Справжні багатоклітинні: тканини, симетрія, зародкові листки і порожнина тіла

Справжні багатоклітинні — це всі тварини, крім губок. Їхня ключова відмінність у тому, що вони мають справжні тканини. Тканина — це група клітин, подібних за походженням, будовою й функціями, разом із міжклітинною речовиною. З тканин утворюються органи, а з органів — системи органів. У губок клітини спеціалізовані (хоаноцити, пінакоцити, археоцити тощо), але вони не формують стійких тканинних шарів і не об'єднуються в органи.

Чотири типи тканин тварин

Виділяють чотири основні групи тканин: епітеліальні, сполучні, м'язові та нервову. Кожна з них має характерну будову й виконує певні функції.

Епітеліальні тканини

Клітини епітелію щільно прилягають одна до одної, міжклітинної речовини дуже мало. Епітелій покриває тіло ззовні (шкіра) й вистилає внутрішні порожнини (кишечник, дихальні шляхи, кровоносні судини). Основні функції: захисна (бар'єр від мікроорганізмів і пошкоджень), всмоктувальна (у кишечнику), видільна (у нирках) і секреторна (залозистий епітелій утворює залози зовнішньої та внутрішньої секреції).

Сполучні тканини

Характерна риса сполучних тканин — велика кількість міжклітинної речовини, яка може бути твердою, драглистою або рідкою. До них належать: кісткова тканина (опора скелета), хрящова тканина (амортизація в суглобах), кров і лімфа (транспорт газів, поживних речовин, гормонів і клітин імунітету), жирова тканина (запасання енергії, термоізоляція), волокниста сполучна тканина (зв'язки, сухожилля, дерма шкіри).

М'язові тканини

М'язові тканини складаються з видовжених клітин або волокон, здатних скорочуватися. Розрізняють посмуговану м'язову тканину (скелетні м'язи, м'яз серця) і непосмуговану (гладеньку) — у стінках внутрішніх органів, судин, шкіри. Скорочення забезпечує рух тіла, переміщення речовин усередині організму та роботу внутрішніх органів.

Нервова тканина

Нервова тканина утворена нейронами (нервовими клітинами) та допоміжними клітинами (глією). Нейрони мають збудливість (здатність реагувати на подразники) і проводять збудження у вигляді електричних імпульсів. Глія виконує опорну, ізоляційну, трофічну й захисну функції. Нервова тканина забезпечує регуляцію всіх процесів в організмі та зв'язок із зовнішнім середовищем.

Рівні організації: порівняння

Отже, поява справжніх тканин — еволюційний крок, який відокремлює справжніх багатоклітинних від губок. У жалких тканини вже є, але систем органів ще немає. Від плоских червів і далі всі тварини мають і тканини, і системи органів.

Зародкові листки — це шари клітин зародка, з яких під час ембріонального розвитку утворюються всі тканини й органи дорослої тварини. Вони формуються на стадії гаструляції, коли одношаровий зародок (бластула) вп'ячується всередину, утворюючи двошаровий мішок — гаструлу. За кількістю зародкових листків усіх справжніх багатоклітинних поділяють на двошарових і тришарових.

Ектодерма, ентодерма, мезодерма

У зародка розрізняють три зародкові листки:

• Ектодерма (зовнішній листок) — дає початок покривам тіла (епідерміс шкіри), нервовій системі, органам чуття, передньому й задньому відділам травної системи.

• Ентодерма (внутрішній листок) — утворює середній відділ травної системи (кишечник), травні залози (печінка, підшлункова залоза), легені в хребетних.

• Мезодерма (середній листок) — закладається між ектодермою й ентодермою; з неї розвиваються м'язи, скелет, кровоносна система, видільна система, статеві органи, сполучні тканини.

Двошарові тварини — жалкі

До двошарових належать жалкі (Cnidaria): гідра, медузи, коралові поліпи, актинії. Їхнє тіло складається лише з двох шарів клітин — зовнішнього (ектодерма) і внутрішнього (ентодерма). Між ними розташована мезоглея — драглистий шар (у гідри неклітинний, у медуз і коралових поліпів — з поодинокими клітинами). Мезоглея не є третім зародковим листком, бо вона не утворюється як шар зародка під час гаструляції й не дає початку органам.

Тришарові тварини

Усі інші справжні багатоклітинні — тришарові. Між ектодермою й ентодермою в них закладається мезодерма. До тришарових належать: плоскі черви, круглі черви, кільчасті черви, молюски, членистоногі, хордові (зокрема хребетні). Наявність мезодерми дає змогу формувати складні системи органів — опорно-рухову, кровоносну, видільну, статеву.

Як кількість листків пов'язана з рівнем організації

Поява мезодерми стала ключовою еволюційною подією: вона дала матеріал для м'язів, скелета, кровоносної та видільної систем, що уможливило активний рух, збільшення розмірів тіла й ускладнення поведінки.

Симетрія тіла — це закономірне розташування частин тіла відносно осі або площини. Тип симетрії тісно пов'язаний зі способом життя тварини: прикріплені чи малорухливі форми мають радіальну симетрію, а активно рухливі — двобічну.

Радіальна (променева) симетрія

При радіальній симетрії крізь тіло вздовж головної осі (від рота до підошви) можна провести кілька площин, кожна з яких ділить його на дві дзеркально подібні половини. Органи розташовані навколо осі променями. Така симетрія властива прикріпленим і малорухливим тваринам — гідрі, актиніям, кораловим поліпам, медузам. Вони однаково сприймають подразники й здобич з усіх боків, що важливо, коли тварина не може активно переміщуватися в пошуках їжі.

Двобічна (білатеральна) симетрія

При двобічній симетрії лише одна площина — поздовжня — ділить тіло на праву й ліву половини, які є дзеркальними відображеннями. У тварини чітко виражені передній (головний) і задній кінці, спинний і черевний боки. Двобічна симетрія властива активно рухливим тваринам: плоским, круглим і кільчастим червам, молюскам, членистоногим, хордовим. Вони рухаються переднім кінцем уперед, тому на ньому скупчуються органи чуття й нервові вузли — формується голова (процес цефалізації).

Асиметричні тварини

Деякі тварини не мають жодної площини симетрії. Більшість губок асиметричні — їхнє тіло неправильної форми, пристосоване до фільтрації води. У багатьох черевоногих молюсків (равликів) тіло й черепашка закручені спіраллю, тому органи однієї сторони тіла недорозвинені (у слимаків черепашка редукована, але асиметрія внутрішніх органів зберігається) — це вторинна асиметрія, яка виникла внаслідок пристосування до певного способу життя.

Як розпізнати тип симетрії на рисунку

На рисунку: у медузи чи гідри можна провести кілька площин симетрії, які перетинаються на головній осі. У річкового рака, метелика, жаби — лише одна поздовжня площина ділить тіло на праву й ліву половини.

Порожнина тіла — це простір між стінкою тіла й внутрішніми органами. Важливо не плутати її з кишковою (травною) порожниною жалких: кишкова порожнина — це простір усередині кишечника, де перетравлюється їжа, а порожнина тіла — це простір назовні від кишечника, у якому розташовані внутрішні органи. За типом порожнини тіла (або її відсутністю) розрізняють чотири варіанти.

Паренхіма — відсутність порожнини (плоскі черви)

У плоских червів (планарії, сисуни, стьожкові) порожнини тіла немає. Простір між шкірно-м'язовим мішком і внутрішніми органами заповнює паренхіма — пухка маса клітин. Паренхіма виконує опорну функцію (нагадує губчастий каркас), запасає поживні речовини й бере участь у їхньому транспорті. Така будова обмежує розміри тіла й інтенсивність обміну речовин.

Первинна порожнина тіла (круглі черви)

У круглих червів (нематод) між шкірно-м'язовим мішком і кишечником є простір, заповнений рідиною. Це первинна порожнина тіла (схізоцель). Вона не має власної епітеліальної вистилки — рідина безпосередньо омиває органи. Рідина перебуває під тиском, що створює гідроскелет (опора для м'язів) і забезпечує транспорт поживних речовин і газів. Завдяки гідроскелету круглі черви зберігають форму тіла й активно рухаються.

Вторинна порожнина тіла — целом (кільчасті черви, хордові)

Вторинна порожнина тіла, або целом, вистелена власним одношаровим епітелієм мезодермального походження (целомічним епітелієм) і заповнена рідиною. Целом дає більше простору для внутрішніх органів, забезпечує їхню незалежність від рухів стінки тіла й бере участь в обміні речовин. У кільчастих червів перегородки ділять целом на сегменти, що відповідає метамерній будові тіла. У хребетних целом утворює грудну, черевну й навколосерцеву порожнини.

Змішана порожнина тіла (членистоногі)

У членистоногих під час ембріонального розвитку залишки первинної й вторинної порожнин зливаються, утворюючи змішану порожнину — міксоцель. У ній тече гемолімфа, яка безпосередньо омиває внутрішні органи. Це пов'язано з незамкненою кровоносною системою: гемолімфа виливається з судин у порожнину тіла, а потім збирається назад. У молюсків вторинна порожнина зменшена до навколосерцевої сумки й порожнини статевих залоз, а проміжки між органами заповнює сполучна тканина.

Ланцюжок для запам'ятовування

Запам'ятай просту послідовність: плоскі — паренхіма, круглі — первинна, кільчасті й хордові — вторинна, членистоногі — змішана.

Покриви тіла виконують захисну, опорну, чутливу, видільну та терморегуляційну функції. Їхня будова залежить від середовища існування й рівня організації тварини. Розглянемо основні типи покривів у різних групах.

Одношаровий епітелій

Найпростіший тип покриву — одношаровий епітелій. Він характерний для жалких (гідра, медузи): їхнє тіло вкрите ектодермою, клітини якої виконують захисну, чутливу й скорочувальну функції. У вільноживучих плоских червів (планарія) покрив утворений війчастим епітелієм — клітини несуть війки, які допомагають тварині рухатися. У паразитичних плоских червів (сисуни, стьожкові) епітелій перетворюється на тегумент — щільний синцитій, стійкий до травних ферментів хазяїна.

Кутикула

Кутикула — це щільна неклітинна оболонка, яку виділяє епітелій. Вона не є шаром клітин, тому вважати її тканиною неправильно. У круглих червів кутикула товста й пружна: вона захищає паразитів від перетравлення в кишечнику хазяїна, а личинки ростуть, періодично линяючи (скидаючи стару кутикулу). У кільчастих червів кутикула тонка, під нею розташований епітелій із залозистими клітинами, які виділяють слиз. Слиз полегшує рух у ґрунті й зволожує поверхню тіла для газообміну.

Хітиновий покрив членистоногих

У членистоногих кутикула містить хітин — міцний азотовмісний полісахарид. У ракоподібних хітиновий покрив додатково просочений вапном (карбонатом кальцію), що робить його особливо твердим. Хітиновий покрив виконує роль зовнішнього скелета (екзоскелета): до нього зсередини прикріплюються м'язи, він захищає тіло від пошкоджень і хижаків, а в наземних форм (комахи, павукоподібні) зменшує випаровування води. Недолік хітинового покриву — він обмежує ріст, тому членистоногі періодично линяють, скидаючи старий покрив і нарощуючи новий.

Мантія молюсків

Тіло молюсків укриває мантія — складка шкіри, яка виділяє вапнякову черепашку. Черепашка складається з трьох шарів: зовнішнього рогового (конхіолін), середнього вапнякового (призматичного) і внутрішнього перламутрового. Мантія також бере участь у диханні (утворює зяброву порожнину) й виділенні.

Багатошарова шкіра хребетних

Шкіра хребетних має два шари: епідерміс (зовнішній, багатошаровий епітелій) і дерму (внутрішній шар сполучної тканини). Похідні шкіри різноманітні: луска риб, рогові луски плазунів, пір'я птахів, волосся, кігті, копита, роги ссавців. Залози шкіри: слизові (у риб і земноводних), потові, сальні й молочні (у ссавців). Багатошарова шкіра забезпечує надійний захист, терморегуляцію (через потовиділення й волосяний покрив) і чутливість.

Розгляньмо кілька типових завдань НМТ на тему зародкових листків, симетрії та порожнини тіла. Кожне завдання розв'яжемо покроково.

Приклад 1. Логічні пари: тварина — порожнина тіла

Установіть відповідність між твариною (1–4) і типом порожнини тіла (А–Д).

1 аскарида людська, 2 дощовий черв'як, 3 річковий рак, 4 біла планарія.

А первинна, Б вторинна (целом), В змішана, Г порожнини немає, простір заповнює паренхіма, Д кишкова порожнина з одним отвором.

Розв'язання: Аскарида людська — круглий черв, її порожнина первинна (1 → А). Дощовий черв'як — кільчастий черв, має целом (2 → Б). Річковий рак — членистоноге, порожнина змішана (3 → В). Біла планарія — плоский черв, порожнини тіла немає, простір заповнює паренхіма (4 → Г). Варіант Д (кишкова порожнина з одним отвором) — зайвий, він описує травну порожнину жалких, а не порожнину тіла.

Відповідь: 1А, 2Б, 3В, 4Г.

Приклад 2. Вибір трьох відповідей із трьох груп: характеристика гідри

Оберіть по одній правильній відповіді в кожній групі для характеристики гідри.

Група 1 «Симетрія»: 1 двобічна, 2 радіальна, 3 асиметрія.

Група 2 «Зародкові листки»: 1 три, 2 жодного, 3 два.

Група 3 «Порожнина тіла»: 1 целом, 2 первинна, 3 кишкова порожнина, порожнини тіла немає.

Розв'язання: Гідра — жалка тварина. Симетрія в неї радіальна (група 1 → 2). Вона двошарова: має ектодерму й ентодерму (група 2 → 3). Порожнини тіла в гідри немає — є лише кишкова (травна) порожнина (група 3 → 3).

Відповідь: 233.

Приклад 3. Одна відповідь: спільна ознака кільчастих червів і хордових

Яка ознака є спільною для кільчастих червів і хордових?

А первинна порожнина тіла; Б вторинна порожнина тіла (целом); В радіальна симетрія; Г хітиновий покрив.

Розв'язання: Кільчасті черви й хордові мають вторинну порожнину тіла — целом, вистелений епітелієм мезодермального походження. Первинна порожнина характерна для круглих червів (А — неправильно). Радіальна симетрія — для жалких (В — неправильно). Хітиновий покрив — для членистоногих (Г — неправильно).

Відповідь: Б.

Приклад 4. Два судження учнів

Марко: «Порожнина тіла річкового рака вторинна, бо рак — тришарова тварина». Ірина: «У плоских червів порожнини тіла немає, простір між органами заповнює паренхіма». Хто має рацію?

А лише Марко; Б лише Ірина; В обидва; Г жоден.

Розв'язання: Річковий рак — членистоноге, його порожнина тіла змішана (міксоцель), а не вторинна. Марко помиляється. Ірина права: у плоских червів справді немає порожнини тіла, простір заповнює паренхіма.

Відповідь: Б (лише Ірина).

• Відносять порожнину тіла членистоногих до первинної чи вторинної. Насправді вона змішана (міксоцель) — залишки первинної й вторинної порожнин зливаються під час розвитку.

• Вважають кишкову порожнину гідри порожниною тіла. Це помилка: кишкова порожнина — це травна порожнина з одним отвором (рот), а порожнина тіла — простір між стінкою тіла й органами, якого в жалких немає.

• Приписують плоским червам первинну порожнину. Насправді в плоских червів порожнини тіла немає — простір між органами заповнює паренхіма.

• Вважають, що всі тришарові тварини мають целом. Це не так: круглі черви тришарові, але їхня порожнина первинна, а не вторинна.

• Вважають мезоглею жалких третім зародковим листком. Мезоглея — драглистий шар (у гідри неклітинний), який не утворюється як шар зародка, не є мезодермою й не дає початку органам.

• Плутають радіальну й двобічну симетрію: у медузи кілька площин симетрії (радіальна), у річкового рака — лише одна (двобічна).

• Вважають кутикулу шаром клітин. Кутикула — це неклітинна оболонка, яку виділяє епітелій. Вона не є тканиною.

Тема 3.12 програми НМТ з біології охоплює тканини тварин, типи симетрії, порожнину тіла (первинна, вторинна, змішана) та покриви тіла. Від тебе вимагається знати ектодерму, ентодерму, мезодерму, розрізняти дво- й тришарових тварин, визначати типи порожнини тіла й візуально розпізнавати тип симетрії.

У демоваріанті НМТ 2026 року тема 3.12 зустрічається як додаткова в завданні № 14 (група завдань 14–16 за однією інфографікою, формат «два твердження») і в логічних парах № 27 із зображеннями А–Д. Основна тема цих завдань — 3.14 («Різноманітність, поширення, значення тварин»), а ознаки з теми 3.12 перевіряються як додаткові в межах комплексної характеристики.

Завдання 29–30 у демоваріанті — це вибір трьох відповідей із трьох груп, у кожній групі одна правильна (по три варіанти в групі). Відповідь — тризначне число. Кожна правильно обрана група дає 1 бал, максимум 3 бали. Така форма чудово підходить для характеристики тварини за схемою «симетрія → зародкові листки → порожнина тіла».

Стратегія виконання:

• Спершу визнач, до якої групи належить тварина (жалкі, плоскі черви, круглі черви, кільчасті черви, членистоногі, хордові).

• Потім застосуй ланцюжок: жалкі — два зародкові листки й радіальна симетрія; плоскі черви — паренхіма; круглі черви — первинна порожнина; кільчасті черви й хордові — целом; членистоногі — змішана порожнина.

• Для завдань на покриви згадай, який тип покриву характерний для кожної групи: епітелій (жалкі, плоскі черви), кутикула (круглі, кільчасті черви), хітиновий покрив (членистоногі), багатошарова шкіра (хребетні).

• Справжні багатоклітинні (усі тварини, крім губок) мають чотири типи тканин: епітеліальні, сполучні, м'язові, нервову.

• Двошарові тварини (жалкі) мають лише ектодерму й ентодерму, між ними — мезоглея.

• Тришарові тварини (черви, молюски, членистоногі, хордові) мають ектодерму, ентодерму й мезодерму.

• Радіальна симетрія — у прикріплених і малорухливих жалких; двобічна — у червів, членистоногих, хордових.

• Порожнина тіла: плоскі черви — паренхіма (порожнини немає), круглі — первинна, кільчасті й хордові — вторинна (целом), членистоногі — змішана (міксоцель).

• Покриви тіла: одношаровий епітелій (жалкі, плоскі черви), кутикула (круглі, кільчасті черви), хітиновий покрив (членистоногі), мантія з черепашкою (молюски), багатошарова шкіра (хребетні).

• Кишкова порожнина жалких — це травна порожнина, а не порожнина тіла.

• Мезоглея не є третім зародковим листком — вона не утворюється як шар зародка.