Эктодерма и ее производные
Эктодерма — наружный зародышевый листок у многоклеточных животных. У животных определенные ткани и органы образуются из конкретных зародышевых листков. Из эктодермы в результате дифференциации в процессе онтогенеза образуются покровы тела: наружный эпителий и его производные — кожные железы, чешуи, волосы, перья, когти, поверхностный слой зубов. У беспозвоночных, помимо покровного эпителия, производными эктодермы являются протонефридии. Погружение первичной эктодермы внутрь других клеточных слоев привело к образованию нервной системы — ганглиев и нервных стволов у беспозвоночных; нервной трубки и ее производных — у хордовых. Производными эктодермы являются органы чувств различной степени сложности. Эктодермальное происхождение имеют передняя и задняя кишка и их производные: различные железы и висцеральный скелет.
Энтодерма и ее производные
Энтодерма — внутренний зародышевый листок многоклеточных животных. Из энтодермы у первичноротых образуется средняя кишка и связанные с ней пищеварительные железы. У вторичноротых, беспозвоночных и хордовых из энтодермы образуется эпителий, выстилающий кишечную трубку, и железы, обеспечивающие пищеварение (печень, поджелудочная железа, желудочные железы и др.). У рыб из энтодермы формируются внутренние жабры, плавательный пузырь, а у высших хордовых — легкие. У хордовых в эмбриогенезе средняя часть крыши первичной кишки дает начало хорде — несегментированному скелетному тяжу. Хорда закладывается в виде выпячивания, которое отделяется от кишки и располагается под нервной трубкой.
Мезодерма и ее производные
Мезодерма — средний зародышевый листок многоклеточных животных, за исключением губок и кишечнополостных. Мезодерма располагается между эктодермой и энтодермой и образуется различными способами. Это все типы мышечной ткани вне зависимости от их расположения, все виды соединительной ткани: хрящи, кости, кровь, подкожная клетчатка и др. А также выделительные органы, начиная с кольчатых червей и заканчивая хордовыми, половые железы и их протоки, целомический эпителий.
Типы тканей животного организма
Тканью называется группа клеток, объединенных сходным строением, функциями и происхождением, а также продукты жизнедеятельности этих клеток.
Эпителиальные ткани
Эпителий — совокупность клеток, покрывающих поверхность и выстилающих полости тела. Эпителий могут образовывать все три зародышевых листка. Функции эпителиев различны. Это прежде всего защитная, рецепторная (в эпителиях находятся клетки, воспринимающие раздражение), эпителии обеспечивают всасывание веществ, а также их выделение. Эпителий многих животных участвует в газообмене (дыхание через всю поверхность тела).
По форме клеток выделяют плоский, кубический и цилиндрический эпителий. Плоский эпителий выстилает сосуды кровеносной и лимфатической систем, легочные альвеолы, полости тела. Кубический эпителий присутствует в сетчатке глаза позвоночных, отмечается в наружных эпителиях беспозвоночных. Цилиндрический эпителий выстилает кишечный тракт животных, образует наружный эпителий многих беспозвоночных. Разновидностью цилиндрического эпителия является мерцательный или ресничный — на поверхности клеток находятся многочисленные реснички или одиночные жгутики. Ресничным эпителием обладают представители всех типов животных, за исключением нематод и членистоногих.
Эпителий различается по числу слоев клеток. Однослойный эпителий (клетки организованы в один слой) характерен для беспозвоночных и низших хордовых. У позвоночных, напротив, эпителий многослойный. У настоящих наземных позвоночных (рептилии, птицы, млекопитающие) наружные слои эпителия могут ороговевать и слущиваться. У беспозвоночных животных среди клеток эпителия или под слоем эпителия могут находиться одноклеточные железы, вырабатывающие слизь. Сухопутным организмам слизь необходима для дыхания и предохранения от высыхания. У водных — она служит для переноса пищи, а также строительства домиков, коконов и др. У позвоночных имеются железистые эпителии. Они выстилают различные типы желез: сальные, молочные, пахучие, слюнные, половые и др.
Соединительная ткань
Основная особенность соединительной ткани состоит в наличии хорошо развитых межклеточных структур — волокон (коллагеновых, эластических и ретикулярных), а также основного бесструктурного вещества.
Рыхлая соединительная ткань. В ней присутствуют волокна разных типов. Коллагеновые волокна состоят из коллагеновых фибрилл, они гибкие, но не могут растягиваться, подвергаются температурной денатурации и образуют желатину. Эластические волокна выполняют опорную функцию. Ретикулярные волокна образуют тонкие сети, могут замещаться коллагеновыми. Коллагеновые и эластические волокна выделяются особыми клетками — фибробластами. Кроме фибробластов, в этой ткани находятся клетки макрофаги (обладают фагоцитарной функцией), тучные клетки, которые образуются в костном мозге, и жировые клетки (белые и бурые). Жировые клетки принимают участие в образовании жировых тел, например, у амфибий и насекомых. Рыхлая соединительная ткань выполняет защитную, запасающую и питающую функции.
Плотная соединительная ткань. В данном типе ткани преобладают волокна, а свободных клеток немного. К этому типу соединительной ткани относятся хрящевая и костная ткани.
Хрящевая ткань. В этом типе ткани клетки (хондроциты) лежат отдельно друг от друга и погружены в основное вещество. Кроме клеток, в основном веществе присутствуют волокна. В зависимости от того, какие волокна преобладают в хряще, а также от количества основного вещества, выделяют гиалиновый, эластический и волокнистый хрящи. Самый распространенный — гиалиновый хрящ. Он выстилает суставные головки и впадины суставов. Клетки в гиалиновом хряще располагаются группами, основное вещество хорошо развито, в нем преобладают коллагеновые волокна. В эластическом хряще (ушная раковина) преобладают эластические волокна. В межпозвонковых дисках находится волокнистый хрящ, в нем мало основного вещества и клеточных элементов, преобладают коллагеновые волокна. Функции хряща — механическая и соединительная.
Костная ткань. Она образуется из эмбриональной соединительной ткани или в результате замещения хряща. Костные клетки (остеоциты) соединяются между собой клеточными отростками, в ткани имеются кровеносные сосуды, а в основном веществе откладываются кристаллы фосфорнокислого кальция, а также ионы цитрата и карбоната. Они придают твердость ткани. Основное вещество содержит коллагеновые волокна и белково-полисахаридные комплексы. Полностью сформированная костная ткань состоит из костных пластинок, имеющих разную толщину. Внутри пластинок лежат остеоциты. В отдельной пластинке коллагеновые волокна располагаются в одном направлении. Но в соседних пластинках они оказываются расположенными под углом друг к другу. Около кровеносных сосудов костные пластинки расположены концентрическими кругами, которые называются остеонами. На поверхности кости находятся непрерывные пластинки — наружные и внутренние.
У беспозвоночных и низших хордовых животных выделяют особый тип соединительной ткани — опорную ткань, которая выполняет функции плотной соединительной ткани позвоночных и образована клетками с крупными вакуолями. Такую ткань, вне зависимости от ее происхождения, называют пузырчатой. Хорда у хордовых животных может быть образована пузырчатой тканью, а может быть иного строения. Так, личинки асцидий имеют хорду, образованную компактными клетками, которые содержат гликоген. У аппендикулярий хорда состоит из плоских эпителиальных клеток, которые окружают внеклеточное пространство с эластичным материалом. Хорда ланцетника образована плоскими мышечными клетками, окруженными оболочкой из коллагеновых волокон. У позвоночных хорда образована крупными вакуолизированными клетками, которые окружены соединительнотканной оболочкой из коллагеновых волокон. Впоследствии эти клетки замещаются костной тканью.
Ретикулярная соединительная ткань. Ретикулярные волокна обычно связаны с крупными разветвленными ретикулярными клетками. Эти клетки слабо дифференцированы и могут превращаться в фагоциты — макрофаги. Из них также могут образовываться форменные элементы крови. Ретикулярные клетки и волокна образуют опорную сеть, внутри которой находятся свободные клетки. Такое строение характерно для лимфатических органов и кроветворной ткани. Лимфоидная ткань у взрослых млекопитающих имеется в лимфатических узлах, селезенке, тимусе, в слизистой дыхательных и мочевых путей и кишечника, костном мозге. Ретикулярная ткань образует красный костный мозг — основное место кроветворения.
Мышечная ткань
Клетки мышечной ткани имеют свойство сокращаться, что обусловлено наличием в цитоплазме системы филаментов. Мышечная ткань делится на гладкую и поперечнополосатую, деление базируется на морфологии клеток, в зависимости от присутствия в них правильных поперечных полос.
Гладкая мускулатура состоит из клеток веретеновидной формы, иногда разветвленных, в цитоплазме которых находятся изолированные миофибриллы. В гладкой мускулатуре имеются все три вида сократительных белков — актин, миозин и тропомиозин. Миозин образует длинные нити, на которых имеются выступы, к ним присоединяются молекулы актина. При сокращении одни филаменты скользят по другим. Для гладкой мускулатуры характерно медленное сокращение и медленное расслабление.
Мышцы могут долго оставаться в сокращенном состоянии, при этом не развивается утомление. Гладкие мышцы образуют мускулатуру тела и внутренних органов у всех беспозвоночных животных. Исключение составляет двигательная мускулатура членистоногих, некоторых полихет и моллюсков. У позвоночных гладкие мышцы образуют мускулатуру внутренних органов — кровеносных сосудов, кишечника, матки, мочеточников, дыхательных путей. Гладкая мускулатура иннервируется вегетативной нервной системой.
Поперечнополосатая мускулатура подразделяется на скелетную и сердечную. Клетки поперечнополосатой мускулатуры многоядерные, вытянуты в длину и называются мышечными волокнами. Волокна образуют мышечные пучки, которые при объединении формируют мышцы. Мышечное волокно покрыто возбудимой плазматической мембраной, которая по своим электрическим свойствам сходна с мембраной нервных клеток. Сами отдельные волокна, пучки и мышцы одеты соединительнотканной оболочкой, в которой проходят кровеносные сосуды и нервы. В цитоплазме клетки находятся ядра, множество митохондрий, жир и гликоген. Цвет мышц зависит от присутствия в них белка миоглобина. Поперечная исчерченность поперечнополосатой мускулатуры образуется в результате чередования в миофибрилле участков с различными оптическими свойствами, которые возникают вследствие их физико-химических особенностей. Электронно-микроскопические исследования показали, что миофибрилла образована регулярной системой толстых нитей миозина и тонких нитей актина. Поперечнополосатая мускулатура способна к быстрым сокращениям, однако в ней быстрее развивается утомление, и для работы мускулатуры требуется значительно больше энергии, чем в случае с гладкой мускулатурой. Скелетная мускулатура иннервируется спинномозговыми нервами, то есть через центральную нервную систему.
Клетки сердечной мышцы позвоночных разветвленные, многоядерные и соединяются между собой особыми зонами контакта (блестящими полосками). Расположение миофиламентов аналогично таковому в скелетных мышцах, однако миофиламенты не образуют отдельные фибриллы, а заполняют практически всю клетку. Сердечной мышце присуще свойство автоматии, то есть она обладает способностью генерировать импульсы без участия центральной нервной системы.
Нервная ткань
Нервная ткань образована нервными клетками и клетками глии. Нервные клетки, нейроны, как правило, крупные и состоят из тела нейрона и отростков. По числу отростков нейроны делят на униполярные (ганглии беспозвоночных), биполярные, псевдоуниполярные и мультиполярные. Отростки мультиполярных нейронов одинаковы по структуре, но различны по своим функциям: длинный отросток (аксон) проводит возбуждение от клетки к периферии, а короткие отростки (дендриты) — от периферии к нервной клетке. Нейрон обладает способностью принимать сигналы из окружающей среды, переводить эти сигналы в нервные импульсы, которые по отросткам нейрона проводятся к нервным окончаниям, имеющим контакт с другими нейронами или же с мышцами, железами и т. д. Нейроны обладают секреторной активностью. Они могут выделять медиаторы — физиологически активные вещества, которые участвуют в осуществлении контактов между клетками. Также нейроны могут выделять гормоны. Клетки, секретирующие гормоны, обнаружены у всех животных от кишечнополостных до млекопитающих.
Клетки глии, или глиальные клетки, служат для переноса веществ из крови в нервные клетки и обратно. Клетки глии выполняют опорную и защитную функции, образуют миелиновые оболочки. В отличие от нейронов, образующихся из эктодермы, глия образуется из мезодермы. Между нейронами и клетками глии существуют морфологические и биохимические отличия.