Каково значение 4-камерного сердца у птиц в эволюции?
Появление четырехкамерного сердца у птиц и млекопитающих было важнейшим эволюционным событием, благодаря которому эти животные смогли стать теплокровными. Детальное изучение развития сердца у эмбрионов ящерицы и черепахи и сравнение его с имеющимися данными по амфибиям, птицам и млекопитающим показало, что ключевую роль в превращении трехкамерного сердца в четырехкамерное сыграли изменения в работе регуляторного гена Tbx5, который функционирует в изначально едином зачатке желудочка. Если Tbx5 эспрессируется (работает) равномерно по всему зачатку, сердце получается трехкамерным, если только с левой стороны — четырехкамерным.
Выход позвоночных на сушу был связан с развитием легочного дыхания, что потребовало радикальной перестройки кровеносной системы. У дышащих жабрами рыб один круг кровообращения, а сердце, соответственно, двухкамерное (состоит из одного предсердия и одного желудочка) . У наземных позвоночных — трех- или четырехкамерное сердце и два круга кровообращения. Один из них (малый) прогоняет кровь через легкие, где она насыщается кислородом; затем кровь возвращается к сердцу и попадает в левое предсердие. Большой круг направляет обогащенную кислородом (артериальную) кровь ко всем прочим органам, где она отдает кислород и по венам возвращается к сердцу, попадая в правое предсердие. У животных с трехкамерным сердцем кровь из обоих предсердий попадает в единый желудочек, откуда она затем направляется и к легким, и ко всем прочим органам. При этом артериальная кровь в той или иной степени смешивается с венозной. У животных с четырехкамерным сердцем в ходе эмбрионального развития изначально единый желудочек подразделяется перегородкой на левую и правую половины. В результате два круга кровообращения оказываются полностью разделены: венозная кровь попадает только в правый желудочек и идет оттуда к легким, артериальная — только в левый желудочек и идет оттуда ко всем прочим органам.
Формирование четырехкамерного сердца и полное разделение кругов кровообращения было необходимой предпосылкой развития теплокровности у млекопитающих и птиц. Ткани теплокровных животных потребляют очень много кислорода, поэтому им необходима «чистая» артериальная кровь, максимально насыщенная кислородом, а не смешанная артериально-венозная, которой довольствуются холоднокровные позвоночные с трехкамерным сердцем .
Однако сравнительный анализ ДНК, проведенный рядом исследователей, раз за разом упрямо указывал на близость черепах к архозаврам (группе, включающей крокодилов, динозавров и птиц) и на более базальное положение чешуйчатых (ящериц и змей) . Строение сердца подтверждает эту новую эволюционную схему (см. рисунок) .
Известно, что белок, кодируемый геном Tbx5, является регуляторным — он регулирует активность многих других генов. На основе полученных данных естественно было предположить, что развитие желудочков и закладка межжелудочковой перегородки идут под управлением гена Tbx5. Ранее уже было показано, что уменьшение активности Tbx5 у мышиных эмбрионов ведет к дефектам в развитии желудочков. Этого, однако, было недостаточно, чтобы считать доказанной «руководящую» роль Tbx5 в формировании четырехкамерного сердца.
Источник
Четырехкамерное сердце птиц млекопитающих
Задание ЕГЭ по биологии
Линия заданий — 27
Наслаждайтесь интересным учебником и решайте десятки тестов на Studarium,
мы всегда рады вам! =)
4577. Птицы и млекопитающие достигли в эволюции большого успеха в освоении наземно-воздушной среды по сравнению с другими позвоночными. Объясните, какие общие черты их организации этому способствовали. Приведите не менее трёх признаков.
1) У птиц и млекопитающих возникает четырехкамерное сердце, полное разделение кругов кровообращения, в связи с чем развивается гомойотермность (теплокровность), что делает их независимыми от температуры внешней среды, позволяет осваивать новые, ранее недоступные, среды обитания
2) Возникновение губчатых легких у птиц и альвеолярных у млекопитающих привело к увеличению площади дыхательной поверхности, повышению эффективности метаболизма (обмена веществ)
3) Прогрессивное развитие нервной системы (переднего мозга), рассудочная деятельность связанная с множеством условных рефлексов обеспечили сложное поведение, приспособленность к различным условиям среды, заботу о потомстве
4) Внутреннее оплодотворение и хорошо развитая забота о потомстве значительно повысили шансы потомства на выживание, а, соответственно, и на сохранение вида
5) Возникновение парных тазовых почек (метанефрос, вторичных почек), которые обеспечивают более высокую реабсорбцию, предотвращая потерю воды с мочой
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 4577.
P.S. Мы нашли статью, которая относится к данной теме, изучите ее — Класс птицы 😉
P.S.S. Для вас готово следующее случайное задание. Мы сами не знаем, но вас ждет что-то интересное!
Источник
Биологический вопрос. Какое значение имело появление у птиц и млекопитающих 4-х камерного сердца в процессе эволюции.
Появление четырехкамерного сердца у птиц и млекопитающих было важнейшим эволюционным событием, благодаря которому эти животные смогли стать теплокровными. Детальное изучение развития сердца у эмбрионов ящерицы и черепахи и сравнение его с имеющимися данными по амфибиям, птицам и млекопитающим показало, что ключевую роль в превращении трехкамерного сердца в четырехкамерное сыграли изменения в работе регуляторного гена Tbx5, который функционирует в изначально едином зачатке желудочка. Если Tbx5 эспрессируется (работает) равномерно по всему зачатку, сердце получается трехкамерным, если только с левой стороны — четырехкамерным.
Выход позвоночных на сушу был связан с развитием легочного дыхания, что потребовало радикальной перестройки кровеносной системы. У дышащих жабрами рыб один круг кровообращения, а сердце, соответственно, двухкамерное (состоит из одного предсердия и одного желудочка) . У наземных позвоночных — трех- или четырехкамерное сердце и два круга кровообращения. Один из них (малый) прогоняет кровь через легкие, где она насыщается кислородом; затем кровь возвращается к сердцу и попадает в левое предсердие. Большой круг направляет обогащенную кислородом (артериальную) кровь ко всем прочим органам, где она отдает кислород и по венам возвращается к сердцу, попадая в правое предсердие.
У животных с трехкамерным сердцем кровь из обоих предсердий попадает в единый желудочек, откуда она затем направляется и к легким, и ко всем прочим органам. При этом артериальная кровь в той или иной степени смешивается с венозной. У животных с четырехкамерным сердцем в ходе эмбрионального развития изначально единый желудочек подразделяется перегородкой на левую и правую половины. В результате два круга кровообращения оказываются полностью разделены: венозная кровь попадает только в правый желудочек и идет оттуда к легким, артериальная — только в левый желудочек и идет оттуда ко всем прочим органам.
Формирование четырехкамерного сердца и полное разделение кругов кровообращения было необходимой предпосылкой развития теплокровности у млекопитающих и птиц. Ткани теплокровных животных потребляют очень много кислорода, поэтому им необходима «чистая» артериальная кровь, максимально насыщенная кислородом, а не смешанная артериально-венозная, которой довольствуются холоднокровные позвоночные с трехкамерным сердцем .
Трехкамерное сердце характерно для амфибий и большинства рептилий, хотя у последних намечается частичное разделение желудочка на две части (развивается неполная внутрижелудочковая перегородка) . Настоящее четырехкамерное сердце развилось независимо в трех эволюционных линиях: у крокодилов, птиц и млекопитающих. Это считается одним из ярких примеров конвергентной (или параллельной) эволюции .
4-х цилиндровый двигатель мощней 2-х цилиндрового с таким же обьёмом цилиндров. Реально стало больше церкуляции крови особено в пике нагрузки. Появился отдельный контур для мозга. Мне нравится ещё и переходной вариант — сердце крокодила. Оно почти 4-х камерное. Животные смогли быстрее снабжать организм кровью. А там метахондрии наши соратники в выживание доставляют энергию. Так мы стали теплокровными и даже инет смогли освоить. С 6-и камерным наверное и учебник по биологии сможем осилить.
Для чего используются раздельные камеры в сердце млекопитающих? Посмотрите на схему кровеносной системы человека, например здесь
Видите, что одна половинка сердца синенькая, а другая красненькая. Это значит, что через одну половину сердца проходит венозная кровь, насыщеная углекислым газом, а через вторую — насыщеная кислородом. Если бы сердце было трехкамерным, то очевидно эти два потока смешивались и к нашим органам и тканям поступала бы менее обогащенная кислородом кровь. Ну, а какие преимущества это дает организму, думаю вы сможете догадаться сами.
за счет полных перегородок между желудочками кровь венознаЯ и артериальная не смешивается, следовательно, в большорй круг кровообращения поступает артериальная кровь и орагны лучше снабжаются кислородом
— большее количество кислорода в тканях способствовало более эффективному и быстрому обмену веществ
— быстрый обмен веществ дал возможность поддерживать постоянную темпераутру тела и быть менее зависммыми от температуры окружающей среды
-независимость от температуры дало возможность заселить новые ареалы
Источник
ароморфозы,способствующие появлению птиц,млекопитающих
Ароморфозы у птиц:
Увеличение больших полушарий мозга, коры мозга, мозжечка.
Прогрессивное развитие органов зрения и слуха.
Лёгкие трубчатые кости в скелете.
Губчатые легкие. Развитие дыхательных мешков. Механизм двойного дыхания (газообмен при вдохе и выдохе) .
Четырёхкамерное сердце (полная перегородка в желудочке) . Разделение венозного и артериального кровотоков.
Увеличение интенсивности обмена веществ. Теплокровность – повышает уровень жизнедеятельности, уменьшает зависимость от среды (в первую очередь – от температуры) .
Перьевой покров – важная предпосылка теплокровности, хорошо сохраняет тепло; позволяет летать
Превращение передних конечностей в крылья.
Ароморфозы у млекопитающих:
Развитие коры головного мозга (новой коры – неопаллиума) обеспечило широкую адаптацию к условиям окружающей среды. Сложные и совершенные поведенческие реакции.
Возникновение и развитие органов вынашивания и вскармливания плода – матки и млечных желёз. Развитие эмбриона в организме матери, живорождение.
Волосяной покров, подкожная жировая клетчатка и кожное кровоснабжение обеспечивают сохранение тепла, терморегуляцию и поддержание постоянной температуры тела.
Возникновение 4-камерного сердца, разделение потоков крови на венозный и артериальный. Появление альвеолярных легких.
Высокая интенсивность обмена веществ, гомойотермность (теплокровность) .
Возникновение мышечной диафрагмы обеспечило более интенсивное дыхание и газообмен.
Источник