Способы передвижения животных. Урок «Способы передвижения животных. Полости тела Способы передвижения животных полости тела

Функции, которые обеспечивают изменение положения животных в среде, иными словами передвижение их в пространстве, называются локомоторными. Кроме постоянных характерных особенностей в строении тела, которые обсуждались выше, существуют и периодические изменения внешнего вида животных, связанные с локомоторными функциями и сопровождающиеся движением конечностей и других частей тела, принимающих участие в перемещении. По-разному выглядит силуэт , свободно парящего над горной долиной, снижающегося к кроне дерева или перелетающего с места на место. Многих животных можно распознать по силуэту, типичному для позы тела, связанной с движением: обезьяну по осанке и положению хвоста, водных птиц (уток, лысух) по способу плавания, по способу ползания и т. д.

Несмотря на то, что движение кажется простым свойством животных, на самом деле это очень сложная деятельность, в которой участвует множество биологических, химических и физических процессов. Основы локомоторной деятельности связаны с координацией движения конечностей, точной ориентацией животного в пространстве, обеспечением достаточной интенсивности действия мускулатуры, активным снабжением тканей кислородом и со многими другими физиологическими процессами в организме. Однако на двигательные функции животных влияет и ряд иных факторов, относящихся к строению, размерам и другим внешним особенностям их тела. Важнейшую роль среди них играет положение центра тяжести, от которого зависит не только стабильность тела в состоянии покоя и при движении по твердой поверхности, но и поза тела в случаях, когда животное не опирается на конечности, то есть при движении в воде или в воздухе. Поэтому, например, для летающих видов наиболее эффективно расположение центра тяжести как можно ближе к линии соединения двух плечевых суставов. Близость центра тяжести к конечностям обеспечивает как бы идеальную "взвешенность" животного в воздухе, тогда для установления равновесия между передней и задней частями тела не требуется дополнительных мышечных усилий. По этим же причинам у водных позвоночных центр тяжести перемещается к месту приложения подъемной силы.

Основным условием устойчивости тела является такое положение центра тяжести, при котором основание опущенного из него перпендикуляра приходится на поверхность, ограниченную краями опор (конечностей). Устойчивость тела тем большая, чем больше расстояние от основания перпендикуляра до опоры и чем меньше центр тяжести приподнят над опорой. У животных, передвигающихся на четырех конечностях, сохранение равновесия не составляет трудности, и различия в форме их тела могут повлиять лишь на степень устойчивости. Важную роль здесь играет расстояние от основания перпендикуляра до опор, которое для различных животных колеблется в широких пределах. Если длину тела принять за 100, то соотношение отрезков, лежащих до и после центра тяжести, составляет 66,7:33,3 - для , 56,1:43,9 - для , 55,5:44,5 - для крупного рогатого скота, 51,5:48,5 - для гепарда, 42,9:51,1 - для кинкажу и 40,5:59,5 - для красноголового мангобея. Ситуация существенным образом изменяется для животных с двуногим способом передвижения (только на задних конечностях), у которых устойчивость намного ниже из-за малой площади опоры и высокого положения центра тяжести. Эти животные должны удерживать выпрямленное положение тела сложным балансированием, не всегда приводящим к успеху даже у человека, само строение тела которого специально приспособлено для прямохождения. Приемы управления хвостом у двуногих млекопитающих и , раскачивающаяся походка у уток и других птиц, балансирующие движения передними конечностями у гиббонов, особый способ передвижения на задних конечностях у дрессированных животных - все это предохранительные меры, принимаемые для того, чтобы при движении перпендикуляр, опущенный из центра тяжести, падал на площадь опоры, равную в данном случае лишь площади одной стопы.

Еще большие трудности возникают в тех случаях, когда животное время от времени передвигается в разной! по плотности среде; естественно, что положение центра тяжести при этом должно соответствующим образом изменяться. Если при двуногой ходьбе центр тяжести расположен над задними конечностями, то при полете он должен быть перемещен далеко вперед, а при плавании должен находиться над центром приложения подъемной силы. Это, прежде всего, относится к водоплавающим птицам, использующим все указанные способы. Так, утки перемещают центр тяжести изменением положения тела и движениями шеи. Во время ходьбы их тело находится в достаточно выпрямленном состоянии, а при полете и плавании центр тяжести регулируется вытягиванием или запрокидыванием шеи. У птиц с длинными ногами, например у аистов, цапель или фламинго, в перемещении центра тяжести участвуют как шея, так и конечности. Характерные изменения такого рода особенно хорошо видны во время полета (цапля складывает шею в виде латинской буквы 8, вытягивает ее вперед), у плавающих птиц (различия в способах погружения и положении тела на поверхности воды у уток, поганок, бакланов) и у других групп позвоночных.

Способы движения можно разделить на шесть типов в зависимости от среды, в которой перемещается животное, и участия разных частей тела: шаг (ходьба, ползание на четырех конечностях, рысь, бег), ползание, рытье, лазанье, полет и плавание.

Основным способом перемещения наземных животных можно считать шагающее движение, с различными формами которого мы встречаемся во всех классах позвоночных начиная с . Исходной формой такого движения является ползание на четырех конечностях примитивных четвероногих, которое иногда представляется прямым развитием движения водных позвоночных. Для шагающего движения характерно, что всегда над опорной поверхностью поднимается только одна конечность, а остальные три подпирают тело; причем конечности движутся по диагонали, то есть за правой передней следует левая задняя, потом левая передняя и, наконец, правая задняя. Одновременно с движением конечностей соответственно отклоняется и ось тела, происходит как бы волнообразное движение, вызванное тем, что стопа и голень расположены почти горизонтально и при движении в этой плоскости описывают дугу. Некоторые специалисты считают волнообразное движение исходным типом перемещения, а движение конечностей лишь как его результат. У млекопитающих (кроме ), у птиц, а также у вымерших ящеров, для которых характерно выпрямленное положение всех частей конечностей по линии, параллельной продольной оси тела, волнообразное движение исчезает, но не полностью. При этом способы перемещения конечностей могут быть различными, начиная от такого, при котором вперед сначала выдвигается одна конечность (примитивное передвижение пресмыкающихся и хвостатых земноводных) или две (будь то по одной стороне тела у иноходцев или по диагонали при переменном шаге), и, кончая разными формами быстрого перемещения, когда на твердую поверхность опирается всего одна конечность, а иногда и все конечности на короткое время могут оказаться в воздухе. Иноходь и переменный шаг ранее считались совершенно разными типами движения. К типичным иноходцам относятся верблюды, слоны, медведи и некоторые породы домашней лошади. Однако оба этих типа движения могут встречаться (и плавно переходить из одного в другой) у животных одного и того же вида и даже у одной особи. Последнее можно ясно видеть на кинокадрах движений тигра, льва, собаки и других .

Из указанных четырех форм шагающего движения три, а именно ползание на четырех конечностях, ходьба и рысь, отличаются одна от другой лишь скоростью, то есть частотой движения конечностей. Главные характеристики этих трех форм движения остаются неизменными, то есть во всех случаях имеет место симметричное движение. Напротив, при беге эти характеристики изменяются: движение становится асимметричным и часто одновременно двигаются обе передние и обе задние конечности. В некоторых фазах бега тело животного вообще не касается земли.

Кроме четырех основных форм передвижения шагом у животных могут встретиться и некоторые их модификации. Первичная локомоторная функция или остается неизменной, или получает вторичное развитие как средство общения между животными. Мы хорошо знаем, как по-разному выглядит спокойно идущая собака и та же собака, увидевшая перед собой другого пса. Видоизмененным шагом является собственно ползание - когда суставы конечностей постоянно находятся в таком положении, что брюхо животного движется непосредственно над землей. Движение рысью характеризуется тем, что одна пара конечностей по диагонали поднимается раньше, чем другая пара обопрется о землю. Это движение можно наблюдать у обезьян, в основном у человекообразных, которые опираются о землю согнутыми пальцами передних конечностей.

Положение тела при движении и сам способ передвижения могут быть связаны с необычными пропорциями органов или отдельных их частей. Это хорошо заметно у жирафов, которые при быстром передвижении должны перемещать необычайно длинную шею, регулируй таким образом положение центра тяжести. Наиболее сильное влияние на характер передвижения оказывает, конечно, само строение конечностей. Например, животные с длинным телом и короткими ногами, такие, как куницы или горностаи, не могут бегать в точном смысле этого слова. Для их основного типа передвижения, обозначаемого как "прыгающий бег" - характерны быстрые прыжки с постоянно согнутым позвоночником.

Лабораторная работа

по биологии:

«ИЗУЧЕНИЕ СПОСОБОВ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ЖИВОТНЫХ »

Ученицы 7 «В» класса

МБОУ СОШ №6

г. Белая Калитва

Кушнеровой Алеси

Лабораторная работа № 10

« ИЗУЧЕНИЕ СПОСОБОВ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ЖИВОТНЫХ»

Цель работы: познакомиться с многообразием способов передвижения в

природе.

Оборудование: 3-5 животных по выбору учителя (все животные в

соответствующих садках, чашках, клетках, аквариумах,

террариумах).

Ход работы:

1. Рассмотрите животных, находящихся перед вами.

Отметьте, как перемещаются животные; каков характер их движений.

Выявите, какие приспособления, органы, части тела участвуют в перемещении животного; как меняется характер движения при испуге или прикосновении.

2. Наблюдайте за животными, изменяя условия среды.

Определите характер движения животного; способность менять способы движения; число способов передвижения для каждого объекта.

Движение - одно из основных свойств живых организмов. Несмотря на многообразие существующих активных способов передвижения, их можно разделить на 3 основных типа:

I. Типы передвижения животных.

1. Амебоидное движение

Амебоидное движение присуще корненожкам и некоторым отдельным клеткам многоклеточных животных (например - лейкоцитам крови). Пока у биологов нет единого мнения о том, что является причиной амебоидного движения. У клетки образуются выросты цитоплазмы, число и величина которых постоянно меняются, как меняется и форма самой клетки.

2. Движения при помощи жгутиков и ресничек.

Движения при помощи жгутиков и ресничек

характерно не только для жгутиконосцев и инфузорий, оно присуще некоторым многоклеточным животным и их личинкам. У высокоорганизованных животных клетки, имеющие жгутики или реснички, встречаются в дыхательной, пищеварительной, половой системах.

Строение всех жгутиков и ресничек практически одинаково. Вращаясь или взмахивая, жгутики и реснички создают движущую силу и закручивают тело вокруг собственной оси. Увеличение числа ресничек убыстряет передвижение. Такой способ движения свойствен обычно мелким беспозвоночным животным, обитающим в водной среде.

Но есть еще большая группа животных. А как передвигаются они?

3. Движение с помощью мышц.

Движение с помощью мышц о существляется у многоклеточных животных. Характерно для беспозвоночных и позвоночных животных.

Любое движение - это очень сложная, но слаженная деятельность больших групп мышц и биологических, химических, физических процессов в организме.

Мышцы образованы мышечной тканью. Главная особенность мышечной ткани - способность сокращаться. За счет сокращения мышц и осуществляется движение.

У круглых червей поочередное сокращение продольных мышц вызывает характерные изгибы тела. За счет этих телодвижений червь двигается вперед.

Кольчатые черви освоили новые способы движения в связи с тем, что в их мускулатуре, помимо продольных мышц, появились поперечные мышцы. Поочередно сокращая поперечные и продольные мышцы, червь, используя щетинки на сегментах тела, раздвигает частички почвы и движется вперед.

Пиявки освоили шагающие движения, используя для прикрепления присоски. У представителей класса Гидроидные передвижение происходит “шагами”.

У круглых и кольчатых червей кожно-мускульный мешок взаимодействует с заключенной в нем жидкостью (гидроскелет).

Брюхоногие моллюски двигаются благодаря волнам сокращения, пробегающим по подошве ноги. Обильно выделяемая слизь облегчает скольжение и ускоряет движение. Двустворчатые моллюски двигаются с помощью мускулистой ноги, а головоногие освоили реактивный способ передвижения, выталкивая воду из мантийной полости.

Членистоногих отличает наружный скелет.

Многие ракообразные

для передвижения по грунту используют ходильные ноги, а для плавания им служит либо хвостовой плавник, либо плавательные ноги. Любой из этих способов передвижения возможен при наличии хорошо развитой мускулатуры и подвижном сочленении конечностей с туловищем.

Паукообразные передвигаются на ходильных ножках, а мелкие пауки, образующие паутину, могут перемещаться с помощью ветра.

У большинства членистоногих

специальными органами передвижения служат не только ноги, но и (в зависимости от систематической принадлежности) другие образования, например крылья у насекомых. У кузнечиков с низкой частотой биения крыльев мышцы прикрепляются к их основаниям.

Рыбы

Скелет рыбы, и одевающая его мускулатура имеют метамерное строение, т. е. состоят из повторяющихся однородных между собой частей - позвонков и мышечных сегментов. Мышцы обеспечивают движения плавников, челюстей и жаберных крышек. В связи с плаванием наиболее развиты мышцы спины и хвоста.

- Сильная мускулатура и твердый гибкий позвоночник обусловливают способность рыбы к быстрому перемещению в воде.

Земноводные

по сравнению с рыбами у земноводных только часть туловищной мускулатуры сохраняет сегментированное лентовидное строение, развиваются специализированные мышцы. У лягушки, например, более 350 мускулов. Наиболее крупные и мощные из них связаны со свободными конечностями.

Пресмыкающиеся

Короткие конечности пресмыкающихся, расположенные по бокам туловища, не поднимают тело высоко над землей, и оно волочится по земле.

Волнообразные изгибания тела - самый распространенный способ ползания змей. Спокойно ползущая змея - удивительно красивое и завораживающее зрелище. Кажется, ничего не происходит. Движения почти незаметны. Тело вроде бы неподвижно лежит и в то же время быстро перетекает. Ощущение легкости передвижения змеи обманчиво. В ее удивительно сильном теле синхронно и размеренно работает множество мускулов, точно и плавно переносящих тело. Каждая соприкасающаяся с землей точка тела поочередно оказывается в фазе то опоры, то толчка, то переноса вперед. И так постоянно: опора-толчок-перенос, опора-толчок-перенос... Чем длиннее тело, тем больше изгибов и тем стремительнее движение. Поэтому в ходе эволюции тело змей все удлинялось и удлинялось. Число позвонков у змей может достигать 435 (у человека, для сравнения, всего 32-33).

Ползание змей может быть достаточно стремительным. Однако даже самые быстрые змеи редко развивают скорость, превышающую 8 км/ч. Рекорд скорости ползания - 16-19 км/ч, и принадлежит он черной мамбе.

Существуют еще прямолинейный, или гусеничный способ ползания, и прерывистый ход по песку.

На суше движения крокодила менее быстры и проворны, чем его движения в воде, где он превосходно плавает и ныряет. Его длинный и мускулистый хвост сдавлен с боков и служит хорошим рулевым веслом, а пальцы на задних ногах связаны между собой плавательной перепонкой. Кроме того, вода облегчает и вес тела этого грузного животного, одетого кожным панцирем из роговых щитков и чешуй, которые расположены продольными и поперечными рядами.

Когда птица колибри как бы останавливается (зависает) в воздухе у цветка, ее крылья совершают 50-80 взмахов в секунду.

Птицы

Наиболее развиты (до 25% от массы птицы) мышцы, двигающие крыльями. Наиболее развиты у птиц большие грудные мышцы, опускающие крылья, которые составляют 50% массы всей мускулатуры. Поднимают крылья подключичные мышцы, которые также хорошо развиты и расположены под большими грудными. Сильно развиты у птиц мускулы задних конечностей и шеи.

Млекопитающие

Мышечная система млекопитающих достигает исключительного развития и сложности, насчитывает несколько сот мышц. Наиболее развиты мышцы конечностей и туловища, что связано с характером передвижения. Сильно развиты мышцы нижней челюсти, жевательные мышцы, а также диафрагма. Это куполообразная мышца, отграничивающая брюшную полость от грудной. Ее роль заключается в изменении грудной полости, что связано с актом дыхания. Значительно развита подкожная мускулатура, приводящая в движение отдельные участки кожи. На лице она представлена мимической мускулатурой, особенно развитой у приматов.

Полости тела.

Полостью тела беспозвоночных и позвоночных животных называют пространство, расположенное между стенками тела и внутренними органами. Впервые полость тела возникает у круглых червей. Полость тела круглых червей называют первичной, она заполнена полостной жидкостью, которая не только поддерживает и сохраняет форму тела, но и выполняет функцию транспортировки питательных веществ в организме, в ней также накапливаются ненужные продукты жизнедеятельности. Внутренние органы круглых червей свободно омываются полостной жидкостью.

Полость тела кольчатых червей так же, как и у круглых, простирается от переднего конца тела до заднего. У кольчатых она поделена поперечными перегородками на отдельные сегменты, а каждый сегмент, в свою очередь, поделен еще на две половины. В каждом сегменте имеется полость тела, заполненная полостной жидкостью, но в отличие от первичной она отграничена от внутренних органов и от стенок тела оболочкой, состоящей из слоя эпителиальных клеток. Такая полость, в которой пищеварительная, выделительная, нервная, кровеносная системы и внутренние стенки тела не омываются полостной жидкостью и отделены от нее стенками, состоящими из одного слоя эпителиальных клеток, называется вторичной полостью тела.

У всех хордовых полость тела вторичная. В отличие от кольчатых червей вторичная полость тела хордовых не содержит полостной жидкости, и внутренние органы свободно располагаются в полости.

Проделав данную работу, я изучила способы передвижения животных, а также сделала вывод, что движения характерны для всех живых организмов. Движения осуществляются с помощью приспособлений: жгутиков, ресничек и мышц.

Слайд 2

ЦЕЛЬ УРОКА:

Познакомить учащихся с основными типами движения животных;

Показать эволюционное направление в изменении способов движения;

Продолжать учить систематизировать полученные знания.

Слайд 3

Наружный скелет:Внутренний скелет: