Питание и пищеварение у позвоночных животных

1.

Питание и пищеварение у позвоночных
животных
Как превратить пищу в энергию?
Сообщество Биологи. Креативные идеи и материалы

2.

Питание и пищеварение у позвоночных животных
Позвоночные животные питаются очень по-разному.
Акула ловит рыбу, корова ест траву, лягушка хватает
насекомых, а колибри пьёт нектар.
Но перед всеми стоит одна задача:
найти пищу → получить её → измельчить и
переварить → всосать питательные вещества →
удалить непереваренные остатки.

3.

Питание и пищеварение у позвоночных животных
Сегодня узнаем, почему у птиц есть два желудка, зачем
корове четыре отдела желудка и почему змея способна
проглотить добычу целиком.
Вопрос для обсуждения:
Что сильнее влияет на устройство пищеварительной
системы животного: размеры тела или характер пищи?

4.

Зачем животным нужна пища?
Пища — это одновременно источник энергии и
строительного материала.
С пищей животные получают:
• белки — необходимы для построения клеток и тканей;
• жиры — источник и запас энергии;
• углеводы — важный источник энергии;
• витамины и минеральные вещества;
• воду.

5.

Зачем животным нужна пища?
Энергия пищи расходуется на движение, рост, работу
органов, поддержание температуры тела и размножение.
Пример: активной маленькой птице требуется постоянно
пополнять запасы энергии, а некоторые крупные змеи
после обильной еды могут долго обходиться без новой
добычи.
Вопрос:
Почему животное не может существовать только за счёт
воды и минеральных веществ?

6.

Что такое пищеварение?
Большинство веществ пищи нельзя сразу использовать.
Пищеварение — это механическая и химическая
обработка пищи, при которой сложные вещества
превращаются в более простые.
Например:
белки → аминокислоты
жиры → глицерин и жирные кислоты
сложные углеводы → простые сахара

7.

Что такое пищеварение?
В химическом расщеплении участвуют
пищеварительные ферменты.
После этого вещества всасываются и поступают во
внутреннюю среду организма.
Мини-вопрос:
Что является механической обработкой: пережёвывание
пищи или действие ферментов?
.

8.

Общий план пищеварительной системы
У большинства позвоночных пищеварительная система
представляет собой сквозной пищеварительный
тракт.
В общем виде:
рот → глотка → пищевод → желудок → кишечник →
выход наружу

9.

Общий план пищеварительной системы
Также в пищеварении участвуют пищеварительные
железы.
Особенно важны:
печень — образует желчь, участвующую в пищеварении
жиров;
поджелудочная железа — выделяет пищеварительные
ферменты.
Но у разных позвоночных эта система изменяется в
зависимости от характера пищи.
Вопрос:
Почему разделение пищеварительного тракта на разные
отделы выгоднее одной простой трубки?

10.

Форма зубов рассказывает о питании
Посмотрев на зубы млекопитающего, часто можно многое
узнать о его рационе.
Хищники имеют хорошо развитые клыки для захвата
добычи и острые зубы для разрезания пищи.
Растительноядные имеют развитые коренные зубы с
широкой поверхностью — ими удобно перетирать
растения.
Всеядные обладают зубами разных типов.

11.

Форма зубов рассказывает о питании
У человека также есть:
• резцы;
• клыки;
• малые коренные;
• большие коренные зубы.
Интересный факт:
Зубы — один из признаков, по которым палеонтологи
могут судить о питании вымерших позвоночных.

12.

Форма зубов рассказывает о питании
Задание:
Перед вами череп с крупными острыми клыками. Что
можно предположить о питании животного?

13.

Рыбы: поймать и проглотить
У большинства рыб пищеварительный тракт начинается
ротовой полостью.
Далее пища проходит:
рот → глотка → пищевод → желудок → кишечник.
Однако строение системы зависит от вида и характера
пищи.
Среди рыб есть:
• хищники;
• растительноядные;
• всеядные;
• фильтраторы.

14.

Рыбы: поймать и проглотить
Например, щука — хищник. Её многочисленные зубы
помогают удерживать скользкую добычу, а не
пережёвывать её так, как это делают млекопитающие.
Вопрос:
Почему рыбе, заглатывающей добычу целиком, не нужны
такие жевательные зубы, как корове?

15.

Акулы: зубы, которые постоянно заменяются
У многих акул имеется несколько рядов зубов.
Если рабочий зуб теряется, его постепенно заменяет
следующий.
Это полезное приспособление для хищника, которому
зубы постоянно нужны для захвата добычи.

16.

Акулы: зубы, которые постоянно заменяются
При этом не все акулы охотятся на крупную добычу.
Например, китовая акула — фильтратор. Она
питается преимущественно мелкими организмами,
отфильтровывая их из воды.
Получается необычная ситуация:
одни акулы используют зубы для захвата добычи, а
крупнейшая современная рыба питается
крошечными организмами.

17.

Акулы: зубы, которые постоянно заменяются
Вопрос для обсуждения:
Можно ли определить питание животного только по его
размерам?

18.

Земноводные: язык как орудие охоты
Многие взрослые земноводные — хищники.
Лягушки питаются:
• насекомыми;
• пауками;
• червями;
• другими небольшими животными.

19.

Земноводные: язык как орудие охоты
У многих лягушек язык прикреплён необычным образом
— его передняя часть закреплена ближе к передней
части рта. Благодаря этому язык может быстро
выбрасываться наружу.
Добыча захватывается и отправляется в рот.
Интересный факт:
Глаза лягушки тоже могут участвовать в процессе
глотания: их движение помогает проталкивать пищу в
направлении глотки.
Вопрос:
Почему длинный и быстро выбрасываемый язык выгоден
животному, которое охотится на насекомых?

20.

Пресмыкающиеся: разные способы питания
Среди пресмыкающихся есть хищники, растительноядные
и всеядные виды.
Например:
змеи — преимущественно хищники;
крокодилы — хищники;
среди черепах встречаются разные типы питания;
ящерицы могут питаться насекомыми, другими
животными или растительной пищей.

21.

Пресмыкающиеся: разные способы питания
У пресмыкающихся появляются разнообразные
приспособления к добыванию пищи: зубы, сильные
челюсти, ядовитые железы у некоторых змей.
Вопрос:
Что общего между зубами акулы и зубами крокодила с
точки зрения их основной задачи при питании?

22.

Как змея проглатывает крупную добычу?
Змеи обычно не разжёвывают пищу, а заглатывают её
целиком.
Их череп и челюстной аппарат отличаются высокой
подвижностью. Левая и правая стороны нижней челюсти
соединены эластичными тканями, а некоторые кости
черепа соединены подвижно.
Поэтому рот способен раскрываться очень широко.

23.

Как змея проглатывает крупную добычу?
Важно: популярное выражение «змея вывихивает
челюсть» неверно. Она использует естественную
подвижность своего челюстного аппарата.
После заглатывания пища постепенно переваривается.
Интересный вопрос:
Как вы думаете, почему после очень крупной добычи
змее не требуется сразу снова отправляться на охоту?

24.

Птицы: зубов нет — решение есть!
У современных птиц нет зубов.
Но пищу всё равно необходимо обрабатывать.
Поэтому пищеварительная система птиц имеет
специальные приспособления.
Путь пищи можно представить так:
клюв → пищевод → желудок → кишечник → клоака

25.

Птицы: зубов нет — решение есть!
У многих птиц имеется расширение пищевода — зоб.
В нём пища может временно накапливаться и
размягчаться.
Вопрос:
Какое преимущество даёт птице возможность быстро
собрать пищу, а обработать её позже?

26.

Зачем птице два отдела желудка?
Желудок птиц состоит из двух отделов.
Железистый желудок — здесь выделяются вещества,
участвующие в химическом переваривании.
Мускульный желудок — имеет мощные мышечные
стенки и механически обрабатывает пищу.

27.

Зачем птице два отдела желудка?
Некоторые птицы заглатывают небольшие камешки. Они
помогают измельчать пищу в мускульном желудке.
Получается своеобразная природная «мельница».
Интересный факт:
Камешки в пищеварительном тракте животных называют
гастролитами.
Вопрос классу:
Как отсутствие зубов связано с появлением мощного
мускульного желудка?

28.

Клюв птицы выдаёт её меню
Форма клюва тесно связана со способом питания.
Орёл — загнутый острый клюв помогает разрывать
пищу.
Утка — клюв приспособлен к добыванию и
фильтрации пищи в воде.
Зерноядные птицы — короткий прочный клюв
помогает работать с семенами.

29.

Клюв птицы выдаёт её меню
Колибри — длинный тонкий клюв удобен при питании
нектаром.
Мини-игра «Угадай рацион»:
Представьте птицу с длинным тонким клювом, который
она погружает в цветок. Чем она, вероятнее всего,
питается?

30.

Млекопитающие: пищу можно пережёвывать
Для большинства млекопитающих характерна развитая
механическая обработка пищи в ротовой полости.
Зубы отличаются по строению и функциям.
Резцы — откусывают.
Клыки — помогают захватывать и разрывать.
Коренные зубы — измельчают и перетирают.

31.

Млекопитающие: пищу можно пережёвывать
Пища смешивается со слюной, после чего
проглатывается.
Далее она проходит:
пищевод → желудок → кишечник.
Разные зубы позволяют эффективно обрабатывать пищу
ещё до её попадания в желудок.

32.

Хищник против травоядного
Сравним волка и лошадь.
Волк:
Лошадь:
• крупные клыки;
• хорошо развиты зубы для
откусывания и перетирания;
• зубы, приспособленные к
разрезанию пищи;
• питается преимущественно
животной пищей.
• крупные коренные зубы;
• питается растительной
пищей;
• растительная пища долго
перерабатывается в
пищеварительном тракте.

33.

Хищник против травоядного
Причина различий проста: мясо и растения требуют
разных способов обработки.
Вопрос для обсуждения:
Почему переваривание растительной пищи может быть
сложной задачей для животного?

34.

Почему трудно переварить траву?
Растительные клетки окружены прочными стенками,
содержащими целлюлозу.
Большинство позвоночных не производит собственных
ферментов, способных эффективно расщеплять
целлюлозу.
Как решить проблему?
С помощью микроорганизмов!

35.

Почему трудно переварить траву?
В пищеварительной системе многих растительноядных
живут бактерии и другие микроорганизмы, помогающие
перерабатывать растительный материал.
Животное предоставляет им пищу и место для жизни, а
микроорганизмы помогают получать питательные
вещества.
Интересный факт:
Получается, некоторые животные переваривают траву не
в одиночку — им помогает целое микроскопическое
сообщество.

36.

Корова и её необычный желудок
Корова относится к жвачным млекопитающим.
Её желудок состоит из четырёх отделов:
рубец → сетка → книжка → сычуг
Особенно важен рубец — огромная камера, в которой
живёт множество микроорганизмов.

37.

Корова и её необычный желудок
Корова быстро захватывает растительную пищу, а позже
часть её возвращается в рот.
Животное снова тщательно пережёвывает эту пищу —
жвачку.
После повторного проглатывания пища продолжает
обработку.
Важно:
Фраза «у коровы четыре желудка» удобна, но не совсем
точна. У неё один желудок с четырьмя отделами.
Вопрос:
Зачем корове повторно пережёвывать уже проглоченную
пищу?

38.

Не все травоядные устроены как корова
Лошадь тоже питается растениями, но она не является
жвачным животным.
У неё важную роль в переработке растительного
материала играют микроорганизмы, находящиеся в
задних отделах пищеварительного тракта, особенно в
слепой и толстой кишке.

39.

Не все травоядные устроены как корова
Таким образом, позвоночные могут решать одну задачу
разными способами.
Корова: активная микробная переработка начинается до
основного кишечного пищеварения.
Лошадь: значительная микробная ферментация
происходит дальше по пищеварительному тракту.
Вопрос для обсуждения:
Почему в эволюции не обязательно существует только
одно «правильное» решение одной задачи?

40.

Большое сравнение
Связь между пищей и строением хорошо заметна у всех
позвоночных:
Рыбы
— разнообразные способы захвата и
проглатывания пищи.
Лягушка
— язык помогает ловить подвижную
добычу.
Змея
— подвижные элементы черепа
позволяют заглатывать крупную
добычу.

41.

Птицы
— клюв вместо зубов,
специализированный желудок.
Хищные
млекопитающие
— клыки и режущие поверхности
зубов.
Растительноядные
млекопитающие
— зубы для перетирания и
приспособления к переработке
растительной пищи.

42.

Большое сравнение
Главная закономерность:
характер пищи
способ её добывания
пищеварительной системы.
строение
Вопрос:
Если обнаружить неизвестное животное с широкими
коренными зубами и длинным пищеварительным трактом,
что можно предположить о его рационе?

43.

Пищеварительный детектив — подводим итоги
Главный вывод
Пищеварительные системы позвоночных
построены по общему принципу, но приспособлены
к разной пище и образу жизни.
Представьте неизвестное позвоночное животное. У него
нет зубов, есть клюв, развитый зоб и мощный
мускульный желудок.
К какой группе оно относится? Как оно может
питаться? Какие признаки помогли вам сделать
вывод?