Системи органів тварин: порівняння в різних групах

Травна система забезпечує організм поживними речовинами. У різних груп тварин вона влаштована по-різному — від найпростішого внутрішньоклітинного травлення до складного наскрізного кишечника зі спеціалізованими відділами. Чим вищий рівень організації тварини, тим складнішою стає її травна система.

Тварини без травної системи

У деяких тварин травної системи немає взагалі. До них належать губки та стьожкові черви (клас Цестоди).

Губки перетравлюють їжу лише внутрішньоклітинно. Частинки їжі, які потрапляють у воду, затримуються клітинами хоаноцитів (комірцевих клітин) і перетравлюються всередині них. Жодної порожнини чи трубки, спеціалізованої для травлення, у губок немає.

У стьожкових червів (наприклад, ціп'яка бичачого або свинячого) травна система зникла вторинно, тому що вони живуть у кишечнику хазяїна й усмоктують поживні речовини всією поверхнею тіла. Їм не потрібно нічого перетравлювати самостійно — все вже готове.

Замкнений (сліпий) кишечник

У жалких (кишковопорожнинних) і плоских червів травна система має лише один отвір — рот. Крізь нього їжа потрапляє всередину, і крізь нього ж неперетравлені рештки виходять назовні. Такий кишечник називають замкненим, або сліпим.

У гідри (жалкі) травлення починається в кишковій порожнині, а завершується всередині клітин. Рот оточений щупальцями, якими гідра захоплює здобич.

У білої планарії (плоскі черви) рот міститься на черевному боці тіла. Від нього відходить розгалужений кишечник, який пронизує все тіло й доставляє поживні речовини до клітин. У сисунів (трематод) кишечник роздвоєний, але теж замкнений.

Наскрізний кишечник

Уперше наскрізний кишечник з'являється в круглих червів (нематод). Він має два отвори: рот й анальний отвір. Їжа рухається в одному напрямку, що дає змогу різним відділам спеціалізуватися на різних етапах травлення.

Типова будова наскрізного кишечника: рот → передня кишка (глотка, стравохід) → середня кишка (перетравлення й усмоктування) → задня кишка (формування решток) → анальний отвір.

Ускладнення відділів травної системи

У різних груп тварин відділи кишечника набувають додаткових пристосувань:

• У дощового черв'яка — воло (розширення стравоходу, де накопичується їжа) і м'язовий шлунок (подрібнення їжі).

• У річкового рака — жувальний шлунок із хітиновими зубцями, які перемелюють їжу.

• У птахів — воло (розм'якшення), залозистий шлунок (хімічне перетравлення) і м'язовий шлунок (перетирання їжі за допомогою камінців).

Травні залози

Для ефективного перетравлення їжі тварини мають травні залози, які виділяють ферменти:

• Слинні залози — у молюсків, комах і хребетних.

• Печінка й підшлункова залоза — у хребетних.

• Травна (гепатопанкреатична) залоза — у молюсків і ракоподібних (виконує функції печінки й підшлункової залози).

Ускладнення травної системи — від внутрішньоклітинного травлення до наскрізного кишечника з відділами й залозами — відображає загальну еволюційну тенденцію: що складніший організм, то більше спеціалізованих структур він має для ефективнішого засвоєння їжі.

Кровоносна система транспортує по тілу кисень, поживні речовини, продукти обміну, гормони. У різних груп тварин вона може бути відсутньою, замкненою або незамкненою.

Тварини без кровоносної системи

У губок, жалких, плоских і круглих червів кровоносної системи немає. Речовини переносяться іншими способами:

• У губок і гідри — дифузією крізь клітини.

• У планарії — розгалуженим кишечником, який пронизує все тіло.

• У круглих червів — рідиною первинної порожнини тіла, яка омиває внутрішні органи.

Замкнена кровоносна система

Уперше замкнена кровоносна система з'являється в кільчастих червів. Кров тече лише судинами — спинною, черевною й кільцевими. Кілька пар кільцевих судин у передній частині тіла ритмічно скорочуються, виконуючи роль сердець. Кров у дощового черв'яка червона, тому що гемоглобін розчинений безпосередньо в плазмі.

У хордових система теж замкнена, але серце розташоване на черевному боці тіла. У риб одне коло кровообігу, а від земноводних з'являються два кола (мале й велике). Детальніше про камери серця в різних класів хребетних — в уроці «Хордові: загальні ознаки і різноманітність».

Незамкнена кровоносна система

Незамкнена система характерна для членистоногих і більшості молюсків. У ній гемолімфа (аналог крові) виливається з судин у порожнину тіла, безпосередньо омиває органи, а потім збирається назад і повертається до серця.

У членистоногих серце трубчасте, розташоване на спинному боці. У молюсків серце складається зі шлуночка й передсердь. У головоногих молюсків (кальмари, восьминоги) кровоносна система майже замкнена — вона має додаткові судини, що зменшують виливання гемолімфи.

Особливість гемолімфи комах

У комах гемолімфа переносить поживні речовини, продукти обміну й гормони, але майже не переносить кисню. Кисень доставляють трахеї — розгалужені повітроносні трубочки, які підходять безпосередньо до клітин. Тому в комах гемолімфа безбарвна або зеленувата, а не червона.

Натомість у річкового рака (членистоногого) гемолімфа переносить кисень від зябер, тому вона може бути блакитною через наявність гемоціаніну.

Запам'ятай: замкнена система — кільчасті черви та хордові; незамкнена — членистоногі й більшість молюсків; відсутня — губки, жалкі, плоскі й круглі черви.

Дихальна система забезпечує газообмін — надходження кисню й виведення вуглекислого газу. Видільна система видаляє з організму продукти обміну речовин. Обидві системи тісно пов'язані з рівнем організації тварини та її середовищем існування.

Дихання всією поверхнею тіла

Найпростіший спосіб дихання — газообмін крізь поверхню тіла. Він можливий лише за умови, що тіло невелике або сплющене, а шкіра волога й проникна для газів.

Так дихають: губки, жалкі (гідра), плоскі черви (планарія), круглі черви, а також дощовий черв'як. У дощового черв'яка шкіра завжди волога, а під нею — густа сітка капілярів, яка ефективно поглинає кисень. У земноводних шкіра доповнює легені — через неї надходить значна частина кисню.

Зябра

Зябра — органи водного дихання. Вони являють собою тонкі вирости з великою поверхнею, пронизані кровоносними судинами. Зябра наявні в:

• Нереїса (багатощетинковий черв) — на параподіях.

• Річкового рака — під головогрудним щитом.

• Двостулкових молюсків — у мантійній порожнині.

• Риб і пуголовків земноводних — на зябрових дугах.

Трахеї та легеневі мішки

Трахеї — це розгалужені повітроносні трубочки, які відкриваються назовні дихальцями (стигмами) й доставляють повітря безпосередньо до клітин. Така система характерна для комах і кліщів. У павуків є і легеневі мішки, і трахеї.

У легеневих черевоногих молюсків — наземного виноградного слимака й прісноводного ставковика, що дихає атмосферним повітрям, — легеня є видозміненою мантійною порожниною, пронизаною густою сіткою судин.

Легені хребетних: ускладнення в еволюції

Видільна система

Органи виділення різних груп тварин відрізняються за будовою, але всі вони виконують одну функцію — виведення продуктів обміну (переважно аміаку, сечовини чи сечової кислоти).

Запам'ятай відповідність: плоскі черви → протонефридії; кільчасті черви → метанефридії; комахи й павукоподібні → мальпігієві судини; ракоподібні → зелені залози; молюски й хребетні → нирки.

Нервова система координує роботу всіх органів і забезпечує реакцію на подразники. У тварин розрізняють три основні типи нервової системи: дифузну, гангліонарну й трубчасту.

Дифузна (сітчаста) нервова система

Дифузна нервова система характерна для жалких (гідри, медузи). Нервові клітини з відростками утворюють сітку по всьому тілу. Подразнення в одній точці поширюється на все тіло — тому гідра стискається цілком, а не окремою частиною. Центрального відділу немає.

Гангліонарна (вузлова) нервова система

У гангліонарній системі нервові клітини зібрані в ганглії (нервові вузли), з'єднані між собою нервовими стовбурами. Вона характерна для червів, членистоногих і молюсків.

У різних груп вона влаштована по-різному:

• У плоских червів — парний головний ганглій і нервові стовбури з перемичками (драбинчастий тип).

• У круглих червів — навкологлоткове нервове кільце й поздовжні стовбури.

• У кільчастих червів і членистоногих — надглотковий і підглотковий ганглії та черевний нервовий ланцюжок.

• У молюсків — кілька пар гангліїв (головні, ножні, вісцеральні), з'єднаних комісурами.

• У головоногих молюсків ганглії зливаються в головний мозок, захищений хрящовою капсулою.

Трубчаста нервова система хордових

У хордових нервова система має вигляд трубки, розташованої на спинному боці тіла. У хребетних передній відділ нервової трубки розширюється в головний мозок, а решта стає спинним мозком. Усередині нервової трубки є порожнина (канал).

Головний мозок хребетних

Головний мозок хребетних має п'ять відділів: передній (з великими півкулями), проміжний, середній, мозочок і довгастий. Розвиток цих відділів відрізняється в різних класів:

Органи чуття

Органи чуття забезпечують сприйняття навколишнього середовища. У різних груп тварин вони розвинені неоднаково:

• Вічка планарії — прості світлочутливі структури.

• Складні (фасеткові) очі членистоногих — складаються з багатьох окремих вічок (омматидіїв).

• Камерні очі головоногих молюсків і хребетних — мають кришталик, зіницю й сітківку.

• Вусики членистоногих — органи нюху й дотику.

• Статоцисти — органи рівноваги медуз і ракоподібних.

• Бічна лінія риб і пуголовків — сприймає рух і коливання води.

Опорно-рухова система надає тілу форми, захищає внутрішні органи й забезпечує пересування. Розмноження гарантує продовження виду. Обидві системи демонструють величезне різноманіття в різних групах тварин.

Гідроскелет

Гідроскелет — це рідина порожнини тіла, яка перебуває під тиском і разом зі шкірно-м'язовим мішком створює опору. Він характерний для круглих і кільчастих червів.

У дощового черв'яка кільцеві й поздовжні м'язи скорочуються почергово: кільцеві стискають тіло, роблячи його довшим, а поздовжні вкорочують. Щетинки впираються в ґрунт, не даючи тілу ковзати назад. Так черв'як повзе.

Зовнішній скелет

Зовнішній скелет — це твердий покрив, до якого зсередини прикріплюються м'язи. Він буває двох типів:

• Хітиновий покрив членистоногих — легкий і міцний, але не росте разом із твариною, тому потрібне линяння (періодичне скидання старого покриву).

• Вапнякова черепашка молюсків — захищає м'яке тіло, складається переважно з карбонату кальцію.

Внутрішній скелет хордових

У хордових внутрішній скелет: спочатку хорда (пружний стрижень), а в хребетних вона замінюється хребтом і кістками. Внутрішній скелет росте разом з організмом, тому линяння не потрібне.

Скелет хребетних ускладнюється в еволюції:

• У риб хребет складається лише з тулубового й хвостового відділів.

• У земноводних з'являються шийний (один хребець) і крижовий відділи.

• У плазунів — рухлива шия й грудна клітка (ребра з'єднані з грудниною).

• У птахів кістки легкі (пневматичні), частково зрослися, є кіль на груднині для прикріплення м'язів крил.

• У ссавців здебільшого сім шийних хребців (навіть у жирафа!).

Способи пересування

Тварини пересуваються дуже по-різному: повзання (черв'яки, слимаки), реактивний рух (медузи, кальмари), ходіння, біг, стрибання, плавання, політ (комахи, птахи, кажани). Спосіб пересування визначає будову опорно-рухової системи.

Запліднення: зовнішнє і внутрішнє

Зовнішнє запліднення відбувається у водному середовищі: більшість кісткових риб, безхвості земноводні (жаби), двостулкові молюски. Самець і самиця викидають статеві клітини у воду, де вони зливаються.

Внутрішнє запліднення характерне для хрящових риб, плазунів, птахів, ссавців, комах, павуків, наземних молюсків. Воно не потребує води й захищає запліднення від висихання.

Гермафродити й роздільностатеві

Гермафродити — тварини, які мають і сім'яники, і яєчники. До них належать: гідра, планарія, сисуни, стьожкові черви, дощовий черв'як, медична п'явка, виноградний слимак, ставковик.

Роздільностатеві тварини мають окремих самців і самиць: круглі черви, членистоногі, хордові.

Розвиток: прямий і непрямий

Прямий розвиток — з яйця виходить молода особина, схожа на дорослу (дощовий черв'як, павуки, плазуни, птахи, ссавці).

Непрямий розвиток — з яйця виходить личинка, яка відрізняється від дорослої особини й зазнає метаморфозу (перетворення). Так розвиваються медузи, сисуни, нереїс, беззубка, більшість комах, земноводні. Детальніше про метаморфоз — в уроці про постембріональний розвиток.

Розгляньмо типові завдання НМТ на тему систем органів тварин. Кожне завдання розв'язуємо покроково.

Приклад 1. Логічні пари: тварина → нервова система

Установи відповідність між твариною (1–4) і типом її нервової системи (А–Д). Одна буква зайва.

1 гідра, 2 біла планарія, 3 дощовий черв'як, 4 окунь.

А дифузна сітка, Б головний ганглій і нервові стовбури з перемичками, В навкологлоткове кільце й черевний ланцюжок, Г нервова трубка на спинному боці, Д нервової системи немає.

Розв'язання: Гідра належить до жалких — у неї дифузна нервова система (А). Біла планарія — плоский черв, її нервова система складається з парного головного ганглія й нервових стовбурів з перемичками (Б). Дощовий черв'як — кільчастий черв, має навкологлоткове кільце й черевний нервовий ланцюжок (В). Окунь — хребетна риба, його нервова система трубчаста, нервова трубка на спинному боці (Г). Варіант Д (нервової системи немає) — зайвий, він підходить губкам.

Відповідь: 1А, 2Б, 3В, 4Г.

Приклад 2. Три з трьох груп: травневий хрущ

Визнач для травневого хруща: група 1 — кровоносна система (1 замкнена, 2 незамкнена, 3 відсутня); група 2 — органи дихання (1 зябра, 2 легені, 3 трахеї); група 3 — органи виділення (1 метанефридії, 2 мальпігієві судини, 3 протонефридії).

Розв'язання: Травневий хрущ — комаха. У комах кровоносна система незамкнена (2). Дихання — трахеями (3). Виділення — мальпігієвими судинами (2). Відповідь: 232.

Приклад 3. Логічні пари: тварина → органи виділення

Установи відповідність між твариною (1–4) і її органами виділення (А–Д). Одна буква зайва.

1 біла планарія, 2 дощовий черв'як, 3 павук-хрестовик, 4 жаба ставкова.

А протонефридії, Б метанефридії, В мальпігієві судини, Г нирки, Д зелені залози.

Розв'язання: Планарія — плоский черв, виділення протонефридіями (А). Дощовий черв'як — кільчастий черв, виділення метанефридіями (Б). Павук-хрестовик — павукоподібне, виділення мальпігієвими судинами (В). Жаба ставкова — земноводне, виділення нирками (Г). Варіант Д (зелені залози) — зайвий, він характерний для ракоподібних (річковий рак).

Відповідь: 1А, 2Б, 3В, 4Г.

Приклад 4. Два твердження

Оціни два твердження: I — «у комах гемолімфа доставляє кисень до всіх клітин тіла»; II — «у дощового черв'яка кровоносна система замкнена». Виберіть правильний варіант: А правильне лише I, Б правильне лише II, В правильні обидва, Г обидва неправильні.

Розв'язання: Твердження I хибне — у комах гемолімфа майже не переносить кисню, його доставляють трахеї. Твердження II правильне — у дощового черв'яка (кільчастий черв) кровоносна система замкнена. Отже, правильне лише II.

Відповідь: Б.

Приклад 5. Кора великих півкуль

У якої з перелічених тварин кора великих півкуль має борозни й звивини? А сизий голуб, Б ящірка прудка, В вовк, Г жаба ставкова.

Розв'язання: Борозни й звивини — ознака високорозвиненої кори, характерна для ссавців. Вовк — ссавець, тому в нього кора з борознами й звивинами. У сизого голуба (птах) півкулі без борозен. У ящірки прудкої (плазун) — лише зачатки кори. У жаби ставкової (земноводне) кора не розвинена.

Відповідь: В (вовк).

На НМТ учні часто припускаються одних і тих самих помилок. Розгляньмо найпоширеніші пастки, щоб ти їх уникав(-ла).

• Помилка: вважають кровоносну систему комах замкненою або гемолімфу комах — переносником кисню. Правильно: у комах кровоносна система незамкнена, а кисень доставляють трахеї безпосередньо до клітин.

• Помилка: вважають, що в гідри чи планарії є анальний отвір. Правильно: їхній кишечник замкнений (сліпий) — неперетравлені рештки виходять крізь той самий отвір, що й рот.

• Помилка: приписують плоским і круглим червам кровоносну систему. Правильно: кровоносна система вперше з'являється в кільчастих червів. У плоских і круглих червів її немає.

• Помилка: плутають протонефридії плоских червів із метанефридіями кільчастих. Правильно: протонефридії — розгалужені канальці з війчастими клітинами (плоскі черви); метанефридії — парні трубочки з лійкою в целомі (кільчасті черви).

• Помилка: відносять нервову систему комах до трубчастої. Правильно: у комах черевний нервовий ланцюжок (гангліонарна система), а трубчаста нервова система — лише в хордових.

• Помилка: вважають, що всі водні тварини мають зовнішнє запліднення. Правильно: у хрящових риб (акули, скати) і китів (морські ссавці) запліднення внутрішнє.

Тема систем органів тварин входить до теми 3.12 програми НМТ з біології («Справжні багатоклітинні тварини. Загальні ознаки будови і процесів життєдіяльності»). Від тебе вимагають:

• порівнювати системи органів різних груп тварин;

• порівнювати скелет і головний мозок хребетних;

• візуально розпізнавати тип кровоносної й нервової системи за рисунком.

У демоваріанті НМТ-2026 тема 3.12 є додатковою в завданні № 14 (група завдань 14–16 за однією інфографікою) і в логічних парах № 27 із зображеннями А–Д. Основна тема цих завдань — 3.14 («Різноманітність, поширення, значення тварин»).

Формати завдань:

• Завдання 25–28 — логічні пари 1–4 → А–Д, одна буква зайва, до 4 балів. Приклад можливого завдання в цій формі: «тварина → тип нервової чи кровоносної системи».

• Завдання 29–30 — вибір трьох відповідей із трьох груп (у демо 2026 по три варіанти в кожній групі, відповідь — тризначне число), до 3 балів. Приклад можливого завдання в цій формі: «кровоносна система — органи дихання — органи виділення» однієї тварини.

Стратегія: спершу визнач, до якої групи належить тварина (комаха, риба, птах тощо), а потім виводь характеристики її систем органів із цього знання. Не намагайся запам'ятати кожну тварину окремо — запам'ятай закономірності для груп.

• Кишечник: немає (губки, стьожкові черви) → замкнений (жалкі, плоскі черви) → наскрізний (від круглих червів і далі).

• Кровоносна система: відсутня до круглих червів включно; замкнена — кільчасті черви й хордові; незамкнена — членистоногі й більшість молюсків.

• Дихання: поверхня тіла, зябра, трахеї, легеневі мішки, легені (від мішкоподібних у земноводних до альвеолярних у ссавців).

• Виділення: протонефридії (плоскі черви) → метанефридії (кільчасті черви) → мальпігієві судини (комахи, павукоподібні) → зелені залози (ракоподібні) → нирки (молюски, хребетні).

• Нервова система: дифузна (жалкі) → гангліонарна (черви, членистоногі, молюски) → трубчаста (хордові).

• Скелет: гідроскелет (черви) → зовнішній (членистоногі, молюски) → внутрішній (хордові).

• Запліднення: зовнішнє (у воді: більшість риб, земноводні, двостулкові) і внутрішнє (хрящові риби, плазуни, птахи, ссавці, комахи, павуки, наземні молюски).

• Стать: гермафродити (гідра, планарія, сисуни, стьожкові, дощовий черв'як, п'явка, слимак, ставковик) і роздільностатеві (круглі черви, членистоногі, хордові).

• Розвиток: прямий (дощовий черв'як, павуки, плазуни, птахи, ссавці) і непрямий з личинкою (медузи, сисуни, нереїс, беззубка, більшість комах, земноводні).