жабры у человека что это

Что такое жабры: у кого встречаются, функциональное предназначение и строение

Что такое жабры в биологии, какую роль они выполняют? Почему они были сформированы, в чем их отличие от легких, которыми мы дышим? Почему у людей только одна система получения кислорода? Вот эти, а также некоторые другие вопросы и будут рассмотрены.

Вводная информация

Начать следует с определения. Что такое жабры? Это специфические органы дыхания, которые специализируются на проведении газообмена между организмом и водной средой. Наличие активной или пассивной циркуляции воды и крови или (гемо) лимфы, как правило, позволяет обеспечить максимальное диффузное поглощение кислорода постоянно подтекающей кровью, которая обедненная на предмет содержания О2. Жабры могут существенно различаться по происхождению, строению и местоположению у различных видов и семейств. Давайте рассмотрим это более подробно.

Что они собой представляют?

Было рассмотрено, что такое жабры в общем случае. А теперь более специализированно:

Вот, что такое жабры.

Замолвим слово об отдельных представителях

Наиболее известное широким массам населения является присутствие таких органов дыхания у рыб и им подобных водных обитателях. Это связано с тем, что практически каждый на той или иной регулярной основе употребляет их. Газообмен осуществляется или на течении при движении, или во время отдыха. Также есть представители с самостоятельно открываемыми отверстиями. У костных рыб вода прокачивается через жабры благодаря действию крышек и рта даже в неподвижном состоянии.

Но самое необычное – это жабры у насекомых. У них часто имеется трахейная система закрытого типа, то есть нет прямого сообщения с внешней средой. Для обеспечения возможности дышать в эволюционном процессе было выработано особое приспособление. Оно называется трахейными жабрами. Обычно выглядит как складка кожи, обладающая листовидной формой. Располагаются они, как правило, на брюшке около места нахождения дыхальца.

А как же с людьми?

Было уже рассмотрено, что такое жабры у рыб, насекомых и позвоночных. Вот только о людях еще разговора не было. Когда-то давно и у наших предков также были жабра, еще когда они жили в водной среде. Но затем началось осваивание суши. В результате жабры были заменены на более эффективные легкие, которые могут быстро извлекать столь необходимый кислород из воздуха. А все малоэффективные органы атрофировались от ненужности.

Источник

Жабры у человека что это

Как поступить в Университет

Направления Университета Детей

Подписка на рассылку

Почему у человека нет жабр, как у рыб?

Антон Захаров

​Потому что он дышит кислородом из воздуха, а не из воды. У человека вместо жабр появились легкие, которые извлекают кислород из воздуха намного эффективнее. Если бы у нас были бы только жабры, нам просто не хватило бы кислорода для жизни. Но вот из воды легкие извлекать кислород умеют плохо. Почему же тогда на всякий случай не оставить еще и жабры? А потому что наши предки перестали жить в воде, а значит и использовать жабры для дыхания, сотни миллионов лет назад. А то, что не используется, но занимает много места в организме и тратит много энергии, под действием эволюции либо исчезает, либо превращается во что-то новое. Жабры наших наших предков пошли по второму пути. У человека из жаберных дуг (это то, из чего у рыб образуются жабры) образуется часть гортани и, что самое интересное, средняя часть уха. Это косточки под названием молоточек, наковальня и стремечко, которые услиливают звуковые сигналы, пойманные барабанной перепонкой.

На самом деле, хотя у человека нет жабр, но жаберные дуги у него все-таки на время образуются. Происходит это на первом месяце эмбрионального развития, а потом постепенно жаберные дуги превращаются в слуховые косточки и гортань. Формирование таких структур, которые давным-давно использовались нашими предками, во время эмбрионального развития является одним из доказательств того, что эволюция на самом деле существует.

Подробнее о том, что такое жабры:

Почему у пожилых людей седеют волосы?

Никто точно не знает. Причем ученые пока не могут однозначно ответить ни на вопрос, зачем это нужно, ни как это происходит. Но некоторые идеи на этот счет есть. Начнем с того, как.Есть две основных версии того, как люди седеют. Обе они сходятся в том, что это происходит, когда в клетках, из которых вырастают волосы, перестают производиться белки-пигменты, которые придают волосам цвет. Согласно первой версии это происходит просто из-за старения этих клеток. Со временем в ДНК любых клеток могут накапливаются ошибки, и они перестают работать нормально. В случае клетками, которые отвечают за рост волос, это приводит к тому, что они теряют возможность нормально производить пигменты.

Источник

Кардиолог «СМ-Клиника» рассказал о причинах отека лица у взрослых

Отек лица — это не только косметический дефект, если он появляется часто или сопровождается краснотой и болью, это признак достаточно серьезных проблем со здоровьем, которые нужно выявлять и лечить.

АЛЕНА ПАРЕЦКАЯ
Врач-патофизиолог, иммунолог, член
Санкт-Петербургского общества патофизиологов

АНДРЕЙ ГРАЧЕВ
Ведущий врач-кардиолог холдинга
«СМ-Клиника», д.м.н., академик РАМТН

Отек лица – это не отдельная болезнь, а только отражение нарушение баланса между задержкой и выведением жидкости в теле. Но из-за каких проблем организма может отекать лицо и насколько это серьезно?

Что нужно знать об отеке лица

Почему отекает лицо у взрослых

Отеки на лице могут возникать в разное время суток – преимущественно по утрам или ближе к вечеру, либо они держатся в течение дня, уменьшаясь или усиливаясь.

Выделяют два типа причин:

Бывают ли отеки на лице при болезнях сердца?

Да, обычно эти вопросы беспокоят женщин – говорит врач-кардиолог Андрей Грачев. Они бегут на прием к кардиологу, когда не могут надеть утром кольцо на палец из-за его отека или навести макияж, так как лицо припухшее. Пациент хочет выглядеть замечательно вне зависимости от возраста и состояния здоровья. И это похвально.

Мужчины, как правило, с подобными вопросами на прием к кардиологу не обращаются. Особенность данного вопроса связана с тем, что у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями, как правило, отеки на лице появляются на финальном этапе такого осложнения, как сердечная недостаточность. Вначале они появляются на ногах (самая нижняя точка по отношению к сердцу), затем жидкость накапливается в брюшной полости, увеличиваются печень и селезенка (как депо крови). И только после того, как жидкость добирается до плевральных полостей и сердечной сумки, могут возникнуть отеки на лице или руках.

Когда они чаще возникают?

В силу ряда обстоятельств, добавляет врач-кардиолог Андрей Грачев, таких как переток жидкости к верхней половине тела в положении лежа, изменения биоритмов выработки гормонов (чаще активный их синтез идет ночью или в ранние утренние часы) отечный синдром чаще всего проявляется в ранние утренние часы.

Если говорить о физиологических причинах, утренние отеки обычно связаны с постоянным недосыпанием, голоданием или жесткими диетами (ограничивающими белок и жиры). Иногда отеки по утрам вызваны тем, что неправильно подобрана уходовая косметика (крем для лица, тоник или средство для умывания). Также утренний отек лица может быть вызван плачем или стрессом в вечерние или ночные часы.

Возможны отеки лица в утреннее время из-за неверно подобранной подушки (она слишком высокая, провоцирует сужение сосудов шеи). Еще один физиологический фактор – избыток жареной, соленой пищи иди жидкости, принятых в вечерние часы, перед сном. У женщин отек лица по утрам может быть спровоцирован гормональными колебаниями, ПМС или беременностью. Часть женщин отмечает утреннюю отечность в период климакса.

Патологические причины утренних отеков – это преимущественно поражения почек. Такие отеки обычно мягкие, подвижные, возникают на лице после сна, кожа при этом приобретает восковой или желтоватый оттенок. Наиболее часто к отекам лица приводят:

Иногда отеки лица становятся заметны вечером, особенно после активного дня. Нередко это одно из проявлений патологий сердечно-сосудистой системы. Нередко отек лица сопровождается и выраженной отечностью в области конечностей – кистей и стоп, голеней. Эти отеки более плотные, кожа имеет более низкую температуру, чем на остальных частях тела, уходят такие отеки медленно. Нередко возникают на фоне следующих патологий:

Иногда отек лица наиболее выражен днем или его появление четко не связано со временем суток. Среди основных патологий, которые ведут к подобным отекам можно выделить эндокринные расстройства – особенно нехватка гормонов щитовидной железы (гипотиреоз). Особенно яркими бывают отеки лица при врожденном гипотиреозе, у беременных или при аутоимунном тиреоидите, цитокино-индуцированной тиреопатии.

Быстро нарастающий отек лица днем может быть признаком аллергии – на пищу, укусы насекомых, косметику, лекарства и даже холод. Иногда отек лица возникает на фоне приступа бронхиальной астмы из-за затруднения дыхания и задержке жидкости в венах.

тек лица возможен у курящих людей и любителей алкоголя. Это связано с усиленной работой лимфатической системы по выведению токсинов из тканей.

Сильный отек лица днем возможен при респираторных инфекциях и их осложнениях – гайморите, тонзиллите, фронтите. Отечность лица возможна при дефиците или избытке витаминов (особенно – жирорастворимых).

Как быстро снять отек лица у взрослых

Если это физиологический отек лица, не связанный с серьезными патологиями, требующими контроля врача и приема подобранных препаратов, можно устранить избыток жидкости за счет определенных простых мероприятий и действий.

Прием контрастного душа или умывание холодной/горячей водой. Этот способ освежает, повышает тонус тканей, усиливает отток жидкости от кожи и уменьшение отеков.

Использование льда – пара кусочков льда помогут справиться с отеками на лице быстро и эффективно. Кроме того, можно заранее приготовить отвары трав с тонизирующим эффектом и заморозить их, используя для умывания.

Массаж лица – это эффективное средство, которое помогает улучшить микроциркуляцию и отечность. Помогают ручной массаж, использование роликов, кубиков льда, холодных ложек. Иногда предварительно можно использовать протирание лица зеленым чаем, прикладывание компрессов с ним к лицу и области глаз.

Популярные вопросы и ответы

Почему важно обращать внимание на появление отеков, когда нужно не медлить с обращением к врачу, стоит ли пить мочегонные средства или применять народную медицину? Все эти вопросы требуют обсуждения.

Чем опасен отек лица?

Хотя отек лица может возникать достаточно часто, это не значит, что состояние безопасно. Если не лечить отеки на лице, они могут приводить к осложнениям. Это болевые ощущения в области отекших тканей, растяжение кожи, зуд и дискомфорт, нарушение кровообращения, атрофические явления. Кроме того, отек лица при аллергии может грозить переходом в более серьезные состояния – отек Квинке с удушьем или анафилактический шок. Почечные и сердечные отеки указывают на то, что органы не справляются с нагрузками, и нужно немедленное устранение задержки жидкости.

Когда обращаться к врачу при отеке лица?

Появление отека на лице – это всегда повод для обращения к врачу, если это не эпизодическое явление, связанное с погрешностями питания или физиологическими изменениями. Обязательно нужно к врачу, если:

Какие мочегонные можно пить при отеке лица?

Без рекомендации врача нельзя принимать какие-либо мочегонные средства. Если это лечение под руководством доктора, он может индивидуально подобрать препарат, включая Триампур, Фуросемид, Арифон, Гидрохлортиазид, Трифас, Диувер. Каждое из лекарств имеет свои показания к приему и ряд противопоказаний. Поэтому прием должен проводиться в строго определенной врачом дозе, с учетом всех дополнительных препаратов, которые пьет пациент.

Поможет ли массаж лица при отеке?

Если это отеки, вызванные задержкой жидкости при приеме избытка соли, воды, связанные с физиологическими гормональным колебаниями у женщин, возможно применение массажа лица, в том числе кубиками льда или холодными ложками, тонирующими кремами или сыворотками. При патологических отеках на фоне различных болезней, и особенно при аллергическом отеке массаж делать не стоит.

Можно ли снять отек лица народными средствами?

Самостоятельно применять в домашних условиях различные мочегонные сборы и отвары, травы нельзя. Это может только навредить. В комплексном лечении врачи могут применять фитопрепараты, но они индивидуально подбирают сборы, виды растений, которые могут дополнить основное лечение.

Источник

Как возникли жаберные щели?

Владимир Малахов, Ольга Ежова
«Природа» №10, 2016

Об авторах

Владимир Васильевич Малахов — член-корреспондент РАН, заведующий кафедрой зоологии беспозвоночных биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, руководитель лаборатории биологии морских беспозвоночных Дальневосточного федерального университета (Владивосток). Область научных интересов — сравнительная анатомия, эмбриология и филогения беспозвоночных.

Ольга Владимировна Ежова — кандидат биологических наук, доцент той же кафедры, сотрудник той же лаборатории. Специалист в области морфологии и тонкой организации кишечнодышащих, морских звезд, офиур и голотурий; занимается изучением эволюции амбулакралий, морфологии, микроскопической анатомии и ультраструктуры полухордовых, иглокожих и хордовых.

Все хорошо представляют, как выглядят у костных рыб (например, у щуки или окуня) жабры — они скрыты костяными крышками. У хрящевых рыб (акул и скатов) жаберные щели видны снаружи, они напрямую соединяют передний отдел кишечника с внешней средой (рис. 1, а, б). У более примитивных бесчелюстных позвоночных (например, у миног) это жаберные мешки — метамерные выросты кишечника, открывающиеся во внешнюю среду серией округлых отверстий по бокам тела (рис. 1, в).

Рис. 1. Жаберные щели у хрящевых рыб (китовой акулы — а и манты — б), у современного представителя бесчелюстных — речной миноги (в; справа — схема фронтального среза миноги, на котором видны энтодермальные жаберные мешки) и жабры у низших хордовых: ланцетника (г), асцидии (д), бочоночника (е). Фото с сайтов: funniestmemes.com, discoverymaldives.com, tumblr.com, faculty.baruch.cuny.edu

Жаберные щели есть не только у позвоночных, но и у других подтипов типа хордовых. У ланцетников (небольших донных животных, похожих на маленьких рыбок, которые входят в подтип бесчерепных) жаберные щели представляют собой серию из более чем сотни метамерных отверстий, проникающих в кишечную трубку в передней половине тела (рис. 1, г). Есть жаберные щели и у еще одного подтипа хордовых животных — оболочников, которые так называются потому, что их тело заключено в оболочку из особого материала туницина, похожего на целлюлозу. Среди оболочников есть сидячие организмы — асцидии (рис. 1, д), а также плавающие в толще воды животные — бочоночники, сальпы, огнетелки и аппендикулярии (рис. 1, е). Все ископаемые хордовые тоже имели жаберные щели (рис. 2).

Рис. 2. Ископаемые хордовые с жаберными щелями: а — Didazoon haoae (ранний кембрий), б — Haikouichthys ercaicunensis (ранний кембрий), в — Metaspriggina walcotti (средний кембрий), г — Astraspis desiderata (поздний ордовик), д — конодонты (ордовик-девон), е — Jamoytius (ордовик-силур). Фото с сайтов: spinops.blogspot.ru, anthropology-news.org, tumblr.com, dinopedia.wikia.com, pvsm.ru

У хордовых животных жаберные щели служат не только для дыхания, но и для фильтрации, что позволяет извлекать из воды мелкие пищевые объекты. Так питаются не только оболочники и ланцетники, но и многие рыбы, в том числе и самая крупная из них — китовая акула (см. рис. 1, а).

Эволюция жаберных щелей представляет собой одну из самых увлекательных глав сравнительной анатомии позвоночных животных. По мнению К. Гегенбауэра, А. Н. Северцова, И. И. Шмальгаузена и других выдающихся сравнительных анатомов XIX–XX вв., с жаберными щелями связано развитие важнейших структур в челюстном аппарате, органах чувств и кровеносной системе. Но несмотря на это, до сих пор в зоологии не существует внятной гипотезы, объясняющей, как возникли столь таинственные, своеобразные органы — метамерные жаберные щели, напрямую соединяющие полость энтодермального кишечника с внешней средой.

Эволюция жаберных щелей у позвоночных

Рис. 3. Эволюция жаберных дуг у позвоночных животных: желтым показаны губные хрящи, красным — челюстная дуга, фиолетовым — подчелюстная дуга и ее производные, голубым — жаберные дуги задних жаберных щелей и подчелюстной аппарат ( [1; 2], с изм.)

У позвоночных жаберные щели имеют хрящевой или костный скелет — жаберные дуги (рис. 3). Одна из передних дуг у большинства позвоночных изменила свою функцию — превратилась в челюсти, благодаря которым все современные челюстноротые позвоночные (кроме миног и миксин) имеют возможность хватать, откусывать и пережевывать добычу. За челюстной жаберной дугой следует так называемая подчелюстная дуга. Между двумя этими дугами у хрящевых рыб (например, акулы) даже сохраняются рудиментарные жаберные щели — брызгальца. У большинства рыб подчелюстная дуга обеспечивает подвижную связь челюстей с черепной коробкой. Челюсти как бы подвешены снизу к черепной коробке с помощью парных «подвесок» (по-латыни эти хрящи или косточки называются hyomandibulare).

У позвоночных жаберные щели и кровеносные дуги связаны между собой (рис. 4), ведь жабры — основной орган газообмена: к ним притекает бедная кислородом кровь, в них она обогащается кислородом и далее несет его ко всем органам животного.

Рис. 4. Эволюция жаберных кровеносных дуг у водных и наземных позвоночных ( [2], с изм.)

У наземных позвоночных во взрослом состоянии жаберных щелей нет, но элементы жаберного скелета, естественно, сохраняются. У таких животных (амфибий) верхняя челюсть прирастает к черепной коробке. «Подвески» освобождаются от функции прикрепления челюстей к черепу и приобретают новую функцию: они превращаются в слуховые косточки — стремечко, а полость брызгальца становится полостью среднего уха. Скелет последующих жаберных щелей превращается в подъязычный аппарат, щитовидные хрящи, хрящи гортани и трахеи. Жаберные кровеносные дуги водных позвоночных преобразуются у наземных в главные сосуды кровеносной системы — сонные артерии, дуги аорты и легочные артерии (рис. 4).

Даже в развитии человеческого зародыша закладываются жаберные щели. Хрящевые зачатки жаберных дуг дают важнейшие элементы скелета человека — челюсти, слуховые косточки, шиловидный отросток височной кости и хрящи гортани. Любой дефект в развитии жаберных щелей приводит к необратимым нарушениям и гибели зародыша человека (рис. 5). Так что можно сказать, что без них и человек не был бы человеком.

Рис. 5. Преобразование жаберных дуг зародыша человека; цифрами обозначены номера жаберных дуг ( [3], с изм.)

Все изложенное показывает, как много элементов строения тела высших позвоночных, включая человека, происходит от жаберных щелей. Между тем само их происхождение остается неразгаданной тайной эволюционной морфологии животных. В самом деле, как можно представить себе происхождение многочисленных дырок, связывающих кишку с внешней средой? По какой причине могли возникнуть такие дырки? Какие органы могли дать начало жаберным щелям? Какова их первичная функция? На эти вопросы не только нет ответа, но они, по существу, даже не ставятся — по-видимому, мы слишком привыкли к тому, что жаберные щели существуют как характерный признак типа хордовых, и нечего об этом спрашивать. Чтобы попытаться ответить на вопрос о происхождении жаберных щелей, придется выйти за пределы типа хордовых.

Жаберные щели вторичноротых животных

Рис. 6. Ископаемое иглокожее Cothurnocystis elizae (Calcichordata) [6]. Стрелками показаны метамерные жаберные щели

Хордовые входят в состав вторичноротых животных — одной из главных филогенетических ветвей билатерально симметричных животных, которая очень рано обособилась от общего корня билатерий [4]. Два других типа в составе вторичноротых — полухордовые и иглокожие. Согласно современным представлениям, основанным на данных молекулярной филогенетики, иглокожие и полухордовые — это родственные типы, образующие кладу Ambulacralia. Заметим, что впервые на филогенетическую близость иглокожих и полухордовых указал выдающийся российский биолог И. И. Мечников [5], который и ввел в научный обиход название Ambulacralia.

Иглокожие широко распространены в морях и океанах планеты. Это морские звезды, морские ежи, офиуры-змеехвостки, голотурии и морские лилии. Ни у кого из современных иглокожих жаберных щелей нет. Однако, у этих животных есть известковый скелет, был он и у их предков, поэтому палеонтологическая история иглокожих хорошо известна. Оказывается, самые древние кембрийские иглокожие, выделяемые в подтип Calcichordata, или Carpozoa, обладали серией отверстий [6], которые рассматриваются как гомологи жаберных щелей позвоночных (рис. 6).

Рис. 7. Строение кишечнодышащих (слева) и крыложаберных животных

Полухордовые — тоже морские животные. В состав этого типа входят две группы, очень непохожие друг на друга, — кишечнодышащие и крыложаберные. Кишечнодышащие — довольно крупные морские черви, обитающие в толще грунта. На пляжах Бразилии в приливно-отливной полосе обитает Balanoglossus gigas, который достигает в длину 2 м. Исследования последних лет показали, что на больших глубинах (более 2 км) Мирового океана скрывается богатая и разнообразная фауна кишечнодышащих [7, 8]. Тело взрослых особей подразделяется на три отдела: мускулистый хобот, воротник, где располагается рот, и длинное туловище, в передней части которого открываются многочисленные (до 200 пар) метамерные жаберные щели (рис. 7). Крыложаберные — это мелкие колониальные организмы. На воротниковом отделе они несут щупальца, с помощью которых собирают пищу — мелкую органическую взвесь. Крыложаберные тоже имеют жаберные щели, но их немного — одна или две пары (см. рис. 7).

Рис. 8. Три типа вторичноротых животных. В каждом типе есть представители с многочисленными жаберными щелями

Таким образом, жаберные щели есть у животных всех трех типов, входящих в состав вторичноротых (рис. 8). Это означает, что, скорее всего, жаберные щели были унаследованы от общего предка вторичноротых животных. Биологи называют такие унаследованные от общего предка признаки синапоморфиями. Мы можем с полным основанием утверждать, что жаберные щели — это важнейшая синапоморфия вторичноротых животных.

Происхождение жаберных щелей

Чтобы попытаться понять происхождение жаберных щелей, надо разобраться в том, как они устроены у низших вторичноротых животных, а именно у полухордовых. Рассмотрим организацию жаберного аппарата на примере типичных кишечнодышащих. В передней части туловищного отдела кишечник с двух сторон пронизан жаберными щелями, которые имеют подковообразную форму. Они открываются не прямо во внешнюю среду, а в жаберные мешки, которые представляют собой выросты кишечника. А уже жаберные мешки соединяются с внешней средой метамерными порами, располагающимися по бокам туловища (рис. 9).

Рис. 9. Устройство жаберного аппарата кишечнодышащих (по [9], с изм.). Второй жаберный мешок частично вскрыт, и видна жаберная щель кишечника

Первая пара жаберных мешков имеет особое строение. В них открывается первая пара жаберных щелей, и одновременно в них же открываются выделительные органы (нефридии), выводящие продукты обмена из воротникового отдела. Таким образом, первая пара жаберных мешков выполняет двойную функцию — дыхательную и выделительную. Такое слияние нефридиев и первых жаберных щелей у кишечнодышащих позволило нам предложить гипотезу происхождения метамерных жаберных щелей от метамерных выделительных органов, первоначально располагавшихся в каждом сегменте тела предков вторичноротых [10].

Современные данные по филогении животного царства позволяют предположить, что общий предок билатерально симметричных животных был сложно устроенным метамерным организмом [4]. Вторичная полость тела такого организма была метамерна, т. е. разделена на сегменты перегородками — диссепиментами. В каждом сегменте имелась пара боковых выростов кишечника (дивертикулов) и пара выделительных органов — целомодуктов. Воронки целомодуктов всегда располагаются на диссепименте, а каналы и выделительные поры находятся в соседнем сегменте. Такой предок дал начало и первичноротым животным (кольчатым червям, моллюскам, членистоногим и др.), и вторичноротым (рис. 10, а).

Рис. 10. Гипотеза происхождения жаберных щелей в результате слияния метамерных выделительных органов с метамерными карманами кишечника. Пояснения в тексте

Согласно нашей гипотезе, у предков вторичноротых каналы выделительных органов соединились с кишечными карманами (рис. 10, б). В результате в каждом сегменте сформировалась пара сложных органов, в состав которых вошли карманы кишечника и выделительные органы. Каждый такой орган имел три отверстия: воронку выделительного органа, щель, ведущую в кишечник, и отверстие во внешнюю среду (рис. 10, б). Такое соединение оказывается выгодным для животных, ведущих роющий образ жизни (как современные кишечнодышащие) или обитающих в трубках (как современные крыложаберные). Когда животное закапывается в толщу осадка, продукты обмена выводятся через кишечник, а когда высовывается из грунта — через наружные отверстия в воду.

Заметим, что у большинства роющих животных происходит редукция перегородок между сегментами. Причины этого кроются в том, что роющие червеобразные беспозвоночные, как правило, используют для передвижения в толще грунта гидравлический способ локомоции, при этом полостная жидкость перекачивается вдоль оси животного. Перегородки между сегментами препятствуют этому и потому редуцируются, нередко вместе с поддерживаемыми ими нефридиями.

У современных кишечнодышащих только первая пара жаберных щелей соответствует по своей организации тому сложному органу, который имелся у предков вторичноротых во всех сегментах (рис. 9, 10, в). Здесь имеется все, что нужно: воронки выделительных органов, открывающиеся в предыдущий сегмент (воротниковый отдел), дивертикул кишечника (первый жаберный мешок) и отверстие во внешнюю среду. Кишечные дивертикулы последующих сегментов утратили воронки выделительных органов, сохранив только два отверстия — в кишечник и во внешнюю среду (рис. 10, в).

Появление отверстий, которые соединяют дивертикулы кишечника с внешней средой, позволило гипотетическим сложным органам осуществлять две функции — и выделительную, и дыхательную. Это вполне очевидно для первой пары жаберных мешков современных кишечнодышащих. Однако, как оказалось, у этих животных стенки других жаберных мешков тоже сохраняют выделительную функцию. Со стороны целома они окружены специализированными выделительными клетками — подоцитами, которые обеспечивают ультрафильтрацию из целома в полость жаберных мешков [11].

Наша гипотеза позволяет проследить связь специфических органов вторичноротых животных — жаберных щелей — с метамерными органами, имеющимися у других билатерально симметричных животных, а именно с метамерными целомодуктами и метамерными дивертикулами кишечника. Гипотеза объясняет энтодермальную природу жаберных мешков и у полухордовых, и у низших хордовых вплоть до современных бесчелюстных — миног. Вряд ли можно считать случайным и то, что жаберные мешки и жаберные щели сохраняют выделительную функцию — и не только у полухордовых, но и у позвоночных животных. Хорошо известно, что жаберные мешки миног и жабры рыб выполняют не только дыхательную, но и экскреторную функцию [12].

В заключение мы считаем нужным отметить, что предлагаемая гипотеза, как бы авторам этого ни хотелось, не является абсолютно новой. Очень близкие взгляды высказывал еще в 1875 г. выдающийся немецкий биолог, основатель всемирно известной Неаполитанской зоологической станции, Антон Дорн. Он предполагал, что у метамерного предка хордовых животных произошло слияние метамерных нефридиев и метамерных выростов кишечника, которые соединились с внешней средой и дали начало жаберным щелям: «Если мы теперь представим себе, что в различных точках внутренние отверстия сегментальных органов сольются со стенкой кишечника, то установится постулированная нами связь кишечника с внешней средой, помимо ротового и заднепроходного отверстия. Мы уже предположили выше, что между сегментальными органами и кишкой установилась связь, — возможно, что связь эта была вызвана или по крайней мере поддержана образованием выростов кишечника» [13]. Современники не обратили внимания на интересную гипотезу Дорна, вероятно, потому, что ее автор высказал эту идею, так сказать, походя, при обсуждении других вопросов, и не снабдил ее иллюстрациями. Гипотеза Дорна была полностью забыта почти на полтора столетия. Но «время — честный человек», как сказал Пьер Огюстен Бомарше в своей бессмертной «Женитьбе Фигаро», и время, как мы видим, подарило гипотезе Дорна вторую жизнь в XXI в.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда. Проект 14-50-00034.

Источник