Хордови животни (Chordata) хордови, ниво на жизнена активност на мобилност храна
При всички гръбначни животни (с изключение на няколко вида антарктически риби) дихателните пигменти съдържат желязо: в еритроцитите това са хемоглобини, а в червените мускули - миоглобини. Myoglobia е мономер с молекулно тегло 17-18 хил. Молекулата на хемоглобина е изградена от четири такива мономера (молекулно тегло 68-72 хил.). Миоглобинът осигурява натрупването на кислородни резерви в мускулите и го освобождава при липса на O2 в мускулната тъкан. Кръвният хемоглобин пренася запасите от кислород в цялото тяло. В това отношение кривите на дисоциация (връщане) на кислород за хемоглобин и миоглобин са ясно различни. Комбинацията от два дихателни пигмента осигурява стабилно снабдяване на тялото с кислород, особено при значително мускулно напрежение. Повишаването на нивото на окислителните процеси и общата енергия на жизнената дейност е свързано с подобряване на дихателните органи. При долните хордови (много ципести, нечерепни) това се обслужва от увеличаване на размера на фаринкса и броя на хрилните процепи. При циклостомите се образуват хрилни торбички с многобройни кръвоносни капиляри по стените им, а при рибите хрилете се развиват върху преградите между хрилните цепки. И в двата случая контактната повърхност на капилярите с течащата вода рязко се увеличава, което осигурява бързото отстраняване на кислорода от околната среда. Неговата ефективност се увеличава от факта, че потокът вода, измиващ хрилете, е насочен срещу кръвния поток в съдовете на хрилете („принцип на противотока“). Образуването на специални механизми, които ускоряват потока на водата през хрилете (хрилни капаци и др.), Развитието на допълнителни дихателни органи (абсорбция на кислород от капилярите на кожата, части от устната кухина, червата и др.), Увеличаване на интензивността на дишането, допълнително увеличава възможностите за обмен на газ.организъм. Преходът към дишане на атмосферен кислород с помощта на белите дробове направи възможно гръбначните животни да населят земята.
Храненето и храносмилането са последователно засилени в серията хордови. Повишеният воден поток и образуването на лигавична мрежа във фаринкса при по-ниските хордови увеличават улавянето на хранителни частици. При гръбначните животни се появи апарат за активно улавяне на храна (челюсти, а в някои групи и крайници), а подобряването на зрението, обонянието и слуха направи възможно преминаването към активно търсене и търсене на храна. Морфологичната и функционална диференциация на храносмилателния тракт доведе до появата на "ензимен конвейер" в него: определени ензими се намират в различни части на храносмилателната тръба, последователно подлагайки хранителния болус на хидролиза. Това осигурява специфични условия за всеки ензим и повишава скоростта и ефективността на храносмилането. Като израстъци на храносмилателния тракт възникват черният дроб и панкреасът, като първият се появява вече в нечерепните. В черния дроб се синтезира животинска захар - гликоген, креатин и урея, детоксикация (неутрализиране) на чужди протеини и унищожаване на стари червени кръвни клетки; жлъчката, образувана в черния дроб, навлиза в червата и участва в осапунването (емулгирането) на мазнините. В панкреаса се образуват храносмилателни ензими, които навлизат през каналите в началната част на червата; също е ендокринна жлеза, която произвежда хормоните инсулин и глюкагон.
Органите на водния метаболизъм и отделянето играят важна роля в регулирането и стабилизирането на вътрешната среда. При нечерепни животни функционира отделителната система от нефридиален тип, наподобяваща подобна система при анелидите. При гръбначните животни на същата основа възникват нови отделителни органи - бъбреците, които извеждат отразпадни продукти на организма и участващи във водния и солевия метаболизъм. Хрилете, кожата и нейните жлези също участват във водния обмен и отделянето.
Усложняването на структурата на организма на хордатите е придружено от повишаване на регулацията и координацията на жизнените процеси с помощта на централната нервна система и функционално свързаната с нея хормонална или химическа регулация. В сравнение с безгръбначните и двете системи са сложни.
Никъде в животинското царство не е открито такова разнообразие от интеграционни хормони, както в хормоналната система на хордовите и особено на гръбначните (Barryigton, 1964). Само те имат тиреоидни хормони (йодирани аминокиселини - йодтиронини, тиреоглобулин). При нисшите хордови те се отделят от ендостила на фаринкса, а при гръбначните - от образуваната на негово място щитовидна жлеза. Йодсъдържащите хормони (тироксин, трийодтиронин) регулират растежа, развитието и метаморфозата, поддържат нормалното ниво на функциониране на нервната система и сърдечния мускул, регулират консумацията на кислород от тъканите и контролират отделянето на кожни рогови образувания. Хормоните на щитовидната жлеза влияят върху секреторната активност на надбъбречната кора. От своя страна секреторната дейност на щитовидната жлеза е под влиянието на тиреостимулиращия хормон от хипофизната жлеза.
Специална роля принадлежи на хормоните, секретирани от хипофизната жлеза. Те регулират сезонното преструктуриране на метаболизма, размножаването, линеенето, миграцията и зимния сън. Тиреостимулиращият хормон (TSH) стимулира дейността на щитовидната жлеза. Гонадотропните хормони (GTG) стимулират образуването и растежа на зародишните клетки и хормоналната активност на половите жлези, засилват действието на хормоните, които определят сексуалното поведение, грижата за потомството и лактацията (при бозайниците). Антидиуретичен хормон(ADH) стимулира секрецията на хормони от надбъбречните жлези, влияе върху абсорбцията на вода в бъбречните тубули и свиването на стените на капилярите. Хормоните на растежа или соматотропните хормони (GH) стимулират растежа, ускоряват синтеза на протеини, насърчават растежа на костите и влияят на хормоналната секреция на панкреаса. Аденокортикотропните хормони (АКТН) стимулират секреторната активност на надбъбречната кора. Меланоцит-стимулиращият хормон (MSH) регулира образуването и разпределението на пигменти. Хормоналната активност на хипофизната жлеза се регулира от централната нервна система (основно хипоталамуса); също така се влияе от хормоните на други ендокринни жлези.
Комбинацията от нервни и хормонални механизми е пример за кибернетична система, изградена върху отрицателни и положителни обратни връзки. Това осигурява постоянната адаптация на организмите към променящата се външна среда и стабилността на тяхната вътрешна среда. Функционалната зависимост на ендокринните жлези един от друг и регулаторната роля на нервната система създават в хордовите животни механизъм, който осигурява подготовката и изпълнението на сезонни явления: възпроизводство, линеене, миграция, зимен сън и др. Сезонното преструктуриране на метаболизма и поведението обикновено отнема време, което се простира в продължение на седмици и месеци, но осигурява състояние на предварителна готовност за наближаващите промени в условията на съществуване. Други хормони действат по-бързо. По този начин навлизането на храна в дванадесетопръстника незабавно предизвиква освобождаване на хормони, които стимулират потока на жлъчката и панкреатичните ензими в червата.
Механизмите на нервната регулация работят неизмеримо по-бързо. Отговорът на дразнене отнема част от секундата, което е особено необходимо за силно подвижни организми, които се сблъскват с различни бързо променящи се условия, събития иявления. Следователно развитието на подвижността при различните групи хордови протича успоредно с усъвършенстването на централната нервна система и сетивните органи.
Централната нервна система на нечерепната има формата на тръба. При туникатите в ларвите се образува тръбна нервна система с разширение ("мозък") в предната част, но по време на метаморфозата тя се редуцира, като частично остава под формата на гръбен ганглий. При гръбначните невралната тръба се диференцира в мозъка и гръбначния мозък. Броят на нервните клетки в мозъка е огромен и варира в различните класове; бозайниците имат над милиард от тях. Заедно с рецепторите те създават сложни невронни вериги, които осигуряват събирането, предаването и обработката на информация за състоянието на организма и външната среда, формират и предават команди, според които се осъществяват реакциите на тялото.
С развитието на централната нервна система сетивните органи се усложняват. При долните хордови те са относително прости. Сетивните клетки, разпръснати по повърхността на тялото, очите на Хесе (комплекси от пигментни и сетивни клетки) в невралната тръба, статоцистите (органи за равновесие на туникатите) възприемат механични, светлинни и химични сигнали от външната среда. Във вътрешните органи има и сетивни клетки (интерорецептори). Гръбначните животни запазват тактилни, термо- и хеморецептори в кожата, устната кухина и др. В същото време се образуват специални сетивни органи, където заедно с нервните клетки - собствените рецептори се развиват така наречените сервомеханизми - структури, които осигуряват селекция на биологично важни сигнали и тяхното усилване, което увеличава възможността за ориентация в околната среда. Това са сложни камерни очи, слухови органи, обонятелни органи, странична линия (при водни животни) и др. Като правило сетивните органисдвоени, което отговаря на принципа на двустранната симетрия и увеличава тяхната разделителна способност при ориентиране в пространството.
Значението на хордовите за човека. В съвременната фауна типът хордови заема само около 396 от общия брой животински видове (15 класа от 70). Но в биосферата хордовите представляват една от най-влиятелните групи организми. Особено важна е ролята на висшите хордови - гръбначни животни, които в биоценозите на морето и сушата обикновено заемат крайните звена в хранителните вериги. Като крайни консуматори на растения и низши животни, заедно с членестоноги и малко мекотели (главоноги), те оказват значително влияние не само върху изобилието и неговите промени, но и върху еволюцията на партньорите в общността - растения и животни. По този начин странната форма, цвят и миризма на цветя, вкусът на плодовете и защитните устройства (тръни и т.н.) могат исторически да възникнат под влиянието на гръбначни животни, насекоми и някои други безгръбначни.
Гръбначните животни, особено топлокръвните (птици, бозайници), имат относително стабилно и високо ниво на метаболизъм, което увеличава тяхното значение в циркулацията на веществата. Така че, при температура от 15-20 ° C, малките гризачи и птици консумират около 400 пъти повече кислород (на единица маса) от безгръбначните. Гръбначните животни, извършвайки редовни миграции, често стотици и хиляди километри, преместват големи маси от органична материя в биосферата.
Значението на гръбначните животни в живота на човека също е голямо. Сред опитомените видове те съставляват 80%. Риболовът, дивите птици и бозайниците осигуряват значителна част от протеини и животински суровини. Много видове гръбначни животни са вредители, които нападат домашни животни и увреждат посевите.селскостопански и горски култури, които вредят на хранителните запаси и др. Някои птици и бозайници съхраняват опасни болести в естествени условия и ги предават на хората: чума, туларемия, енцефалит, лептоспироза, лайшманиоза, спирахит и много други. Други животински видове се възползват от ограничаването на вредителите и заразените гостоприемници; спомагат за повишаване устойчивостта на естествените и изкуствените биоценози.
Голямата променливост и широкото адаптивно излъчване на хордовите (в сравнение с други видове) позволява да се покаже значението на трансформацията на морфологичните структури, функциите и поведението, свързани с тях, в променящите се взаимоотношения с околната среда и еволюционния процес. Материалите за хордовите в много случаи послужиха като основа за развитието на биологични теории и идеи в систематиката и биогеографията, морфологията и палеонтологията.
Литература: Наумов Н. П., Картатев Н. Н. Зоология на гръбначните животни. - Част 1. - Долни хордови, безчелюстни, риби, земноводни: Учебник за биолог, спец. Унив. - М.: Висше. училище, 1979. - 333 с., ил.