Строение пищеварительной системы млекопитающих подробно. Внутреннее строение млекопитающих

Млекопитающие – это один из классов животных. Существует более 5000 видов млекопитающих, люди (вид Человек разумный) также входят в этот класс.
Строение пищеварительной системы у всех видов очень похожее, но у некоторых имеются отличия. Эти отличия связаны с тем, что млекопитающие заселили все среды жизни – почву, сушу, приземные слои атмосферы, морские и пресные водоёмы. Поэтому и питание у них разное.
Пищеварительная система имеет много составляющих. Пища проходит длительный путь по организму млекопитающих – начиная с ротовой полости, а заканчивая прямой кишкой. За весь этот путь она проходит разные участки организма: рот, гортань, пищевод, желудок и кишечник. Каждый выполняет свою функцию.
В ротовой полости находятся зубы, которые по назначению подразделяются на резцы, клыки и коренные. Зубы измельчают пищу, после чего измельчённые кусочки хорошо смачиваются слюной и благодаря этому легко попадают из ротовой полости в желудок по пищеводу.
Многие млекопитающие имеют однокамерный желудок, но существуют животные с многокамерным желудком. Например, к таким животным относятся коза, овца, корова и другие жвачные парнокопытные животные. Такой тип желудка нужен для переваривания более грубого растительного корма.
После желудка пища попадает в кишечник. Обычно у млекопитающих кишечник состоит из толстой, тонкой и прямой кишки. Однако у большинства зверей (таких как кроликов) добавляется ещё слепая кишка. Она прикрепляется к концу тонкой кишки. У некоторых животных из неё выходит аппендикс.
Слепая кишка нужна для того, чтобы изменить плохо перевариваемые вещества в пище. После же этого в тонком кишечнике пища переваривается до конца. Там же питательные вещества всасываются в кровь, а то, что осталось переходит в толстую кишку, откуда и выходит через прямую кишку наружу.
Очень мало, но всё-таки существуют млекопитающие, у которых кишечник открывается в клоаку. К ним относятся утконос и ехидна.

Пищеварительная система млекопитающих представлена во множестве различных вариантов.

На её строение оказывает влияние в первую очередь потребляемая пища.

Скажем, среди насекомых пищеварительная система не имеет серьёзных различий у хищников и растительноядных (кроме строения челюстей; впрочем, у колюще-сосущих видов даже ротовой аппарат однотипный); а вот организация пищеварения у хищных и травоядных животных – это, как говорится, две большие разницы.

Схема строения пищеварительной системы

Пищеварительная система млекопитающих состоит из двух больших отделов:

• Пищеварительный тракт;
• Пищеварительные железы.

Пищеварительный тракт, в свою очередь, состоит из следующих элементов:

1. Ротовая полость и глотка;
2. Пищевод;
3. Желудок;
4. Кишечник.

Пищеварительный тракт млекопитающих более длинный и дифференцированный, чем аналогичная система у других групп позвоночных. Кроме того, в нём содержится огромное количество симбиотических организмов – бактерий, грибов, простейших и др., которые помогают млекопитающим расщеплять пищевые компоненты.

Ротовая полость

Только у млекопитающих имеются специфические мягкие образования – губы. Впрочем, их нет у однопроходных (утконосы, ехидны), а у китов губы слаборазвитые и малоподвижные. Зубы имеются у большинства млекопитающих, кроме однопроходных, муравьедов, панголинов и усатых китов.

Зубы млекопитающих дифференцированы на резцы, клыки, предкоренные и коренные; такая дифференциация является для них одним из определяющих признаков: «настоящими» млекопитающими считаются только те древние переходные организмы, зубы которых имели такое разделение.

Названный комплект зубов – это наиболее полная «версия»: так, у грызунов развиты главным образом резцы, а остальные отсутствуют или редуцированы. У хищных млекопитающих усиленное развитие получили клыки, а у травоядных – коренные зубы.

строение млекопитающих фото

Зубами млекопитающие разрывают и пережёвывают пищу, которая при этом смачивается слюной. Слюна расщепляет сложные углеводы на более простые вещества и облегчает проглатывание пищи. Челюсти млекопитающих отличаются большой подвижностью.

Однако у разных групп животных она неодинакова. Некоторые хищники умеют двигать челюстями только вверх и вниз, что препятствует тщательному пережёвыванию пищи. Напротив, у травоядных челюсти движутся в разные стороны.

Желудок

Желудок у большинства млекопитающих простой, однокамерный. Однако есть целые группы животных, желудок которых имеет сложное строение; эти животные питаются трудноусваиваемой пищей, которая нуждается в дополнительной обработке.

Самый сложный тип желудка у жвачных: он имеет целых четыре отдела, в первых трёх из которых пища подвергается брожению; только в четвёртом отделе есть пищеварительные железы и желудочный сок, туда поступает пища, полностью готовая к окончательному перевариванию.

Кишечник

Кишечник млекопитающих подразделяется на толстый и тонкий. Толстый, в свою очередь, состоит из прямой, ободочной и слепой кишок. Большая часть пищи переваривается в тонком кишечнике, через стенки которого питательные вещества поступают в кровь. Оставшаяся пища переходит в толстый кишечник, где подвергается брожению, там сосредоточена значительная часть организмов-симбионтов.

Слепая кишка у плотоядных видов слабо развита или полностью отсутствует, а у травоядных является одной из самых важных частей пищеварительной системы: в ней содержатся ферменты, расщепляющие жёсткую клетчатку. Слепая кишка травоядных может достигать внушительных размеров – так, у лошади её длина равняется 1 метру.

Пищеварительная система состоит из 4 отделов (ротоглоточная полость, пищевод, желудок, кишечник)

Характерно общее удлинение пищеварительного тракта по сравнению с другими группами позвоночных и его более развитая дифференцировка, также происходит значительное развитиепищеварительных желёз

Развивается симбиотическое пищеварение

Ротовое отверстие окружено мягкими губами

Зубы дифференцированы по функциям, сидят в альвеолах

При попадании в ротовую полость пища пережёвывается зубами и смачивается слюной (содержит ферменты), из полости рта попадает вглотку , а оттуда впищевод и желудок

Желудок у большинства млекопитающих простой (однокамерный), но у нек. имеется несколько отделов (желудков)

Кишечник разделён на тонкий и толстый (к последнему присоединена слепая кишка)

Большая часть переваривается в тонком кишечнике , через стенки которого пит.вещ-ва всасываются в кровь, остатки поступают втолстый кишечник где происходят бродильные процессы с участием бактерий

Непереваренные остатки выводятся через анальное отверстие

Присутствуют пищеварительные железы, облегчающие пищеварение и выделяющие различные ферменты

Пищеварительная система млекопитающего.

1 - печень,

2 - жёлчный пузырь,

3 - жёлчный проток,

4, 12 - толстая кишка,

5 - слепая кишка,

6 - прямая кишка,

7 - пищевод,

8 - желудок,

9 - привратник желудка,

10 - поджелудочная железа,

11 - тонкая кишка,

13 - анальное отверстие.

Происхождение млекопитающих.

Млекопитающие появились ещё в верхнем карбоне от звероподобных рептилий, которые обладали рядом примитивных признаков: амфицельный позвонки, подвижные шейные и поясничные ребра и т.д.

Длительное время звероподобные рептилии существовали мало, отличаясь от своих предков и сохраняли многие черты организации амфибий (этим можно объяснить большое количество у млекопитающих кожных желез)

Согласно современным представлениям, млекопитающие произошли от синапсид из группы цинодонтов , выделившись в конце триасового периода. Наиболее продвинутые цинодонты уже сильно напоминали млекопитающих - как, например, Oligokyphus из семейства Tritylodontidae с его развитым шерстным покровом, живший в позднем триасе и ранней юре.

Тогда же имели место и начальная дивергенция млекопитающих : в отложениях позднего триаса найдены ископаемые остатки кюнеотерия и харамиид. Последних обычно рассматривают как ранних представителей подкласса (или инфракласса) аллотериев, куда включают также многобугорчатых - наиболее разнообразный и многочисленный из мезозойских отрядов млекопитающих, просуществовавший свыше 100 млн лет, что касается морганукодонтов, то они по своему облику и строению чрезвычайно близки к предполагаемому предку всех более поздних млекопитающих.

В верхнем триасе выделились и другие основные линии млекопитающих, известные останки которых относятся к более позднему времени: линия, включающая однопроходных ; линия три конодонтов (юра - мел) ; наконец, та линия, к которой принадлежат сумчатые и плацентарные, отделившиеся друг от друга в юрском периоде.

Цинодонт Oligokyphus (современная реконструкция)

Morganucodon - триасовый прототип позднейших млекопитающих

Происхождение птиц.

Происхождение птиц долгое время оставалось предметом оживлённых дискуссий. За обозримый период времени было выдвинуто несколько научных версий происхождения и родственных связей птиц и возникновения у них полёта, причём в течение более сотни лет они были чисто гипотетическими.

Впервые теория эволюции птиц от рептилий возникла после открытия в 1860 году в Германии окаменелых останков археоптерикса - животного, жившего около 150 млн лет назад в верхней юре. Он обладал характеристиками типичного пресмыкающегося - особым строением таза и рёбер, зубами, когтистыми лапами и длинным, как у ящерицы, хвостом. При этом окаменелости имели хорошо сохранившиеся отпечатки маховых крыльев, аналогичные таковым у современных птиц. На протяжении многих десятилетий история развития птиц рассматривалась как эволюция группы, развивавшейся от археоптерикса.

Именно на его изучении и основывались все первые гипотезы и теории о происхождении и родственных связях птиц: теория древесного («с деревьев вниз», Marsh , 1877) и теория бегательного («с земли вверх», Williston , 1879) возникновения полёта у птиц. Соответственно этим представлениям трактовалось и происхождение самих птиц - от триасовых текодонтов (архозавроморф) при древесной теории или от юрских бегающих тероподных динозавров при наземной теории.

В настоящее время археоптерикса уже не рассматривают в качестве общего предка всех современных птиц. Однако он, вероятно, имеет близкое родство с их настоящим предком. Точное положение археоптерикса в эволюционном дереве определить трудно. Согласно кладистическому анализу китайских палеонтологов археоптерикс может представлять собой параллельную тупиковую ветвь на общем стволе динозавров. Однако более тщательный филогенетический анализ не подтвердил размещение археоптерикса среди дейнонихозавров, и поэтому его продолжают считать древнейшей и наиболее примитивной птицей (в составе группы Avialae ).

Тем не менее, были обнаружены более древние ископаемые останки, которые также могут быть отнесены к кладу Avialae , хотя на данный момент они рассматриваются как динозавры: Anchiornis , Xiaotingia и Aurorni s.

Археоптерикс (реконструкция) и его археологический отпечаток

Происхождение рептилий.

Остатки наиболее древних пресмыкающихся известны из верхнего карбона (прим. 300 млн. лет назад)

Однако обособление рептилий должно было происходить ещё немного раньше (ок. 320 млн. лет.), когда от примитивных стегоцефалов , обособлялись формы, видимо обладавшие большей наземностью

В среднем карбоне от подобных форм возникает новая ветвь – сеймуриоморф , они занимают переходное положение от земноводных к млекопитающим, имея при этом множество черт рептилий

Когда сложился присущий амниотам характер размножения и развития яйца в воздушной среде пока не ясно, но можно полагать, что произошло это в карбоне при становлении котилозавров. Крыша их черепа была сплошной, завершилось образование атланта и эпистрофея

Основной предковой группой, давшей начало все многообразие современных пресмыкающихся были котилозавры

Происхождение хордовых животных.

Попытки выработать эволюционные отношения хордовых привели к рождению нескольких гипотез. В настоящее время достигнут консенсус в том, что хордовые являются потомками одного общего предка, который сам является хордовым, а ближайшими родственниками позвоночных (лат. Vertebrata ) являются головохордовые (лат. Cephalochordata ).

Все обнаруженные окаменелости ископаемых хордовых были найдены в раннем кембрии и включают в себя два вида позвоночных, классифицируемых как рыба. Поскольку окаменелости хордовых плохо сохранились, только метод молекулярной филогенетики предполагает разумную перспективу исследования их возникновения. Однако, использование метода молекулярной филогенетики для изучения эволюционных процессов является спорным.

Билатеральные животные делятся на два больших таксона -первичноротые и вторичноротые. Хордовые относятся ко вторичноротым. Весьма вероятно, что ископаемое кимберелла , жившая 555 млн лет назад, принадлежала к первичноротым. Жившая 549-543 млн лет назад в эдиакарии эрниетта была уже явно вторичноротым животным. Таким образом, первичноротые и вторичноротые должны были разделиться до времени существования этих животных, то есть до начала кембрийского периода.

Первые известные ископаемые двух близких к хордовым групп -иглокожих и полухордовых - обнаруживаются с раннего и среднего кембрия, соответственно. С другой стороны, ископаемые других хордовых весьма редки, поскольку у них нет твёрдых частей тела.

Исследования родственных отношений хордовых начались с 90-х годов XIX века. Они основывались на анатомических, эмбриологических и палеонтологических данных и приводили к разным филогенетическим деревьям. Некоторое время ближайшими родственниками хордовых считали полухордовых, но ныне эта гипотеза отвергнута. Сочетание данных классических методов с данными по анализу последовательностей генов рРНК привело к появлению гипотезы о том, что оболочники - живые представители группы, базальной для других вторичноротых. Относительно взаимоотношений внутри хордовых некоторые учёные считают, что наиболее близкими родственниками позвоночных являются головохордовые, но есть основания считать таковыми оболочников.

Время происхождения хордовых, на основании метода молекулярных часов, было оценено в 896 млн лет .

Размножение и развитие рептилий

Пресмыкающиеся - раздельнополые животные, двуполое размножение.

Половая система самцов состоит из пары семенников , которые расположены по бокам поясничного отдела позвоночника. От каждого семенника отходит семенной канал , который впадает в вольфов канал . С появлением туловищной почки у пресмыкающихся вольфов канал у самцов выступает лишь как семяпровод и полностью отсутствует у самок. Вольфов канал открывается в клоаку , образуя семенной пузырёк .

Половая система самок представлена яичниками , которые подвешены на брыжейке к спинной стороне полости тела по бокам позвоночника. Яйцеводы (мюллеровы каналы) также подвешены на брыжейке. В переднюю часть полости тела яйцеводы открываются щелевидными отверстиями - воронками. Нижний конец яйцеводов открывается в нижний отдел клоаки на её спинной стороне.

Развитие - оплодотворение внутреннее . Развитие зародыша происходит в яйце с кожистой или известковой оболочкой, наряду с этим встречается яйцеживорождение и (реже) истинное живорождение . У пресмыкающихся прямое постэмбриональное развитие .

Для многих представителей характерна забота о потомстве , в частности самки крокодилов переносят потомство от места кладки к водоёмам в ротовой полости, хотя в некоторых случаях могут съесть детёныша.

Пищеварительная система претерпела также ряд измене-ний. Рот у всех млекопитающих, за исключением самых низших и китообразных, окружен мягкими губами, которые играют сущест-венную роль при захвате пищи. Зубы очень прочные, строение их сложное. Они получают питание от густой сети кровеносных сосу-дов, связаны с нервами и крепко сидят в ячейках челюстей -- альвеолах. Такие зубы заменяют большое количество примитивных зубов, свойственных рептилиям и другим позвоночным, число их характерно для каждого вида. Так, у собаки 42 зуба, у лошади -- 40, у свиньи -- 44, у коровы -- 32. У рептилий и ниже их стоящих позвоночных зубы служат в основном для захвата и удержания добычи и строение их сходно. У млекопитающих зубы подраз-деляются на резцы, клыки, малые и большие коренные зубы. Их строение и форма зависят от выполняемой ими работы (функции). Резцы, служащие для откусывания пищи, плоские, с острым режущим верхним краем; клыки, служащие для разрывания добычи, конические, с заостренным концом; коренные зубы, служащие для размалывания и перетирания пищи, имеют широ-кую верхнюю поверхность с бугорками.

Для характеристики состава зубной системы каждого вида принято употреблять цифровые формулы.

Поскольку млекопитающие - двусторонне-симметричные животные, такую формулу составляют только для одной стороны верхней и нижней челюстей, помня, что для подсчета общего числа зубов необходимо умножить соответствующие цифры на два.

Развернутая формула (I - резцы, C - клыки, P - премоляры и M - моляры, верхняя и нижняя челюсти - числитель и знаменатель дроби) для примитивного набора из шести резцов, двух клыков, восьми ложнокоренных и шести коренных зубов выглядит следующим образом:

(х2 = 44, полное число зубов).

Поскольку все типы зубов расположены в неизменном порядке - I, C, P, M, - зубные формулы часто еще более упрощают, опуская эти буквы. Тогда для человека получаем:

У млекопитающих лучше, чем у других наземных позвоночных, развиты железы ротовой полости, к которым относятся множество мелких слизистых желез, расположенных на языке и внутренней поверхности щек, нёба, губ и крупные слюнные--подъязычная, заднеязычная, подчелюстная и околоушная. Первые три развились из подъязычной железы пресмыкающихся, а последняя присуща только млекопитающим и развилась из щечных желез.

Хорошее развитие ротовой полости, полная изоляция ее от носовой, совершенная зубная система, мощные жевательные мышцы, большой мускулистый язык, слюнные и другие ротовые железы делают возможным тщательную механическую обработку пищи, а также отчасти химическую.

Пища, раздробленная, разжеванная и обильно смоченная слю-ной, проходит через глотку и пищевод в желудок Последний хорошо развит у всех млекопитающих и представляет собой объемистый мешок с мускулистыми стенками. В желудке завершается механическая обработка пищи и начинается (как и у других позвоночных) под влиянием сока желез слизистой оболоч-ки (в котором содержатся фермент пепсин и соляная кислота) распад белков на более простые азотистые соединения. Особенно сложно устроен желудок жвачных, в котором происходит обра-ботка жестких растительных кормов.

Из всех позвоночных млекопитающие имеют самый длинный кишечник, что облегчает переваривание разнообразной пищи, осо-бенно растительной. Даже у млекопитающих, которые питаются животной пищей, длина кишечника значительно превосходит общую длину тела, а у растительноядных она огромна (например, у лошади отношение длины кишечника к длине тела 12:1, у коровы -- 20:1). Печень велика. Ее многообразные функции были указаны раньше. Желчный пузырь, хорошо развитый у большинст-ва млекопитающих, у некоторых видов (например, у мышей, крыс и др.) отсутствует. Поджелудочная железа сильно развита и играет важнейшую роль в пищеварении (как отмечалось выше, в ее соке имеются ферменты, способствующие перевариванию белков, жиров и углеводов). Тонкий кишечник очень длинный. Он начина-ется двенадцатиперстной кишкой и разделяется на несколько отде-лов. Внутренняя поверхность тонких кишок имеет многочисленные выросты -- ворсинки, внутри которых проходят кровеносные и лимфатические сосуды. Благодаря ворсинкам поверхность тонкого -кишечника велика, что способствует выделению большего коли-чества пищеварительных соков и ускоряет всасывание переварен-ной пищи.

Толстый кишечник хотя и короче тонкого, достигает, однако, очень большой длины. В этом состоит одна из характерных особен-ностей пищеварительной системы млекопитающих. У их предков -- рептилий этот отдел кишечника имел умеренную длину, у земно-водных и рыб он короткий, а у птиц почти отсутствует. У многих видов в месте перехода тонких кишок в толстые имеется слепая кишка, которая заканчивается у ряда видов длинным червеобраз-ным отростком В толстом кишечнике в результате деятельности бактерий продолжается разложение растительной пищи, в связи с чем этот отдел кишечника особенно хорошо развит у растительноядных. У всех млекопитающих, за исключе-нием самых низших (клоачных, насчитывающих всего несколько, видов), клоаки нет, так как задний отдел кишечника полностью отделен от мочевых и половых путей и заканчивается самостоя-тельным анальным отверстием.

Совершенное строение всех отделов пищеварительного аппа-рата млекопитающих сделало возможным усвоение ими самых разнообразных кормов и в особенности растительных. Благодаря этому пищевые ресурсы этих животных весьма обширны.