8. ORGÁNY A ORGÁNOVÉ SOUSTAVY ŽIVOČICHŮ

Organizace těla živočichů

• Živočichové složeni z buněk – b. je 1. úrovní označovanou jako živou.
• Další organizační úrovně:
• atomy, molekuly, makromolekuly, membrány – uspořádaná soustava molekul;
• organely – vnitrobuněčné soustavy zajišťující procesy v b. - obalené membránou;
• buňky – základní stavební a funkční jednotky organizmů projevující všechny základní znaky života;
• tkáně;
• orgány, orgánové soustavy;
• živočich (populace, společenstvo, ekosystém).

Orgány a orgánové soustavy

• Orgány - útvary tvořené 1 nebo více druhy tkání spojených společnou funkcí.
• Orgány, které mají stejný evoluční a ontogenetický původ – homologické orgány.
• Orgány se stejnou funkcí, ale různého původu – analogické orgány.
• Soubor orgánů tvořící v těle jeden funkční celek je orgánová soustava:
• soustava tělního pokryvu
• s. oporná a pohybová,
• s. nervová (orientační a řídící),
• s. trávicí a vylučovací,
• s. oběhová,
• s. dýchací,
• s. rozmnožovací.

Soustava tělního pokryvu

• Pokožka (epidermis) a její deriváty:
• Pokožka bezobratlých – jednovrstevný epitel.
• Může vylučovat vnější schránku – ochranou a opěrnou fci pro živočichy bez vnější kostry (rohovitá, chitinová nebo vápnitá).
• Sem patří např. ulita nebo lastury (resp. chlopně) u měkkýšů nebo ramenonožců a kutikula členovců:
• 3 vrstvy: v. konchiolinová (periostracum-konchin), v. prizmatická (ostracum-kolmé krystaly kalcitu nebo aragonitu), v. perleťová (hypostracum – souběžné k. aragonitu spojené konchinem à perla).
• Chitinózní kutikulu – nebuněčná vrstva, která tvoří krunýř (carapax). Články jsou kryty sklerity (dorzální-tergit, venrtální-sternit spojené elastickou blankou-pleura à hlavohruď, zadeček, křídla-žilnatina).
• Pokožka často obsahuje žlázy (mucinové – měkkýši, voskové žlázy – hmyz...).

Kůže (derma) obratlovců

• Vícevrstevná pokožka, škára, podkožní vazivo:
• Pokožka (epidermis, z ektodermu) – embryonální = 1 vrstva, pak cylindrická vrstva bb. produkuje další v. bb., které postupně odumírají (stratum corneum – bb. bez jádra) Méně v. u vodních obratlovců. Pod vrchní v. bb. je stratum granulosum – keratin.
• Škára (dermis, z embryonálního mezenchymu) – v místě spojení s pokožkou vytváří výběžky, z kolagenního vaziva, prostoupená cévami a kožními receptory.
• Podkožní vazivo – bohatá vaskularizace, četná nervová zakončení. Podkožní tuk.
• V kůži obratlovců mohou být různé žlázy – četné u ryb a obojživelníků - rozptýleny v kůži (slizové, jedové…). U plazů a ptáků značně zredukované, koncentrace.
• Savci – mazové, potní ž. – termoregulace, mléčné – sekret k výživě mláďat a pachové – čichová signalizace.

Produkty kůže

• Plakoidní šupiny paryb - z pokožky a ze škáry.
• Šupiny ryb – kostěné produkty škáry.
• Rohovité šupiny plazů – rohovatěním pokožky; krunýř želv z kostěných štítků – ze škáry na vrchu krytých epidermálními rohovitými štítky.
• Peří ptáků – hotové pero neživý čistě pokožkový útvar, neroste a nemění tvar.
• Vznik pera – vytvoření epidermální papily – vlastní základ pera a uvnitř škárová papila vyživující rostoucí pero, později zakrňuje (pelichání – obnoví se funkce škárové papily).
• Srst savců – rohovité chlupy epidermálního původu. Rohovitými deriváty kůže jsou i drápy, nehty, kopyta, rohovitá vrstva rohů u turovitých (i u nosorožců) a částečně zuby.
• Zbarvení tělního pokryvu – barviva v pigmentových buňkách – melanin (různé odstíny šedi a hnědi). Chromatofory (barvoměna), lom světla na povrchových strukturách, jinými organizmy (srst lenochodů - řasy), krystalky guaninu = iridocyty – stříbřitý lesk…

Soustava oporná

• Bezobratlí - ektodermální původ (mimo ostnokožců –polygonální vápnité destičky – mřížovina + síťovina – organické látky). Opornou funkci obvykle plní tělní pokryv – vnější kostra – většinou kutikula k ní se ze vnitř upínají svaly.
• Pravá tělní dutina – coelom – i fci výztuhy těla (žaludovci a ost. hemichordata – navíc stomochord, org. podobný chordě).
• Chorda dorsalis (z dorzální stěny trávící trubice =chordamezoderm – strunatci – dočasně pláštěnci) – elastická, tyčinkovitá (bb. s vakuolami a jádry vytváří syncytium – uvnitř vakuol turgor à zánik syncytia a tvorba pochev (vláknitá pochva – tunica fibrosa = kolagen. vlákna + elastická p. – t. elastica) – pevnost, pružnost. Prochází celým tělem – bezlebeční, ocasní částí – larvy pláštěnců, hlavová část – po výstup zrakového nervu – obratlovci.

Kostra obratlovců

• Obratlovci kostra vnitřní – mezodermální p. (obratlové centrum – přeměna chordy v páteř s obratli) a je tvořena chrupavkou a kostní tkání, vše spojeno pomocí vazů a kloubů. Na kostru se upínají kosterní svaly, spolu s kostrou vytváří pohybový aparát.
• Kostra je chrupavčitá u nejnižších skupin obratlovců (kruhoústí – mihule, paryby a některé ryby) a u larválních stádií a embryí.
• U ostatních je tvořena převážně kostní hmotou. Kostra obratlovců = kostra trupu, kostru hlavy - lebka a kostra končetin.

Kostra hlavy – lebka

• Vzniká osifikací ve škáře – dermální kosti (exocranium) + pletenec lopatkový.
• Exocranium dělíme na: série horní čelisti, cirkumorbitální, preoperkulární, operkulární, pletence lopatkového, střechy lebeční, extrascapulární a s. ústního patra.
• Enchondrálně osifikuje endocranium = neurocranium + viscerocranium (z bb. neurální lišty).

Kostra trupu

• Obratlové centrum – okolo chordy à prstenec i okolo neurální trubice a dorzální aorty – postupná osifikace à obratle páteře vznikají enchondrální osifikací ze samostatných částí mezodermálního mezenchymu a dohromady vytváří páteř (columna vertebralis).
• Obratlové oblouky – párové útvary přirůstající k centru obratle dorzálně (chrání d. aortu) a ventrálně à ventrální žebra.
• Pleurální ž. à osifikace v myoseptu.
• Břišní ž. à osifikací ve škáře (mezoderm. p.) – ještěři (z destiček podkládajících rohovité epidermální šupiny).

Kostra končetin

• Vzniká z mezodermálního mezenchymu enchondrální osifikací.
• Nejprve jako primitivní nepárové ploutve, pak jako scapulocoracoid + prsní ploutev (lalokoploutvé r.-humerus) až pletenec lopatkový (suchozemští tetrapodi – lopatka-scapula, krkavčí kost (coracoid), hrudní kost a žebra).
• Pletenec pánevní – ryby-trojúhelníkovitá párová či jediná kost ve svalovině à 3 kosti spojené švy (nejstarší suchozemští obratl.) + dorzální kyčelní kost (ilium) + sakrální obratle páteře. Ventrálně je orientována kost stydká (pubis) a do zadu kost sedací (ischium).
• Párové ploutve lakoploutvých a přední končetiny such. tetrapodů– k. pažní (humerus)+ loketní (ulna)+vřetenní (radius)+k. zápěstí a záprstí+prsty a zadní k. – femur, holenní (tibia), lýtková (fibula)+ k. zanártní+nárt+prsty.

Soustava pohybová

• Bezobratlí: bíčíky a brvy (ploštěnky, vířníci, mnohé larvy bezobratlých) a svaly, které mají mezodermální p.
• Soustava svalová (synergisti x antagonisti; retraktory x extraktory – zatahovače x vysunovače; sfinktery x dilatátory – svěrače x natahovače). Aktivní pohyb à svalový vak – periodické kontrakce (peristaltický pohyb).
• Speciální pohybové org. – pohyblivá schránka, končetiny, křídla atd. à soustava svalů se speciálními fcemi – adduktory (přitahovače) x abduktory; flexory x extensory končetin (ohyb a natažení); levátory x depresory (zdvih a sklon).
• Svaly se upínají na vnější nebo vnitřní kostru – ligament (obratlovci – šlacha).

Svalová soustava strunatců

• Kopinatci: z prvostřeva se odštěpuje chordální mezoderm – dutiny à célomové váčky (somity – mezi střevem a stěnou těla – hypoderm=myotom) à svaly.
• Obratlovci: hypoderm není segmentován – laterální ploténka; dorzální část je segmentována – hlavové somity.
• U kruhoústých, paryb a ryb je segmentální – úsekovité uspořádání svaloviny. Segmenty – myomery ve tvaru V oddělené myosepty.
• Při přechodu obratlovců z vody na souš došlo k rozlišení na somatické a viscerální svalstvo a k posílení párových končetin – rozpad na samostatné svaly upínající se na osní kostru a pásma končetin.

Somatické svalstvo

• Svalstvo trupu a ocasu (axiální).
• Čelistnatci mají 2x lomené myomery (W) à střídavé kontrakce pravé a levé části těla. M. jsou navíc členěny horizontální vazivovou přepážkou (vznik žebra) – pod ž. (hypaxiální s.) x nad ž. (epaxiální s.).
• Ryby – epaxiální s.=hřbetní sval x suchozemští =značná část s. končetin.
• Hypaxiální s.= meziobratlové a od plazů i mezižeberní s.; vnější šikmý a vnitřní šikmý s.
• Mezi lopatkovým a pánevním leží přímý s. břišní.
• Svalstvo končetin (apendikulární) – porušení pravidelnosti svalů – na ventrální straně p. lopatkového se upíná mohutný prsní sval (m. pectoralis).
• Krční a hlavová č. – hypaxiální s. – jazyk a s. pletence lopatkového a spodní čelisti; epaxiální s. – okohybné s.
• Bránice je původem krčním s. – usnadňuje dýchání.

Viscerální svalstvo

• Hladké svalstvo à z embryonálního mezenchymu mezodermálního původu – modifikací pojivové tkáně.
• Součást trávícího traktu, stěn močového měchýře a stěn dýchacích trubic.
• Stěny org. à diferenciací stěn coelomové dutiny – stěny cév a pohlavních vývodů.
• Pojivové tkáně kůže a podkoží – netvoří dobře odlišitelné celky.
• Srdeční svalstvo má také stejný původ jako ost. svaly.

Soustava nervová – řídící

• Původem je z embryonálního ektodermu.
• Skládá se z receptorů (smyslové org.):
• interoreceptory
• exteroreceptory à informace neurony à efektory (reflex).
• U bezobratlých několik typů NS:
• rozptýlená (žahavci –ektoderm. a entoderm. p., výběžky nejsou diferencovány a synapse vedou vzruchy oběma směry, okrsek NS je autonomní).
• provazcová (ploštěnci – přechodná NS)
• žebříčková (kroužkovci – nervová centra=CNS x PNS; autonom.=vegetativ. v.-hladké svaly x motorická v. )
• gangliová (měkkýši – mozkové g.-nerv. pruhy + komisury)
• radiální (ostnokožci - ektoderm. a entoderm. p.,).

Nervová s. strunatců

• Neurulace – proces – na dorzální části těla se zanořuje neurální ploténka à n. trubice = mícha.
• Trubicovitá nervová soustava.
• Centrální (CNS = mozek a mícha) a periferní nervová soustava.
• Mozek obratlovců = kumulace neurální hmoty ve směru pohybu.
• Mícha a míšní nervy.

Mozek obratlovců

• 5 částí: koncový m. (telencephalon), mezimozek (diencephalon), střední m. (mesencephalon), zadní m. (metencephalon) a prodloužená mícha (myencephalon = medulla oblongata).
• Diencephalon obsahuje šedou hmotu v podobě jader (thalamus – epithalamus, hypothalamus-čichová centra a hypofýza).
• Na něm jsou úmístěny 2 hemisféry telencephalon – šedá hmota (substantia grisea) se přesunuje k povrchu (od obojživelníků)= kůra m. (cortex, pallium).
• Paleopallium – obojživelníci, archipallium – ptáci a neopallium – savci.
• Metencephalon – nese výduť = mozeček (cerebellum – rovnováha, koordinace, regulace svalové aktivity).
• Prodloužená mícha – vybíhají hlavové n.

Mícha a míšní nervy

• Mícha = hřbetní m. – neurální kanálek obratlů – uprostřed míšní kanál obklopen šedou hmotou (neurony) a bílou hm. (výběžky=nervová vl.).
• Míšní nervy – 1 metamera=1pár, somatická vl. – svalstvo a povrch těla, viscerální vl. – vnitřní org.
• Vegetativní systém = autonomní s. nezávislý na vůli. Vznikl u ostnokožců kolem trávící trubice a savců se rozčlenil na vlákna sympatická (zrychlení činnosti srdce, cévního oběhu, zpomalení trávení) a parasympatická (zpomalení srdce a c. oběhu, zrychlení trávení). Sympatická vl. à noradrenalin, adrenalin (příprava org. na boj); parasympatická vl. à acetylcholin (org. v klidu).

Soustava smyslová – orientační

• Ektodermální p. a v těsném spojení s nervovou soustavou.
• Reakce na změny v prostředí – vznik podráždění a toto podráždění předávají nervové soustavě.
• Smyslové buňky – receptory = složka smyslových orgánů. Jde o modifikované neurony nebo buňky napojené na dendrity neuronu.
• Interoreceptory.
• Exteroreceptory u povrchu těla, informují o vnějším prostředí
• mechanoreceptory – primitivní - registrace mechanických podnětů (hmat, bolest, tlak – tykadla, postranní čára, statocysty-georeceptory)
• Sluchové, oční a čichové orgány à destičkovitá zesílení povrchového ep. (smyslový epitel s brvami).
• termoreceptory – chladová a tepelná čidla
• chemoreceptory – senzily à čichové orgány (Jacobsonův org.), chuťové orgány (pohárky)
• fotoreceptory – zachycují světelné vlnění – přítomnost pigmentu – absorpce světla – podráždění smyslových bb. (stigma à ocelli až komorové oči).

Soustava trávicí

• Zpracování potravy a vstřebání živin.
• Bezobratlí – nejjednodušší typ = slepé váčkovité láčky láčkovců a žahavců slouží i k rozvodu živin = gastrovaskulární soustava.
• Ostatní – trávicí trubice – u některých sem ústí trávicí žlázy.
• Obratlovci – trávicí soustava v podobě trávicí trubice. Vyústění trávicí trubice většinou společně s vývody vylučovací a rozmnožovací soustavy do kloaky.
• Žlázy obratlovců spojené s trávicí trubicí – slinivka břišní a játra - tuky.

Soustava vylučovací

• Odstranění odpadních produktů metabolizmu z těla.
• Bezobratlí - prvoci, houby, láčkovci, ostnokožci = nejsou specializované exkreční orgány.
• Nefridiální orgány (protonefridie – ploštěnci a hlísti,metanefridie – kroužkovci, antenální žlázy - korýši).
• Malpigické žlázy - hmyz.
• Obratlovci - ledviny. Vývoj přes různé typy ledvin až k pravým ledvinám vyšších obratlovců.
• Pravé ledviny - párové orgány. Ústí do kloaky, jen u savců samostatný vývod. Na povrchu kůra, uvnitř dřeň.
• Vlastní exkreční jednotka je nefron. Složky nefronu: Bowmanův váček v kůře - do něj ponořen glomerulus- klubíčko vlásečnic, proximální tubulus , Henleova klička, distální tubulus à sběrný kanálek.

Oběhová soustava

• Soustava oběhu tělních tekutin (krve, hemolymfy, lymfy, tkáňového moku).
• Cévy (slouží k rozvodu tělních tekutin) a srdce (pohyb tělních tekutin).
• U bezobratlých 2 typy oběhových soustav:
• Uzavřená – soustava trubic - kroužkovci.
• Otevřené soustavy – neuzavřený systém cév.
• Obratlovci - uzavřená soustava
  Oběhový systém se mění v souvislosti se změnou žaberního dýchání na plicní - přechod obratlovců z vodního prostředí na souš.
• Vytváří se malý – plicní oběh a velký – tělní oběh.
• Oběh krve mimo srdce v cévách: tepny – arterie, vlásečnice – kapiláry, žíly – veny.

Dýchací soustava

• Příjem O2, uvolnění CO2.
• Zajišťuje výměnu plynů mezi organizmem a prostředím.
• Bezobratlí: povrch těla, vzdušnice = tracheje – kanálky, žábry – ve vodě, prokrvené zřasené vychlípeniny pokožky.
• Napojení na oběhovou soustavu.
• Obratlovci: kůže, žábry a plíce – tělní tekutina se v dýchacích orgánech sytí O2 a pak ke tkáním.

Soustava rozmnožovací

• Tvořena orgány produkujícími pohlavní bb. a sloužícími k rozmnožování = generativní orgány x ostatní orgány = vegetativní.