Моим ученикам

Видоизменения корней.

Вы уже знаете, что основные функции корня – закрепление растения в почве, всасывание из почвы растворов минеральных соединений и их транспорт в надземные его части. Однако корень может выполнять и некоторые дополнительные функции. При этом он приобретает определенные особенности строения, называемые видоизменениями корня.

У многих растений (например, у свеклы, моркови) в главном корне и основании побега откладываются запасные питательные вещества. В результате этого главный корень утолщается и превращается в корнеплод. У других видов растений (например, у георгин, чистяка весеннего, батата) запасные питательные вещества откладываются в дополнительных или боковых корнях, которые приобретают клубневидную форму. Такие видоизменения называют корневыми клубнями.

Корни–присоски встречаются у растений–паразитов и полупаразитов. Эти корни проникают в стебли растений других видов и поглощают их соки. Паразитизм (от греч. пара – около и ситос – питание) – явление, при котором организм одного вида (паразит) продолжительное время обитает на поверхности или внутри организма другого вида (хозяина) и питается его веществами. Примером растения–паразита является повилика. Ее клетки не имеют хлоропластов, поэтому она питается исключительно соками растения–хозяина.

Однако есть виды (например, омела), которые, хотя и питаются соками хозяина, не потеряли способности к фотосинтезу. Такие растения называют полупаразитами.

У некоторых растений, произрастающих на болотах и переувлажненных почвах, формируются дыхательные корни. Это боковые корни, растущие вверх и поднимающиеся над поверхностью почвы (или воды). В переувлажненных почвах из–за низкого содержания кислорода дыхание подземной части растения усложняется. Поэтому такие видоизмененные корни поглощают кислород непосредственно из влажного воздуха.

Встречаются и корни–прицепки. Это короткие дополнительные корни, отрастающие вдоль надземной части стебля. С их помощью вьющиеся стебли растений цепляются за опору. Вспомните плющ, способный прикрепляться даже к гладким вертикальным стенам домов. Есть также опорные корни, выполняющие функции подпорок.

Особый тип видоизменений корня наблюдается у орхидей. Некоторые виды этих растений способны поселяться на стволах деревьев влажных тропических лесов. Но, в отличие от повилики или омелы, орхидеи не питаются соками деревьев. Их воздушные корни свободно свисают и позволяют получать воду из влажного воздуха.

Значение видоизменений корней в жизни растений и хозяйственной деятельности человека. Мы уже знаем, что видоизменения корня связаны с приспособлением растений к определенным местам произрастания. Например, корнеплоды развиваются у многих двулетних (морковь, петрушка, свекла) и некоторых многолетних (хрен) растений. На протяжении первого года жизни у этих растений над почвой формируются только листья, расположенные на укороченном стебле. Образованные в них органические соединения постепенно накапливаются в главном корне, который при этом утолщается и превращается в корнеплод. Зимой листья отмирают, а корнеплоды зимуют в почве. На второй год за счет запасенных питательных веществ у растений формируются цветки и плоды. Такую же роль в жизни растений играют и корневые клубни.

Корнеплоды человек использует в пищу (морковь, свекла, репа, редис, пастернак, петрушка, хрен), на корм домашним животным (кормовая свекла, репа, турнепс), как сырье для пищевой промышленности (сахарная свекла).

За два года жизни у этих растений над почвой формируются только листья, расположенные на укороченном стебле. Образованные в них органические соединения постепенно накапливаются в главном корне, который при этом утолщается и превращается в корнеплод. Зимой листья отмирают, а корнеплоды зимуют в почве. На второй год за счет запасенных питательных веществ у растений формируются цветки и плоды. Такую же роль в жизни растений играют и корневые клубни.

Корнеплоды человек использует в пищу (морковь, свекла, репа, редис, пастернак, петрушка, хрен), на корм домашним животным (кормовая свекла, репа, турнепс), как сырье для пищевой промышленности (сахарная свекла).

Вредное влияние на почвы и их обитателей оказывают пестициды – химические соединения, служащие для защиты растений от вредителей и болезней. Чрезмерное и неправильное их использование приводит к загрязнению окружающей среды.

Главный корень пустынного кустарника верблюжьей колючки достигает глубины 15 м, на которой расположен водоносный слой почвы.

Почва на 30-40% состоит из полостей, заполненных смесью газов. Состав этой смеси может отличаться от состава атмосферного воздуха: в нем с увеличением глубины содержание кислорода уменьшается, а углекислого газа – увеличивается (до 1%, тогда как в воздухе – только 0,03%). В плотных почвах

содержание углекислого газа может достигать 6%. В таких условиях растение погибает, так как от избытка углекислого газа корни скручиваются, чернеют, растут вверх (туда, где больше кислорода). Чтобы вылечить растение, необходимо хорошо разрыхлить почву, обеспечив доступ кислорода к корневой системе.

Почвы являются нашим национальным богатством. Пахотные почвы используют только в соответствии с Земельным кодексом Украины. Кроме того, разработан проект Национальной программы защиты земель. Она предусматривает: использование технологий обработки почвы, не разрушающих ее плодородный слой; уменьшение степени распаханности земель; создание защитных лесных насаждений и лесополос.

Правильно это корни у свеклы, моркови, редиса, редьки – связаны они с выполняемыми функциями (запасающими). К таким корням относится корень петрушки – он у нее стержневой. Откладываются в такие кладовые в основном углеводы: крахмал и сахара. У некоторых растений, например у свеклы и моркови, запасающий орган имеет как бы двойную морфологическую природу: верхняя его часть состоит из гипокотиля, а нижняя – из собственного корня (дети рассматривают свои корнеплоды, находят на них гипокотиль, и корень).

Кроме корнеплодов встречаются и другие видоизменения корня, связанные с запасающей функцией. Например, корневые клубни. Они образуются в результате утолщения придаточных корней, это происходит у георгина и батата. Батат, или сладкий картофель, возделывается в тропических и субтропических странах. Его разросшиеся клубневидно утолщенные боковые корни очень калорийны и имеют сладкий вкус. В некоторых странах это основное пищевое растение.

Корни могут служить не только для запасания питательных веществ, но и для запасания воды. Особенно хорошо эта функция выражена у тропических эпифитных орхидей. Наружная часть коры свисающая вниз придаточных воздушных корней этих растений состоит из крупных клеток, которые могут впитывать воду подобно губке. Во время дождя эти клетки наполняются водой, которая затем расходуется на нужды растения.

У тропических деревьев, живущих на бедных кислородом почвах, живущих на пресноводных тропических болотах, развиваются специальные дыхательные корни. Представителем таких растений является кипарис. Развиваются они из подземных боковых корней и растут вертикально вверх, поднимаясь над водой или почвой. У некоторых деревьев дыхательные корни имеют форму колен или петель. Их значение заключается в снабжении подземных частей воздухом. Чему способствует постоянное слущивание коры. Однако поверхности почвы на дыхательных корнях образуются целые бороды тонких корешков, они составляют всасывающую силу корневой системы.

Наиболее часто они встречаются у видов рода панданус и являются важным приспособлением к обитанию в условиях сильных, а иногда и ураганных ветров на тропических океанических островах. Способность этих корней противостоять сильным нагрузкам объясняется наличием механических тканей в центральной и периферической частях. Ходульные корни отходят от стволов и образуют придаточные корни, после того как внедряются в землю. У панданусов отсутствует стержневой корень, и все растение держится на ходульных корнях, как на ходулях, эти корни выполняют функцию – обеспечивают растение водой со всеми минеральными веществами. Один панданус лабиринтный со своими корнями подпорками может образовывать целый лес. Ходульные корни развиваются у фикусов, баньяна, многочисленные придаточные корни которого растут не от ствола, а от ветвей, достигая почвы они развивают собственную корневую систему и одно дерево баньяна разрастается в целую рощу, которая может занимать площадь в несколько сотен м3 и даже больше. В древнем описании указано, что в тени одного фикуса отдыхали отряды из 6-7 тысяч воинов. Этот гигант имел 4300 стволов, образованных ходульными корнями. В Индии растет баньян у которого насчитывается 3000 крупных и 3000 мелких корней – подпорок. Высота этого дерева более 60 м, а возраст 3000 лет.

У плюща и других лазающих растений имеются придаточные корни-прицепки. Образующиеся на стороне стебля, обращенной к дереву или другой опоре. Они способствуют прикреплению и продвижению растения по разным субстратам. Проникая в трещины или щели, они утолщаются, закупоривая отверстие подобно хорошо пригнанной пробке, и крепко удерживают растение на опоре. Если корни плюща наталкиваются на гладкую поверхность, то они проявляют совершенно удивительные способности к закреплению. Конец корешка расширяется и выделяет клейкий сок, с помощью которого оно сильно прикрепляется к поверхности. Нижние корешки прикрепляются, а молодые ищут новую опору. Так медленно и шагает плющ своими корешками по поверхности.

Знаете ли вы, что у некоторых паразитных растений корни изменили функцию и превратились в присоски, внедряющиеся в проводящие ткани растения-хозяина и оттягивающие оттуда питательные вещества. Примером служат растение лесов омела.

Дополнительный материал «Спинной мозг»

Спинной мозг – это часть центральной нервной системы. Он располагается в позвоночном канале. Представляет собой толстостенную трубку с узким каналом внутри, несколько сплюснутую в передне-заднем направлении. Имеет довольно сложное строение и обеспечивает передачу нервных импульсов от головного мозга к периферическим структурам нервной системы, а также осуществляет собственную рефлекторную деятельность. Без функционирования спинного мозга невозможны нормальное дыхание, сердцебиение, пищеварение, мочеиспускание, сексуальная деятельность, любые движения в конечностях. Из этой статьи Вы сможете узнать о строении спинного мозга и особенностях его функционирования и физиологии.

Спинной мозг закладывается на 4-й неделе внутриутробного развития. Обычно женщина еще даже не подозревает, что у нее будет ребенок. В течение всей беременности происходит дифференцировка различных элементов, а некоторые отделы спинного мозга полностью заканчивают свое формирование  уже после рождения в течение первых двух лет жизни.

Как выглядит спинной мозг внешне?

Начало спинного мозга условно определяется на уровне верхнего края I шейного позвонка и большого затылочного отверстия черепа. В этой области спинной мозг мягко перестраивается в головной мозг, четкого разделения между ними нет. В этом месте осуществляется перекрест так называемых пирамидных путей: проводников, ответственных за движения конечностей. Нижний край спинного мозга соответствует  верхнему краю II поясничного позвонка. Таким образом, длина спинного мозга оказывается меньше, чем длина позвоночного канала. Именно эта особенность расположения спинного мозга позволяет проводить спинномозговую пункцию на уровне III — IV поясничных позвонков (невозможно повредить спинной мозг при  люмбальной пункции между остистыми отростками III — IV поясничных позвонков, так как его там попросту нет).

Размеры спинного мозга человека следующие: длина приблизительно 40-45 см, толщина – 1-1,5 см, вес – около 30-35 г.

По длине выделяют несколько отделов спинного мозга:

• шейный;
• грудной;
• поясничный;
• крестцовый;
• копчиковый.

В области шейного и пояснично-крестцового уровней спинной мозг толще, чем в других отделах, потому что в этих местах располагаются скопления нервных клеток, обеспечивающих движения рук и ног.

Последние крестцовые сегменты вместе с копчиковым называются  конусом спинного мозга из-за соответствующей геометрической формы. Конус переходит в терминальную (конечную) нить. Нить уже не имеет нервных элементов в своем составе, а только лишь соединительную ткань, и покрыта оболочками спинного мозга. Терминальная нить фиксируется ко II копчиковому позвонку.

Спинной мозг: поперечный разрез.

Спинной мозг на всем своем протяжении покрыт 3-мя мозговыми оболочками. Первая (внутренняя) оболочка спинного мозга называется мягкой. Она несет в себе артериальные и венозные сосуды, которые обеспечивают кровоснабжение спинного мозга. Следующая оболочка (средняя) – паутинная (арахноидальная). Между внутренней и средней оболочками находится субарахноидальное (подпаутинное) пространство, содержащее спинномозговую жидкость (ликвор). При проведении спинномозговой пункции игла должна попасть именно в это пространство, чтобы можно было взять ликвор на анализ. Наружная оболочка спинного мозга – твердая. Твердая мозговая оболочка продолжается до межпозвоночных отверстий, сопровождая нервные корешки.

Внутри позвоночного канала спинной мозг фиксируется к поверхности позвонков с помощью связок.

Посередине спинного мозга на всем его протяжении находится узенькая трубочка, центральный канал. Она также содержит спинномозговую жидкость.

Со всех сторон вглубь спинного мозга вдаются углубления – щели и борозды. Самые крупные из них – передняя и задняя срединные щели, которые разграничивают две половины спинного мозга (левую и правую). В каждой половине имеются дополнительные углубления (борозды). Борозды дробят спинной мозг на канатики. В итоге получается два передних, два задних и два боковых канатика. Подобное анатомическое деление имеет под собой функциональное основание – в разных канатиках проходят нервные волокна,  несущие  различную информацию (о боли, о прикосновениях, о температурных ощущениях, о движениях и т.д.). В борозды и щели проникают кровеносные сосуды.

Сегментарное строение спинного мозга – что это?

Как же спинной мозг связан с органами? В поперечном направлении спинной мозг разделяется на особые отделы, или сегменты. Из каждого сегмента выходят корешки, пара передних и пара задних, которые и осуществляют связь нервной системы с другими органами. Корешки выходят из позвоночного канала, формируют нервы, которые направляются к различным структурам организма. Передние корешки передают информацию преимущественно о движениях (стимулируют мышечное сокращение), поэтому называются двигательными. Задние корешки несут в спинной мозг информацию от рецепторов, то есть посылают информацию об ощущениях, поэтому их называют чувствительными.

Количество сегментов у всех людей одинаковое: 8 шейных сегментов, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1-3 копчиковых (чаще 1). Корешки из каждого сегмента устремляются  в межпозвоночное отверстие. Поскольку длина спинного мозга короче, чем длина позвоночного канала, то корешки меняют свое направление. В шейном отделе они направлены горизонтально, в грудном  — косо, в поясничном и крестцовом отделах – почти вертикально вниз. Из-за разницы в длине спинного мозга и позвоночника также меняется и расстояние от выхода корешков из спинного мозга до межпозвоночного отверстия: в шейном отделе корешки самые короткие, а в пояснично-крестцовом – самые длинные. Корешки четырех нижних поясничных, пяти крестцовых и копчикового сегментов образуют так называемый конский хвост. Именно он и располагается в позвоночном канале ниже II поясничного позвонка, а не сам спинной мозг.

За каждым сегментом спинного мозга закреплена строго очерченная зона иннервации на периферии. В эту зону входит участок кожи, определенные мышцы, кости, часть внутренних органов. Эти зоны практически одинаковы у всех людей. Эта особенность строения спинного мозга позволяет диагностировать место расположения патологического процесса при заболевании. Например, зная, что чувствительность кожи в области пупка регулируется 10-м грудным сегментом, при утрате ощущений  прикосновения к коже ниже этой области, можно предположить, что патологический процесс в спинном мозге расположен ниже 10-го грудного сегмента. Подобный принцип работает только с учетом сопоставления зон иннервации всех структур (и кожи, и мышц, и внутренних органов).

Если произвести срез спинного мозга в поперечном направлении, то он будет выглядеть неодинаково по цвету. На срезе  можно увидеть  два цвета: серый и белый. Серый цвет – это место расположения тел нейронов, а белый цвет — это периферические и центральные отростки нейронов (нервные волокна). Всего в спинном мозге насчитывается более 13 миллионов нервных клеток.

Тела нейронов серого цвета так расположены, что имеют причудливую форму бабочки. У этой бабочки четко прослеживаются выпуклости – передние рога (массивные, толстые) и задние рога (значительно тоньше и мельче). В некоторых сегментах есть еще и боковые рога. В области передних рогов содержатся тела нейронов, отвечающих за движения, в области задних рогов – нейроны, воспринимающие чувствительные импульсы, в боковых рогах – нейроны вегетативной нервной системы. В некоторых отделах спинного мозга сконцентрированы тела нервных клеток, отвечающих за функции отдельных органов. Места локализации этих нейронов изучены и четко определены. Так, в 8-м шейном и 1-м грудном сегменте располагаются нейроны, отвечающие за иннервацию зрачка глаза, в 3 — 4-м шейных сегментах – за иннервацию главной дыхательной мышцы (диафрагмы), в 1 — 5-м грудных сегментах – за регуляцию сердечной деятельности. Зачем это нужно знать? Это используется в клинической диагностике. Например, известно, что боковые рога 2 — 5-го крестцовых сегментов спинного мозга регулируют деятельность органов малого таза (мочевого пузыря и прямой кишки). При наличии патологического процесса в этой области (кровоизлияние, опухоль, разрушение при травме и др.) у человека развивается недержание мочи и кала.

Отростки тел нейронов образуют связи друг с другом, с разными частями  спинного и головного мозга, соответственно стремятся вверх и вниз. Эти нервные волокна, имеющие белый цвет,  и составляют белое вещество на поперечном срезе. Они же и формируют канатики. В канатиках волокна распределяются в особой закономерности. В задних канатиках располагаются проводники от рецепторов мышц и суставов  (суставно-мышечное чувство), от кожи (узнавание предмета на ощупь с закрытыми глазами, ощущение прикосновения), то есть информация идет в восходящем направлении. В боковых канатиках проходят волокна, несущие информацию о прикосновении, боли, температурной чувствительности в головной мозг,  в мозжечок о положении тела в пространстве, мышечном тонусе (восходящие проводники). Кроме того, боковые канатики содержат и нисходящие волокна, обеспечивающие движения тела, программируемые в головном мозге.  В передних канатиках проходят как нисходящие (двигательные), так и восходящие (ощущение давления на кожу, осязание) пути.

Волокна могут быть короткими, в таком случае они соединяют сегменты спинного мозга между собой, и длинными, тогда они осуществляют связь с головным мозгом. В некоторых местах волокна могут совершать перекрест или просто переходить на противоположную сторону. Перекрест разных проводников происходит на разных уровнях (например, волокна, отвечающие за чувство боли и температурную чувствительность, перекрещиваются на 2-3 сегмента выше уровня вступления в спинной мозг, а волокна суставно-мышечного чувства идут неперекрещенными до самых верхних отделов спинного мозга).  Результатом этого становится следующий факт: в левой половине спинного мозга проходят проводники от правых частей тела. Это касается не всех нервных волокон, но особенно характерно для чувствительных отростков. Изучение хода нервных волокон также необходимо для диагностики места поражения при заболевании.

Кровоснабжение спинного мозга

Питание спинного мозга обеспечивается кровеносными сосудами, идущими от позвоночных артерий и от аорты. Самые верхние шейные сегменты получают кровь из системы позвоночных артерий (как и часть головного мозга) по так называемым передней и задним спинальным артериям.

По ходу всего спинного мозга в переднюю и задние спинальные артерии впадают дополнительные сосуды, несущие кровь от аорты, — корешково-спинальные артерии. Последние также бывают передние и задние. Количество подобных сосудов обусловлено индивидуальными особенностями. Обычно передних корешково-спинальных артерий около 6-8, они более крупные в диаметре (наиболее толстые подходят к шейному и поясничному утолщениям). Нижняя корешково-спинальная артерия (самая крупная) называется артерией Адамкевича. У некоторых людей имеется дополнительная корешково-спинальная артерия, идущая от крестцовых артерий,  – артерия Депрож-Готтерона. Зона кровоснабжения передних корешково-спинальных артерий занимает следующие структуры: передние и боковые рога, основание бокового рога, центральные отделы переднего и бокового канатиков.

Задних корешково-спинальных артерий на порядок больше, чем передних, – от 15 до 20. Но они имеют меньший диаметр. Зоной их кровоснабжения является задняя треть спинного мозга в поперечном разрезе (задние канатики, основная часть заднего рога, часть боковых канатиков).

В системе корешково-спинальных артерий существуют анастомозы, то есть места соединения сосудов между собой. Это играет важную роль в питании спинного мозга. В случае, если какой-то сосуд перестает функционировать (например, тромб перекрыл просвет), то кровь поступает по анастомозу, и нейроны спинного мозга продолжают выполнять свои функции.

Вены спинного мозга сопровождают артерии. Венозная система спинного мозга имеет обширные связи с позвоночными венозными сплетениями, венами черепа. Кровь от спинного мозга по целой системе сосудов оттекает в верхнюю и нижнюю полые вены. В месте прохождения вен спинного мозга через твердую мозговую оболочку имеются клапаны, не позволяющие крови течь в обратном направлении.

Функции спинного мозга

По существу у спинного мозга всего две функции:

• рефлекторная;
• проводниковая.

Рассмотрим подробнее каждую из них.

Рефлекторная функция спинного мозга

Рефлекторная функция спинного мозга состоит в ответной реакции нервной системы на раздражение. Вы прикоснулись к горячему и невольно отдернули руку? Это рефлекс. Вам что-то попало в горло, и Вы закашлялись? Это тоже рефлекс. Многие наши повседневные действия основаны именно на рефлексах, которые осуществляются благодаря спинному мозгу.

Итак, рефлекс – это ответная реакция. Как же она воспроизводится?

Чтобы было понятнее, давайте в качестве примера возьмем реакцию отдергивания руки в ответ на прикосновение к горячему предмету (1). В коже кисти находятся рецепторы (2), воспринимающие тепло или холод. Когда человек прикасается к горячему, то от рецептора по периферическому нервному волокну (3) импульс (сигнализирующий о «горячем») стремится к спинному мозгу. У межпозвоночного отверстия располагается спинномозговой узел, в котором находится тело нейрона (4), по периферическому волокну которого пришел импульс. Далее по центральному волокну от тела нейрона (5) импульс  входит в задние рога спинного мозга, где как бы «переключается» на другой нейрон (6). Отростки этого нейрона направляются к передним рогам (7). В передних рогах импульс переключается на двигательные нейроны (8), ответственные за работу мышц руки. Отростки двигательных нейронов (9) выходят из спинного мозга, проходят через межпозвоночное отверстие и в составе нерва направляются к мышцам руки (10). Импульс «о горячем» заставляет мышцы сократиться, и рука отдергивается от горячего предмета. Таким образом, образовалось рефлекторное кольцо (дуга), которое обеспечило ответное действие на раздражитель. При этом головной мозг совершенно не участвовал в процессе. Человек отдернул руку, не задумываясь об этом.

В каждой рефлекторной дуге есть обязательные звенья: афферентное звено (рецепторный нейрон с периферическим и центральным отростками), вставочное звено (нейрон, связывающий афферентное звено с нейроном-исполнителем) и эфферентное звено (нейрон, передающий импульс непосредственному исполнителю – органу, мышце).

На основе такой дуги и построена рефлекторная функция спинного мозга. Рефлексы бывают врожденные (которые можно определить с самого рождения) и приобретенные (образуются в процессе жизни при обучении), замыкаются они на различных уровнях. Например, коленный рефлекс замыкается на уровне 3-4-го поясничных сегментов. Проверяя его, врач убеждается в сохранности всех элементов рефлекторной дуги, в том числе и сегментов спинного мозга.

Для врача имеет значение проверка рефлекторной функции спинного мозга. Это делается при каждом неврологическом осмотре. Чаще всего проверяются поверхностные рефлексы, которые вызываются прикосновением, штриховым раздражением, уколом кожи или слизистых оболочек, и глубокие, которые вызываются ударом неврологического молоточка. К поверхностным рефлексам, осуществляемым спинным мозгом, относят брюшные рефлексы (штриховое раздражение кожи живота  в норме вызывает сокращение мышц живота на этой же стороне), подошвенный рефлекс (штриховое раздражение кожи наружного края подошвы по направлению от пятки к пальцам в норме вызывает сгибание пальцев стопы). К глубоким рефлексам относят сгибательно-локтевой, карпорадиальный, разгибательно-локтевой, коленный, ахиллов.

Проводниковая функция спинного мозга

Проводниковая функция спинного мозга заключается в передаче импульсов с периферии (от кожи, слизистых оболочек, внутренних органов) в центр (головной мозг) и наоборот. Проводники спинного мозга, составляющие его белое вещество, осуществляют передачу информации в восходящем и нисходящем направлении. В головной мозг подается импульс о воздействии извне, и у человека формируется определенное ощущение (например, Вы гладите кота, и у Вас возникает чувство чего-то мягкого и гладкого в руке). Без спинного мозга это невозможно. Доказательством этому служат случаи травм спинного мозга, когда связи между головным и спинным мозгом нарушаются (например, разрыв спинного мозга). Такие люди утрачивают чувствительность, прикосновения не формируют у них ощущения.

В головной мозг поступают импульсы не только о прикосновениях, но и о положении тела в пространстве, состоянии напряжения мышц, боли и так далее.

Нисходящие импульсы позволяют головному мозгу «руководить» телом. Таким образом, то, что задумал человек, осуществляется с помощью спинного мозга. Вы захотели догнать уезжающий автобус? Замысел немедленно реализуется – в движение приводятся нужные мышцы (причем Вы не задумываетесь, какие именно мышцы нужно сократить, а какие расслабить). Это осуществляет спинной мозг.

Конечно, реализация двигательных актов или формирование ощущения требуют сложной и хорошо скоординированной деятельности всех структур спинного мозга. На самом деле, нужно задействовать тысячи нейронов, чтобы получить результат.

Спинной мозг является очень важной анатомической структурой. Его нормальное функционирование обеспечивает всю жизнедеятельность человека. Он служит промежуточным звеном между головным мозгом и различными частями тела, передавая информацию в виде импульсов в обоих направлениях. Знание особенностей строения и функционирования спинного мозга необходимо для диагностики заболеваний нервной системы.

Тип Плоские черви (Plathelminthes)

— трехслойные животные. Это Значит, что их ткани и органы в процессе онтогенеза формируются не из двух (как у кишечнополостных), а из трех зародышевый листков. Кроме эктодермы и энтодермы, у плоских червей образуется третий, средний зародышевый листок — мезодерма.

Животные обладают двусторонней, или билатеральной, симметрией. Это означает, что через их тело можно провести только одну плоскость симметрии, которая разделит тело на две зеркальные половины. Тело обычно листовидное или удлиненное, сплющено в спинно-брюшном направлении. У червей выделяют передний конец тела, задний конец тела, спинную, брюшную и две латеральные (боковые) стороны.

Тело червей покрыто однослойным эктодермальным эпителием. У ресничных червей эпителий — цилиндрический, мерцательный (то есть клетки несут реснички). У сосальщиков эпителий погруженный — ресничек нет. На поверхности образуется синцитиальный цитоплазматический слой, а тела клеток уходят в паренхиму. У ленточных червей погруженный эпителий на цитоплазматической пластинке несет микроворсинки, с помощью которых цестоды всасывают пищу. Эпителий подстилает базальная мембрана — опорный слой неклеточного вещества, обеспечивающий механическую связь между эпителием и соединительной тканью. Под базальной мембраной находится гладкая мускулатура тела. Мускулатура имеет мезодермальное происхождение и организована в несколько слоев: кольцевой, диагональный, продольный, а также дорзовентральный — в виде пучков, связывающих спинную и брюшную стороны червя. Эпителий, базальная мембрана и совокупность мускульных слоев формируют кожно-мускульный мешок червей. Сокращение мускулатуры обуславливает «червеобразные» движения, характерные для плоских червей. У ресничных червей в движении участвует мерцательный эпителий.

Пространство внутри кожно-мускульного мешка и между органами заполнено мезодермальной соединительной тканью — паренхимой. Полости тела у плоских червей нет, поэтому их называют бесполостными, или паренхиматозными, червями. Клетки паренхимы неправильной формы, крупные, между ними располагаются большие межклетники, заполненные жидкостью.

Функции паренхимы: 1) опорная — паренхима служит жидким внутренним скелетом; 2) распределительная — через паренхиму питательные вещества транспортируются от кишечников к тканям и органам, также идет транспорт газов; 3) выделительная — осуществляется перенос продуктов обмена к органам выделения; 4) запасающая — в клетках паренхимы откладывается гликоген.

Пищеварительная система начинается ртом, расположенным на брюшной стороне тела. Рот ведет в эктодермальную глотку (переднюю кишку), которая переходит в энтодермальную среднюю кишку. Средняя кишка слепо замкнута, может ветвиться. У бескишечных турбеллярий средняя кишка отсутствует, а пища из глотки сразу поступает в пищеварительную паренхиму. У ленточных червей пищеварительной системы нет, питание происходит осмотрофно через всю поверхность тела. У плоских червей, имеющих кишечник, непереваренные остатки пищи выбрасываются через рот.

У свободноживущих видов дыхание происходит через всю поверхность тела, а у паразитических организмов дыхание анаэробное (гликолиз).

Впервые у плоских червей появляется выделительная система, выполняющая функции выведения продуктов обмена и осморегуляции. Выделительная система представлена протонефридиями, которые образуются из эктодермы. Протонефридий состоит из ветвящихся канальцев, самые тонкие ответвления которых заканчиваются клеткой звездчатой формы. От звездчатой клетки внутрь канальца отходит пучок ресничек, поэтому эти клетки называются «пламенными». Постоянное биение ресничек вызывает ток жидкости в канальце. Канальцы протонефридиев впадают в главный канал, который открывается выделительной порой на поверхности тела животного.

Нервная система плоских червей значительно усложнена по сравнению с кишечнополостными. Во-первых, у плоских червей формируется особое скопление нервных клеток — нервные узлы или ганглии. Пара сближенных нервных узлов находится в передней части тела и называется мозговым ганглием, который выполняет роль регулирующего нервного центра. От мозгового ганглия отходят нервные стволы, которые тянутся вдоль тела червя. Нервные стволы образованы нервными волокнами и отдельными нервными клетками. Между собой стволы соединяются нервными перемычками. Во-вторых, элементы нервной системы (ганглии и нервные стволы) располагаются не в наружном слое клеток, а погружаются в толщу паренхимы, что обеспечивает их защиту от различных повреждений. Органы чувств представлены органами осязания, химического чувства, зрения и равновесия. У паразитических представителей типа органы чувств подвергаются редукции.

Плоские черви — гермафродиты. Половая система устроена крайне сложно. Главное ее отличие от половой системы кишечнополостных состоит в формировании специальных протоков, через которые половые продукты выводятся наружу. Гермафродитная половая система образована из двух частей — мужской половой системы и женской половой системы. В мужских гонадах — семенниках — развиваются сперматозоиды, которые по семявыносящим канальцам попадают в семяпровод. Семяпровод (может быть не один) переходит в мускулистый семяизвергательный канал. Конечный отдел семяизвергательного канала преобразован в совокупительный орган. Совокупительный орган выпячивается в половую клоаку, куда впадают женские половые протоки.

В женской гонаде — яичнике (одном или нескольких) — развиваются яйцеклетки. От яичника отходит яйцевод, принимающий в себя протоки желточников, вырабатывающих желточные клетки. Желточные клетки содержат запас питательных веществ, необходимых для развития зародыша. Яйцеводы, расширяясь, образуют матку, которая через мускулистое влагалище открывается в половую клоаку. Оплодотворение происходит в яйцеводах, после чего яйцо окружается желточными клетками и покрывается скорлупой, выделяемой особыми железами. Формирование яйца завершается в матке. Оплодотворение перекрестное. У одних видов развитие протекает прямым путем, тогда как у других — с метаморфозом. У плоских червей наблюдается бесполое размножение.

В состав типа входят 5 классов: Ресничные, Сосальщики, Моногенеи, Ленточные черви и Цестодообразные.

Класс Ресничные черви (Turbellaria)

Тело турбеллярий покрыто мерцательным эпителием. В самом эпителии или под ним находится большое количество одноклеточных желез, выделяющих слизь. Слизь выполняет защитную функцию и способствует движению червей. Движение ресничных червей происходит за счет сокращений кожно-мускульного мешка и работы ресничек, что особенно важно при плавании.

Большинство турбеллярий — хищники, питаются мелкими животными. Добыча может захватываться выворачивающейся наружу глоткой. Есть формы, не имеющие средней кишки, — это бескишечные турбеллярии.

Развитие протекает с метаморфозом или без него.

Обитают ресничные черви в пресных и морских водоемах, есть наземные виды — живущие во влажных местах. Некоторые виды паразитируют на ракообразных и моллюсках.

Класс Сосальщики (Trematoda)

Все представители сосальщиков — паразиты беспозвоночных и позвоночных животных. Тело сосальщиков листовидное, эпителий погруженный, лишен ресничек. В наружной цитоплазматической пластинке могут располагаться кутикулярные шипики, которые обеспечивают фиксацию паразита в теле хозяина. На переднем конце тела и посередине брюшной стороны находятся присоски. На переднем конце — ротовая присоска, на ее дне открывается рот. Вторая присоска — брюшная. Присоски служат для фиксации паразита к телу хозяина. Средняя кишка имеет две ветви, но у крупных форм (печеночная двуустка), может многократно ветвиться. Органы чувств развиты крайне слабо.

Высокой степени организации достигает половая система. Трематоды, как и все паразиты, производят огромное число яиц. Жизненный цикл происходит со сменой хозяев и чередованием поколений. Половозрелые трематоды паразитируют во внутренних органах позвоночных животных (окончательный хозяин). Для дальнейшего развития выделяемые из организма окончательного хозяина яйца, как правило, должны попасть в воду. В воде из яйца выходит личинка — мирацидий. Личинка покрыта ресничками, с помощью которых плавает, имеет глаза и специальные органы проникновения в тело промежуточного хозяина (стилет и железы, секрет которых разрушает ткани хозяина). Мирацидий внедряется в тело улитки и мигрирует в печень. В теле мирацидия лежат особые клетки, которые представляют собой партеногенетические яйца. В печени улитки мирацидий сбрасывает реснички и превращается в спороцисту — партеногенетическую самку. В теле спороцисты партеногенетические яйца начинают дробиться и дают начало второму поколению партеногенетических самок — редиям, после чего спороциста погибает. Редии отрождают церкарии — личинок, по строению напоминающих взрослое животное, но имеющих недоразвитую половую систему. На заднем конце тела церкарии имеется хвост, с помощью которого она плавает после выхода из промежуточного хозяина. Затем церкарии внедряются во второго промежуточного хозяина, где инцистируются. Инцистированная стадия называется метацеркарией. Метацеркария инвазионна (то есть может заражать) для окончательного хозяина. Существуют и другие пути заражения окончательного хозяина.

Трематоды вызывают опасное заболевание (трематодозы) человека и животных. У человека в печени могут паразитировать: печеночная двуустка (Fasciola hepatica), ланцетовидная двуустка (Dicrocoelium lanceatum), кошачья двуустка (Opisthorchis). В кровеносных сосудах паразитирует кровяная двуустка (Shistosoma haematobium).

Класс Моногенеи (Monogenoidea)

Все представители моногеней — паразиты, обычно обитают на жабрах и коже рыб. Также встречаются паразиты амфибий и рептилий. Тело вытянуто в длину, на заднем конце расположен прикрепительный диск, вооруженный крючьями, присосками или клапанами. Прикрепительный диск служит для фиксации паразита на теле хозяина. Присоски имеются и на переднем конце тела, ими паразит прикрепляется к хозяину в момент питания. Кишечник червей мешковидный или ветвящийся. Это гермафродиты, совокупительный орган вооружен крючками. Жизненный цикл простой — протекает без смены хозяев и чередования поколений. Развитие моногеней происходит с метаморфозом: из яйца выходит личинка с 10-16 крючьями и прикрепляется к новому хозяину или оседает на том же экземпляре хозяина.

Ленточные черви — паразитические животные, с сильно измененным (по сравнению с трематодами и моногенеями) строением тела. Взрослые лентецы паразитируют в кишечнике различных позвоночных животных. Личинки лентецов паразитируют у беспозвоночных и позвоночных животных.

Тело червей лентовидное, вытянуто в длину, обычно поделено на членики, но бывают цестоды с нерасчлененным телом. Передний конец тела преобразован в головку, несущую органы прикрепления: присоски, крючья, присасывательные щели, клапаны, хоботки с крючочками. За головкой идет тонкая короткая шейка. Клетки шейки постоянно делятся, благодаря чему происходит рост тела — от конца шейки отделяются новые членики. Тело лентецов называется стробилой. У ленточных червей отсутствует пищеварительная система, всасывание питательных веществ происходит через всю поверхность тела с помощью микроворсинок, образованных цитоплазматической пластинкой погруженного эпителия.

Каждый членик стробилы содержит собственную гермафродитную половую систему. Степень развития половой системы в пределах стробилы не одинакова. Сразу за шейкой располагается зона незрелых члеников, в которых половая система еще не функционирует. Затем — зона гермафродитных члеников: половая система полностью сформирована, происходит оплодотворение между разными члениками. На конце стробилы расположена зона зрелых члеников: половая система представлена только маткой, забитой зрелыми яйцами. Зрелые членики отшнуровываются от стробилы и вместе с экскрементами выходят во внешнюю среду.

Жизненные циклы цестод весьма разнообразны, они протекают со сменой одного-двух промежуточных и окончательного хозяина. При этом черви претерпевают метаморфоз. У человека на взрослой стадии паразитируют: свиной солитер (Taenia solium), бычий солитер (Taeniarinchus sagginatus), лентец широкий (Diphyllobothrium latum). На личиночной стадии у человека и травоядных животных паразитирует эхинококк (Echnococcus granulosus).

Многие цепни паразитируют в кишечнике сельскохозяйственных животных — овец, коз, крупного рогатого скота.