcurge mai multe etape, până ia aspectul adultului. REȚINEȚI! Amfibienii sunt legați de mediul acvatic mai ales prin reproducere. Sistemul reproducător la masculul reptilelor este reprezentat prin două testicule, de la care pornesc două canale deferente care se deschid în cloacă. 100 Cavitate amniotice Embrion Fig. 97 Ou de reptilă. La femelă există două ovare, iar oviductele se deschid cu un capăt în cavitatea generală a corpului printr-o pâlnie aflată lângă ovar. Pereții oviductelor elaborează o substanța - ovalbumina, ce intră în compoziția chimică a albușului din ou. Terminai, oviductele se dilată într-un uter, în peretele căruia se găsesc glande ce secretă coaja ou- lui. Uterul se continuă cu un vagin care se deschide în cloacă prin orificii separate de ale ureterelor (fig. 81). Fecundația la reptile este internă. Cele mai multe sunt ovipare: femela depune ouăle pe pământ sau în nisip. Acestea sunt clocite cu ajutorul căldurii solare. Ouăle sunt mari, au mult vitelus și sunt acoperite de „o coajă" pergamentoasă sau calcaroasă (fig. 97). : ' în cursul dezvoltării embrionare apar și anexele embrionare, reprezentate prin sa- cul vitelin (o răsfrângere a ectodcrmului sub forma unei pungi pline cu lichid, cu rol în apărarea embrionului de șocuri mecanice și hrănire) și alantoida, cu rol respirator și excretor. Din ou ies pui. care seamănă cu adulții Există și reptile ovovivipare (unele vipere), la care dezvoltarea oului se face în oviduct, iar puii sunt eliminați la exterior. Cea mai mare perfecționare au atins-o unele specii de șopârle vivipare, la care embrionii se fixează de peretele oviductului printr-un fel de „placentă". Sistemul reproducător la masculii păsărilor prezintă două testicule ovoide situate în apropierea rinichilor (v. fig. 82). Ele se continuă cu două canale deferente care poarta vezicule seminale, înainte de a se deschide în cloacă. Aceasta conține organul copulator - penisul - prezent numai la anumite specii (rațe, gâște). La femelă se dezvoltă și funcționează un singur ovar, cel de pe partea stângă, care apare ca un ciorchine (v. fig. 82). Excepție fac unele specii de păsări ca lișița și răpitoarele, la care ovarele și oviductele se dezvoltă în mod egal. Prezența unui singur ovar la cele mai multe păsări se datorește depunerii de ouă mari, cu coajă tare, cu mult vitelus (fig. 98). Oviductul se continuă cu uterul, care se deschide în cloacă Pereții oviductului și al uterului conțin glande care secretă albușul oului și învelișurile acestuia. 101 Albuș Cameral de aer Membrane Germen Salozâ Gălbenuș Coajă calcanoaso Fig. 98. Ou de pasăre. ; La păsări ouăle se maturează în ovar și înaintează în oviduct extrem de încet, asi- gurând astfel învelirea lor cu albuș și coajă. Superioritatea păsărilor față de reptile este evidentă, mai ales, prin construirea cuibului, clocirea ouălor. creșterea și îngrijirea puilor. • Pentru observarea sistemului reproducător al mamiferelor, faceți o disecție la un cobai. • Fixați animalul, anesteziat, pe planșetă, cu fața ventrală în sus; ,1a mascul se observă orificiul urogenital care se deschide în penis. La femelă orificiul genital este situat între orificiul urinar și anus. La mascul, prin secționarea scrotului(pungă tegumentară), se evidențiază două testicule de formă ovală. De ia fiecare testicul pornește câte un canal deferent Partea terminală se numește canal ejaculator. Cele două canale ejaculatoare se deschid în uretră. care străbate penisul. în căile genitale ale masculului se deschid canalele mai multor glande: veziculele seminale, prostata și glanda bulbo-uretrală. La femelă. în vecinătatea rinichilor puteți observa cu ajutorul lupei două ovare mici. Oviductele se deschid cu capătul anterior, ca o pâlnie, în apropierea ovarelor, iar posterior, în uter. în continuarea uterului se găsește vaginul. La toate mamiferele fecundația este internă. în funcție de condițiile de mediu, ni- dația (cuibărirea oului în mucoasa uterină) se produce fie imediat, fie mult mai târziu, chiar la câteva luni după fecundare. în uter (de exemplu, la căprioară). La unele specii de lilieci copulația are loc toamna, iar fecundația. primăvara; în tot acest răstimp, sper- matozoizii sunt menținuți în conductele genitale femele. La unele mamifere domestice, inclusiv la om, procesul reproducerii poate fi diri- jat și controlat prin însămânțări artificiale. în cursul dezvoltării embrionare (fig. 99) mucoasa uterină a celor mai multe ma- mifere contribuie la formarea placentei (organ nou în seria animală) prin intermediul căreia se realizează schimburile de substanțe dintre mamă și embrion (făt). în timpul nașterii sau la scurt timp după aceasta, placenta este expulzată din cor- pul mamei. Nou-născutul este hrănit cu laptele produs de glandele mamare. situate în mamele. Singurele mamifere care nu nasc pui sunt monotremele; ele depun ouă pe care le clocesc, din care ies puii ce sunt alăptați. La marsupiale (canguri), dezvoltarea intrauterină este de scurtă durată, din care cauză puii ies din uter incomplet dezvoltați. Până la completa lor dezvoltare, mama îi introduce în marsupiu, în care sunt mameloanele glandelor mamare. 102 Lichid amniotic Am ni os E mbnion Vezicula ombilicală Placenta A lanț oi da Fig. 99. Dezvoltarea embrionară la mamifere. ÎNTREBĂRI -în ce constă superioritatea fecundației interne, comparativ cu fecundația externă? - Care sunt avantajele reproducerii sexuate în seria animală? 103 CUPRINS I. PRINCIPALELE GRUPE DE ANIMALE Subregnul protozoare ............................................................................. 3 Subregnul metazoare ................................................................................ 7 II. ANATOMIE ȘI FIZIOLOGIE COMPARATĂ ÎN SERIA ANIMALĂ........................................... 19 1. RELAȚIILE ORGANISMELOR ANIMALE CU MEDIUI................................................... 19 1.1. Sistemul nervosm seria animală ...................................................... 19 Sistemul nervos al nevertebratelor ................................................................ 19 Sistemul nervos al cordatelor .................................................................... 23 Bazele fiziologice ale comportamentului animal ................................................... 32 1.2. Organele de simț în seria animală ................................................... 34 Chemorecepția .................................................................................. 34 Chemorecepția la nevertebrate .................................................................... 34 Chemorecepția la vertebrate ...................................................................... 35 Mecanorecepția ................................................................................... 37 Fotorecepția ..................................................................................... 41 1.3. Locomoția în seria animală .......................................................... 45 Locomoția la nevertebrate ....................................................................... 45 Locomoția la cordate ............................................................................. 48 2. FUNCȚIILE DE NUTRIȚIE ÎN SERIA ANIMALĂ ..................................................... 54 2.1. Digestia în seria animală ........................................................... 54 Digestia la nevertebrate ......................................................................... 55 Digestia la cordate .............................................................................. 58 2.2. Respirația în seria animală ....................................................... 65 Respirația la nevertebrate........................................................................ 65 Respirația la vertebrate ......................................................................... 67 2.3. Mediul intern și circulația lichidelor în seria animală ............................. 72 Mediul intern al nevertebratelor ................................................................. 73 Mediul interii al vert ebratelor ................................................. t.............. 74 Circulația lichidelor corpului .................................................................. 75 Circulația la nevertebrate ....................................................................... 77 Circulația sângelui la cordate ................................................................ 114 Z4. Excre|ia în seria animală................................................. ... sa Excreția la nevertebrate .................................................................. g} Excreția la vertebrate ...................................................................... gj 3. REPRODUCEREA ......................................................................... 92 Reproducerea la nevertebrate ................................................................ 93 Reproducerea la cordate ..................................................................... 99 III. FILOGENIA REGNULUI ANIMAL ............................................................. 104 Filogenia nevertebratelor ............................•..................................... 104 Filogenia cordatelor ..................................................................... 107 i’3