Модель-аппликация "Эволюция важнейших систем органов позвоночных" (ламинированная)

Модели-аппликации по зоологии

   Модели-аппликации по биологии (раздел "Животные", VII-VIII классы) разработаны в соответствии с современной школьной программой и рекомендованными Министерством образования и науки, учебниками по биологии, органически входит в учебно-методический комплект по данному предмету. Они соответствуют современному образовательному стандарту.
   При создании этого пособия использованы новые научные сведения о строении, циклах развития, систематике и экологии животных. На рисунках даны изображения внешнего облика животных так, чтобы ученики могли хорошо разглядеть и узнавать их. 
Модели-аппликации обладают большими дидактическими возможностями. Их можно использовать при объяснении нового материала, проверке знаний учащихся, анализе и обобщении материала. 
   Каждая из схем является самостоятельным учебным пособием и содержит подробные методические рекомендации по использованию в учебном процессе. Некоторые модели можно использовать в комплексе с другими для улучшения восприятия их школьниками. Настоящая серия аппликаций состоит из рисунков, из которых на магнитной доске можно составить одиннадцать схем. Кроме того, при наличие всех карточек можно составить несколько дополнительных схем, о чем написано в методическом руководстве.Поэтому в кабинете биологии рекомендуется иметь весь набор моделей-аппликаций:

1. Строение и разнообразие простейших
2. Строение и размножение гидры
3. Циклы развития бычьего цепня и печеночного сосальщика
4. Развитие насекомых с полным и неполным превращением
5. Разнообразие беспозвоночных 1. Типы Плоские, Круглые, 
Кольчатые черви, Моллюски, Членистоногие
6. Развитие костистой рыбы и лягушки
7. Развитие птицы и млекопитающего
8. Разнообразие низших хордовых. Ланцетник, Рыбы, Земноводные
9. Разнообразие высших хордовых 1. Пресмыкающиеся и Птицы
10. Разнообразие высших хордовых 2. Млекопитающие
11. Эволюция важнейших систем органов позвоночных

Модель-аппликация
Эволюция важнейших систем органов позвоночных животных

В настоящей модели-аппликации мы представляем развитие основных систем органов позвоночных животных.

В состав модели входят следующие карточки:
1. Строение парных конечностей рыбы(А4)
2. Строение парных конечностей земноводного(А4)
3. Строение парных конечностей пресмыкающегося(А4)
4. Строение парных конечностей птицы(280х98)
5. Строение парных конечностей млекопитающего(280х98)
6. Строение кровеносной системы рыбы(А4)
7. Строение кровеносной системы взрослого земноводного(А4)
8. Строение кровеносной системы детеныша земноводного(А4)
9. Строение кровеносной системы пресмыкающегося(А4)
10. Строение кровеносной системы птицы(А4)
11. Строение кровеносной системы млекопитающего(А4)
12. Строение сердца рыбы(А4)
13. Строение сердца земноводного(А4)
14. Строение сердца пресмыкающегося(А4)
15. Строение сердца птицы(А4)
16. Строение сердца млекопитающего(А4)
17. Строение мозга рыбы(280х98)
18. Строение мозга земноводного(280х98)
19. Строение мозга пресмыкающегося(280х98)
20. Строение мозга птицы(280х146)
21. Строение мозга млекопитающего(280х146)
Модель-аппликации имеют одностороннее матовое ламинирование.

Эволюция кровеносной системы, сердца, мозга и 
конечностей позвоночных.

Настоящая модель-аппликация посвящена эволюционным изменениям систем органов у позвоночных животных: кровеносной системы и сердца, мозга и конечностей.

I. Эволюция кровеносной системы и сердца.

Предки позвоночных появились 500 млн. лет назад. Обители они на морских мелководьях и в дельтах рек. 
Как известно, кровеносная система у всех позвоночных - замкнутая. В отличие от низших хордовых (ланцетников) у них имеется сердце, мускулистый орган, сокращение которого обеспечивает непрерывное движение крови по сосудам. 
Наиболее просто устроенное сердце характерно для рыб, оно двухкамерное (рис….), состоящее из одного предсердия и одного желудочка. Венозная кровь из сердца поступает в аорту, из нее в жаберные артерии, которые в жабрах разделяются на капилляры. Здесь кровь обогащается кислородом и отдает углекислый газ. Обогащенная кислородом кровь поступает ко всем органам и тканям. Отдав кислород и обогатившись углекислым газом, кровь собирается в вены, по которым поступает в предсердие.
У земноводных - два круга кровообращения, а сердце становится трехкамерным (рис. …): два предсердия - левое и правое - и один желудочек. В левый желудочек поступает артериальная кровь, богатая кислородом, в правый - венозная, содержащая углекислый газ. В единственном желудочке кровь смешивается.
У личинок земноводных сердце двухкамерное, содержащее, как и у рыб, венозную кровь и четыре пары жаберных (артериальных) дуг. У взрослых амфибий из жаберных артерий формируются две легочные артерии малого (легочного) круга кровообращения (характерно для амфибий) и из двух пар жаберных дуг - сосуды большого круга кровообращения, которые за сердце сливаются вместе и образуют спинную аорту.
Изменения кровяных потоков, появление трехкамерного сердца, связанных с развитием легочного дыхания, демонстрируют возможный эволюционный путь развития кровеносной системы наземных позвоночных животных (амфибий).
У пресмыкающихся трехкамерное сердце (рис. …): два предсердия и один желудочек с наметившийся перегородкой (а у крокодилов она почти полная). От правой части желудочка венозная кровь поступает в общую легочную артерию, которая разделяется на левую и правую легочные артерии, несущие кровь к легким. От левой части желудочка артериальная кровь по правой дуге аорты направляется в сонные артерии, несущие кровь к голове. От середины желудочка отходит левая дуга аорты, которая сливается с правой дугой в спинную аорту, снабжающую смешанной кровью туловище и заднюю часть тела. В правой дуге аорты течет преимущественно артериальная кровь, а в левой дуге и спинной аорте - смешанная. 
У птиц и млекопитающих - сердце четырехкамерное (рис. …) и полностью разделены потоки артериальной и венозной крови по двум кругам кровообращения

Из рисунков этого пособия можно составить четыре схемы:
1. Развитие мозга у позвоночных
2. Развитие сердца у позвоночных
3. Развитие кровеносной системы у позвоночных
4. Развитие конечностей у позвоночных (Начиная с кистеперой рыбы).

По малому, или легочному, кругу от правого желудочка по легочным артериям идет венозная кровь к легким, а из легких по легочным венам артериальная кровь к левому предсердию.
Формирование кровеносных систем у птиц и млекопитающих, произошедших от разных групп древних рептилий, шло независимо. У птиц в большом круге кровообращения сохранилась только правая дуга аорты, а у млекопитающих - только левая. Прогрессивное развитие кровеносных систем у высших позвоночных способствовало интенсивному газообмену, быстрому переносу питательных веществ и удалению продуктов обмена. Это привело к возникновению такого интенсивного уровня обмена веществ у птиц и млекопитающих, что они стали теплокровными. Теплокровность обеспечивала лучшую приспособляемость птиц и млекопитающих к условиям обитания в разных средах и их широкому географическому распространению и высокой численности.

II. Эволюция головного мозга.

У позвоночных животных из передней части передней трубки образуется головной мозг, а из остальной ее части - спинной мозг. 
Формирование головного мозга в эмбриогенезе позвоночных начинается с образования трех первичных мозговых пузырей, которые в дальнейшем дифференцируясь, образуют пять отделов: передний, промежуточный, средний, мозжечок и продолговатый. 
Общие тенденции в прогрессивном эволюционном развитии головного мозга позвоночных в ряду от рыб до млекопитающих проявляются в следующем: увеличении общего объема мозга, особенно переднего, и дифференцировке высших мозговых центров, обеспечивающих согласованную работу органов, всего организма и сложного поведения. В переднем мозге, его полушариях, развивается кора, где сосредоточены высшие центры, регулирующие согласованное функционирование организма и обеспечивающее его сложное поведение. 
У рыб передний мозг развит меньше среднего. Основную массу переднего мозга составляют полосатые тела (серое вещество - тела нейронов). Самые крупные разделы головного мозга у рыб: средний мозг, мозжечок и продолговатый мозг. Хорошее развитие стволовых отделов головного мозга свидетельствует о главенствующей роли безусловных рефлексов в поведении рыб.
У земноводных передний мозг увеличивается и становится крупнее среднего по объему, а мозжечок развит слабее, чем у рыб, в связи с меньшей подвижностью амфибий. 
У пресмыкающихся произошли более серьезные изменения в строении головного мозга. Передний мозг у них стал значительно крупнее среднего, четко обособились оба полушария переднего мозга, на их поверхности появилась тонкая кора головного мозга, состоящая из серого вещества. У рептилий сильнее, чем у амфибий, развит мозжечок в связи с более подвижным образом жизни. В регуляции поведения пресмыкающихся по прежнему важнейшую роль играет серое вещество полосатых тел переднего мозга. 
У птиц головной мозг становится еще крупнее, особенно передний, но кора полушарий развита пока слабо (полосатые тела становятся крупнее, в них сосредоточены подкорковые центры, регулирующие согласованную работу органов и поведение животного), чем у пресмыкающегося, составляя основу переднего мозга. Спецификой строения головного мозга птиц становится сильное развитие мозжечка имеющего большой объем и складчатое строение, что связано со сложностью движения птиц и прежде всего с полетом.
Наивысшего прогресса в развитии достигает головной мозг у млекопитающих. У них наиболее крупный передний мозг за счет утолщения коры, а не полосатых тел. У высших млекопитающих - приматов - сильно развиты извилины коры полушарий переднего мозга. Здесь сосредоточены чувствительные, двигательные и ассоциативные центры, определяющие высшую нервную деятельность животных. Это группа млекопитающих отличается наиболее сложным поведением. У человека, относящегося к этому отряду (приматов), имеющего наиболее развитую кору полушарий переднего мозга, в которой находятся высшие центры речи и второй сигнальной системы.

III. Эволюция парных конечностей.

В настоящей схеме показано эволюция скелетов парных конечностей в ряду рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие. Наиболее примитивны парные конечности у лучеперых рыб. Они представляют из себя одночленный рычаг. Такие парные конечности служат для стабилизации тела рыбы и поворотов в воде. Никаких мышц на самих конечностей у лучеперых рыб нет. 
У древних кистеперых рыб (репидистий) на самих конечностях появились мышцы, поэтому их стали называть лопастеперыми. Из современных рыб к ним относятся двоякодышащие и единственная кистеперая рыба - латимерия. Древние лопастиперые репидистии опирались на парные плавники когда переползали из одного пересыхающего водоема в другой. У них развились легкие. Таковы предпосылки развития первых наземных позвоночных - амфибий. 
Амфибии обладают типичными пятипалыми парными конечностями, характерными для всех наземных позвоночных. В передней конечности скелет их состоит из следующих отделов: плечо (I кость), предплечье (II кости), запястье (IX-X костей), пясть (V вытянутых косточек), фаланги пальцев (три ряда небольших косточек). В задней конечности тоже пять отделов: бедро (I), голень (II), предплюсна (IX-X), плюсна (V), фаланги пальцев (три ряда). Все разнообразие конечностей наземных позвоночных развилось на основе этих типичных элементов в скелете парных конечностей.
У рептилий большее разнообразие конечностей чем у амфибий. Типичные пятипалые конечности характерны для ящериц, крокодилов и гаттерии. У водных черепах парные конечности превращены в ласты. У змей парных конечностей нет.
У птиц передние конечности превращены в крылья. Запястье срослось в одну кость - пряжку. Пальцы редуцированы: во II и IV сохранились по одной фаланге, в III - две. За счет прочных связок и сухожилий кости крыла могут двигаться только в самой его плоскости: птица может складывать и раскрывать крылья. Такое строение передних конечностей у птиц обеспечивает наилучшее движение всем крылом во время полета. 
У млекопитающих наибольшее разнообразие в строении конечностей. Типичная пятипалая конечность со всеми отделами характерна для зверей, медленно передвигающихся по земле. У быстро бегающих лошадей и парнокопытных в конечностях сохраняются фаланги III пальца у лошадей и III и IV пальцев у парнокопытных. У ластоногих, сирен, китообразных парные конечности превращены в ласты. Наибольшей подвижности достигают конечности у приматов. У них хорошо развиты кисти и стопы, особенно фаланги пальцев. У человека на основе пятипалой конечности развились руки художников, скульпторов, музыкантов. 
Такова вкратце эволюция конечностей у позвоночных животных от рыб до млекопитающих.

При наличии карточек, изображающих представителей различных классов типа хордовые можно составить схему эволюции хордовых животных.

Вопросы:
1. Какая группа позвоночных наиболее архаична по строению своих органов?
2. В чем заключается примитивность строения сердца у рыб, земноводных и пресмыкающихся? (Венозная и артериальная кровь смешиваются в желудочке сердца).
3. Какие преимущества дало позвоночным преобразование плавников в лапы и крылья? (Позволило освоить новые среды обитания: наземную, наземно-воздушную, почвенную).
4. Какие новые органы возникли у позвоночных после их выхода на сушу? Эти органы имеются даже у некоторых видов рыб. (Легкие, имеются у двоякодышащих рыб).