• Органи вищих рослин. Як ви пригадуєте, органи вищих рослин поділяють на вегетативні та репродуктивні (мал. 43.1). Вегетативні органи (пагін і корінь) виконують функції забезпечення різноманітних процесів життєдіяльності: живлення, виділення продуктів обміну, газообміну тощо. Проте вони не утворюють спеціалізованих клітин, які б забезпечували статеве чи нестатеве розмноження. Але слід зазначити, що часто рослина може розмножуватися за рахунок вегетативних органів або їхніх видозмін, тобто багатоклітинних утворів. Наприклад, за допомогою видозмінених пагонів, таких як вуса, бульби, цибулини, кореневища.

Підземний вегетативний орган вищих рослин має назву корінь. Він зазвичай розташований у ґрунті та закріплює рослину в ньому, забезпечує поглинання розчинів поживних речовин і транспортує їх до надземних частин. У мохів корінь відсутній, а його функцію виконують ризоїди - нитчасті вирости, утворені послідовним рядом клітин. Надземний орган вищих рослин - пагін, він складається з осьової частини (стебла) та бічних (листків). Видозміни пагонів можуть розміщуватися під землею: кореневища, стеблові бульби, цибулини, бульбоцибулини. Стебло забезпечує зв’язки між різними частинами рослини, воно утворює бруньки, з яких розвиваються нові пагони. Основними ж функціями листків є фотосинтез, дихання та випаровування води.

У рослин одні репродуктивні органи забезпечують нестатеве розмноження (за допомогою спор), інші - статеве (генеративні). Генеративні органи вищих спорових рослин (мохів, папоротей, хвощів і плаунів) (мал. 43.2) утворюються на особинах статевого покоління - гаметофітах. Є рослини, в яких чоловічі та жіночі статеві органи розміщені на одній особині (наприклад, щитник чоловічий), в інших - на різних (зозулин льон та ін.).

Мал. 43.1. Органи рослин: А. Вегетативні: 1 - корені; 2 - пагін. Б. Репродуктивний: квітка - орган, який забезпечує насінне розмноження: 1 - маточка; 2 - тичинки

Мал. 43.2. Репродуктивні органи, які забезпечують статеве розмноження вищих спорових рослин: А - чоловічі статеві органи (антеридії), в яких утворюються сперматозоїди (1); Б - жіночий статевий орган з яйцеклітиною (архегоній) (2)

Після злиття чоловічої та жіночої статевих клітин утворюється зигота. Із зиготи розвивається особина нестатевого покоління (спорофіт). На спорофіті розвиваються органи нестатевого розмноження - спорангії, які часто зібрані у групи (спороносні колоски та ін.). У спорангіях розвиваються спори, а зі спори - особина статевого покоління. Таким чином, цим рослинам притаманний складний життєвий цикл із чергуванням статевого та нестатевого поколінь. У мохів спорофіт утворюється на зеленому гаметофіті.

Якщо у вищих спорових рослин статеве й нестатеве покоління розвинені добре (у мохів переважає статеве покоління, у папоротей, плаунів та хвощів - нестатеве), то в насінних рослин (голонасінних і покритонасінних) статеве покоління (гаметофіт) значно редуковане. Чоловічий гаметофіт представлений клітинами пилкового зерна (як ви пригадуєте, у квіткових рослин перед заплідненням це вегетативна клітина та два спермії), а жіночий - сімома клітинами зародкового мішка (разом із зиготою та центральною клітиною, з якої розвивається зародкова тканина ендосперм; у її клітинах запасаються поживні речовини). У голонасінних рослин чоловічі та жіночі статеві органи зібрані на видозмінених генеративних пагонах - шишках. Генеративні органи покритонасінних рослин - це квітки. Вони містять маточки та тичинки, де формуються відповідно жіночі та чоловічі гамети (мал. 43.1). З різних частин квіток після запліднення формуються інші типи генеративних органів - насінини та плоди.

• Системи органів, притаманні багатоклітинним тваринам. Шкіра утворює покриви тіла, які захищають організм від шкідливих зовнішніх впливів (мал. 43.3). Вони також часто беруть участь у газообміні (наприклад, гола волога шкіра жаб). Основою шкіри є одношаровий (у більшості безхребетних тварин) або багатошаровий (у більшості хордових) епітелій, під яким може розташовуватися сполучна тканина. У шкірі може бути багато різних залоз та окремих секреторних клітин. Наприклад, у ссавців - потові (виконують терморегуляційну та екскреторну функції), лоєві (змащують поверхню тіла), молочні (у самок для вигодовування дитинчат), пахучі (для відлякування ворогів чи приваблення особин протилежної статі). Функцію захисту від ворогів здійснюють і залозисті клітини, розміщені у шкірі таких земноводних, як саламандра та різних видів жаб і ропух. Вони виділяють отруйні речовини.

Ззовні шкіра часто вкрита захисним шаром (кутикулою). Її формують клітини покривного епітелію. У членистоногих і круглих червів вона водночас слугує зовнішнім скелетом і захищає тіло від несприятливих впливів довкілля. Оскільки кутикула нерозтяжна, то ці тварини ростуть завдяки линянню: старий щільний покрив скидається і доки не затвердіє новий, розміри тварини швидко збільшуються.

Мал. 43.3. Шкіра ссавців: 1 - рецептори, розташовані у шкірі; 2 - волосини; 3 - епідерміс (багатошаровий покривний епітелій); 4 - дерма, або власне шкіра

Мал. 43.4.1. Скелет тварин: А - зовнішній скелет членистоногих, утворений кутикулою; Б - внутрішній скелет ссавців складається з кісток. II. Мускулатура кінцівок членистоногих (В) і ссавців (Г)

Скелет і прикріплені до нього м’язи складають опорно-рухову систему, завдяки якій тіло підтримується в певному положенні, а також здійснюються рухи окремих його частин і пересування у просторі. У членистоногих є зовнішній скелет з кутикули, до складу якої входить нітрогеновмісний полісахарид хітин. Він оточує тіло з усіх боків, а м’язи прикріплюються до нього зсередини (мал. 43.4, А). Зовнішній скелет надійно захищає тіло тварини ззовні, але, на відміну від внутрішнього скелета, обмежує їхні розміри. У хребетних тварин і людини скелет внутрішній, тобто розташований всередині тіла. До нього кріпляться скелетні м’язи (мал. 43.4, Б).

У кільчастих червів і деяких інших тварин, позбавлених твердого скелета, тіло вкрите шкірно-м’язовим мішком, що складається з епітелію та кількох суцільних шарів м’язів. При скороченні ці шари м’язів діють як антагоністи: наприклад, поздовжні м’язи вкорочують, а кільцеві - видовжують тіло.

Механічні та хімічні перетворення речовин у складі їжі, всмоктування продуктів травлення у кров і лімфу, виведення назовні неперетравлених решток (дефекацію) забезпечують органи травної системи (мал. 43.5). У кишковопорожнинних і плоских червів анальний отвір відсутній, і неперетравлені тверді частинки їжі видаляються через ротовий отвір. Такий тип кишечнику називають замкненим. Натомість у круглих та кільчастих червів, молюсків, членистоногих, хребетних тварин кишечник наскрізний - він закінчується анальним отвором або отвором клоаки (мал. 43.5). Поява наскрізного кишечнику сприяла інтенсифікації обміну речовин, адже одночасно з виведенням неперетравлених решток поглинаються нові порції їжі.

Мал. 43. 5. Травна система тварин: А - замкнена кишкова порожнина гідри; Б - наскрізний кишечник круглого (1), кільчастого (2) червів і хребетної тварини (3). В - травна система людини: 1 - слинні залози; 2 - глотка; 3 - стравохід; 4 - печінка; 5 - шлунок; 6 - підшлункова залоза; 7 - тонкий кишечник; 8 - товстий кишечник; 9 - пряма кишка

Окремі залозисті клітини та травні залози (слинні, підшлункова та ін.) продукують травні ферменти, які розщеплюють поживні речовини (високомолекулярні органічні сполуки) на їхні складові (амінокислоти, моносахариди, гліцерин і жирні кислоти, нуклеотиди), а також речовини, які емульгують жири, тобто полегшують дію травних ферментів - ліпаз (наприклад, жовч - продукт секреції клітин печінки хребетних тварин). У багатьох тварин (хижі кліщі, павуки, личинки мух та ін.) відоме так зване зовнішнє, або позакишкове, травлення. Ці тварини вводять травні ферменти у складі травних соків у їжу, а через деякий час всмоктують рідкі частково перетравлені продукти.

Мал. 43.6. Різні варіанти газообміну: А - в одноклітинних організмів через оболонку клітини; Б - в амфібій, кільчастих червів крізь шкіру; В - у голкошкірих (морські зірки, морські їжаки) через вирости шкіри - шкірні зябра; Г - органи дихання комах - трахеї, в які повітря заходить через дихальця; Д - зябра риб дають змогу дихати киснем, розчиненим у воді; Е - у наземних хребетних тварин газообмін відбувається через стінки альвеол легень

Мал. 43.7. І. Циркуляція води через зябра риб. II. Легені земноводних мають комірчасту будову, диференційовані дихальні шляхи відсутні. III. Дихальна система людини включає диференційовані дихальні шляхи: 1 - носова порожнина; 2 - носоглотка; 3 - гортань; 4 - трахея; 5 - бронхи та губчасті легені, бронхи у легенях розгалужуються на дрібні канальці (6), які закінчуються альвеолами (7)

Дихальна система забезпечує надходження кисню в організм і виведення з нього вуглекислого газу, що утворився в процесі окиснення різних сполук (мал. 43.6). За допомогою трахей або легень тварини вбирають атмосферний кисень, чергуючи вдихання та видихання повітря (мал. 43.7). Водні тварини дихають розчиненим у воді киснем через зябра - вирости тіла з проникними для водних розчинів покривами. У зябрах часто розгалужуються кровоносні судини, в яких циркулює кров або інша рідина.

Кровоносна і лімфатична системи слугують для транспорту поживних речовин, продуктів обміну, кисню та вуглекислого газу, біологічно активних речовин. Вони беруть участь у захисних реакціях проти шкідливих чинників (паразити, отрути тощо) та підтриманні сталості фізико-хімічних і фізіологічних показників внутрішнього середовища (гомеостазу) за змін, що відбуваються в довкіллі.

У хребетних тварин і людини кровоносна система замкнена, тобто кров рухається по судинах і не потрапляє в порожнину тіла (мал. 43.8). У них є серце - порожнистий мускулястий орган, який періодично скорочується та забезпечує рух крові по системі кровоносних судин. Судини, що несуть кров від серця, мають назву артерії, а ті, що постачають кров до нього, - вени. Артерії та вени сполучені судинами малого діаметра - капілярами. У капілярах артеріальна кров віддає кисень, перетворюючись на венозну. Частина плазми крові через стінки капілярів проходить у порожнину тіла, перетворюючись на тканинну (міжклітинну) рідину. Вона постачає кисень та поживні речовини, отримані з крові, в усі клітини та органи, забираючи від них продукти обміну. У свою чергу, тканинна рідина через стінки лімфатичних капілярів потрапляє всередину них, формуючи лімфу. По системі лімфатичних судин лімфа повертається до великих вен кровоносної системи. У кільчастих червів кровоносна система також замкнена, однак серце відсутнє, а спрямований рух крові здійснюється завдяки ритмічним скороченням м’язів стінок певних кровоносних судин.

Мал. 43.8. І. Циркуляторні системи безхребетних тварин: А - плоскі черви позбавлені кровоносної системи, транспорт газів здійснює міжклітинна рідина; Б - членистоногі мають незамкнену кровоносну систему, яка складається із серця (1) та артерій (2); В - у кільчастих червів кровоносна система замкнена, проте серце відсутнє (3 - кровоносні судини). II. Різні варіанти будови замкненої кровоносної системи хребетних тварин (пригадайте їх)

У тварин з незамкненою кровоносною системою (молюски, членистоногі) капіляри відсутні, тобто кров з артерій потрапляє до порожнини тіла. Там вона змішується з порожнинною рідиною. Порожнина тіла становить собою проміжки між внутрішніми органами, якими циркулює міжклітинна рідина. Функції порожнинної рідини подібні до функцій крові та лімфи. Існують різні типи порожнини тіла: первинна, вторинна та змішана. Первинна порожнина не має власних стінок та становить собою проміжки між внутрішніми органами (наприклад, у круглих червів). На відміну від первинної, вторинна порожнина має власну вистилку, яка відокремлює її від внутрішніх тканин та органів (кільчасті черви, молюски, хордові, людина тощо).

У людини порожнина тіла включає грудну та черевну, розділені плоским м’язом - діафрагмою. У порожнині черепа міститься головний мозок, порожнині хребтового каналу - спинний.

У членистоногих розвинена змішана порожнина тіла. У цих тварин під час зародкового розвитку закладається вторинна порожнина, але її вистилка згодом руйнується й залишки первинної порожнини зливаються з вторинною.

Видільна система забезпечує виведення з організму (екскрецію) кінцевих продуктів обміну речовин. У різних груп тварин існують відмінні типи органів виділення (мал. 43.9).

У плоских і кільчастих червів, ланцетників видільні органи - це різні варіанти видільних трубочок - нефридіїв, у ракоподібних - зелені залози, у комах і павукоподібних - мальпігієві судини, у молюсків і хребетних тварин - нирки. Усі ці органи, незважаючи на значні відмінності в будові, діють за однією схемою:

- плазма крові або порожнинна рідина через одношаровий епітелій потрапляє у просвіт вивідного каналу (первинна сеча);

- при протіканні первинної сечі вздовж каналу з неї через його стінки в організм повертається більша частина води, цукри та інші необхідні речовини (процес зворотного всмоктування);

Мал. 43.9. I. Видільна система плоских (А) та кільчастих (Б) червів (1 - протонефридії плоских червів; 2 - метанефридії кільчастих). II. Видільна система членистоногих представлена мальпігієвими судинами (3). III. Видільна система людини: В - план будови: 1 - нирки; 2 - сечоводи; 3 - сечовий міхур; 4 - сечівник. Г - нирка в розрізі; Д - ниркова пірамідка (5) з нефронами (6)

- концентрована вторинна сеча виводиться назовні через сечовивідний канал.

Видільна система, крім виведення кінцевих продуктів обміну речовин, часто бере участь у процесах регуляції і концентрації солей в організмі. Від цього залежить осмотичний тиск у клітинах (пригадайте, що це). Здатність регулювати осмотичний тиск особливе значення має для мешканців водойм, уміст солей у яких періодично змінюється. Уявіть собі: рачок артемія може мешкати в різних водоймах — від майже прісних до тих, концентрація солей в яких становить до 300 %о (1 проміле дорівнює концентрації 1 г солей, розчинених у 1 л води).

Нервова система та залози внутрішньої секреції забезпечують регуляцію життєвих функцій організму, його функціонування як цілісної біологічної системи, реакції на різноманітні подразники зовнішнього та внутрішнього середовища. Виділяють кілька типів нервової системи (мал. 43.10). У поліпів кишковопорожнинних вона складається з розкиданих по тілу нейронів, які сполучаються своїми відростками. Нервові вузли в цих тварин відсутні (дифузна нервова система).

У плоских червів у передній частині тіла розміщений парний нервовий вузол - головний мозок. Від нього відходять парні поздовжні стовбури, сполучені поперечними нервами (нервова система драбинчастого типу). Отже, у плоских червів є поділ нервової системи на центральну (головний мозок і поздовжні нервові стовбури) та периферичну (нервові закінчення, які від них відходять) частини.

43.10. I. Нервова система: A - драбинчастого типу плоских червів; Б - розкидано-вузлового типу молюсків; В, Г - ланцюгового типу членистоногих. II. Різні варіанти будови нервової системи трубчастого типу хордових тварин (пригадайте їх)

У молюсків нервові вузли можуть знаходитись у різних частинах тіла, вони сполучаються за допомогою стовбурів (нервова система розкидано-вузлового типу). У видів, яким притаманний активний спосіб життя (черевоногі, головоногі), більшість нервових вузлів входить до складу головного мозку.

У кільчастих червів і членистоногих центральна нервова система включає головний мозок і черевний нервовий ланцюжок, що складається з двох зближених нервових стовбурів (проходять уздовж черевного боку тіла). Ці стовбури, як і нервові вузли, можуть зростатися між собою.

У хордових тварин центральна нервова система має вигляд трубки, розташованої на спинному боці тіла. У ланцетника передній кінець цієї трубки лише дещо розширений, а у хребетних тварин центральна нервова система поділена на розширений головний і видовжений спинний мозок. У хребетних тварин головний мозок складається з п’яти відділів (пригадайте, яких).

43.11. I. Органи смаку. А - язик людини має особливі рецептори - смакові сосочки, здатні сприймати різні типи смаку; Б - смаковий сосочок у розрізі (1 - смакова цибулина); В - у мух смакові рецептори розташовані на лапках ніг (2 - рецепторні клітини; 3 - чутлива волосина). II. Органи зору - очі; Г - складні очі комах складаються із сукупності простих вічок - фасеток; Д - око головоногих молюсків має будову, подібну до будови очей хребетних тварин (Е). III. Будова органа слуху людини: зовнішнє вухо починається зовнішнім слуховим проходом (1); барабанна перетинка (2) відмежовує зовнішнє вухо від середнього, де розташовані слухові кісточки (3). Внутрішнє вухо - це завитка (4), від якої відходить слуховий нерв (5)

Органи чуття забезпечують зв’язок організму з довкіллям, сприйняття подразників зовнішнього та внутрішнього середовища. Найпростіше органи чуття побудовані в кишковопорожнинних. У поліпів подразники довкілля сприймають виключно рецепторні клітини, а в медуз є багатоклітинні органи сприймання світла (вічка) та рівноваги. Вічка дають змогу медузам розпізнавати ступінь освітленості, а органи рівноваги - контролювати положення тіла у просторі. Крім того, органи рівноваги здатні сприймати коливання води перед штормом, що слугує сигналом для віддалення медуз від берегів. У інших багатоклітинних тварин є органи зору, слуху, нюху, дотику тощо (мал. 43.11).

Статева система складається з органів, які слугують для забезпечення статевого розмноження, а в деяких випадках - початкових етапів розвитку нащадків. Органи чоловічої статевої системи - це насамперед статеві залози - сім’яники, в яких утворюються чоловічі статеві клітини, а також система проток, якими вони виводяться з організму. До складу органів жіночої статевої системи обов’язково входять статеві залози - яєчники, в яких формуються яйцеклітини, а також більш-менш розвинена система проток, якими вони виводяться з організму. У багатьох тварин (наприклад, у більшості плоских червів) є особливі залози - жовтівники, в яких утворюються жовткові клітини із запасом поживних речовин для зародка, а також сім’яприймачі (наприклад, у дощових червів), у яких накопичуються чоловічі статеві клітини, отримані під час парування.

У більшості тварин у тілі одних особин утворюються сперматозоїди (самці), в інших - яйцеклітини (самки). Таких тварин називають роздільностатевими (ссавці, птахи, плазуни, земноводні, хрящові риби, більшість кісткових риб, членистоногих тощо). Але є й тварини, в яких в одному організмі утворюються як чоловічі, так і жіночі статеві клітини (малощетинкові черви, п’явки, більшість плоских червів тощо). Таких тварин називають гермафродитами.

Ключові терміни та поняття. Роздільностатеві тварини, гермафродити.

Коротко про головне

• Органи вищих рослин поділяють на вегетативні (пагін і корінь) та репродуктивні. Статеві органи вищих спорових рослин (чоловічі - антеридії і жіночі - архегонії) утворюються на особинах статевого покоління - гаметофітах. Із зиготи розвиваються особини нестатевого покоління (спорофіти), які забезпечують розмноження спорами. У голонасінних чоловічі та жіночі статеві органи зібрані на видозмінених генеративних пагонах - шишках. Генеративні органи покритонасінних рослин - це квітки. З різних частин квіток після запліднення формуються інші генеративні органи - насінини та плоди.
• У тварин існують органи, які утворюють покриви, опорно-рухову, травну, видільну, кровоносну, дихальну, нервову та статеву системи. Органи чуття забезпечують зв’язок організму з довкіллям, сприйняття подразників зовнішнього та внутрішнього середовища. Серед тварин відомі роздільностатеві та гермафродитні види.

Запитання для самоконтролю

1. Яка будова пагона і кореня? Які їхні функції? 2. Які органи рослин належать до репродуктивних? Що таке квітка, насінина та плід? 3. Що таке гаметофіт і спорофіт? Які їхні функції? 4. Що становлять собою покриви тіла багатоклітинних тварин? 5. Із чого складається опорно-рухова система в різних багатоклітинних тварин? Які її функції? 6. Які є основні типи травних систем багатоклітинних тварин та як вони функціонують? 7. Які органи дихання трапляються у тварин? 8. Які типи кровоносних систем трапляються у тварин? Які функції виконує кровоносна система? 9. Які функції органів дихання? 10. Яке значення для існування організму мають нервова система та органи чуття?

Поміркуйте

Чому заповнену рідиною порожнину тіла круглих і кільчастих червів інколи називають гідроскелетом?