§23. Еволюція видільної системи тварин. Виділення як властивість живого

До змісту

◈ Поміркуйте й обговоріть ситуацію

Чи можна уявити організм, який зовсім нічого не виділяє в навколишнє середовище?

Ні, уявити організм, який нічого не виділяє, неможливо.

Чому існування такого організму не можливе?

Існування такого організму неможливе, оскільки в процесі життєдіяльності накопичуються шкідливі та непотрібні продукти обміну речовин. Без їх виведення порушиться сталість внутрішнього середовища, тобто гомеостаз, що призведе до загибелі.

Уявіть, що ви випили забагато рідини чи з’їли щось солоне. Куди подіти надлишок води та солей, що надійшов у ваш організм?

Надлишок води та солей, що надійшов до організму, виводиться за допомогою органів виділення. В основному це роблять нирки, утворюючи сечу, а також потові залози шкіри, виводячи піт.

◈ Знайдіть інформацію й виконайте завдання

Процеси виділення здійснюють різні органи тварин. З’ясуйте, що видаляють з організму нирки, легені, потові залози шкіри, печінка, кишка. Зробіть невеличку доповідь про важливість процесів виділення.

Що видаляють з організму різні органи:

• Нирки: видаляють надлишок води, солей, шкідливі продукти обміну (наприклад, сечовину, сечову кислоту, амоніак).
• Легені: виводять вуглекислий газ і частково воду у вигляді пари.
• Потові залози шкіри: видаляють воду, солі та сечовину.
• Печінка: виділяє жовч, у складі якої містяться продукти розпаду гемоглобіну й надлишок холестерину.
• Кишка: виводить залишки їжі, неперетравлені речовини й частину шкідливих сполук, які всмоктуються з крові.

Важливість процесів виділення:

Процеси виділення захищають організм від накопичення токсичних речовин і допомагають підтримувати сталість складу внутрішнього середовища (гомеостаз), що необхідно для нормального життя.

◈ Розв’язання проблемних питань і завдань із теми

Печінка людини за добу виділяє до двох літрів жовчі, що має жовтувато-зеленуватий колір.

Чому жовч виділяється постійно і в таких великих кількостях?

Жовч виділяється постійно, тому що процес травлення, хоч і активізується під час їжі, потребує постійної готовності. Печінка виробляє жовч безперервно, а надлишок накопичується в жовчному міхурі. Коли їжа, особливо жирна, потрапляє у кишечник, жовч з міхура виділяється у великій кількості, щоб допомогти її перетравити.

Які функції вона виконує, крім емульгування ліпідів?

Окрім розбивання жирів на дрібні краплі (емульгування), жовч виконує й інші важливі функції:

• Нейтралізує кисле середовище, що надходить зі шлунка, створюючи умови для роботи ферментів.
• Виводить з організму продукти розпаду, наприклад, білірубін (продукт розпаду гемоглобіну) та надлишок холестерину.
• Сприяє всмоктуванню жиророзчинних вітамінів (A, D, E, K).
• Завдяки своїм бактерицидним властивостям затримує розвиток гнильних процесів у кишечнику.

◈ Поміркуйте й обговоріть ситуацію

Відомо, що такі дерева, як сосна, ялиця, кедр, ялина, модрина, виділяють смолисту речовину в суміші з ефірними оліями.

Коли й навіщо хвойні дерева виділяють смолу?

Хвойні дерева, як-от сосна чи ялина, виділяють смолисту речовину (живицю) при пошкодженні кори, наприклад, через вітер, тварин або комах. Це відбувається для захисту: смола, наче пластир, закриває рану і не дає потрапити всередину шкідливим бактеріям та грибкам, а також відлякує та вбиває комах-шкідників своїм запахом і липкістю.

Чи має це адаптивне значення?

Так, виділення смоли має велике адаптивне значення. Це механізм самолікування, який допомагає дереву вижити після пошкоджень і захиститися від хвороб та шкідників, що є пристосуванням до умов середовища.

Яке відношення має ця смола до бурштину?

Бурштин — це скам’яніла смола давніх хвойних дерев, яка пролежала в землі мільйони років. З часом під тиском і без доступу кисню смола тверднула, перетворюючись на дорогоцінний камінь, який ми знаємо як бурштин.

◈ Поділіться своїми думками

Навіщо риба та росичка виділяють слиз і яку функцію він виконує?

Ці організми виділяють слиз для різних цілей, оскільки живуть у різних середовищах і мають різні потреби.

• У риби слиз на шкірі виконує кілька функцій. По-перше, він зменшує тертя об воду, що допомагає рибі плавати швидше і витрачати менше енергії. По-друге, слиз захищає рибу від паразитів, бактерій та грибків, створюючи надійний бар’єр. Також він допомагає загоювати рани.
• У рослини росички липкий слиз на листках є пасткою для комах. Блискучі крапельки приваблюють комах, які приймають їх за росу. Коли комаха сідає на листок, вона прилипає. Потім листок повільно згортається, а слиз, що містить травні ферменти, перетравлює здобич. Таким чином росичка отримує поживні речовини, яких їй не вистачає у бідному ґрунті.

◈ Індивідуальна робота

На долонях людини налічується до 500 потових залоз на 1 см².

Чим можна пояснити велику кількість потових залоз на долонях?

Для кращого хвата: волога регулює тертя й підсилює зчеплення з поверхнями; додатково — захист шкіри та терморегуляція.

Чому спостерігаються такі коливання у виділенні поту (від 0,5 до 10 літрів)?

Залежить від спеки й вологості, фізичного навантаження, стресу, рівня гідратації, індивідуальних особливостей і стану здоров’я.

◈ Розв’язання проблемних питань і завдань із теми

Чому видільні системи безхребетних тварин такі різноманітні?

Видільні системи безхребетних тварин настільки різноманітні через те, що тваринам доводиться пристосовуватися до дуже різних умов існування. В процесі еволюції у них розвинулися різні типи органів виділення. Наприклад, у плоских червів це протонефридії, у кільчастих червів — метанефридії, у ракоподібних — зелені залози, а у комах та павукоподібних — мальпігієві судини.

Яким організмам легше здійснювати процеси виділення: великим за розмірами чи маленьким?

Процеси виділення легше здійснювати маленьким за розмірами організмам. Найпростіші та дрібні багатоклітинні тварини, наприклад, амеби або жалкі, можуть виводити непотрібні речовини прямо через поверхню свого тіла. Великим тваринам для цього потрібні складніші видільні системи, оскільки проста дифузія через поверхню для їхніх розмірів уже не є ефективною.

Запитання і завдання

1. Яким чином організм тварин забезпечує економію води під час здійснення процесів виділення?

Організми тварин економлять воду завдяки реабсорбції — зворотному всмоктуванню води та потрібних речовин у видільних канальцях, як це відбувається, наприклад, у метанефридіях кільчастих червів. Крім того, тварини, що мешкають на суходолі, наприклад, плазуни та птахи, виділяють не розчин сечовини, а сечову кислоту у вигляді густої маси, що значно зменшує втрати води.

2. Люди видихають носом вологе повітря. Можете це перевірити, дихаючи на поверхню дзеркала. А ось верблюди видихають носом практично сухе повітря, у якому немає води. Дізнайтеся, завдяки яким пристосуванням це відбувається. Навіщо верблюдам потрібне таке пристосування?

Верблюди видихають сухе повітря завдяки особливій будові своїх ніздрів. Коли тепле вологе повітря з легень проходить через прохолодніші носові проходи, водяна пара конденсується на їх стінках і всмоктується назад в організм. Це пристосування необхідне верблюдам для максимальної економії води, що є життєво важливим в умовах пустелі, де вони мешкають.

3. Єдиний вид птахів, у яких є у видільній системі сечовий міхур, — це страус. Як ви вважаєте, чому?

У більшості птахів відсутній сечовий міхур, що є пристосуванням для зменшення ваги тіла під час польоту. Страуси — це нелітаючі птахи, тому їм не потрібно максимально полегшувати своє тіло. Наявність сечового міхура у страуса, ймовірно, пов’язана з їхнім великим розміром і наземним способом життя, де вага не грає такої критичної ролі, як у літаючих видів.