Міський конкурс реферативних робіт
Тема: Проблеми, що розвивається зародка
Автор:
Науковий керівник:
2007р.
Зміст
Глава 1 Вступ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .2
Глава 2 Основна частина
2.1 Від яйцеклітини до яйця ... ............................................ ..................................... 3
2.2 Зародок розвивається - суцільні проблеми ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3-5
2.3 Пори в шкаралупі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
2.4 Пташеня вилуплюється .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5-6
Глава 3 Висновок
3.1 Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
3.2 Список літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .8
Глава 1. Введення
Яйце - такий на перший погляд простий і, насправді складний «організм». Давайте замислимося про це, коли в черговий раз захочемо випустити його вміст на шиплячу сковорідку.
Мета: з'ясувати проблеми розвивається зародка.
Завдання:
1.Изучить і проаналізувати літературу по темі.
2.Виясніть:
а) умови розвитку ембріона
б) проблеми, що виникають у процесі розвитку.
3.Підготувати реферат і наочний посібник.
Глава 1.Основная частина
2.1. Від яйцеклітини до яйця
Розіб'ємо шкаралупу курячого яйця - ми робимо це так часто! Під нею ми побачимо щільну, як пергамент плівку. Це подскорлуповая оболонка, та сама, що не дозволяє нам обійтися однією чайною ложкою при «знищення» звареного некруто яйця. Доводиться розколупувати плівку виделкою або ножем, на худий кінець руками. Під плівкою - драглиста маса білка, крізь яку просвічує жовток.
Саме з нього, з жовтка, і починається яйце. Спочатку він представляє собою ооцит (яйцеклітину), одягнений в тонку оболонку. Всі разом це називається фолікулом. Дозріле яйце, що накопичили в собі жовток, прориває оболонку фолікула і випадає в широку воронку яйцепроводу. У яєчники птиці одночасно зріє декілька фолікулів, але дозрівають вони в різний час, так що по яйцепроводу рухається завжди тільки одне яйце. Тут, в яйцепровід, відбувається запліднення. А після цього яйцю належить одягнутися в усі яйцеві оболонки - від білкової, до шкаралупи.
Речовина білка (про те, що вдає із себе білок і жовток ми поговоримо трохи пізніше) виділяється особливими клітинами і залозами й шар за шаром намотується на жовток в довгому основному відділі яйцепровода. На це йде близько 5 годин, Після чого яйце надходить в перешийок - найбільш вузький відділ яйцепровода, де покривається двома подскорлуповимі оболонками. У самій крайній частині перешийка на стику з скорлуповой залозою, яйце робить зупинку на 5 годин. Тут воно набухає - вбирає воду і збільшується до своїх нормальних розмірів. Подскорлуповие оболонки при цьому все більш розтягуються і в кінці кінців щільно прилягають до поверхні яйця. Далі воно надходить в останній відділ яйцепроводу, скорлуповой оболонку, де робить другу зупинку на 15-16 годин - саме такий час опущено на формування шкаралупи. Коли воно сформується, яйце стане готовим почати самостійне життя.
2.2. Зародок розвивається - суцільні проблеми
Для розвитку будь-якого зародка необхідна наявність «будівельного матеріалу» та «палива», який забезпечить надходження енергії. «Паливо» треба спалювати - значить, необхідний ще й кисень. Але і це ще не все. У процесі розвитку зародка утворюються «будівельні шлаки» і «відходи» від спалювання «палива» - токсичні азотисті речовини і вуглекислий газ. Їх необхідно виводити не тільки з самих тканин зростаючого організму, але і з його безпосереднього оточення. Як бачимо, проблем не так вже й мало. Як же вони все вирішуються?
У істинно живонароджених тварин - ссавців, все просто і надійно. Будівельний матеріал і енергію, включаючи кисень, зародок отримує через кров з організму матері. І тим же шляхом відправляє назад «шлаки» і вуглекислий газ. Інша справа, хто відкладає яйця. Їм будівельний матеріал та паливо доводиться видавати зародку «на винос». Для цієї мети служать високо молекулярні органічні сполуки - білки, вуглеводи і жири. З низ зростаючий організм черпає амінокислоти і цукру, з яких будує білки і вуглеводи власних тканин. Вуглеводи і жири одночасно є і основним джерелом енергії. Всі ці речовини становлять компонент яйця, який ми називаємо жовтком. Жовток - запас їжі для зародка Тепер друга проблема - куди подіти токсичні відходи? Добре рибами амфібіям. Їх яйце (ікринка) розвивається у воді і відгороджене від неї тільки шаром слизу і тонкої яйцевої мембраною. Так що кисень можна отримувати прямо з води і в воду, ж відправляти «шлаки». Правда, це здійснимо лише за умови, що виводяться азотисті речовини добре розчиняються у воді. Дійсно, риби і амфібії виділяють продукти азотистого обміну у вигляді добре розчинного аміаку.
А як же бути птахам (і крокодилам, і черепахам), у яких яйце покрите щільною оболонкою і розвивається не на воді, а на суші? Їм доводиться складувати токсична речовина прямо в яйці, в особливому «сміттєвому» мішечку, званому аллантоис. Аллантоис пов'язаний з кровоносною системою зародка і разом з приносяться в нього кров «шлаками» залишається вже в покинутому пташеням яйці. Звичайно, в даному випадку необхідно, щоб продукти розпаду виділялися у твердій, погано розчинній формі, інакше вони знову поширяться по всьому яйцю. І дійсно птиці та рептилії є єдиними хребетними, які виділяють не аміак, а «суху» сечову кислоту.
Аллантоис в яйці розвивається з власних тканинних зачатків зародка і відноситься до ембріональних оболонок, на противагу оболонкам яйцевих - білкової, подскорлуповой і самої шкаралупі, які формуються ще в материнському організмі. У яйцях рептилій і птахів крім аллантоиса є й інші ембріональні оболонки, зокрема амніон. Ця оболонка тонкою плівкою обростає розвивається зародок, хіба що включає його в себе, і заповнює амніотичної рідиною. Таким способом зародок утворює всередині себе свою власну «водну» прошарок, яка захищає його від можливих струсів і механічних пошкоджень. Не перестаєш дивуватися, як мудро все влаштовано в природі. І складно. Здивувавшись цієї складності і премудрості, ембріологи звели яйця птахів і рептилій в ранг амниотических, протиставивши їм більш просто влаштованих ікрінкам риб і амфібій. Відповідно, всіх хребетних тварин ділять на анамній (немає амніону - риби і земноводні) і амніот (мають амніон - плазуни, птахи та ссавці).
З «твердими» відходами ми розібралися, але залишається ще проблема газообмін. Як проникає в яйце кисень? Як виводиться вуглекислий газ? І тут все продумано до дрібниць. Шкаралупа сама по собі, звичайно, не пропускає гази, але вона пронизана численними вузькими трубочками - порових, або дихальними каналами, просто порами. Пор в яйці тисячі, через них і здійснюється газообмін. Але і це ще не все. У зародка розвивається особливий «зовнішній» дихальний орган - хоріалантоіс, якусь подобу плаценти у ссавців. Цей орган являє собою складну мережу кровоносних судин, що вистилають яйце зсередини і швидко доставляють кисень до тканин зростаючого ембріона.
Ще одна проблема розвивається зародка - звідки брати воду. Яйця змій та ящірок можуть вбирати її з грунту, збільшуючись при цьому в об'ємі в 2-2,5 рази. Але яйця плазунів покриті волокнистої оболонкою, у птахів ж вони закуті в панцир шкаралупи. Та й де в пташиному гнізді взяти воду? Залишається одне - запасти її, як і живильні речовини, заздалегідь, поки яйце ще знаходиться в яйцепровід. Для цього служить той компонент, який у побуті іменується білком. Він містить 85-90% води, абсорбованої речовиною білкових оболонок - пам'ятаєте? - Першою зупинкою яйця в перешийку, на стику з скорлуповой залозою.
Що ж, тепер-то здається, всі проблеми вирішені? Тільки здається. Розвиток зародка - суцільні проблеми, вирішення однієї тут же породжує іншу. Наприклад, пори в шкаралупі дозволяють зародку отримувати кисень. Але через пори ж буде випаровуватися (і випаровується) дорогоцінна волога. Що робити? Спочатку запасати її у білку з надлишком, а з неминучого процесу випаровування постаратися отримати якусь користь. Наприклад, завдяки втрат води вільний простір у широкому полюсі яйця, яке називають повітряною камерою, до кінця інкубації значно розширюється. До цього часу пташеняті вже недостатньо для дихання однієї хоріалантоіса, необхідно переходити на активне дихання легкими. У повітряній камері накопичується повітря, яким пташеня вперше наповнить легені після того, як прорве дзьобом подскорлуповую оболонку. Кисень тут ще змішаний із значною кількістю вуглекислого газу, так що збирається почати самостійне життя організм як би поступово звикає до дихання атмосферним повітрям.
І все ж проблеми газообміну на цьому не закінчуються.
2.3. Пори в шкаралупі
Отже, яйце птиці «дихає» завдяки порам в шкаралупі. Кисень надходить у яйце, а пари води і вуглекислий газ виводяться назовні. Чим більше часу і ширше порові канали, тим швидше проходить газообмін, і навпаки, чим довше канали, тобто чим товще шкаралупа, тим газообмін йде повільніше. Проте інтенсивність дихання ембріона не може бути нижче певної порогової величини. І швидкість, з якою повітря надходить в яйце (її називають газовою провідністю шкаралупи), повинна цієї величини відповідати.
Здавалося б, чого простіше, - нехай пір буде якомога більше, і вони будуть якомога ширше - і кисню буде завжди вистачатиме, і вуглекислий газ буде відмінно виводитися. Але не будемо забувати про воду. За весь час інкубації яйце може втратити води не більше ніж 15-20% від свого початкового ваги, інакше ембріон загине. Кажучи іншими словами, існує і верхня межа для збільшення газової провідності шкаралупи. Крім того, яйця різних птахів, як відомо відрізняються за розмірами - від менш чем1г. у колібрі до 1,5 кг. У африканського страуса. А у вимерлих в XV ст. родинних страусів мадагаскарських епіорнісов обсяг яйця досягав аж 8-10л. Природно, чим більше яйце, тим швидше повинен поступати в нього кисень. І знову проблема - обсяг яйця (і, відповідно, маса ембріона і його потреби в кисні), як у будь-якого геометричного тіла, пропорційний кубу, а площа поверхні - квадрату його лінійних розмірів. Наприклад, збільшення довжини яйця в 2 рази буде означати збільшення потреби в кисні в 8 разів, а площа шкаралупи, через яку здійснюється газообмін, збільшиться лише в 4 рази. Отже, доведеться збільшувати ще й величину газової проникності.
Дослідження підтвердили, що газова проникність шкаралупи при збільшенні розмірів яйця дійсно зростає. При цьому довжина порових каналів, тобто товщина шкаралупи, не зменшується, а теж збільшується, хоча і повільніше.
Доводиться «віддуватися» за рахунок числа пір. У 600-грамовому яйці страуса нанду пір в 18 разів більше, ніж у курячому яйці що важить 60г.
2.4. Пташеня вилуплюється
Існують у пташиних яєць і інші проблеми. Якщо пори в шкаралупі нічим не прикриті, то порові канали працюють як капіляри і вода легко проникає по ним в яйце. Це може бути дощова вода, принесена на оперенні насиджує птиці. А з водою в яйце потрапляють мікроби - починається гниття. Лише деякі птахи, з тих, що гніздяться в дуплах та інших укриттях, наприклад папуги і голуби, можуть дозволити собі має яйця з нічим не прикритими порами. У більшості птахів шкаралупа яйця покрита тонкою органічної плівкою - кутикулою. Капілярну воду кутикула не пропускає, а молекули кисню і пари води проходять крізь неї безперешкодно. Зокрема, покрита кутикулою і шкаралупа яєць курки.
Але у кутикули є свій ворог. Це цвілеві грибки. Грибок пожирає «органіку» кутикули, і тонкі нитки його міцелію успішно проникають по поровим каналах в яйце. З цим у першу чергу доводиться вважатися тим птахам, які не підтримують чистоту в гніздах (чаплі, баклани, пелікани), а також тим, хто робить гніздо в багатій мікроорганізмами середовищі, наприклад на воді, в рідкій мулистій бруду або в преющіх купах рослинності. Так влаштовані плаваючі гнізда чомги та інших поганок, грязьові конуси фламінго і гнізда-інкудатори бур'янистих курей. У таких птахів шкаралупа має своєрідну «протизапальну» захист у вигляді особливих поверхневих нашарувань неорганічної речовини, багатого корбанітом і фосфоритом кальцію. Таке покриття добре захищає дихальні канали не тільки від води і цвілі, а й бруду яка може перешкоджати нормальному диханню зародка. Повітря ж воно пропускає, так як поцятковано мікро тріщинами.
Але, припустімо, все обійшлося. Ні бактерії, ні цвіль не проникали в яйце. Пташеня нормально розвинувся і готовий з'явитися на світ. І знову проблема. Розлом шкаралупи - дуже відповідальний період, справжня напружена робота. Навіть прорізати тонку, але пружну волокнисту оболонку бесскорлупового яйця плазуна - непросте завдання. Для цього у ембріонів ящірок і змій існують спеціальні «яйцеві» зуби, що сидять як годиться зубах, на щелепних костях. Цими зубами дитинчата змії прорізають оболонку яйця як лезом, так що на ній залишається характерний за формою розріз. Готовий вилупитися пташеня, звичайно, не має справжніх зубів, але має так званим яйцевих горбком (роговим виростом на наддзьобок), яким він швидше розриває, ніж розрізає подскорлуповую оболонку, а потім вже і проламує шкаралупу. Виняток - австралійські сміттєві кури. Їх пташенята розламують шкаралупа не дзьобом, а кігтями лап.
Але й ті, хто користується яйцевих горбком, як стало відомо відносно недавно, роблять це по-різному. Пташенята одних груп птахів прокладають численні крихітні отвори по периметру у наміченого ділянки широкого полюса яйця і потім, натиснув, видавлюють його. Інші пробивають в шкаралупі лише одне-два отвори - і вона тріскається, як фарфорова чашка. Той чи Інною шлях визначається механічними властивостями шкаралупи, особливостями її будови. Від «порцелянової» шкаралупи звільнитися важче, ніж від в'язкої, але і в неї є ряд переваг. Зокрема, така шкаралупа може витримати великі статичні навантаження. У цьому є необхідно, коли яєць в гнізді багато і лежать вони «купою», одне на одному, а вага насиджує птиці не малий як у багатьох курячих, качок і особливо страусів.
А як же з'явилися на світ молоді епіорніси, якщо вони були замуровані всередині «капсули» з полуторасантіметровой бронею? Таку шкаралупу і руками щось розламати нелегко. Але є одна тонкість. У яйці епіотнісапоровие канали всередині шкаралупи гілкувалися, причому в одній площині, паралельно подовжньої осі яйця. На поверхні яйця утворився ланцюжок вузьких жолобків, куди і відкривалися порові канали. Така шкаралупа тріскалася по рядах насічок при ударі зсередини яйцевих горбком. Чи не так чинимо і ми, коли наносимо алмазним різаком насічки на поверхні скла, полегшуючи його розкол вздовж наміченої лінії?
Отже, пташеня вилупилося. Всупереч усім проблемам і, здавалося б, нерозв'язних суперечностей. Із небуття перейшов в буття. Почалося нове життя. Воістину все просте просто по появі, а по втіленню куди як складно. У природі, в усякому разі. Замислимося про це, коли в черговий раз виймемо з холодильника таке просте - простіше нікуди - куряче яйце.
Глава 3. Висновок
3.1. Висновок
Для розвитку будь-якого зародка необхідно:
Наявність «будівельного матеріалу» та «палива» забезпечують надходження енергії.
Висновок «будівельних шлаків» і «відходів від спалювання палива».
Місце складування токсичних речовин - «сміттєвий мішечок».
Проникнення в яйце кисню та виведення вуглекислого газу.
Надходження води.
Наявність пор у шкаралупі.
Розлом шкаралупи.
3.2. Список використовуваної літератури:
1. Б.Є. Райков «Зоологічні екскурсії» М.: Топикал 1994
2. Б. М. Медников «Біологія: форми та рівні життя» М.: «Просвещение» 1994
3. А. Г. Банніков «Життя тварин» М.: «Просвещение» 1985
Тема: Проблеми, що розвивається зародка
Автор:
Науковий керівник:
2007р.
Зміст
Глава 1 Вступ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .2
Глава 2 Основна частина
2.1 Від яйцеклітини до яйця ... ............................................ ..................................... 3
2.2 Зародок розвивається - суцільні проблеми ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3-5
2.3 Пори в шкаралупі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
2.4 Пташеня вилуплюється .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5-6
Глава 3 Висновок
3.1 Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
3.2 Список літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .8
Глава 1. Введення
Яйце - такий на перший погляд простий і, насправді складний «організм». Давайте замислимося про це, коли в черговий раз захочемо випустити його вміст на шиплячу сковорідку.
Мета: з'ясувати проблеми розвивається зародка.
Завдання:
1.Изучить і проаналізувати літературу по темі.
2.Виясніть:
а) умови розвитку ембріона
б) проблеми, що виникають у процесі розвитку.
3.Підготувати реферат і наочний посібник.
Глава 1.Основная частина
2.1. Від яйцеклітини до яйця
Розіб'ємо шкаралупу курячого яйця - ми робимо це так часто! Під нею ми побачимо щільну, як пергамент плівку. Це подскорлуповая оболонка, та сама, що не дозволяє нам обійтися однією чайною ложкою при «знищення» звареного некруто яйця. Доводиться розколупувати плівку виделкою або ножем, на худий кінець руками. Під плівкою - драглиста маса білка, крізь яку просвічує жовток.
Саме з нього, з жовтка, і починається яйце. Спочатку він представляє собою ооцит (яйцеклітину), одягнений в тонку оболонку. Всі разом це називається фолікулом. Дозріле яйце, що накопичили в собі жовток, прориває оболонку фолікула і випадає в широку воронку яйцепроводу. У яєчники птиці одночасно зріє декілька фолікулів, але дозрівають вони в різний час, так що по яйцепроводу рухається завжди тільки одне яйце. Тут, в яйцепровід, відбувається запліднення. А після цього яйцю належить одягнутися в усі яйцеві оболонки - від білкової, до шкаралупи.
Речовина білка (про те, що вдає із себе білок і жовток ми поговоримо трохи пізніше) виділяється особливими клітинами і залозами й шар за шаром намотується на жовток в довгому основному відділі яйцепровода. На це йде близько 5 годин, Після чого яйце надходить в перешийок - найбільш вузький відділ яйцепровода, де покривається двома подскорлуповимі оболонками. У самій крайній частині перешийка на стику з скорлуповой залозою, яйце робить зупинку на 5 годин. Тут воно набухає - вбирає воду і збільшується до своїх нормальних розмірів. Подскорлуповие оболонки при цьому все більш розтягуються і в кінці кінців щільно прилягають до поверхні яйця. Далі воно надходить в останній відділ яйцепроводу, скорлуповой оболонку, де робить другу зупинку на 15-16 годин - саме такий час опущено на формування шкаралупи. Коли воно сформується, яйце стане готовим почати самостійне життя.
2.2. Зародок розвивається - суцільні проблеми
Для розвитку будь-якого зародка необхідна наявність «будівельного матеріалу» та «палива», який забезпечить надходження енергії. «Паливо» треба спалювати - значить, необхідний ще й кисень. Але і це ще не все. У процесі розвитку зародка утворюються «будівельні шлаки» і «відходи» від спалювання «палива» - токсичні азотисті речовини і вуглекислий газ. Їх необхідно виводити не тільки з самих тканин зростаючого організму, але і з його безпосереднього оточення. Як бачимо, проблем не так вже й мало. Як же вони все вирішуються?
У істинно живонароджених тварин - ссавців, все просто і надійно. Будівельний матеріал і енергію, включаючи кисень, зародок отримує через кров з організму матері. І тим же шляхом відправляє назад «шлаки» і вуглекислий газ. Інша справа, хто відкладає яйця. Їм будівельний матеріал та паливо доводиться видавати зародку «на винос». Для цієї мети служать високо молекулярні органічні сполуки - білки, вуглеводи і жири. З низ зростаючий організм черпає амінокислоти і цукру, з яких будує білки і вуглеводи власних тканин. Вуглеводи і жири одночасно є і основним джерелом енергії. Всі ці речовини становлять компонент яйця, який ми називаємо жовтком. Жовток - запас їжі для зародка Тепер друга проблема - куди подіти токсичні відходи? Добре рибами амфібіям. Їх яйце (ікринка) розвивається у воді і відгороджене від неї тільки шаром слизу і тонкої яйцевої мембраною. Так що кисень можна отримувати прямо з води і в воду, ж відправляти «шлаки». Правда, це здійснимо лише за умови, що виводяться азотисті речовини добре розчиняються у воді. Дійсно, риби і амфібії виділяють продукти азотистого обміну у вигляді добре розчинного аміаку.
А як же бути птахам (і крокодилам, і черепахам), у яких яйце покрите щільною оболонкою і розвивається не на воді, а на суші? Їм доводиться складувати токсична речовина прямо в яйці, в особливому «сміттєвому» мішечку, званому аллантоис. Аллантоис пов'язаний з кровоносною системою зародка і разом з приносяться в нього кров «шлаками» залишається вже в покинутому пташеням яйці. Звичайно, в даному випадку необхідно, щоб продукти розпаду виділялися у твердій, погано розчинній формі, інакше вони знову поширяться по всьому яйцю. І дійсно птиці та рептилії є єдиними хребетними, які виділяють не аміак, а «суху» сечову кислоту.
Аллантоис в яйці розвивається з власних тканинних зачатків зародка і відноситься до ембріональних оболонок, на противагу оболонкам яйцевих - білкової, подскорлуповой і самої шкаралупі, які формуються ще в материнському організмі. У яйцях рептилій і птахів крім аллантоиса є й інші ембріональні оболонки, зокрема амніон. Ця оболонка тонкою плівкою обростає розвивається зародок, хіба що включає його в себе, і заповнює амніотичної рідиною. Таким способом зародок утворює всередині себе свою власну «водну» прошарок, яка захищає його від можливих струсів і механічних пошкоджень. Не перестаєш дивуватися, як мудро все влаштовано в природі. І складно. Здивувавшись цієї складності і премудрості, ембріологи звели яйця птахів і рептилій в ранг амниотических, протиставивши їм більш просто влаштованих ікрінкам риб і амфібій. Відповідно, всіх хребетних тварин ділять на анамній (немає амніону - риби і земноводні) і амніот (мають амніон - плазуни, птахи та ссавці).
З «твердими» відходами ми розібралися, але залишається ще проблема газообмін. Як проникає в яйце кисень? Як виводиться вуглекислий газ? І тут все продумано до дрібниць. Шкаралупа сама по собі, звичайно, не пропускає гази, але вона пронизана численними вузькими трубочками - порових, або дихальними каналами, просто порами. Пор в яйці тисячі, через них і здійснюється газообмін. Але і це ще не все. У зародка розвивається особливий «зовнішній» дихальний орган - хоріалантоіс, якусь подобу плаценти у ссавців. Цей орган являє собою складну мережу кровоносних судин, що вистилають яйце зсередини і швидко доставляють кисень до тканин зростаючого ембріона.
Ще одна проблема розвивається зародка - звідки брати воду. Яйця змій та ящірок можуть вбирати її з грунту, збільшуючись при цьому в об'ємі в 2-2,5 рази. Але яйця плазунів покриті волокнистої оболонкою, у птахів ж вони закуті в панцир шкаралупи. Та й де в пташиному гнізді взяти воду? Залишається одне - запасти її, як і живильні речовини, заздалегідь, поки яйце ще знаходиться в яйцепровід. Для цього служить той компонент, який у побуті іменується білком. Він містить 85-90% води, абсорбованої речовиною білкових оболонок - пам'ятаєте? - Першою зупинкою яйця в перешийку, на стику з скорлуповой залозою.
Що ж, тепер-то здається, всі проблеми вирішені? Тільки здається. Розвиток зародка - суцільні проблеми, вирішення однієї тут же породжує іншу. Наприклад, пори в шкаралупі дозволяють зародку отримувати кисень. Але через пори ж буде випаровуватися (і випаровується) дорогоцінна волога. Що робити? Спочатку запасати її у білку з надлишком, а з неминучого процесу випаровування постаратися отримати якусь користь. Наприклад, завдяки втрат води вільний простір у широкому полюсі яйця, яке називають повітряною камерою, до кінця інкубації значно розширюється. До цього часу пташеняті вже недостатньо для дихання однієї хоріалантоіса, необхідно переходити на активне дихання легкими. У повітряній камері накопичується повітря, яким пташеня вперше наповнить легені після того, як прорве дзьобом подскорлуповую оболонку. Кисень тут ще змішаний із значною кількістю вуглекислого газу, так що збирається почати самостійне життя організм як би поступово звикає до дихання атмосферним повітрям.
І все ж проблеми газообміну на цьому не закінчуються.
2.3. Пори в шкаралупі
Отже, яйце птиці «дихає» завдяки порам в шкаралупі. Кисень надходить у яйце, а пари води і вуглекислий газ виводяться назовні. Чим більше часу і ширше порові канали, тим швидше проходить газообмін, і навпаки, чим довше канали, тобто чим товще шкаралупа, тим газообмін йде повільніше. Проте інтенсивність дихання ембріона не може бути нижче певної порогової величини. І швидкість, з якою повітря надходить в яйце (її називають газовою провідністю шкаралупи), повинна цієї величини відповідати.
Здавалося б, чого простіше, - нехай пір буде якомога більше, і вони будуть якомога ширше - і кисню буде завжди вистачатиме, і вуглекислий газ буде відмінно виводитися. Але не будемо забувати про воду. За весь час інкубації яйце може втратити води не більше ніж 15-20% від свого початкового ваги, інакше ембріон загине. Кажучи іншими словами, існує і верхня межа для збільшення газової провідності шкаралупи. Крім того, яйця різних птахів, як відомо відрізняються за розмірами - від менш чем1г. у колібрі до 1,5 кг. У африканського страуса. А у вимерлих в XV ст. родинних страусів мадагаскарських епіорнісов обсяг яйця досягав аж 8-10л. Природно, чим більше яйце, тим швидше повинен поступати в нього кисень. І знову проблема - обсяг яйця (і, відповідно, маса ембріона і його потреби в кисні), як у будь-якого геометричного тіла, пропорційний кубу, а площа поверхні - квадрату його лінійних розмірів. Наприклад, збільшення довжини яйця в 2 рази буде означати збільшення потреби в кисні в 8 разів, а площа шкаралупи, через яку здійснюється газообмін, збільшиться лише в 4 рази. Отже, доведеться збільшувати ще й величину газової проникності.
Дослідження підтвердили, що газова проникність шкаралупи при збільшенні розмірів яйця дійсно зростає. При цьому довжина порових каналів, тобто товщина шкаралупи, не зменшується, а теж збільшується, хоча і повільніше.
Доводиться «віддуватися» за рахунок числа пір. У 600-грамовому яйці страуса нанду пір в 18 разів більше, ніж у курячому яйці що важить 60г.
2.4. Пташеня вилуплюється
Існують у пташиних яєць і інші проблеми. Якщо пори в шкаралупі нічим не прикриті, то порові канали працюють як капіляри і вода легко проникає по ним в яйце. Це може бути дощова вода, принесена на оперенні насиджує птиці. А з водою в яйце потрапляють мікроби - починається гниття. Лише деякі птахи, з тих, що гніздяться в дуплах та інших укриттях, наприклад папуги і голуби, можуть дозволити собі має яйця з нічим не прикритими порами. У більшості птахів шкаралупа яйця покрита тонкою органічної плівкою - кутикулою. Капілярну воду кутикула не пропускає, а молекули кисню і пари води проходять крізь неї безперешкодно. Зокрема, покрита кутикулою і шкаралупа яєць курки.
Але у кутикули є свій ворог. Це цвілеві грибки. Грибок пожирає «органіку» кутикули, і тонкі нитки його міцелію успішно проникають по поровим каналах в яйце. З цим у першу чергу доводиться вважатися тим птахам, які не підтримують чистоту в гніздах (чаплі, баклани, пелікани), а також тим, хто робить гніздо в багатій мікроорганізмами середовищі, наприклад на воді, в рідкій мулистій бруду або в преющіх купах рослинності. Так влаштовані плаваючі гнізда чомги та інших поганок, грязьові конуси фламінго і гнізда-інкудатори бур'янистих курей. У таких птахів шкаралупа має своєрідну «протизапальну» захист у вигляді особливих поверхневих нашарувань неорганічної речовини, багатого корбанітом і фосфоритом кальцію. Таке покриття добре захищає дихальні канали не тільки від води і цвілі, а й бруду яка може перешкоджати нормальному диханню зародка. Повітря ж воно пропускає, так як поцятковано мікро тріщинами.
Але, припустімо, все обійшлося. Ні бактерії, ні цвіль не проникали в яйце. Пташеня нормально розвинувся і готовий з'явитися на світ. І знову проблема. Розлом шкаралупи - дуже відповідальний період, справжня напружена робота. Навіть прорізати тонку, але пружну волокнисту оболонку бесскорлупового яйця плазуна - непросте завдання. Для цього у ембріонів ящірок і змій існують спеціальні «яйцеві» зуби, що сидять як годиться зубах, на щелепних костях. Цими зубами дитинчата змії прорізають оболонку яйця як лезом, так що на ній залишається характерний за формою розріз. Готовий вилупитися пташеня, звичайно, не має справжніх зубів, але має так званим яйцевих горбком (роговим виростом на наддзьобок), яким він швидше розриває, ніж розрізає подскорлуповую оболонку, а потім вже і проламує шкаралупу. Виняток - австралійські сміттєві кури. Їх пташенята розламують шкаралупа не дзьобом, а кігтями лап.
Але й ті, хто користується яйцевих горбком, як стало відомо відносно недавно, роблять це по-різному. Пташенята одних груп птахів прокладають численні крихітні отвори по периметру у наміченого ділянки широкого полюса яйця і потім, натиснув, видавлюють його. Інші пробивають в шкаралупі лише одне-два отвори - і вона тріскається, як фарфорова чашка. Той чи Інною шлях визначається механічними властивостями шкаралупи, особливостями її будови. Від «порцелянової» шкаралупи звільнитися важче, ніж від в'язкої, але і в неї є ряд переваг. Зокрема, така шкаралупа може витримати великі статичні навантаження. У цьому є необхідно, коли яєць в гнізді багато і лежать вони «купою», одне на одному, а вага насиджує птиці не малий як у багатьох курячих, качок і особливо страусів.
А як же з'явилися на світ молоді епіорніси, якщо вони були замуровані всередині «капсули» з полуторасантіметровой бронею? Таку шкаралупу і руками щось розламати нелегко. Але є одна тонкість. У яйці епіотнісапоровие канали всередині шкаралупи гілкувалися, причому в одній площині, паралельно подовжньої осі яйця. На поверхні яйця утворився ланцюжок вузьких жолобків, куди і відкривалися порові канали. Така шкаралупа тріскалася по рядах насічок при ударі зсередини яйцевих горбком. Чи не так чинимо і ми, коли наносимо алмазним різаком насічки на поверхні скла, полегшуючи його розкол вздовж наміченої лінії?
Отже, пташеня вилупилося. Всупереч усім проблемам і, здавалося б, нерозв'язних суперечностей. Із небуття перейшов в буття. Почалося нове життя. Воістину все просте просто по появі, а по втіленню куди як складно. У природі, в усякому разі. Замислимося про це, коли в черговий раз виймемо з холодильника таке просте - простіше нікуди - куряче яйце.
Глава 3. Висновок
3.1. Висновок
Для розвитку будь-якого зародка необхідно:
Наявність «будівельного матеріалу» та «палива» забезпечують надходження енергії.
Висновок «будівельних шлаків» і «відходів від спалювання палива».
Місце складування токсичних речовин - «сміттєвий мішечок».
Проникнення в яйце кисню та виведення вуглекислого газу.
Надходження води.
Наявність пор у шкаралупі.
Розлом шкаралупи.
3.2. Список використовуваної літератури:
1. Б.Є. Райков «Зоологічні екскурсії» М.: Топикал 1994
2. Б. М. Медников «Біологія: форми та рівні життя» М.: «Просвещение» 1994
3. А. Г. Банніков «Життя тварин» М.: «Просвещение» 1985