§ 37. ТРАНСПОРТ РЕЧОВИН У ТВАРИН
Пригадайте! Що таке живлення, травлення й дихання?
Вільям Гарвей (1578-1657) – англійський лікар і природознавець, засновник сучасної фізіології тварин. У 1628 році у Франкфурті була опублікована наукова праця Гарвея «Анатомічне дослідження про рухи серця та крові у тварин», у якій він вперше сформулював теорію кровообігу й експериментально її довів.
Яке значення транспорту речовин в організмі тварин?
Живлення, травлення й дихання забезпечують надходження в організм поживних речовин і кисню, що необхідні для життєдіяльності й мають бути доставлені до клітин. Як відбувається ця доставка? В організмі таких тварин, як губки, кишковопорожнинні, плоскі черви, цю доставку здійснює дифузія, у круглих червів – рідина первинної порожнини тіла, а в кільчастих червів, молюсків, членистоногих, хордових – кровоносна система. Загальною функцією транспорту речовин є швидке перенесення важливих або шкідливих сполук із однієї частини тіла в іншу. Для того, щоб транспорт речовин здійснювався швидко й ефективно, до складу транспортної системи входять: а) рідина, у якій речовини розчиняються (гідролімфа в медуз, гемолімфа в членистоногих, кров у молюсків, хребетних); б) скоротливий орган, який забезпечує рух рідини по всьому тілу (серце або видозмінені кровоносні судини); в) кровоносні судини (артерії, вени, капіляри). Транспортречовин відіграє важливу роль у життєдіяльності всього організму, тому що забезпечує обмін речовин та енергії в клітинах, регуляцію функцій за допомогою гормонів, терморегуляцію, захист організму, підтримку постійності внутрішнього середовища та ін.
Отже, ТРАНСПОРТ РЕЧОВИН – це сукупність процесів, що здійснюють в організмі перенесення різних сполук для забезпечення його життєдіяльності.
Яка загальна будова кровоносної системи та її типи у тварин?
КРОВОНОСНА СИСТЕМА – це сукупність утворів, що забезпечують транспорт речовин в організмі тварин. У губок, кишковопорожнинних, плоских червів, круглих червів кровоносної системи немає. Надходження поживних речовин і кисню до клітин відбувається шляхом дифузії. Уперше кровоносна система з’являється в кільчастих червів. Вона в них замкнена, але серця немає, рух крові відбувається завдяки пульсації спинної та кільцевих судин. У всіх інших тварин центральним органом кровообігу є серце, яке разом із судинами утворює кровоносну систему. Судини, по яких кров рухається від серця, називаються артеріями. Вони переходять у капіляри – дрібні судини, у яких через стінки здійснюється обмін речовин із міжклітинною рідиною. Судини, по яких кров рухається до серця, називаються венами. Тварини можуть мати незамкнену або замкнену кровоносну систему.
Незамкнена кровоносна система – це система, судини якої перериваються щілиноподібними просторами порожнини.
Іл. 145. Незамкнена кровоносна система річкового рака
Таку систему мають черевоногі й двостулкові молюски, членистоногі.
Замкнена кровоносна система – це система, у якій кров циркулює по неперервній сітці судин.
Іл. 146. Замкнена кровоносна система хребетних із серцем (1), з великим (2) і малим (3) колами кровообігу
Така система характерна для кільчастих червів, головоногих молюсків та хребетних. У водних хребетних тварин (риб) вона має двокамерне серце й одне коло кровообігу. У тварин, які перейшли до наземного способу життя, серце три- або чотирикамерне й два кола кровообігу: мале (або легеневе) і велике.
Мале коло кровообігу – це рух венозної крові зі шлуночка через легені, де вона перетворюється в артеріальну, до лівого передсердя.
Велике коло кровообігу – це рух артеріальної крові зі шлуночка через тканини й органи, де вона перетворюється у венозну, до правого передсердя.
Повністю розділені кола кровообігу є лише у птахів і ссавців, завдяки наявності в них чотирикамерного серця.
Отже, кровоносна система у тварин побудована із серця й кровоносних судин і буває двох типів – незамкнена й замкнена.
Які функції крові в організмі тварин?
КРОВ – рідка сполучна тканина, що рухається кровоносною системою та здійснює транспорт речовин.
Кров містить різні неорганічні та органічні сполуки, серед яких переважають вода, солі, білки, вуглеводи. Крім того, кров містить складні молекули, пігменти, які спеціально пристосовані для перенесення газів. Доставка О2 і СО2 до тканин та від них здійснюється за рахунок дихальних пігментів, які знаходяться в розчиненому стані (безхребетні) або зосереджені в кров’яних клітинах (хребетні). Найбільш розповсюдженими дихальними пігментами є червоний гемоглобін (містить залізо) та синій гемоціанін (містить мідь).
Кров у процесі еволюції формувалася як рідина в середині тіла для здійснення транспорту речовин. Тому всі її функції пов’язані саме з переміщенням по системі судин певних йонів, речовин та клітин. Отже, основними функціями крові є:
1) дихальна (перенесення кисню й вуглекислого газу);
2) поживна (перенесення поживних речовин);
3) видільна (транспорт від клітин до органів виділення продуктів обміну, надлишку речовин);
4) регуляторна (перенесення гормонів від залоз до клітин, чим забезпечується гуморальна регуляція);
5) терморегуляторна (перенесення тепла від м’язів, печінки по всьому організму для підтримання постійної температури тіла);
6) гомеостатична (за допомогою переміщення йонів чи сполук здійснюється підтримування сталості внутрішнього середовища);
7) захисна (перенесення антитіл, лейкоцитів для захисту організму від чужорідних речовин і клітин);
8) опорна (рідка кров характеризується нестискуваністю й бере участь у створенні гідравлічного скелета в дощового черв’яка, виноградного слимака, голкошкірих).
Іл. 147. Еритроцити крові жаби під мікроскопом
Функції крові здійснюються її клітинами (еритроцити, лейкоцити і тромбоцити) або міжклітинною речовиною, яка називається плазмою. Основну масу клітин крові становлять червоні кров’яні тільця – еритроцити.
Отже, кров виконує різноманітні функції, що є важливими для життєдіяльності організму.
ПОРІВНЯННЯ БУДОВИ КРОВОНОСНОЇ СИСТЕМИ ХРЕБЕТНИХ ТВАРИН
Мета: порівняти будову кровоносної системи у різних груп хребетних тварин; закріпити знання про кровоносну систему.
1. Зіставте групи хребетних тварин з особливостями їхньої кровоносної системи.
Нові шляхи отримання доступного фосфору – теорія, що підтвердилась на практиці
На сучасному етапі інтенсивного розвитку сільськогосподарського виробництва однією з найважливіших передумов отримання високого врожаю будь-якої культури із відповідною якістю продукції є збалансоване живлення рослин елементами мінерального живлення.
Проте, загальновідомо, що їх «доступність», тобто та кількість, яка може поглинатися кореневою системою рослин та використовуватися для росту і розвитку, дуже низька, особливо фосфору. Фосфор є одним із найважливіших елементів мінерального живлення рослин та відіграє ключову роль в метаболізмі рослин. Він є складовою частиною нуклеїнових кислот, клітинних мембран, ліпідів, ферментів, продуктів фотосинтезу, тому достатнє забезпечення цим елементом є надзвичайно важливим протягом усього періоду вегетації рослин.
Доступність фосфорних добрив залежить від поглинальної здатності ґрунту та їх біогеохімічного перетворення. Зазвичай після внесення добрива 25 % фосфору переходить в ґрунтовий розчин, фіксуючись в місці внесення або відразу поглинаючись кореневою системою рослини. Невикористана частина фосфорних добрив (75 %) зазнає іммобілізації в фосфорному депо ґрунту, перетворюючись на важкозасвоювані форми внаслідок хімічного поглинання твердою фазою ґрунту, біологічної фіксації мікроорганізмами, накопичення фосфору в гумусі. З фосфорного депо цей елемент може поступово переходити в ґрунтовий розчин в результаті його колообігу, але процеси його трансформації тривають від 4 до 10 років. Ця особливість пояснює пролонгований ефект фосфорних добрив, коли їх подвійні чи потрійні дози вносяться 1 раз на 2-3 роки з метою економії на процесі обробітку ґрунту.
Яким же чином рослина поглинає ті 25 % доступного фосфору з добрив? Коренева система рослини виділяє в ґрунтовий розчин певну кількість вугільної та органічні кислоти. В результаті між ґрунтовим розчином і твердою фазою встановлюється динамічна рівновага. Засвоюючи фосфат-іони, корені рослини її порушують і сприяють переходу нових порцій фосфат-іонів з депо в розчин. Однак корені рослини поглинають лише ті фосфат-іони, які знаходяться на відстані від них не більш ніж на 2 мм. Тому навіть у періоди максимального розвитку кореневої системи рослини використовують фосфор лише з незначного об’єму орного шару ґрунту.
В лабораторії ІНСТИТУТУ АГРОБІОЛОГІЇ були виділені штами мікроорганізмів з високими показниками фосфатазної активності, які стали основою створення препарату, покликаного покращувати фосфорне живлення рослин – БІОНОРМА ФОСФОР . Ефективність препарату на основі фосформобілізувальних бактерій проявляється у перетворенні важкорозчинних сполук фосфору з депо ґрунту в доступну для поглинання рослинами форму, забезпечуючи їх повноцінним фосфорним живленням. В результаті застосування препарату можна знизити норми внесення фосфорних добрив на 25 – 50 %, а також отримати додатковий позитивний вплив на рослини – підвищити їх стійкість до захворювань та покращити якість врожаїв.
Діючою речовиною препарату є 3 високоефективні штами фосформобілізуючих бактерій – Bacillus megaterium, Bacillus amyloliquefaciens та мікроміцета – Trichoderma harzianum. Вміст діючого чинника в 1 мл препарату становить 1·10 9 кл./мл.
Усі 3 штами мікроорганізмів активно мобілізують фосфор з ґрунту, тобто переводять його з нерозчинної у розчинну форму. Bacillus megaterium і Trichoderma harzianum мобілізують неорганічний фосфор, а бактерії Bacillus amyloliquefaciens можуть мобілізувати ще й органічні сполуки даного елемента.
Bacillus megaterium синтезує цілий комплекс органічних кислот – лимонну, яблучну та щавелеву, завдяки чому ефективно перетворює неорганічний фосфор у розчинну форму. Trichoderma harzianum є активним продуцентом бурштинової кислоти, яка характеризується не лише здатністю до розчинення неорганічних фосфорних сполук, а й має ріст-стимулюючі властивості по відношенню до кореневої системи рослини.