Выделительная система

1. Общее представление об обмене веществ

Клет­ки мно­гих жи­вот­ных вы­де­ля­ют рас­тво­ри­мые про­дук­ты об­ме­на в кро­ве­нос­ное русло. От­ту­да их из­вле­ка­ют ор­га­ны вы­де­ли­тель­ной си­сте­мы.

В ре­зуль­та­те об­ме­на ве­ществ в каж­дой клет­ке ор­га­низ­ма жи­вот­но­го об­ра­зу­ет­ся вода, уг­ле­кис­лый газ, азо­ти­стые со­еди­не­ния и мно­гие дру­гие ве­ще­ства. Уг­ле­кис­лый газ и неко­то­рое ко­ли­че­ство воды уда­ля­ют­ся через ды­ха­тель­ную си­сте­му, а вот с азо­ти­сты­ми со­еди­не­ни­я­ми у ор­га­низ­мов воз­ни­ка­ют неко­то­рые про­бле­мы – мно­гие из них ток­сич­ны, и их надо быст­ро вы­во­дить из ор­га­низ­ма или же изо­ли­ро­вать. Непе­ре­ва­рен­ные остат­ки пищи вы­де­ля­ют­ся через пи­ще­ва­ри­тель­ную си­сте­му в про­цес­се де­фе­ка­ции. К вы­де­ли­тель­ной си­сте­ме и вы­де­ле­нию этот про­цесс от­но­ше­ния не имеет. Про­стей­шие (рис. 1) уда­ля­ют про­дук­ты жиз­не­де­я­тель­но­сти через по­верх­ность тела.

Рис.1. Амеба

2. Выделительная система губок и кишечнополостных

У губок и ки­шеч­но­по­лост­ных прак­ти­че­ски каж­дая клет­ка кон­так­ти­ру­ет с внеш­ней сре­дой. У них не име­ет­ся спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ных ор­га­нов или си­стем ор­га­нов вы­де­ле­ния. Уда­ле­ние от­хо­дов, и уг­ле­кис­ло­го газа, и непе­ре­ва­рен­ных остат­ков пищи, и азо­ти­стых со­еди­не­ний осу­ществ­ля­ет­ся всеми клет­ка­ми тела (рис. 2).

Рис. 2. Вы­де­ле­ние у губок

3. Выделительная система первичноротых

У плос­ких чер­вей име­ет­ся вы­де­ли­тель­ная си­сте­ма. Она пред­став­ле­на круп­ны­ми клет­ка­ми с про­све­том внут­ри, ко­то­рые на­прав­ля­ют ненуж­ные рас­тво­рен­ные ве­ще­ства в тон­чай­шие ка­наль­цы. Ка­наль­цы, со­еди­ня­ясь, об­ра­зу­ют более круп­ные про­то­ки, ко­то­рые, в ко­неч­ном итоге, сли­ва­ют­ся в глав­ные ка­на­лы. Глав­ные ка­на­лы от­кры­ва­ют­ся на­ру­жу одним или двумя от­вер­сти­я­ми (рис. 3).

Рис. 3. Вы­де­ли­тель­ная си­сте­ма чер­вей

У мно­гих плос­ких чер­вей (рис. 4) вы­де­ле­ние идет и через по­кро­вы тела. Име­ют­ся спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ные круп­ные клет­ки, ко­то­рые на­кап­ли­ва­ют внут­ри себя про­дук­ты об­ме­на и иг­ра­ют таким об­ра­зом роль почек на­коп­ле­ния (здесь про­дук­ты об­ме­на ни­ку­да не вы­де­ля­ют­ся, од­на­ко на­деж­но изо­ли­ру­ют­ся от осталь­ных кле­ток ор­га­низ­ма).

Рис. 4. Плос­кий червь

Ос­нов­ные ор­га­ны в вы­де­ли­тель­ной си­сте­ме нема­тод (круг­лых чер­вей) – это од­но­кле­точ­ные же­ле­зы. Также ам­ми­ак может вы­сво­бож­дать­ся из тела путем про­стой диф­фу­зии через его по­кро­вы. Име­ют­ся и спе­ци­аль­ные клет­ки, ко­то­рые также ра­бо­та­ют как почки на­коп­ле­ния (рис. 5).

Рис. 5. Вы­де­ли­тель­ная си­сте­ма круг­ло­го червя

Вы­де­ли­тель­ная си­сте­ма коль­ча­тых чер­вей пред­став­ле­на осо­бы­ми об­ра­зо­ва­ни­я­ми – ме­та­неф­ри­ди­я­ми (рис. 6, 7). В каж­дом сег­мен­те тела их име­ет­ся два, по од­но­му с каж­дой сто­ро­ны. Каж­дый со­сто­ит из рес­нич­ной во­рон­ки, от­кры­ва­ю­щей­ся во вто­рич­ную по­лость тела, и из­ви­ли­стых тру­бо­чек (ка­на­лец), а также вы­де­ли­тель­ных пор.

Рис. 6. Ме­та­неф­ри­дии коль­ча­то­го червя

Рис. 7. Зем­ля­ной червь

У чле­ни­сто­но­гих вы­де­ли­тель­ная си­сте­ма бы­ва­ет устро­е­на по-раз­но­му. У ра­ко­об­раз­ных и неко­то­рых хе­ли­це­ро­вых это ви­до­из­ме­нён­ные ме­та­неф­ри­дии. Прин­ци­пи­аль­но такое устрой­ство по­хо­же на вы­де­ли­тель­ную си­сте­му коль­ча­тых чер­вей.

У на­се­ко­мых и мно­го­но­жек ор­га­на­ми вы­де­ле­ния яв­ля­ют­ся маль­пи­ги­е­вы со­су­ды (рис. 8). Это по­ри­стые длин­ные тру­боч­ки, от­кры­ва­ю­щи­е­ся пе­ред­ним кон­цом в про­свет кишки. Их сво­бод­ные концы рас­по­ла­га­ют­ся в по­ло­сти тела и омы­ва­ют­ся ге­мо­лим­фой. Также име­ет­ся жи­ро­вое тело, ко­то­рое ра­бо­та­ет, в том числе, и как почка на­коп­ле­ния. 

Рис. 8. Вы­де­ли­тель­ная си­сте­ма му­ра­вья

У па­у­ко­об­раз­ных также име­ют­ся маль­пи­ги­е­вы со­су­ды, но рас­по­ло­же­ны они не так, как у на­се­ко­мых, и устро­е­ны тоже по-дру­го­му (рис. 9).

Рис. 9. Маль­пи­ги­е­вы со­су­ды хе­ли­це­ро­вых

У мол­люс­ков вы­де­ли­тель­ная си­сте­ма пред­став­ле­на одной или двумя поч­ка­ми, про­во­дя­щи­ми ка­на­ла­ми и вы­де­ли­тель­ной порой. Про­дук­ты вы­де­ле­ния на­кап­ли­ва­ют­ся в виде мел­ких сла­бо­рас­тво­ри­мых ко­моч­ков и вы­во­дят­ся один раз в две-три неде­ли.

4. Выделительная система вторичноротых

У иг­ло­ко­жих вы­де­ли­тель­ной си­сте­мы и спе­ци­аль­ных ор­га­нов вы­де­ле­ния нет. Все клет­ки иг­ло­ко­жих в той или иной мере спо­соб­ны к вы­де­ле­нию. Также вы­де­ле­ние идет через тон­кие участ­ки по­кро­вов, в том числе и через ам­бу­ла­краль­ную си­сте­му. Име­ют­ся аме­бо­ци­ты – спе­ци­аль­ные клет­ки, ко­то­рые по­гло­ща­ют про­дук­ты об­ме­на и затем вы­во­дят­ся из ор­га­низ­ма (рис. 10).

Рис.10. Схема стро­е­ния ам­бу­ла­краль­ной си­сте­мы мор­ской звез­ды

Ос­нов­ные ор­га­ны вы­де­ли­тель­ной си­сте­мы по­зво­ноч­ных – это две почки. От каж­дой почки от­хо­дит по од­но­му мо­че­точ­ни­ку. Мо­че­точ­ни­ки от­кры­ва­ют­ся в мо­че­вой пу­зырь. Мо­че­вой пу­зырь свя­зан при по­мо­щи спе­ци­аль­ных про­то­ков и вы­де­ли­тель­ной поры с на­руж­ной сре­дой (рис. 11).

Рис. 11. Мо­че­по­ло­вая си­сте­ма самца ля­гуш­ки

Внут­ри почки на­хо­дят­ся мно­го­чис­лен­ные по­чеч­ные ка­наль­цы, опле­тен­ные гу­стой сетью ка­пил­ля­ров (рис. 12).

Рис. 12. Почка в раз­ре­зе

В поч­ках жид­кие про­дук­ты жиз­не­де­я­тель­но­сти из крови по­сту­па­ют в по­чеч­ные ка­наль­цы (рис. 13), а затем транс­пор­ти­ру­ют­ся по вы­де­ли­тель­ной си­сте­ме на­ру­жу.

Рис. 13. По­чеч­ные ка­наль­цы

Рыбы имеют две почки крас­но-бу­ро­го цвета, рас­по­ло­жен­ные в по­ло­сти тела между пла­ва­тель­ным пу­зы­рем и по­зво­ноч­ни­ком, а также два мо­че­точ­ни­ка. У неко­то­рых рыб есть и мо­че­вой пу­зырь. Его непар­ный канал от­кры­ва­ет­ся от­вер­сти­ем, рас­по­ло­жен­ным чуть по­за­ди аналь­но­го (рис. 14).

Рис. 14. Мо­че­по­ло­вая си­сте­ма прес­но­вод­ной рыбы

У зем­но­вод­ных про­дол­го­ва­тые почки на­хо­дят­ся в по­ло­сти тела спра­ва и слева от по­зво­ноч­ни­ка. Моча от почек от­те­ка­ет по двум мо­че­точ­ни­кам, вна­ча­ле в рас­ши­рен­ную часть кишки – кло­аку. От­ту­да моча по­сту­па­ет в мо­че­вой пу­зырь. По мере на­пол­не­ния мо­че­во­го пу­зы­ря жид­ко­стью стен­ки его со­кра­ща­ют­ся и вы­тал­ки­ва­ют мочу вновь в кло­аку, а из нее – на­ру­жу (рис. 15).

Рис. 15. Вы­де­ли­тель­ная си­сте­ма зем­но­вод­ных

У пре­смы­ка­ю­щих­ся почки рас­по­ла­га­ют­ся в об­ла­сти та­зо­вых ко­стей. Вы­де­ле­ние идет лишь с незна­чи­тель­ной по­те­рей влаги. Боль­шая часть со­дер­жа­щей­ся в моче воды вы­де­ли­тель­ной си­сте­мой пре­смы­ка­ю­щих­ся вса­сы­ва­ет­ся об­рат­но. У яще­риц и че­ре­пах име­ет­ся мо­че­вой пу­зырь (рис. 16).

Рис. 16. Вы­де­ли­тель­ная си­сте­ма пре­смы­ка­ю­щих­ся

Птицы об­ла­да­ют до­воль­но круп­ны­ми поч­ка­ми. От них от­хо­дят пар­ные мо­че­точ­ни­ки, от­кры­ва­ю­щи­е­ся в кло­аку. Моча в ор­га­нах вы­де­ле­ния не на­кап­ли­ва­ет­ся, а из кло­аки мо­мен­таль­но вы­во­дит­ся на­ру­жу (рис. 17).

Рис. 17. Вы­де­ли­тель­ная си­сте­ма птиц

У мле­ко­пи­та­ю­щих жид­кие про­дук­ты жиз­не­де­я­тель­но­сти уда­ля­ют­ся из крови двумя бо­бо­вид­ны­ми поч­ка­ми. Почки на­хо­дят­ся в по­яс­нич­ной об­ла­сти, по бокам от по­зво­ноч­ни­ка. Моча из почек про­хо­дит по двум мо­че­точ­ни­кам в мо­че­вой пу­зырь, а из него по мо­че­ис­пус­ка­тель­но­му ка­на­лу пе­ри­о­ди­че­ски вы­бра­сы­ва­ет­ся на­ру­жу (рис. 18).

Рис. 18. Вы­де­ли­тель­ная си­сте­ма мле­ко­пи­та­ю­щих

5. Мочевая кислота

У пре­смы­ка­ю­щих­ся, птиц и боль­шин­ства на­зем­ных на­се­ко­мых ос­нов­ной вы­де­ля­ю­щий­ся про­дукт азо­ти­сто­го об­ме­на – это мо­че­вая кис­ло­та. У нас и дру­гих мле­ко­пи­та­ю­щих неболь­шое ко­ли­че­ство мо­че­вой кис­ло­ты все­гда со­дер­жит­ся в тка­нях, моче и поте. Ино­гда при на­ру­ше­нии об­ме­на ве­ществ мо­че­вой кис­ло­ты ста­но­вит­ся много. На­при­мер, так об­ра­зу­ют­ся камни в поч­ках или по­даг­ри­че­ские от­ло­же­ния. Лю­бо­пыт­но, что мо­че­вая кис­ло­та – это ис­ход­ный про­дукт для про­мыш­лен­но­го син­те­за ко­фе­и­на.

6. Мочевина

У мле­ко­пи­та­ю­щих, а также у неко­то­рых рыб, ос­нов­ным вы­де­ля­ю­щим­ся азо­ти­стым со­еди­не­ни­ем яв­ля­ет­ся мо­че­ви­на. Че­ло­ве­че­ство вы­ра­ба­ты­ва­ет мо­че­ви­ну хи­ми­че­ски и в огром­ных ко­ли­че­ствах. Мо­че­ви­на ис­поль­зу­ет­ся в ка­че­стве удоб­ре­ния. Мо­че­ви­на имела боль­шое зна­че­ние в ста­нов­ле­нии есте­ствен­ных наук. Дело в том, что она была впер­вые син­те­зи­ро­ва­на хи­ми­ком Вё­ле­ром в 1828 году, и это был пер­вый ис­кус­ствен­ный син­тез ор­га­ни­че­ско­го ве­ще­ства из неор­га­ни­че­ских во­об­ще. Сам факт та­ко­го син­те­за нанес со­кру­ши­тель­ный удар по ви­та­лиз­му – уче­нию о жиз­нен­ной силе.

7. Знаете ли вы, что …

Неко­то­рые мле­ко­пи­та­ю­щие из от­ря­да хищ­ных (рис. 19) метят свою тер­ри­то­рию мочой, име­ю­щей стой­кий и спе­ци­фич­ный для каж­дой особи запах. Такая метка ин­фор­ми­ру­ет пред­ста­ви­те­лей того же вида о хо­зя­ине или хо­зя­е­вах дан­ной тер­ри­то­рии.

Рис. 19. Стая вол­ков

Губки (рис. 20), ки­шеч­но­по­лост­ные, мно­гие плос­кие и круг­лые черви, рыбы, ли­чин­ки ам­фи­бий вы­де­ля­ют в ка­че­стве про­дук­та азо­ти­сто­го об­ме­на – ам­ми­ак.

Рис. 20. Мор­ская губка

Что же объ­еди­ня­ет таких несход­ных жи­вот­ных? Дело в том, что все они – вод­ные оби­та­те­ли. Ам­ми­ак очень ток­си­чен, зато пре­крас­но рас­тво­ря­ет­ся в воде. Нигде в ор­га­низ­ме ам­ми­ак нель­зя на­кап­ли­вать или кон­цен­три­ро­вать, по­сколь­ку он смер­те­лен, прак­ти­че­ски, для любой клет­ки. По­это­му ам­ми­ак вы­де­ля­ет­ся в виде очень сла­бых вод­ных рас­тво­ров. Поз­во­лить себе такое вы­де­ле­ние может толь­ко жи­вот­ное, име­ю­щее в своем рас­по­ря­же­нии прак­ти­че­ски неогра­ни­чен­ные за­па­сы воды.

Вопросы к конспектам