Genesis

Genesis


БЫТИЕ

Глава 1

1. В начале сотворил Бог небо и землю.
2. Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною, и Дух Божий носился над водою.
3. И сказал Бог: да будет свет. И стал свет.
4. И увидел Бог свет, что он хорош, и отделил Бог свет от тьмы.
5. И назвал Бог свет днем, а тьму ночью. И был вечер, и было утро: день один.
6. И сказал Бог: да будет твердь посреди воды, и да отделяет она воду от воды. [И стало так.]
7. И создал Бог твердь, и отделил воду, которая под твердью, от воды, которая над твердью. И стало так.
8. И назвал Бог твердь небом. [И увидел Бог, что это хорошо.] И был вечер, и было утро: день второй.


НОВЫЙ ЗАВЕТ

От Иоанна святое благовествование.

Глава 1

1. В начале было Слово, и Слово было у Бога, и Слово было Бог.
2. Оно было в начале у Бога.
3. Все чрез Него начало быть, и без Него ничто не начало быть, что начало быть.
4. В Нем была жизнь, и жизнь была свет человеков.
5. И свет во тьме светит, и тьма не объяла его.



   Основные положения на которых я строю свои рассуждения.


Первое: окружающий мир создан разумно и имеет конкретную цель развития;

Второе: материя одна из форм существования энергии;

Третье: энергия в материальном мире стремится к созданию форм с наименьшими для себя затратами.

Четвертое: энергия существует в движении, имеет волновой характер (или спиралевидный), т. е. имеет две противоположные составляющие ( Фазу и противофазу) ;

Пятое: закон единства и борьбы противоположностей заключается в том, что все сущее состоит из противоположных начал, которые, будучи едиными по своей природе, находятся в борьбе и противоречат друг другу (пример: день и ночь, горячее и холодное, черное и белое, зима и лето, молодость и старость, положительный и отрицательный заряд, фаза и противофаза … и т. д.). Единство и борьба противоположных начал — внутренний источник движения и развития всего сущего.


В начале сотворил Бог небо и землю.

       Из того утверждения можно предположить, что в начале появилось небо, как энергия и в ней потенциально была заложена материя.

Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною, и Дух Божий носился над водою.

       Земля же была невидима и не устроена, т.е. еще из энергии не образовалась материя, пространство не имело границ и имело вид «воды» т.е. было подвижно и текуче, Дух Божий носился над водою т.е. приводил воду в движение, создавая волны. (Ношашеся: ноша, сношение, сношаться, отношение, преподношение,)

И сказал Бог: да будет свет. И стал свет.

       Материя (земля) обрела свой вид и стала испускать кванты, которые мы определяем как свет.

И увидел Бог свет, что он хорош, и отделил Бог свет от тьмы.

И назвал Бог свет днем, а тьму ночью. И был вечер, и было утро: день один.

       Произошло разделение волнового движения материи на две фазы (два периода) ночную и дневную. В ночную фазу происходил рост материи, а в дневную фазу качественные изменения материи (количество переходит в качество).

6. И сказал Бог: да будет твердь посреди воды, и да отделяет она воду от воды. [И стало так.]

7. И создал Бог твердь, и отделил воду, которая под твердью, от воды, которая над твердью. И стало так.

8. И назвал Бог твердь небом. [И увидел Бог, что это хорошо.] И был вечер, и было утро: день второй.

       Под твердью посреди воды можно понимать незыблемость законов по которым изменяется материальный мир. Разделение вод на две среды может означать, что будут две субстанции находящиеся в единстве по составу и в борьбе, как две противоположности.

       Если рассматривать окружающий мир, то явно видно, что он развивается по спирали, начиная от нашей галактики Млечный путь до самого мельчайшего организма и включая человека.



Дальнейшая эволюция материи приобретает форму шара. Все тела состоят из кусочков, которые притягиваются друг к другу. Форма, при которой система кусочков имеет минимальную энергию - это шар. Если нет упругого сопротивления, то тело принимает форму шара. Потенциальная энергия пропорциональна расстоянию. Чем тела ближе друг к другу, тем меньше энергия. Формула mgh - она именно про это.



Фото Земли из космоса.
   

Во;львокс (лат. Volvox)

       Дальнейший ход эволюции материи привел к разделению среды воды на две области, внутри (под твердью) от воды снаружи (над твердью) проницаемой мембраной из двух слоёв (небом).

       Для того чтобы зародилась жизнь она должна быть: 1. Выделена из окружающей среды, 2. Могла использовать энергию из окружающей среды для поддержания своего развития, 3. Уметь увеличивать свою массу (размножаться, иметь плодовитое потомство).

       Для того чтобы живая протоклетка отделилась от окружающей среды сформировалась биологическая мембрана. Структурообразующую функцию биологических мембран выполняют липиды — амфифильные молекулы, имеющие полярную головку и неполярный (гидрофобный) хвост. Они мало растворимы в воде и склонны к образованию моно- и бимолекулярных слоев благодаря своей амфифильной природе. Мембрана состоит из двойного слоя (бислоя) липидов, «прячущих» от воды внутрь гидрофобные и выставляющих на поверхность полярные (гидрофильные) части. В результате образовалась сфера, окруженная амфифильной мембраной, которая отделила внутреннюю среду от внешней, но в тоже время эта мембрана стала играть роль связующего звена в обменных процессах между разделенными средами.
      



      Так как в природе уже появилось явление смены дня и ночи, вследствие этого появилась смена процессов, происходящих в разделенных средах, внутри мембраны и снаружи. Для того чтобы внутри клетки протекали протекали процессы, необходимые для её жизнедеятельности (рост и размножение) нужен универсальный источник энергии заложенный в энергии химических связей. Чтобы производить такой источник энергии природой была создана биоэлектростанция, которая за счет наличия свободной энергии солнца, явления осмоса*, противоположно заряженных частиц электронов и протонов (которые высвобождаются при окислении воды H2O) и, создав на мембране электрон-транспортную цепь, через градиент потенциалов клетка стала производить энергию, заключенную в молекуле АТФ и (NADP+ *** NADPH)

*Осмос — процесс диффузии воды через полупроницаемую мембрану. Он происходит из области с высокой концентрацией воды в область с ее низкой концентрацией. Растворение вещества в воде приводит к снижению концентрации воды в данном растворе. Следовательно, чем больше концентрация вещества в растворе, тем ниже в нем содержание воды. Кроме того, вода диффундирует из области с низкой концентрацией вещества (высоким содержанием воды) в область с высокой концентрацией вещества (низким содержанием воды).

Светозависимая фаза фотосинтеза.



Темновая фаза фотосинтеза.

       В Темновой фазе фотосинтеза происходит процесс преобразования. CO2 в глюкозу с использованием энергии, запасённой в молекулах АТФ и НАДФ. Реакции темновой фазы происходят в строме хлоропластов, где находятся образовавшиеся в световой фазе молекулы НАДФ· Н и АТФ. Источник углерода (CO) растение получает из воздуха через устьица. Процесс образования глюкозы из углекислого газа, протекающий в темновой фазе фотосинтеза, имеет название цикла Кальвина.

       У аэробных организмов окисление углеродных атомов органических кислот до углекислого газа и воды протекает с помощью кислорода и называется внутриклеточным дыханием, которое происходит в специализированных частицах – митохондриях. Трансформация энергии окисления осуществляется ферментами, расположенными в строгом порядке во внутренних мембранах митохондрий. Эти ферменты составляют так называемую дыхательную цепь и работают как генераторы, создавая разность электрохимических потенциалов на мембране, за счет которой синтезируется АТФ, подобно тому, как это происходит при фотосинтезе.
       В процессе дыхания окисляются восстановленные органические и неорганические вещества, возникающие в реакциях промежуточного метаболизма или являющиеся исходными субстратами. Окисление происходит в результате переноса электронов через локализованную в мембране дыхательную электрон-транспортную цепь, состоящую из набора переносчиков, и приводит к восстановлению молекулярного кислорода до
H2O (аэробное дыхание).

    

Окислительное фосфорилирование (дыхание)



В результате в митохондрии образуется:
 
В процессе гликолиза — 2 молекулы АТФ.

В цикле трикарбоновых кислот, где были получены ещё две молекулы ГТФ. ГТФ легко переходит в АТФ.

Сделаем общий подсчёт. Гликолиз = 2 АТФ и 2 НАДH. Окислительное декарбоксилирование пирувата = 2 НАДH. ЦТК = 6 НАДH + 2 ФАДH2 + 2 ГТФ (АТФ).

Итого:
2 АТФ + 10 НАДH + 2 ФАДH2 + 2 ГТФ (АТФ) = 2 + 25 + 3 + 2 = 32 молекулы АТФ

Это для малат-аспартатного челнока. Если будет использован глицеролфосфатный, то:

2 АТФ + 8 НАДH + 4 ФАДH2 + 2 ГТФ (АТФ) = 2 + 20 + 6 + 2 = 30 молекул АТФ


Бытие. Глава 1.

9. И сказал Бог: да соберется вода, которая под небом, в одно место, и да явится суша. И стало так. [И собралась вода под небом в свои места, и явилась суша.]

10. И назвал Бог сушу землею, а собрание вод назвал морями. И увидел Бог, что это хорошо.

11. И сказал Бог: да произрастит земля зелень, траву, сеющую семя [по роду и по подобию ее, и] дерево плодовитое, приносящее по роду своему плод, в котором семя его на земле. И стало так.

12. И произвела земля зелень, траву, сеющую семя по роду [и по подобию] ее, и дерево [плодовитое], приносящее плод, в котором семя его по роду его [на земле]. И увидел Бог, что это хорошо.

13. И был вечер, и было утро: день третий.

14. И рече бог: да будут светила на тверди небесней, освещати землю и разлучати между днем и между нощию: и да будут в знамения и во времена, и во дни и в лета,

15. и да будут в просвещение на тверди небесней, яко светити по земли. И бысть тако.

16. И сотвори бог два светила великая: светило великое в начала дне, и светило меншее в начала нощи, и звезды:

17. и положи я бог на тверди небесней, яко светити на землю,

18. и владети днем и нощию, и разлучати между светом и между тмою. И
виде бог, яко добро.

19. И бысть вечер, и бысть утро, день четвертый.

       Если обратится к Священному Писанию к Библии к книге Бытия, то можно явно увидеть, как сотварённая из ничего материя под действием Разума начинает структурироваться, обретать форму, становится всё более упорядоченной т.е. энтропия в ней должна уменьшаться. Возникшие живые организмы явились открытой системой т.е. системой активно взаимодействующей с окружающим миром, обмениваясь с ней как материей так и энергией, а так как живые организмы очень высоко организованы они воздействуют на окружающий мир уменьшая его энтропию.
      Эрвин Шредингер Австрийский физик-теоретик, один из создателей квантовой механики. Лауреат Нобелевской премии по физике (1933).
В книге «Что такое жизнь?» Шрёдингер обратился к проблемам генетики, взглянув на феномен жизни с точки зрения физики. По его словам биологический организм (например человек) поддерживает состояние гомеостаза - баланса, активного равновесия со средой. Этот баланс возможен только благодаря двустороннему процессу обмена. Организм поглощает энергию из пищи, солнца, воздуха, и одновременно производит энергию и рассеивает ее в пространстве. Чтобы точнее выразить дальнейшие идеи, необходимо написать несколько уравнений где:
Энергия поступающей от пищи и воды dS (food) , воздуха dS (air), света dS (light) и "внутренней" энтропии, отдаваемой организмом в пространство dS (inter).

dS = dS (food) + dS (air) + dS (light) + dS (inter) = dS (ext) + dS(inter)

Это уравнение может приводить к трем различным ситуациям:

dS=dS (ext) +dS (inter) =0

dS=dS (ext) +dS (inteг) <0

dS=dS (ext) +dS (inter) >0

Первое уравнение dS = 0 характеризует состояние гомеостаза, или равновесия со средой, когда поглощаемый поток энтропии или энергии полностью балансируется за счет внутренних процессов организма.

dS=dS (ext)+dS (inter) =0 . Такое состояние типично для взрослого практически здорового человека в спокойном состоянии. Иными словами, все параметры организма поддерживаются постоянными. Это уравнение может быть представлено в другом виде:

dS (ext) = - dS (inter)

В этом уравнении dS (inter) - отрицательное! В соответствии с терминологией Э.Шредингера, организм "производит" отрицательную энтропию. Но никакого противоречия с законами физики или термодинамики здесь нет, потому что отрицательной оказывается не энтропия, а скорость ее производства. Это означает, что биологический организм структурирует, упорядочивает, организует энергию и информацию, и тем самым уменьшает хаос во Вселенной. Именно это свойство, по мнению Э.Шредингера, отделяет живые организмы от неживой природы. Всей своей жизнью биологические системы организуют Пространство, создают Порядок и Структуру в окружающем Мире.

       Если обратим внимание на информационный аспект нашего существования, то увидим, что организм потребляет не только энергию, необходимую для существования, но и информацию, которая определяет сложные формы его поведения. У простейших это четко определенный процесс: раздражение - реакция, чем сложнее организм, тем более сложный характер его реакции на раздражения окружающей среды. Организм постоянно потребляет, перерабатывает, анализирует, сохраняет и использует информацию. Это есть необходимое условие существования живых организмов. В современной физике информация тесно связана с  энтропией, поэтому информационный обмен - это часть энтропийного обмена и все рассмотренные нами свойства энтропийных процессов полностью приложимы к процессам информационным. Поэтому нужно говорить об ЭНЕРГО-ИНФОРМАЦИОННОМ ОБМЕНЕ организма с окружающей средой. Энергетический обмен принадлежит к материальным процессам и управляется материальными физическими законами, информационный обмен принадлежит к нематериальным явлениям, это не физический процесс и здесь работают правила теории информации. (При этом мы должны помнить, что переносчиками информации всегда являются материальные процессы или частицы). В этом смысле Духовные процессы — это высшая форма процессов информационных.

       Рассматривая, как устроена и работает живая клетка вспоминается известный с древности парадокс, который звучит следующим образом: «Что было раньше — курица или яйцо?»
       С одной стороны: только живая клетка может синтезировать сложные белки это: синтез полипептидной цепи из аминокислот, происходящий на рибосомах с участием молекул мРНК и тРНК (трансляция), и посттрансляционные модификации полипептидной цепи. Процесс биосинтеза белка требует значительных затрат энергии.
       С другой стороны: чтобы образовалась живая клетка она должна быть окружена билипидной мембраной со встроенными в неё сложными белковыми комплексами, осуществляющими перенос ионов и электронов в электрон-транспортной цепи.
       Такая ситуация наталкивает на мысль, что развитие вселенной и возникновение жизни есть процесс контролируемый Высшей разумной Сущностью.   

      
Строение прокариотической клетки






Эукариотическая клетка





Бытие. Глава 1.

9. И сказал Бог: да соберется вода, которая под небом, в одно место, и да явится суша. И стало так. [И собралась вода под небом в свои места, и явилась суша.]

10. И назвал Бог сушу землею, а собрание вод назвал морями. И увидел Бог, что это хорошо.

Из среды, которая образовалась внутри замкнутой мембраны, сформировались органеллы.

11. И сказал Бог: да произрастит земля зелень, траву, сеющую семя [по роду и по подобию ее, и] дерево плодовитое, приносящее по роду своему плод, в котором семя его на земле. И стало так.

       Образовались зеленые органеллы (хлоропласты) способные улавливать солнечную энергию, генетический аппарат, способный производить в клетке нужные белки для строительства органел и жизнедеятельности клетки и также генетический аппарат (в котором семя его на земле), способный воспроизводить себе подобные организмы. Это замысел Бога, ещё не реализовавшаясь потенция развития жизни.

12. И произвела земля зелень, траву, сеющую семя по роду [и по подобию] ее, и дерево [плодовитое], приносящее плод, в котором семя его по роду его [на земле]. И увидел Бог, что это хорошо.

       Здесь замысел Бога уже реализован.

13. И был вечер, и было утро: день третий.

Глава 2

1 Так совершены небо и земля и все воинство их.

2 И совершил Бог к седьмому дню дела Свои, которые Он делал, и почил в день седьмый от всех дел Своих, которые делал.

3 И благословил Бог седьмой день, и освятил его, ибо в оный почил от всех дел Своих, которые Бог творил и созидал.

       Сформировавшаяся живая клетка, живой организм находится в окружающей среде с постоянными физическими законами, которые не меняются т.к. Бог к седьмому дню закончил процесс творения.
Поэтому эволюция живых организмов происходила не из за того что менялись физические законы, а наоборот в строгом соответствии с ними, если изменялись условия существования т.е. внешняя среда качественно изменялась или же организм приобретал новые полезные качества.         

       Логично, что ход развития сформировавшихся живых организмов (эволюционный процесс) должен идти по пути увеличения извлечения энергии из внешней среды и к уменьшению траты энергии на поддержание жизнедеятельности организма, то есть идти к более эффективному использованию процессов, происходящих внутри организма. При увеличении, росте живого организма объём его тела возрастает в кубе, а поверхность в квадрате, следовательно отдача энергии в виде тепла в окружающую среду уменьшается (клетка прокариот гораздо меньше клетки эукариот: по диаметру в 10 раз, по объему – в 1000 раз). Формирование специализированных органелл также приводит к более эффективной работе организма, это можно наблюдать при сравнении прокариот и эукариот. Извлечение энергии из окружающей среды может быть пассивным и активным, активное извлечение энергии требует больших затрат на работу организма, но в результате получается выигрыш в получении энергии.
       Процесс  микроэволюции может быть обусловлен тем, что ниша обитания уже занята приспособленными к этой среде организмами, и только приобретение каких либо новых признаков, улучшающих получение энергии (пищи), позволит появиться новым видам.
       Макроэволюция происходит, когда жизнедеятельность организмов, так изменяет среду обитания, что старые принципы жизнедеятельности уже не могут работать в новых условиях, появление кислорода в атмосфере коренным образом повлияло на биохимические процессы, происходящие в живых организмах, что дало толчок к развитию аэробных организмов  и появлению новых форм живых существ.   

Сформировавшийся живой организм, чтобы существовать во внешней среде, должен адекватно реагировать на её изменения, для этого у него должны сформироваться органы, улавливающие эти изменения внешней среды их обрабатывать и адекватно управлять действиями организма и сохранять информацию. Так формируется нервная система, которая управляет внутренней средой организма и реагирует на внешние изменения.
Организм для обеспечения жизнедеятельности должен получать энергию из окружающей среды, это может быть энергия химических связей, солнечная радиация, энергия органических веществ.
(Далее будем рассматривать организмы, которые для своей  жизнедеятельности получают энергию из органических веществ и которые образовали царство животных).
Следующая функция организма переработка и усвоение питательных веществ, у организма формируются органы пищеварения (пищеварительная система).
При переработке питательных веществ образуются токсичные соединения, для того чтобы обезопасить организм от отравления формируются органы нейтрализующие токсины (печень).
В конечном итоге организм должен избавиться от продуктов переработки пищи - “шлаков” формируются органы выведения (почки).
Также должна сформироваться система внутренней регуляции организма основанная на химических веществах (гуморальная) и на электрических сигналах. 
Организм для того чтобы быть более продуктивным, должен иметь возможность активно перемещаться в окружающей среде для поиска пищи и защиты от разрушающих его факторов (неблагоприятных условий, врагов). для решения этой задачи формируется мышечная система, скелет (экзоскелет и эндоскелет) как опора для мышц, фасции и прочие органы локомоции.
Защита от внутренних  иммунная система
Увеличивать объём популяции, оставлять плодовитое потомство.  Половая система.
Высшая нервная деятельность.
 Ноосфера.


       Рассматривая природу окружающего мира, можно заметить, как организмы в своей жизнедеятельности выстраивают свою форму отталкиваясь от формы шара.







       Чем же выгодно быть сферическим? Если рассмотреть бактерии, у  сферической формы наименьшее соотношение площади поверхности к объему, это объясняет их малые размеры, потому кокки являются доминирующей группой в микропорах различных типов почв. Это же свойство выгодно при переживании неблагоприятных условий в случае с «производными» кокками. Поскольку шарообразная форма наименее удобна для управляемого движения, кокки, как правило, лишены «органов движения», например, жгутиков. Сферическая форма позволяет бактериям быстрее распространяться пассивно с током воды, чем бактериям других форм. Эта закономерность объясняет «любовь» кокков образовывать скопления (диплококки – две клетки, стрептококки – нити клеток, стафилококки – гроздья клеток), которые затормаживают пассивное передвижение, а при необходимости агрегация распадается под действием специальных ферментов, разделяющих склеенные между собой клетки.
 
      Если шар это энергетически оптимальная форма, то организм стремится принять такую форму. При этом важно понимать, что гравитация действует со всех сторон равномерно. Притяжение направлено от краев к центру при этом гравитация работает таким образом, что стремится притянуть все частицы вещества как можно ближе к центру масс. Именно благодаря этому получается так, что вещество под воздействием гравитации собирается в шарообразную форму.



    
       Так как сила гравитации направлена от периферии к центру, то и движение материи направлено от периферии к центру, но в тоже время происходит и обратное движение от центра к периферии, но по видимому уже с другим энергетическим потенциалом. В процессе зарождения живой клетки на неё также воздействует сила гравитации, под воздействием которой или используя силу этой энергии располагаются органеллы клетки.

 


       В строении прокариотической клетки можно заметить, что в центре клетки оформилась нуклеотидная область неправильной формы которая содержит ДНК клетки и не окружена ядерной оболочкой. Генетический материал представлен кольцевыми молекулами ДНК. Эти ДНК можно условно разделить на «хромосомные» и плазмидные. «Хромосомная» ДНК  — одна, прикреплена к мембране, содержит несколько тысяч генов, в отличие от хромосомных ДНК эукариот она не линейная, не связана с белками. Зона, в которой расположена эта ДНК, называется нуклеоидом. Так как нуклеотидная область отвечает за слаженную работу организма, координирует работу органелл клетки и отвечает за размножение, для этого самое удобное место в центре организма. У бактерий уже имеются примитивные органы чувств и они могут целенаправленно двигаться в благоприятные для них условия среды.  У них появляются органы движения и они могут перемещаться с помощью
жгутиков;
ворсинок;
выделяемой слизи;
сокращения и распрямления клетки;
механизма отталкивания в момент резкого выброса порции слизи;

Жгутики
Наиболее быстрое перемещение бактерий в пространстве может осуществляться при помощи жгутиков, образованных протеином флагеллином. Эти органоиды представляют собой тонкие спиралевидные структуры, состоящие из спиральной нити и базального тела, соединенных между собой крюком. Крепление к мембране и клеточной стенке осуществляется при помощи парных дисков.

Перемещение микроорганизмов вперед происходит благодаря вращению жгутиков против часовой стрелки, а назад — по ее ходу.

При появлении возможности перемещаться в окружающей среде бактерия выстраивает свою форму так чтобы затраты энергии на перемещение в этой среде сводились к минимуму. Шарообразная форма становится не эффективной и энергозатратной, в жидкой среде формируется вытянутая обтекаемая форма. 

Данный механизм основан на способности бактериальных клеток преобразовывать электрохимическую энергию в механическую, используя разницу между концентрацией заряженных частиц на внешней и внутренней оболочке мембраны. Коэффициент полезного действия при этом настолько высок, что на вращение жгутика тратится лишь 0.1% общей энергии, расходуемой на поддержание всех процессов жизнедеятельности.

Плавание — это самый быстрый способ передвижения. Причем, бактерия может неплохо управлять своим движением, меняя направление вращения базального тела: вращение базального тела по часовой стрелке толкает клетку в направлении от жгутика, а биения против часовой стрелки тянут клетку вслед за жгутиком.

       Один из способов повысить энергетическую устойчивость организма это увеличение его объема, т.к. одноклеточный организм не может увеличиваться бесконечно, а его рост ограничен следующими параметрами:
1. Необходимое для жизнедеятельности количество макромолекул
2. С увеличением объемов клетки скорости химических реакций ограничиваются скоростью диффузии молекул.
3. Оптимальное соотношение S/V. При увеличении размеров клеток объем возрастает гораздо быстрее, чем площадь поверхности, что приводит к резкому уменьшению числа молекул питательных веществ на единицу объема, проникших в клетку за единицу времени. Существование диффузионных ограничений объясняет, почему эукариотические клетки крупнее, чем прокариотические: цитоплазма эукариотических клеток разделена мембранами на компартменты в значительной мере для того, чтобы облегчить возможность быстрых взаимодействий между молекулами.
       Например Инфузория-трубач (Stentor polymorphus) достигает размеров от 1,2 мм до 3 мм.
       Поэтому бактерии образуют колонии, чтобы увеличить свой общий объем, что при этом позволяет отдельной особи улучшить качество своей жизни. 

       У крупных животных обмен веществ протекает менее интенсивно и скорость образования тепла в теле у них меньше, также важно учитывать форму их тела (см. Экспериментальная часть. Правило Бергмана и Аллена). А поскольку тепло в организме млекопитающих образуется в результате окисления пищи, то мерой образования тепла может служить потребление кислорода. Оказывается, мелкие животные потребляют в минуту объем воздуха, который близок к объему их тела, а чем животное крупнее, тем меньшую часть их собственного объема составляет объем вдыхаемого ими воздуха. Поэтому, чем меньше животное, тем интенсивнее протекает у него обмен веществ, тем больше частота дыхания и сердцебиения.


Инфузо;рия-ту;фелька (лат. Param;cium caud;tum) — вид инфузорий, одноклеточных организмов из группы альвеолят. Иногда инфузориями-туфельками называют и другие виды рода Paramecium. Встречаются в пресных водах. Своё название получила за постоянную форму тела, напоминающую подошву туфли.

Инфузория-туфелька обитает в мелких стоячих водоёмах. Это одноклеточное животное длиной 0,5 мм имеет веретеновидную форму тела.


Эвглена зелёная (лат. Euglena viridis) — вид протистов из типа Эвгленозои (Euglenozoa). Наиболее известный представитель эвгленовых протистов. Передвигается с помощью жгутика. Клетка эвглены зелёной обычно веретеновидной формы и зелёного цвета. Является миксотрофом.

       Форма тела постоянная, благодаря наличия пелликул. На переднем конце располагается жгутик, благодаря которому эвглена плавает тупым концом вперед. У основания жгутика имеется светочувствительный глазок-стигма. Ближе к заднему концу имеется ядро с гаплоидным набором хромосом. Является миксотрофом, на свету питается, как зеленое растение, благодаря наличию хроматофоров с хлорофиллом . В темноте хлорофилл исчезает и эвглена начинает питаться растворенными в воде органическими веществами, становится гетеротрофом.

Размножение только бесполое. Способна к инцистированию. На стадии цисты переживает зиму или высыхание водоема.


       На примере инфузорий видно, что увеличение размера у них достигается за счет увеличение количества ядер и симбиоза с водорослями, но такая форма организации организма также имеет свои ограничения по размеру.
       В своём развитии природа пошла по пути объединения отдельных одноклеточных особей в колонии. Яркий пример такого процесса вольвокс, где отдельные клетки объединились в одну колонию шарообразной формы.
При этом внутри образовавшейся сферы сформировалась внутренняя среда организма в которой развиваются и растут молодые колонии.

Во;львокс (лат. Volvox)

("вольвокс" означает "катящийся").

Характеристики

       В Volvox Это организмы, которые образуют сферические, псевдосферические или яйцевидные структуры, полые и зеленого цвета. Они могут иметь размеры от 0,5 до 1 мм. Они состоят из колоний, в которых может быть от 50 до 50 тысяч особей.


Каждая клетка, составляющая колонию, очень похожа на жгутиковые клетки этого рода. Клетки связаны друг с другом полосами цитоплазмы. Они имеют полярность: передняя часть направлена ;;во внутреннюю полость колонии, а жгутики выходят наружу.

Движение видов Volvox Это происходит за счет скоординированного действия жгутиков клеток, вращающихся вокруг собственной оси. Днем эти виды совершают вертикальные миграции в толще воды к поверхности в поисках света. Обитают в пресноводных водоёмах.

Питание

Volvox зеленые водоросли с хлоропластами, они получают пищу посредством фотосинтеза. Фотосинтез - это преобразование неорганического вещества в органическое с выделением кислорода с использованием для этого световой энергии (солнечного света).

Строение водоросли вольвокс.



Размножение

       Volvox имеет два типа воспроизводства; бесполое и половое. Ни в одном из этих типов воспроизводства не участвуют все клетки, составляющие колонию, а скорее определенные клетки, расположенные в экваториальных зонах.

Бесполое размножение

       Когда виды рода Volvox они размножаются бесполым путем, они делают это посредством последовательных или повторяющихся митотических делений половых клеток. Эти деления продолжаются до тех пор, пока в родительской колонии не образуется одна или несколько дочерних колоний. Дочерние сферы останутся в родительской колонии, пока она не умрет и не освободит их.

Половое размножение

       Половое размножение включает производство двух типов половых клеток (гамет), яйцеклеток (макрогамет) и сперматозоидов (микрогамет). После созревания сперматозоидов они покидают родительскую колонию в поисках зрелой яйцеклетки (на внешней окружности колонии) для оплодотворения.

       После оплодотворения зигота, которая является результатом союза микро- и макрогаметы, выделяет твердый колючий слой вокруг себя, и позже она станет новой колонией.

       В прудах и озерах можно найти плавающие в воде зеленые округлые организмы диаметром до 1 мм. Это вольвокс. Под микроскопом видно, что каждый такой шарик состоит из множества (около 1000) клеток, похожих на зеленую эвглену.

       В отличие от эвглены клетки вольвокса имеют грушевидную форму и снабжены двумя жгутиками. Основная масса шарика - это полужидкое студенистое вещество. Клетки погружены в него у самой поверхности, так что жгутики торчат наружу. Благодаря движению жгутиков вольвокс перекатывается в воде ("вольвокс" означает "катящийся").

       Каждая клетка вольвокса выглядит как самостоятельное простейшее, но все вместе они образуют колонию, тка как соединены друг с другом цитоплазматическими мостиками. Этим объясняется согласованная работа жгутиков всей колонии.

       При размножении вольвокса некоторые клетки погружаются вглубь колонии. Там они делятся, образуя несколько новых молодых колоний, которые выходят из старого вольвокса наружу.


ТИП ГУБКИ - PORIFERA, или SPONGIA

       В теле губок есть разные клетки, выполняющие разные функции и отличающиеся друг от друга своим строением. По этому признаку губки отличаются от колониальных простейших. Однако клетки губок слабо связаны между собой, не утрачивают в полной мере способности к самостоятельности, совместно почти не управляются, не формируют органов. Поэтому считается, что у губок нет тканей. Кроме того, у них нет настоящих нервных и мышечных клеток.

Форма тела губок бывает разной: похожей на чашу, деревце и др. При этом у всех губок есть центральная полость с достаточно большим отверстием (устьем), через которое вода выходит. Губка всасывает воду через более мелкие отверстия (канальца) в своем теле.




       На рисунке выше представлены три варианта строения водоносной системы губок. В первом случае вода засасывается в общую большую полость через узкие боковые каналы. В этой общей полости из воды фильтруются питательные вещества (микроорганизмы, органические остатки; некоторые губки хищники и способны захватывать животных). Улавливание пищи и ток воды осуществляют клетки, изображенные на рисунке красным цветом. На рисунке во втором и третьем случае губки имеют более сложное строение. Здесь имеется система каналов и небольших полостей, внутренние стенки которых формируют клетки, отвечающие за питание. Первый вариант строения тела губки называется аскон, второй — сикон, третий — лейкон.

       Клетки, изображенные красным цветом, называются хоаноцитами. Они имеют цилиндрическую форму, жгутик, обращенный в камеру-полость. Также у них есть так называемый плазматический воротничок., которым задерживаются частицы пищи. Жгутики хоаноцитов проталкивают воду в одном направлении.

       Губки размножаются как бесполым, так и половым путем. Бесполое размножение осуществляется путем почкования. Дочерние особи могут оставаться прикрепленными к материнским. В результате образуются колонии. При половом размножении сперматозоиды из одной губки попадают в каналы и камеры другой. Происходит оплодотворение яйцеклеток (ооцитов). Образовавшаяся зигота начинает делится, формируется личинка, которая с током воды покидает материнский организм и впоследствии оседает на новом месте. По своему строению личинка не имеет зародышевых листков, а напоминает колонию одноклеточных-жгутиконосцев. Личинка плавает не пассивно, а с помощью жгутиков. После ее оседания на новом месте, она изворачивается так, что жгутики оказываются обращенными во внутрь, и личинка начинает разрастаться, превращаясь в губку.




Род Гидры (лат. Hydra) — род пресноводных сидячих кишечнополостных из класса гидроидных (Hydrozoa). Представители обитают в стоячих водоёмах и реках с медленным течением, прикрепляясь к водным растениям или грунту. Длина тела гидры составляет 1—20 мм, иногда несколько более. Это одиночный малоподвижный полип.



Гидра — это небольшой (типичный размер — считанные миллиметры) вытянутый цилиндрический «мешочек», у которого на одном полюсе («нижнем») расположена подошва (для передвижения и крепления к субстрату), а на другом («верхнем») — венчик из расположенных по кругу щупалец, между которыми находится ротовое отверстие, открывающееся в кишечную полость. В этой полости переваривается то, что щупальца гидры поймали и отправили в рот. У тела гидры радиальная симметрия относительно оси, соединяющей центры полюсов.

На тканевом уровне тело гидры состоит всего из двух слоев клеток: внутренней энтодермы (еще также называют гастродермой) и внешней эктодермы, которые разделены мезоглеей — внеклеточным матриксом. Слои состоят из клеток следующих типов:
1) кожно-мышечные клетки, которые одновременно формируют покровы тела и способны сокращаться, чтобы гидра могла двигаться (их в организме гидры около 20 000);
2) интерстициальные клетки, расположенные между кожно-мышечными и способные превращаться в клетки других типов — таких у гидры примерно 15 000;
3) нервные клетки, которые объединены в диффузную нервную систему (то есть равномерно разбросаны по всему организму, без ярко выраженных центров/скоплений) и передают нервные сигналы — их у животного около 5 000;
4) железистые клетки, выделяющие в кишечную полость пищеварительные ферменты — таких тоже около 5 000;
5) стрекательные клетки, «стреляющие» во врагов ядовитыми нитями;
6) половые клетки, образующие яйцеклетки и сперматозоиды, которые потом сливаются, образуя зародыши новых организмов (у гидр есть и бесполое, вегетативное размножение, когда новый организм просто отпочковывается от старого.


Меду;за, или медузоидное поколе;ние (греч. ;;;;;;;), — фаза жизненного цикла стрекающих из подтипа Medusozoa: гидроидных (Hydrozoa), сцифоидных (Scyphozoa) и кубомедуз (Cubozoa).

       Медузы — это кишечнополостные организмы. Медуза (Polypomedusae meduza) — это представитель морской фауны. Класс медузы, к числу которых принадлежат и пресноводные гидры, состоит из множества обитателей моря, частью очень крупных и бросающихся в глаза. Медузы, вероятно, одни из самых необычных и загадочных существ, с которыми вы когда-либо сталкивались.




       Дальнейший ход эволюции шел по линии усложнения организмов, происходит объединение клеток в единый организм в котором происходит дифференциация клеток на выполнение специфических функций таких как: выполняющих двигательную функцию, секреторную (пищеварительную), чувствительную, выделительную, защитную. Тип губки имеют уже организм, объединенный в единую систему, в котором добыча питательных веществ происходит за счет активной фильтрации воды через полость тела. У них нет пищеварительной системы, частицы пищи перевариваются внутриклеточно. Следующим прогрессивным шагом в организации структуры тела явилось формирование пищеварительной системы, кишечника, где происходит переваривание пищи с помощью ферментов (большое производство, как показывает практика жизни, гораздо более эффективней группы мелких хозяйств).


Гидры (лат. Hydra)

       Такую структуру тела можно рассмотреть на примере пресноводной Гидры (лат. Hydra) — род пресноводных сидячих кишечнополостных из класса гидроидных (Hydrozoa). У неё есть примитивный кишечник в котором происходит переваривание пищи т.е. уже формируется пищеварительная система. Появились щупальцы (органы охоты) с помощью которых гидра захватывает добычу и следовательно сформировалась нервная система для управления процессом добычи пищи. Так как тело гидры эластичное у него есть возможность активно двигаться, в её теле есть кожно-мышечные клетки, которые одновременно формируют покровы тела и способны сокращаться, чтобы гидра могла двигаться.
     Сократительные отростки отходят от основания клетки» прилежащего к опорной пластинке — мезоглее. Внутри сократительного отростка находятся мускульные волокна. Сократительные отростки клеток эктодермы расположены параллельно оси тела и осям щупалец, т. е. вдоль тела гидры, их сокращение и вызывает укорочение тела и щупалец. Сократительные отростки клеток энтодермы располагаются поперек тела в кольцевом направлении, их сокращение вызывает сужение тела гидры.
Нервные клетки, которые объединены в диффузную нервную систему (то есть равномерно разбросаны по всему организму, без ярко выраженных центров/скоплений) и передают нервные сигналы.

       Следующим шагом эволюции по устроению тела животных стала “прямоточная” система пищеварения, которая явилась более эффективной по сравнению пищеварительной системой в виде “мешка” как у кишечнополостных.

         Немато;ды (лат. Nematoda; от греч. nema – нить и eidos – форма), или кру;глые че;рви, — тип первичноротых (из группы линяющих) беспозвоночных животных.

 Этапы эволюции пищеварительной системы хорошо просматриваются у червей. У плоских и реснитчатых червей пищеварительная трубка начинается ротовым отверстием и заканчивается слепо. Остатки пищи удаляются через рот. А вот впервые в эволюции анальное отверстие появилось у круглых червей и кольчатых червей (аскарида и дождевой червяк). Их пищеварительная трубка четко разделена на три отдела: передний и задний формируются из эктодермы, а средний - из энтодермы зародыша. Анус у них образуется за счет впячивания наружного слоя зародыша (эктодермы) и соединения с полостью кишки. И вот уже система "рот-глотка-пищевод-желудок-средняя кишка-задняя кишка-анальное отверстие" прослеживается в эволюции кольчатых червей.

       Тело у всех круглых червей является не сегментированным, имеет кожно-мускульный мешок. Он представлен наружным слоем – плотной нерастяжимой гиподермы или кутикулы (многоядерная цитоплазматическая масса, клетки в которой не разделены между собой) и внутренним слоем гладких мышц. Гиподерма играет роль опорного и защитного аппарата, также является органом активного метаболизма, задерживая токсичные для круглого червя вещества.

       Как уже говорилось, круглые черви имеют первичную полость тела, которая называется псевдоцель. Псевдоцель отделяет покровы от внутренних органов и заполнена жидкостью. Круглые черви имеют следующие системы органов:

Круглые черви.
Класс Нематоды (Nematoda), Тип Круглые черви (Nemathelminthes)

       Нервная система представлена головными ганглиями, окологлоточным кольцом и нервными стволами, которые отходят от него: два боковых, брюшной и спинной. Между стволами имеются перемычки. Органы чувств почти не развиты, представлены органами химического чувства и осязательными бугорками.
 
       Пищеварительная система круглых червей состоит из ротового отверстия, которое окружено кутикулярными губами; пищеварительной трубки, которая продолжается из кутикулярных губ на переднем конце тела и оканчивается анальным отверстием на заднем. Пищеварительная трубка делится на три отдела: передний, средний и задний. У некоторых видов нематод имеется расширение пищевода – бульбус.

       Впервые в эволюции анальное отверстие появилось у круглых червей и кольчатых червей (аскарида и дождевой червяк). Их пищеварительная трубка четко разделена на три отдела: передний и задний формируются из эктодермы, а средний - из энтодермы зародыша. Анус у них образуется за счет впячивания наружного слоя зародыша (эктодермы) и соединения с полостью кишки. И вот уже система "рот-глотка-пищевод-желудок-средняя кишка-задняя кишка-анальное отверстие" прослеживается в эволюции кольчатых червей.

 
        Выделительная система круглых червей сформирована по принципу протонефридиев, но выделительных клеток гораздо меньше. Выделительную функцию также выполняют специальные фагоцитарные клетки, накапливающие продукты метаболизма и инородные тела, которые попали в полость червя. У аскариды выделительная система представлена одной кожной железой, находящейся в передней части тела. От нее отходят два боковых канала, которые проходят в боковых валиках гиподермы и сзади слепо замкнуты. Спереди каналы соединяются в выводной проток, открывающийся порой.

       Дыхательная и кровеносная системы у аскариды отсутствуют.

       Половая система у круглых червей уже не является гермафродитной, как у плоских. У этого типа присутствует разнополость, при этом размножаются круглые черви только половым способом. Развитие круглых червей ограничено из-за ограниченного количества клеток, которые составляют тело круглого червя.






Рис. 107. Аскарида (самка). Поперечный срез.

1 - спинной валик гиподермы; 2 - плазматические отростки мышечных клеток; 3 - мышечные клетки; 4 - яичник в продольном разрезе; 5 - стенка кишечника; 6 - кутикула; 7 - боковой валик гиподермы; 8 - канал выделительной системы; 9 - поперечный срез яичника; 10 - матка; 11 - яйцевод в продольном разрезе; 12 - брюшной валик гиподермы; 13 - яйцеводы, перерезанные поперек.

Гидростатический скелет

       Рассматривая, как устроено тело круглого червя, можно отметить, что движение соков в организме и продуктов его жизнедеятельности тесно взаимосвязано с общим движением материи в природе (организм стремится к минимуму затрат энергии на своё существование). Питательные вещества из кишечника всасываются в тело червя, используются для получения энергии, белки расщепляются до аминокислот, которые используются для роста тела и на производство плодовитого потомства. При этом образуются токсические вещества, которые нужно выводить из организма, по бокам тела животного справа и слева проходит выделительный канал, в который собираются токсичные продукты и выводятся через выделительную пору в головном конце. Мы можем отметить целесообразность такого расположения выделительной системы во первых всасывание питательных веществ происходит дистальной части туловища следовательно и их распространение по туловищу идет от задней части к передней. Такое движение соков в организме закладывалось ещё у гидры, т.к. у неё одно входное отверстие служит как ртом так и анусом, пища переваривается и усваивается в дистальном отделе тела (кишки). Там всасываются питательные вещества которые, диффузно поднимаясь, распространяются по телу и усваиваются клетками организма. Выделение углекислого газа и других ненужных веществ, образующихся в процессе жизнедеятельности, осуществляется из клеток наружного слоя непосредственно в воду, а из клеток внутреннего слоя — в кишечную полость, затем наружу.

       У круглых червей произошло разделение тела на дорзальную и вентральную стороны т.к. движение червя в природе сопряжено с плоскостью земли и его движения по большей части происходят в горизонтальной плоскости, а не в вертикальной как у кишечнополостных. Сила гравитации вносит свои коррективы в движение соков в организме круглого червя. Движение соков, которое сложилось в теле кишечнополостных, передалось круглым червям, но из-за того, что у них появилось анальное отверстие, изменилось положение тела в пространстве, следовательно и изменилось взаимодействие организма с окружающей средой. От кишечника сила тяжести способствует движению соков вниз к брюшной стороне тела, а по периферии вперед к голове и вверх, на спинной стороне течение соков более интенсивное к голове чем на брюшной стороне. Такое внутреннее направление течение соков в теле круглого червя в дальнейшем сформировало кровеносную систему у кольчатых червей.
 

Кольчатые черви (Annelida) (от латинского anellus, "маленькое кольцо")

Дождевой червь. Класс Oligochaeta.
(Lumbricus terrestris - обыкновенный дождевой червь)

Строение.
       Кольцевые перетяжки делят тело дождевого червя на множество члеников-сегментов. Сегментация свойственна всем кольчатым червям. Сегменты похожи друг на друга не только внешне, но и по внутреннему строению: каждый из них имеет все органы жизнеобеспечения в полном наборе.



circular muscle layer - круговой мышечный слой






Целом.

       У кольчатых червей появляется вторичная полость тела. Она отличается от первичной наличием собственных покровных тканей, отделяющих её от других тканей и органов и тем, что появляется непосредственно в мезодерме. В каждом сегменте тела расположена пара целомических мешков, ограниченных ресничным мезодермальным эпителием (мезотелием, целотелием) и заполненных жидкостью. У одних аннелид мезотелий образован только эпителиально-мускульными клетками мускулатуры стенки тела, у других мускулатура отделена от вторичной полости тела перетонеумом (плоскими эпителиальными клетками).


Нервная система.

       Нервная система представлена окологлоточным нервным кольцом и отходящей от него брюшной нервной цепочкой. Каждый сегмент имеет свой собственный нервный узел. Кольчатые черви могут иметь различные органы чувств: зрения, осязания, вкуса, обоняния, слуха и равновесия.


Пищеварительная система.



Выделительная система кольчатых червей.

       Выделительная система представлена извитыми трубочками (метанефридии), которые попарно находятся в каждом членике. Они обеспечивают выведение из полости тела избытка воды и ненужных веществ. За счет множества желез на поверхность тела выделяется слизь, облегчающая движение дождевого червя в почве.



       Авторы недавних работ по генетике развития дают свой ответ: да, все нефридии имеют единое происхождение, протонефридии появились раньше, метанефридии произошли от них.

      
Дыхательная система.

       Чаще всего специализированной дыхательной системы нет, кислород поглощается всей поверхностью тела. У части многощетинковых червей появляются специализированные дыхательные образования, представленные видоизмененными частями параподий или выростами стенки тела; у некоторых полихет респираторную функцию выполняет щупальцевый аппарат.

Кровеносная система кольчатых червей.

       Главные сосуды — спинной кровеносный сосуд в спинном мезентерии и брюшной кровеносный сосуд в брюшном мезентерии. По спинному сосуду кровь течет вперед, а по брюшному — назад. В каждом сегменте кровь возвращается из брюшного сосуда в спинной по капиллярной сети (плексусу), залегающему в стенке тела. Из спинного сосуда в брюшной кровь попадает по капиллярному плексусу, сосудам или синусам, охватывающим кишку. Главные кровеносные сосуды, особенно спинной, сократимы и прогоняют кровь за счет перистальтики. У некоторых кольчатых червей расширенный передний отдел спинного сосуда преобразован в мускулистое сердце, а у многих дождевых червей сердцами становятся несколько специализированных дорсо-вентральных сосудов, огибающих передний отдел кишечника. Кровоток часто поддерживается ещё и за счёт перистальтических движений тела.
В целомических полостях каждого сегмента осуществляется локальная циркуляция, однако транспорт в масштабах всего тела осуществляется хорошо развитой кровеносной системой, состоящей из кровеносных сосудов и сердец.



       Тело кольчатого червя по своему строению сильно усложняется по сравнению с телом круглого червя, кишечная трубка у него в процессе развития образует боковые выпячивания из которых формируется целом, который образует внутреннюю замкнутую полость, заполненную целомическою жидкостью. Так как стала образовываться более сложная (более упорядоченная) структура тела, как следствие в нем появилось более сложно организованное движение соков, рассматривая тело кольчатого червя и его физиологию, мы видим что то движение вещества, которое присутствовало у круглых червей, по большей части в форме диффузии, у кольчатых червей укладывается в русло сосудов. Формируется дорсальный кровеносный сосуд, в котором кровь течет от заднего конца к переднему и в котором расположены мышечные сердца, которые создают давление в кровеносной системе. Кровь от спинного сосуда спускается к кишечнику собирает питательные вещества и вливается в брюшной сосуд, из брюшного сосуда по системе капилляров проходит через мышцы и поверхность тела, где насыщается кислородом.

У большей части кольчатых червей имеется замкнутая система кровообращения: кровь, двигаясь по сосудам, не перемешивается с полостной жидкостью. От крупных сосудов ответвляются огромное количество тончайших сосудов. Это капилляры.


Иммунная система.

       Целомоциты олигохет делят на пять основных типов: базофилы и нейтрофилы (гиалиновые амёбоциты), гранулоциты и ацидофилы (гранулярные амебоциты) и хлорагогенные клетки (элеоциты). Данные электронной микроскопии позволяют отнести базофилы к лимфоцитоподобным клеткам двух типов: с большим или меньшим количеством псевдоподий. Эти клетки демонстрируют структурное сходство с незрелыми лимфоцитами позвоночных. Нейтрофилы напоминают макрофаги позвоночных животных.

Кожно-мускульный мешок.

       Стенка тела кольчатого червя состоит из волокнистой коллагеновой кутикулы, железистого однослойного эпидермиса, соединительнотканного дермиса (его толщина может варьироваться) и мускулатуры, развивающейся из выстилки целома. Волокна кутикулы обычно расположены перекрёстно-спирально. Они укрепляют стенку тела, препятствуют образованию аневризмов и часто придают телу червя переливчатый блеск. Некоторые полихеты, обитающие в трубках, лишены кутикулы, однако сами секретированные ими трубки напоминают кутикулу по структуре и составу. В состав эпидермиса обычно входит много железистых клеток, выделяющих слизь. Она укрепляет стенки норки червя и защищает поверхность его тела.

       Косоисчерченные мышцы кольчатых червей представлены наружным кольцевым и внутренним продольным слоями, между которыми может ещё размещаться слой диагональных мышц. Продольные мышцы обычно образуют четыре чётко выраженных мышечных тяжа. Структура и положение мышечных слоев различны, они определяют — вместе с другими мышцами — анатомическое строение и способности к движению целого таксона. Сила, необходимая для антагонистического растяжения продольных и кольцевых мышечных волокон, передается через давление целомической жидкости.


       После того, как в экосистеме земли появилась живая структура в форме кольчатого червя, которая представляет из себя сквозную трубку с ротовым аппаратом спереди и анальным отверстием сзади, эволюция живых организмов не остановилась, а продолжала поиск новых более сложных форм, которые могли бы более эффективно извлекать энергию из окружающей среды. Внутреннее движение вещества (соков) в теле червя, которое определялось физическими законами окружающего мира, сформировало и определенное расположение систем и органов внутри тела  кольчатого червя. 

       Можно рассмотреть как сформировалась форма тела и движение соков в теле кольчатого червя через последовательное изменение более простых предыдущих форм:
1. Одноклеточный организм (бактерии)
2. Колония в форме шара (вольвокс)
3. Колония, связанных между собой, клеток с разной специализацией связанной с обеспечением жизнедеятельности организма (губка)
4. Двухслойный мешок (гидра)
5. Двухслойная трубка (круглые черви)
6. Двухслойная трубка с внутренней полостью - целомом (кольчатые черви).
       Мы видим, как при прогрессивном изменении формы живых организмов меняется их воздействие на окружающую среду, а также использование энергии внутри тела становится более эффективным, уменьшается количество плоскостей симметрии тела, что влечет к увеличению упорядоченности внутренней структуры организма и как следствие уменьшение его энтропии. 

       Рассмотрим как, рассмотренные нами, живые органи воздействуют на окружающую среду, с помощью каких приспособлений.
 У бактерий 
жгутиков;
ворсинок;
выделяемой слизи;
сокращения и распрямления клетки;
механизма отталкивания в момент резкого выброса порции слизи;

У кишечнополостных (гидра, медуза)
 Медуза движется благодаря сокращению специальных кожно-мускульных клеток, которые располагаются по краю зонтика и заставляют его сжиматься и расправляться, за счет чего происходит движение сравнимое с реактивным.
Гидра “шагает” по грунту, совершая кувырки, прикрепляясь прикрепляясь к нему то подошвой, то щупальцами.
 
Круглые черви (аскарида)
Круглые черви могут эффективно перемещаться только внутри субстрата, разминая свои тела с помощью длинных мышц, которые позволяют паразиту двигаться только в боковом направлении. Круглые черви не могут ползать.

Кольчатые черви (дождевой червь)

За счет ритмичных сокращения продольной и кольцевой мускулатуры кожно-мышечного мешка происходят движения. Червь ползет, вытягивая и сокращая, расширяя и сужая отдельные части своего тела. У дождевого червя вытягивается и сужается передняя часть тела, затем тоже самое происходит последовательно со следующими сегментами. В результате по телу червя пробегают "волны" сокращений и расслаблений мускулатуры. У кольчатых червей впервые в эволюции животного мира появляются подлинные парные конечности. На каждом сегменте имеется по паре выростов, получивших название параподий. Они служат органами передвижения и снабжены специальными мышцами, двигающими их вперед или назад.

       Из Википедии. Все рассмотренные ранее организмы имеют гидростатические скелеты.
Гидростатические скелеты очень распространены у беспозвоночных. Распространенным примером является дождевой червь. Кроме того, гидростатическая природа характерна для морских обитателей, таких как медузы, морские звезды и морские анемоны.
У мягкотелых имеется полостная жидкость, заключенная внутри мышечных стенок тела. Эта жидкость оказывает давление на мышцы, а те в свою очередь способны сокращаться, преодолевая это давление. Мышцы не прикреплены к каким-либо структурам, и поэтому при сокращении они тянут лишь друг друга. Животное сохраняет определенные размеры и форму тела благодаря давлению полостной жидкости, с одной стороны, и сокращающихся мышц - с другой.

       Обычно мышечные волокна образуют два слоя - продольную и кольцевую мускулатуру. Движение происходит благодаря тому, что эти слои работают как антагонисты. У не сегментированных животных (таких, как нематоды) давление на жидкость при сокращении мышц передается во все части тела. У сегментированных животных (таких, как Lumbricus terrestris - обыкновенный дождевой червь) этот эффект локализован, и лишь определенные сегменты приводятся в движение или изменяют форму.

       Гидростатический скелет имеет серьезное ограничение по воздействию на окружающую среду, воздействие происходит непосредственно самим мышечным каркасом. Гораздо более эффективное воздействие на предмет происходит если мы применяем рычаг. По легенде, осознав значение своего открытия, Архимед воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!»
         Перед живыми организмами встала глобальная задача, как создать в своём теле систему рычагов. Для создания рычага нужна жесткая опора и жесткая конструкция, которая опирается на опору.
Самым доступным решением этой задачи для живых организмов явилось создание внешнего скелета т.е. образовалась хитиновая оболочка. Эту задачу успешно решили членистоногие.

       Рычаг — это простой механизм, который способен меньшей силой уравновесить большую. Он имеет вид твердого тела, вращающееся вокруг неподвижной опоры. Рычаг используется для получения большего усилия на коротком плече с помощью меньшего усилия на длинном плече.

       Рычаг относится к простейшим механизмам. Представляет собой жёсткую балку, имеющую возможность вращаться вокруг точки опоры (подвеса). Части балки от точки опоры до точки приложения сил, называют плечами рычага. Относительно точки опоры, места приложения сил могут быть по разные стороны (рычаг I рода) или с одной стороны (рычаг II рода).
Частными случаями рычага являются также два других простейших механизма: Дифференциальный ворот и Блок.

В современном мире принцип действия рычага используется повсеместно. Практически любой механизм, преобразующий механическое движение, в том или ином виде использует рычаги. Подъёмные краны, двигатели, плоскогубцы, ножницы, а также тысячи других механизмов и инструментов используют рычаги в своей конструкции.

Материал из Википедии: “Членистоно;гие или артропо;ды (лат. Arthropoda, от др.-греч. ;;;;;; — «сустав» и ;;;;, род. п. ;;;;; — «нога»), — тип первичноротых животных, включающий насекомых, ракообразных, паукообразных, мечехвостов и многоножек”.      
      Так как они сумели создать систему рычагов с помощью которой они стали воздействовать на окружающую вместе с ней у них сформировалась поперечно-полосатая мускулатура, вернее мотонейрон и мышца, способная выполнять быстрые сокращения без заметного утомления. Волокна такой мышцы содержат большое количество митохондрий и способны образовывать АТФ путём окислительного фосфорилирования, этому процессу способствовало ещё и то что в те доисторические времена кислорода в земной атмосфере было не 21%, а 35%!

Момент — это произведение СИЛЫ на плечо, которое измеряется по перпендикуляру от оси вращения в суставе до линии действия силы.

        Такая конструкция тела членистоногих явилась революционной - это видно по количеству их видов, и распространённости, так что она может считаться самой процветающей группой живых организмов”. Но у животных с экзоскелетом были и недостатки, они имели ограничения по увеличению размера, размер членистоногих сильно зависел от содержания кислорода в атмосфере, должны были периодически сбрасывать старый скелет, чтобы увеличиться в размерах и в этот момент были особенно уязвимы для хищников.

       В природе еще бывает такое, что выгоднее быть маленьким для сохранения жизни, так как в этом случае тело животного содержит мало питательных веществ. 

       Ещё при неограниченном увеличении размеров насекомых масса их внешнего скелета будет расти быстрее относительно роста массы их тела.

       Для того чтобы преодолеть возникшие трудности с увеличением размеров животного, природа должна была найти решение, как создать новую структуру организма, которая бы решала возникшие проблемы с увеличением размеров.

       Если рассмотреть, как изменялась архитектура зданий по мере того как увеличивалась их высотность и размеры, то можно проследить следующие изменения в их конструкции:
Небольшие дома у которых несущий элемент - наружные стены
В восьмидесятые годы 19-го века изобрели каркасное строительство. Идея принадлежит американскому архитектору William Le Baron Jenney. Больше не нужны толстые стены. Нагрузку взял на себя каркас – сотни стальных профилей – beams, вес каждого – несколько тонн. Монтируется поэтажно. Фасад и все остальное крепится к каркасу.
Архитекторы фирмы Skidmore, Owings and Merrill (SOM) разработали совершенно новую структурную систему высотных зданий – «поддерживаемое ядро». По этой технологии ядро находится в центре, а по сторонам - опоры. Это – железобетонный «позвоночник» здания, который возводился с помощью самоподъемной опалубки.

       Сегодня эта идея - «поддерживаемое ядро» - лежит в основе почти всех современных сверхвысоких небоскребов.

       Например в петербургском Лахта Центре - четыре аутригерных уровня. Через каждые 16 этажей от центрального ядра горизонтально располагаются распорные элементы – десять мощных консолей, которые передают нагрузку на внешние колонны. Система постоянно балансирует между растяжением и сжатием. При этом почти на сорок процентов уменьшается опорный момент.

       Из Википедии: “Тенсегрити, целостность при растяжении или плавающее сжатие - это структурный принцип, основанный на системе изолированных компонентов, находящихся под сжатием внутри сети непрерывного натяжения, и расположенных таким образом, что сжатые элементы (обычно стержни или распорки) не касаются друг друга, в то время как предварительно напряженные натянутые элементы (обычно тросы или сухожилия) очерчивают систему пространственно”.

       Слово Тенсегрити было предложено архитектором, инженером, ученым Р. Бакминстером Фуллером.
Он описал Тенсегрити как комбинацию целостности напряжения (Tensegrity = tensional integrity) — сил, задействованных в структуре, которая сформирована завершенной сетью из твердых элементов, соединенных между собой растягивающимися, эластичными элементами, и где такая завершенность соединений придает структуре целостность.


Понятие тенсегрити используется также при объяснении процессов в биологических исследованиях (особенно в биологии клетки) где микротрубочки и микрофиламенты участвуют в работе цитоскелета.

Функция микротрубочек.
       Микротрубочки способствуют формированию цитоскелета, структурной сети клетки. Цитоскелет обеспечивает механическую поддержку, транспорт, подвижность, хромосомную сегрегацию и организацию цитоплазмы.

Функция микрофиламентов.
       Микрофиламенты участвуют в цитокинезе, а также в подвижности клетки такое как амебоидное движение. Как правило, они играют роль в форме клеток, сократимости клеток, механической стабильности, экзоцитозе и эндоцитозе.

       Именно по принципу Тенсегрити устроен каркас человеческого тела целиком и его отдельных частей. В анатомической модели Тенсегрити, кости выполняют роль палочек, а мышечно-фасциальные ткани — роль резиночек. Если в Тенсегрити привести в движение один из элементов, то ВСЕ остальные элементы будут реагировать на это. Благодаря эластичности связей, если один элемент структуры сдвигается, то сдвиг сообщается всей структуре, и все остальные элементы сдвигаются за ним, вся конструкция приспосабливаются к новой конфигурации, поддаваясь этим сдвигам и не ломаясь.

        Живая природа следует тем же законам стремясь создать энергетически более выгодную конструкцию и что еще важно создать более совершенную конструкцию, способную с максимальной эффективностью извлекать для себя энергию из окружающей среды. Выше было рассмотрено, как формировалось движение соков в теле кольчатого червя, как образовалась кровеносная и выделительная системы. Для того, чтобы сформировалась новая структура, которой раньше не было у живых организмов, должно сформироваться принципиально новое движение соков в организме животного. Но старое, уже сформированное движение соков, не может взять и враз перестроиться, к примеру кровь взять и потечь в другую сторону. Чтобы изменить внутреннее течение соков нужно кардинально изменить способ формообразования организма. Природа нашла такой способ, его упрощенно можно сравнить с тем как мы стряпаем пельмени или пирожки и как делают хинкали. Хинкали это просто делается мешочек и в него упаковывается начинка, таким способом природа формирует тело кишечнополостных. Пельмени уже лепятся по другому, у них сначала раскатывается сочень в него накладывается начинка и противоположные края сочня и слепляются между собой, и при этом образуется ребро жесткости, которое придаёт пельменям своеобразную форму. По такому пути пошла природа чтобы создать новую форму жизни, которую мы называем вторичноротые. Если рассматривать всё очень упрощенно, то можно представить этот процесс так: сначала образуется бластула которая затем уплощается и формируется зародышевый щиток. В зародышевом щитке дифференцируется головной конец и каудальный, внутреннее движение соков сохраняется таким как в предыдущей форме (прим. кольчатый червь). Движение соков, которое было на брюшной стороне, движется по щитку от головного конца по краям щитка в каудальном направлении - быстрый поток, и медленный поток - идет от головного конца по центру щитка к каудальному концу. Два потока, идущие по краю щитка, сталкиваются в середине в задней части щитка, сливаются вместе и этот поток движется к головному концу по средней линии щитка и образуется первичная бороздка, далее он сталкивается с медленным потоком и в головной части образуется Гензеновский бугорок и первичная ямка. Клетки через первичную ямку мигрируют внутрь и перемещаются по направлению к головному концу, первой формируется хорда, над ней смыкается нервная трубка, справа и слева формируются сомиты, под хордой формируется аорта и течение крови направлено от головного конца к хвосту, под ними формируется кишечник.            












       По такому принципу стало формироваться структура тела вторичноротых, которую можно рассмотреть на примере ланцетника.

Ланцетник

       Ланц;тники (лат. Branchiostoma, или Amphioxus) — род примитивных морских животных из семейства ланцетниковых (Branchiostomidae) класса
ланцетников (Leptocardii).

Мускулатура

       Мускулатура ланцетника метамерна, и тянется по обе стороны хорды. Прилегающие к хорде миомеры (или миотомы) — мышечные сегменты в количестве 50—80 штук, разделены миосептами — студенистыми соединительнотканными перегородками.
Для ланцетников характерна асимметрия мускулатуры — каждый мышечный сегмент по одну сторону хорды смещается на половину по отношению к миомерам другой; миосепты с одной стороны тела располагается — напротив середины миомера противоположной стороны.
Двигаются ланцетники червеобразно, за счёт сокращения миомеров, последовательно изгибающих тело (ундулирующее движение).

Изгибаясь, упругие лопасти хвоста толкают тело ланцетника вперёд. Ланцетник способен хвостом вперед закапываться в грунт.




1. Мозговой пузырёк 2. Хорда 3. Нервная трубка 4. Хвостовой плавник         5. Анальное отверстие 6. Задний отдел кишечника в виде трубки                7. Кровеносная система 8. Атриопор 9. Окологлоточная полость                10. Жаберная щель 11. Глотка 12. Ротовая полость
13. Околоротовые щупальца 14. Предротовое отверстие
15. Гонады (яичники/семенники) 16. Глазки Гессе 17. Нервы                18. Метаплевральная складка 19. Слепой печёночный вырост.

Поперечный срез в области глотки

1. Спинной плавник 2. Полость спинного плавника 3. Покровы 4. Миоцель
5. Нервная трубка 6. Хорда 7. Соединительная ткань
8. Наджаберная бороздка 9. Субхордальный целом                10. Туловищная мускулатура 11. Глотка 12. Печёночный вырост
13. Жаберная щель 14. Межжаберная перегородка 15. Атриальная полость
16. Яичник 17. Брюшная поперечная мускулатура 18. Эндостиль
19. Метаплевральный целом 20. Метаплевральная складка

Нервная система.

Центральная нервная система

       Центральной нервной системой (ЦНС) ланцетников является нервная трубка, лежащая над хордой с узкой полостью внутри — невроцелью. Передний конец нервной трубки короче хорды, эта особенность и дала подтипу название «головохордовые». Головной и спинной мозг внешне не дифференцированы, но головная и спинная части нервной трубки имеют отличное строение и выполняют разные функции:

Нервная трубка.

       Головной конец нервной трубки, длиной примерно в два мышечных сегмента, отвечает за регулирование рефлекторной деятельности.

       От спинной стороны нервной трубки отходят по две пары (справа и слева) спинномозговых нервов: спинных в передней части каждого сегмента и брюшных в его задней части. Брюшной двигательный нерв, с основанием в несколько корешков, ветвится в миомере. Двигательно-чувствующий спинной нерв начинается одним корешком и включает в себя чувствующие волокна (преимущественно в коже) и двигательные (в тканях мускулатуры). Здесь отличие ланцетников (как и всех бесчерепных) от высших хордовых животных заключается в том, что спинные и брюшные корешки не объединены в единый нерв. Положение нервов тождественно расположению правых и левых миомерах, то есть они тоже характерно сдвинуты.
       Правую и левую стороны каждого сегмента нервной трубки связывают нервные клетки, образующие рефлекторные дуги и нейроны.

Пищеварительная система.

       Пищеварительная система начинается предротовой воронкой, окружённой многочисленными щупальцами. Ланцетники — фильтраторы, питаются планктоном и детритом.
       Глотка объёмистая, с множеством жаберных щелей по бокам. Жаберные щели снаружи не видны, они прикрыты кожной складкой и открываются в окологлоточную полость, которая сообщается с внешней средой специальным отверстием. Вода, поступившая в глотку, проходит через жаберные щели, попадает в окологлоточную полость и выводится через это отверстие.
       По дну глотки проходит желобок, выстланный мерцательным эпителием. Клетки эпителия глотки выделяют слизь, к которой прилипают пищевые частички. Вместе с ними слизь стекает в желобок, реснички мерцательного эпителия гонят эту массу вперёд, к ротовому отверстию. Там слизь с налипшей на неё пищей перемещается на спинную сторону глотки и движется в сторону кишечника.
       Переваривание пищи происходит в кишечнике, который имеет слепо замкнутый полый вырост (печень), выделяющий пищеварительные ферменты. Клетки кишечника и печёночного выроста способны к фагоцитозу, у других хордовых такое явление не встречается. Кишка на брюшной стороне заканчивается анальным отверстием, расположенным ближе к хвосту.

Выделительная система.

       Выделительную систему ланцетников сравнивают с нефридиальной системой кольчатых и плоских червей. Она представляет собой нечто среднее между протонефридиальной и метанефридиальной системой.

Около 100 пар нефридиев метамерно расположены над полостью глотки. Они имеют вид короткой, круто изогнутой трубки, открывающейся отверстием в атриальную полость. Почти всей остальной частью нефридии входят в целом (надглоточные каналы). Эта часть трубки имеет нефростомы — немногочисленные отверстия, замкнутые группой соленоцитов, специализированных клеток с «мерцательным пламенем» — постоянно работающим жгутиком. К стенкам трубки нефридия прилегают капиллярные клубочки, через стенки которых продукты обмена попадают в целом. Из целома продукты распада проникают в соленоцит, а оттуда — в просвет нефридиальной трубки, по которой они движутся при помощи биения жгутиков соленоцитов и клеток мерцательного эпителия, выстилающих трубку. Оттуда, через отверстие нефридия, отходы попадают в околожаберную полость и выводятся из тела ланцетника.

Дыхательная система.

       Дыхательная система характеризуется тем, что специализированных органов нет. Газообмен производится через всю поверхность тела.

Кровеносная система.



Схема кровообращения ланцетника: 1. Сонные артерии 2. Выносящие жаберные артерии 3. Корни спинной аорты 4. Кювьеровы протоки 5. Спинная аорта 6. Передние кардинальные вены 7. Приносящие жаберные артерии 8. Брюшная аорта 9. Воротная система печёночного выроста 10. Венозный синус 11. Печёночная вена 12. Задние кардинальные вены 13. Подкишечная вена 14. Хвостовая вена


       Из Википедии. Кровеносная система частично замкнута и отграничена от окружающих органов стенками кровеносных сосудов. Мелкие сосуды лишены эндотелиальной выстилки, эндотелий крупных сосудов не сплошной.

       Под глоткой располагается брюшная аорта (aorta ventralis) — крупный сосуд, стенки которого постоянно пульсируют и перегоняют кровь, таким образом заменяя сердце. Пульсация происходит посредством медленного, нескоординированного сокращения миоэпителиального слоя рядом расположенных целомических полостей. По брюшной аорте венозная кровь движется к головному концу тела. Через тонкие покровы сотен жаберных артерий (выносящих), отходящих по числу межжаберных перегородок от брюшной аорты, происходит поглощение кровью растворённого в воде кислорода. Основания жаберных артерий — луковички — также имеют способность к пульсации. Жаберные артерии впадают в парные (правый и левый) корни спинной аорты (aorta dorsalis), которая находится у заднего края глотки, и тянется под хордой до конца хвоста. Передний конец тела снабжается кровью двумя короткими веточками парных корней спинной аорты (aorta dorsalis) — сонными артериями. По ответвляющимся от дорсальной аорты артериям кровь поступает во все части тела. Так представлена артериальная система кровообращения ланцетников.

       Пройдя по капиллярной системе, от стенок кишечника венозная кровь собирается в непарную подкишечную вену, идущую в виде печёночной вены к печёночному выросту. В нём кровь вновь рассыпается на капилляры — формируется воротная система печени. Капилляры печёночного выроста вновь сливаются в короткую печёночную вену, впадающую в небольшое расширение — венозный синус. Из обоих концов тела кровь собирается в парные передние и задние кардинальные вены. С каждой стороны они сливаются и образуют правый и левый кювьеровы протоки (общие кардинальные вены), впадающие в венозный синус, который является началом брюшной аорты. Из этого следует, что у ланцетников один круг кровообращения. Их кровь бесцветна и не содержит дыхательных пигментов. Насыщенность кислородом крови в артериях и венах сходна — небольшие размеры животных и однослойная кожа позволяют насыщать кровь кислородом не столько через жаберные артерии, сколько через поверхностные сосуды тела.


Эмбриогенез ланцетника.

Оплодотворение из Википедии:

       Оплодотворение наружное, моноспермное (в одну яйцеклетку попадает один сперматозоид).

       Перед делениями созревания в яйце исчезает оболочка ядра, и ядерный сок попадает в цитоплазму. Так, в середине яйца образуется бедная желтком миксоплазма. Сперматозоид проникает в яйцеклетку на стадии метафазы 2-го деления возле вегетативного полюса, определяя вентральную сторону зиготы. Ядро сперматозоида с центросомой продвигаются к сформированному женскому пронуклеусу. При этом на дорсальной стороне зиготы, несколько ниже главной оси яйца, образуется серый (мезодермальный) серп — скопление безжелтковой периферической цитоплазмы, будущая спинная губа бластопора, одна из частей будущей мезодермы. Появление этого серпа связывается с маркированием участка, где впоследствии появится спинная губа бластопора и перераспределением материала в яйце. Движение материала зиготы определяет вегетативный полюс зародыша, так как белково-липидные включения скапливаются у этой области зиготы.

       Оба пронуклеуса лежат в светлой цитоплазме, из которой позже формируется веретено первого деления дробления. Она имеет вид перевёрнутой чаши и нижним краем прикасается с мезодермальным серпом. Во время дробления светлая цитоплазма попадает преимущественно в клетки будущей эктодермы на анимальном полюсе яйца, так как концентрируется вокруг ядер бластомеров. Желток же попадает в клетки энтодермы, так как занимает центральную и вегетативную части яйца.

       Из этого следует, что в яйце ланцетника ещё до начала дробления цитоплазматический материал дифференцирован по трём зародышевым листкам. Более того, в структуре яйца уже имеется главная ось и проявляется билатеральная симметрия.[6] Все эти признаки проявляются благодаря наличию мезодермального серпа, середина которого представляет будущий задний конец эмбриона. Благодаря ему же можно определить и все стороны зародыша, так, например, бо;льшая часть анимальной области яйца соответствует брюшной стороне, бо;льшая часть вегетативной поверхности — дорсальной.

       Последующий онтогенез животного также происходит в воде.


Эмбриональное развитие

       Дробление. Благодаря малому количеству желтка первый период онтогенеза проходит легко — дробление голобластическое (полное)
Обычно борозда первого деления проходит через анимальный и вегетативный полюса и через середину мезодермального серпа. Таким образом яйцо разделяется на две симметричные половины. Вторая борозда дробления тоже меридиональная, перпендикулярна борозде первого деления и отделяет два анимальных (заднебрюшных) бластомера от двух вегетативных (переднеспинных). Третье деление проходит чуть выше экватора и образует четыре анимальных и вегетативных микромера, при этом два задних несколько мельче передних. При четвёртом, приблизительно меридиональном делении проявляется билатеральность — из восьми вегетативных бластомеров два передних и два задних мельче оставшихся боковых. Пятое деление — широтное, шестое деление происходит в меридиональном направлении. После шестого деления бластомеры располагаются неправильно, а уже при седьмом они делятся в разных направлениях.

Дробление становится не синхронным и неправильным с восьмого деления. Медленнее всего делятся крупные энтодермальные бластомеры, а быстрее всего — мелкие мезодермальные.

В итоге дробления образуется целобластула, которой характерна большая полость и однослойная бластодерма. Бластоцель появляется на стадии 4—8 бластомеров. Изначально он открыт на обоих полюсах яйца, но потом эти отверстия замыкаются. Увеличение бластулы и расширение бластоцеля происходит на счёт набухания студенистого вещества в последнем. Позже, при максимальной величине бластоцеля, это вещество разжижается практически до плотности морской воды.






А – внешний вид; Б – поперечный разрез (стрелка показывает задне-переднее направление тела будущего зародыша); В – расположение материалов будущих органов на сагиттальном разрезе бластулы


Гаструляция. Внутренний слой клеток образуется путём впячивания внутрь полости бластулы клеток её стенки — инвагинации. Постепенно происходит смыкание краёв бластопора и удлинение зародыша за счёт выпячивания тела в передне-заднем направлении и уменьшения поперечника гаструлы. Эмбрион становится билатерально симметричным.




Рис. 1. Начальные стадии гаструляции ланцетника (по Мануиловой, 1973):




Рис. 2. Гаструла ланцетника (по Мануиловой, 1973):

А – ранняя стадия; Б – поздняя стадия; В – поперечный разрез через позднюю гаструлу; Г – гаструла, переходящая в нейрулу (поперечный разрез)


Нейруляция. По краю нервной пластинки — образования клеток эктодермы — нарастают направленные вверх складки (нервные валики), центр же опускается, формируя нервный желобок.


Рис. 3. Нейрула ланцетника (по Мануиловой, 1973):

       Вместе с этим происходит расщепление мезодермы в форме небольших карманообразных выростов по двум сторонам энтодермы. Помимо продольных желобков от переднего конца первичной кишки (гастроцеля) по порядку отделяются дополнительные две пары целомических мешков.
       Образование целома — отшнуровка от первичного кишечника — происходит энтероцельно. Мезодермальные тяжи полностью распадаются на сегменты — происходит дифференцировка сомитов (спинная часть) и спланхнотом (брюшная). Сомиты, из которых развивается туловищная мускулатура, остаются обособленными друг от друга, спланхнотомы же сливаются на каждой стороне, образуя левую и правую полости, которые затем объединяются под кишечной трубкой в общую вторичную полость тела — целом.



Эмбрион ланцетника, с одной стороны, обладает чертами типичных позвоночных:

присущее им расположение зачатков органов при гаструляции,
отделение хорды из спинной стенки гастроцеля,
образование нервной пластинки из эктодермы с дорсальной стороны зародыша.

С другой стороны, у них наблюдаются признаки беспозвоночных вторичноротых:

присутствие целобластулы,
образование гаструлы путём впячивания внутрь (инвагинация),
трёхсегментная стадия,
энтероцельный способ образования целома.

Через такой долгий и непростой путь эволюция живых организмов пришла к форме, которой до сих пор пользуются все высшие организмы (хордовые) в том числе и человек.