§ 47. Внутреннее строение и жизнедеятельность млекопитающих

ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА: СКЕЛЕТ, ЗУБНАЯ СИСТЕМА И ДИАФРАГМА

Опорно-двигательный аппарат млекопитающих обеспечивает непревзойденное разнообразие и скорость движений на суше, в воде, почве и воздухе.

Череп и дифференцированные зубы:

• Череп имеет крупную, монолитную мозговую коробку, что связано с прогрессивным развитием головного мозга;
• Зубы в альвеолах: зубы сидят в глубоких костных лунках челюстей (альвеолах) и, в отличие от однотипных зубов рептилий, четко дифференцированы по строению и функциям:
  • Резцы: передние долотообразные зубы с острыми краями, предназначенные для схватывания, откусывания и перегрызания пищи (у грызунов они не имеют корней и растут всю жизнь);
  • Клыки: конические, заостренные зубы, служащие для удержания и умерщвления добычи (особенно мощно развиты у хищников);
  • Коренные зубы (премоляры и моляры): имеют широкую бугорчатую или складчатую поверхность и действуют как жернова, тщательно перетирая пищу;
  • Видоизменения зубов: бивни слона представляют собой видоизмененные верхние резцы, а бивни моржа — гигантские клыки.

Осевой скелет (позвоночник):

• Подразделяется на пять отделов:

1. Шейный отдел: насчитывает строго 7 шейных позвонков практически у всех млекопитающих без исключения (и у крошечной мыши, и у человека, и у длинношеего жирафа);
2. Грудной отдел: состоит из 12–15 позвонков, несущих ребра. Ребра соединяются с грудиной, образуя прочную и подвижную грудную клетку;
3. Поясничный отдел: гибкий, обеспечивает волнообразные изгибы тела при скоростном беге;
4. Крестцовый отдел: сросшиеся позвонки, надежно сочлененные с костями таза;
5. Хвостовой отдел: включает от нескольких позвонков (у бесхвостых форм) до нескольких десятков (у кенгуру и тушканчиков).

Мускулатура и возникновение диафрагмы:

• Мышечная система состоит из сотен дифференцированных мышц (конечностей, спины, шеи, мощных жевательных мышц, мимической мускулатуры морды);
• Диафрагма: уникальный анатомический ароморфоз млекопитающих. Это куполообразная поперечная грудобрюшная мышечная перегородка, наглухо отделяющая грудную полость с сердцем и легкими от брюшной полости. Диафрагма служит главным поршневым двигателем вентиляции легких.

ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ И ВЫДЕЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМЫ

Пищеварительный тракт:

• Ротовая полость: ограничена подвижными мясистыми губами и щеками. Мускулистый язык перемещает пищу между челюстями;
• Химическая обработка во рту: крупные слюнные железы (околоушные, подъязычные, подчелюстные) обильно смачивают корм слюной, ферменты которой (амилаза) начинают расщеплять сложные углеводы уже в процессе жевания;
• Захваченная и пережеванная пища через глотку и мускулистый пищевод поступает в желудок. У большинства видов желудок однокамерный, а его железы выделяют желудочный сок с соляной кислотой и пепсином (у жвачных парнокопытных желудок четырехкамерный: рубец, сетка, книжка, сычуг);
• Кишечник: подразделяется на тонкий и толстый:
  • В начальный отдел тонкого кишечника (двенадцатиперстную кишку) изливаются протоки печени с желчным пузырем и поджелудочной железы, завершая расщепление белков, жиров и углеводов;
  • В тонком кишечнике питательные вещества всасываются ворсинками в кровь и лимфу;
  • Толстый кишечник начинается со слепой кишки (с аппендиксом) и заканчивается прямой кишкой, открывающейся наружу самостоятельным анальным отверстием (клоака отсутствует у всех высших зверей).

Выделительная система:

• Органами выделения служат парные тазовые почки, имеющие характерную бобовидную форму и залегающие в поясничной области по бокам позвоночника;
• Почка состоит из наружного коркового слоя (где миллионы микроскопических нефронов фильтруют кровь) и внутреннего мозгового слоя (собирательные трубочки);
• Моча содержит мочевину, избыток солей и токсичные шлаки. По двум мочеточникам она непрерывно стекает в мочевой пузырь, откуда по мере накопления периодически удаляется наружу через мочеиспускательный канал.

ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА: АЛЬВЕОЛЫ И МЕХАНИЗМ ДИАФРАГМЫ

Дыхательная система млекопитающих обеспечивает непрерывный приток кислорода к работающим тканям за счет колоссальной площади газообмена.

• Воздухоносные пути: воздух через ноздри попадает в носовую полость, где очищается от пыли волосками, согревается и увлажняется слизистой оболочкой. Далее через гортань (с голосовыми связками и надгортанным хрящом) воздух поступает в трахею и два главных бронха;
• Альвеолярные лёгкие: внутри легких бронхи многократно ветвятся («бронхиальное дерево»), оканчиваясь тончайшими бронхиолами и миллионами микроскопических пузырьков — альвеол. Стенки альвеол состоят из одного слоя клеток и густо оплетены капиллярами. Суммарная площадь альвеол легких во много десятков раз превосходит общую площадь поверхности тела животного.

Механизм дыхания:

• Вентиляция легких — активный процесс, осуществляемый совместной работой межреберных мышц и диафрагмы:
  • Вдох: наружные межреберные мышцы приподнимают ребра, а мышечный купол диафрагмы сокращается, уплощается и опускается вниз, сдвигая органы брюшной полости. Объем грудной полости резко возрастает, внутрилегочное давление падает, и атмосферный воздух пассивно устремляется в расширяющиеся альвеолы;
  • Выдох: межреберные мышцы расслабляются, ребра опускаются под действием силы тяжести, а расслабленная диафрагма куполом выгибается вверх в грудную полость. Объем грудной клетки уменьшается, сжимая легкие и выталкивая богатый углекислым газом воздух наружу.

КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА И ТЕПЛОКРОВНОСТЬ

• Четырехкамерное сердце: сердце млекопитающих крупное, толстостенное, состоит из правого предсердия, правого желудочка, левого предсердия и левого желудочка со сплошной межжелудочковой перегородкой;
• Полное разделение кругов кровообращения: артериальная и венозная кровь нигде не смешиваются:
  • Большой круг кровообращения: начинается из левого желудочка единственной мощной левой дугой аорты (у птиц сохраняется правая дуга аорты, у млекопитающих — левая). Аорта ветвится на артерии, несущие насыщенную кислородом кровь к мозгу и органам. Венозная кровь собирается по верхней и нижней полым венам в правое предсердие;
  • Малый (легочный) круг кровообращения: начинается из правого желудочка легочной артерией, доставляющей венозную кровь в альвеолярную сеть легких. Обогатившись кислородом, артериальная кровь по четырем легочным венам вливается в левое предсердие;
• Безъядерные эритроциты: зрелые красные кровяные клетки млекопитающих утратили ядро и приобрели двояковогнутую форму, что многократно повысило их удельную площадь и емкость для связывания кислорода гемоглобином;
• Благодаря чистейшей артериальной крови ткани вырабатывают колоссальное количество эндогенной тепловой энергии, обеспечивая стабильную высокую температуру тела (гомойотермию).