Zastanów się, jakie są cechy wspólne strunowców, a jakie kręgowców.

Zdanie jest prawdziwe, ponieważ każdy kręgowiec na którymś z etapów swojego rozwoju ma strunę grzbietową, ale nie każdy strunowiec (strunowce niższe – osłonice, bezczaskowce) wykazuje cechy charakterystyczne dla kręgowców, np. obecność kręgosłupa.

Przypomnij sobie, co oznacza każde z tych pojęć.

• Trójwarstwowce, ponieważ w rozwoju zarodkowym wykształcają trzy listki zarodkowe: ektodermę, mezodermę, endodermę.

• Wtórouste, ponieważ w rozwoju zarodkowym w miejscu pragęby powstaje otwór odbytowy, a otwór gębowy różnicuje się na biegunie przeciwnym do pragęby.

• Wtórnojamowce, ponieważ w rozwoju zarodkowym rozwija się u nich wtórna jama ciała (celoma), w której zawieszone są narządy wewnętrzne.

Przeanalizuj informacje przedstawione w tekście. Zastanów się, dlaczego organizmy żyjące w wodzie zaczęły szukać do zasiedlenia innych środowisk. Jaki rodzaj interakcji był wówczas silnie rozwinięty?

Główną przyczyną wyjścia kręgowców na ląd była silna konkurencja wewnątrz- i międzygatunkowa o zasoby środowiska. Problemy ze zdobywaniem pożywienia zmusiły zwierzęta do poszukiwania pokarmu na lądzie. Czynnikiem, który mógł ułatwić wyjście kręgowców na ląd, było wykształcenie sprawnego narządu wzroku,  który służył do poszukiwania pożywienia w środowisku lądowym, np. w postaci bezkręgowców.

Zwróć uwagę na funkcję pęcherza pławnego.

U niektórych ryb prowadzących przydenny tryb życia pęcherz pławny zanikł, ponieważ jest to narząd wykorzystywany do poruszania się w toni morskiej, a nie przy dnie – umożliwia regulację głębokości zanurzenia oraz pozwala na utrzymanie się zwierzęcia w wodzie.

Przypomnij sobie, jakie są cechy skóry płazów.

Spadek wilgotności środowiska skutkuje wysychaniem skóry płazów, co z kolei zmniejsza intensywność wymiany gazowej.

Tlen w formie rozpuszczonej łatwiej dyfunduje z jednego środowiska do drugiego.

Gruczoły śluzowe produkują śluz, w którym rozpuszcza się tlen, co ułatwia jego dyfuzję w głąb skóry.

Skóra żaby i gekona już na pierwszy rzut oka bardzo się różni. Przede wszystkim skóra żaby wydaje się znacznie bardziej śliska. Zastanów się, jaka jest tego przyczyna.

Skóra płazów jest cienka, dobrze ukrwiona i pokryta śluzem, co umożliwia skuteczną dyfuzję gazów oddechowych przez skórę. Gady mają grubszą skórę, pokrytą łuskami. U zwierząt tych wymiana gazowa zachodząca przez skórę jest niemożliwa, a głównym organem odpowiedzialnym za ten proces są płuca.

U kręgowców obserwujemy ewolucyjny trend w rozwoju narządów wymiany gazowej. Zwróć uwagę na stosunek powierzchni do objętości.

Płuca gadów są gąbczaste. W porównaniu z płucami płazów mają wyższy stosunek powierzchni do objętości. Dzięki stosunkowo dużej powierzchni dyfuzja tlenu do naczyń krwionośnych w płucach gadów zachodzi wydajniej niż u płazów.

Zauważ, że wynikająca z ewolucji modyfikacja budowy układu moczowego oraz budowy układu płciowego u ptaków wpłynęła na zmniejszenie masy ciała tych zwierząt.

• Samice ptaków mają jeden jajnik i jeden jajowód – taka redukcja układu rozrodczego pozwoliła zmniejszyć masę ciała, co wydatnie wpłynęło na usprawnienie lotu.

• Przystosowaniem ptaków do lotu jest brak pęcherza moczowego, co także w znaczący sposób przyczynia się do zmniejszenia masy ciała.

Zauważ, że wysokie tempo metabolizmu oznacza uwalnianie dużych ilości energii. Zastanów się, co jest niezbędne, aby mogło dojść do tego procesu.

Wysokie tempo metabolizmu wymaga dużych nakładów energii uwalnianej w komórkach w procesie oddychania. Do komórek muszą być dostarczane duże ilości glukozy i tlenu, czyli substratów tego procesu.

W przypadku ptaków przystosowaniem są:

• serce z pełną przegrodą, która uniemożliwia mieszanie się krwi utlenowanej z odtlenowaną, a więc zapewnia efektywny transport tlenu do tkanek;

• mechanizm podwójnego oddychania, który zwiększa efektywność wymiany gazowej w płucach, dzięki czemu do tkanek dociera znaczna ilość tlenu;

• relatywnie duża masa serca (w stosunku do ciała) – duży, silny mięsień sprawnie pompuje krew, dzięki czemu do tkanek dostarczane są duże ilości glukozy i tlenu.

Zastanów się, które układy w naszym organizmie współpracują podczas transportu tlenu do tkanek. Jakiej specjalizacji uległy one u ssaków?

• Bezjądrzaste erytrocyty – brak jądra nadaje erytrocytom dwuwklęsły kształt, dzięki czemu zwiększa się powierzchnia wymiany gazowej. Usprawnia to transport gazów oddechowych (głównie tlenu) do tkanek.

• Obecność przepony – jako mięsień oddechowy przepona zwiększa efektywność wentylacji płuc. Pozwala to na efektywniejszą wymianę gazową i dostarczenie większych ilości tlenu do narządów.

• Pęcherzykowate płuca – dzięki swojej budowie płuca ssaków mają mocno zwiększoną powierzchnię wymiany gazowej, co usprawnia ten proces i pozwala zapewnić optymalne natlenienie tkanek.

Przeanalizuj schemat. Zastanów się, skąd zarodki w toku ewolucji czerpały substancje odżywcze. Jakie znaczenie dla czasu rozwoju zarodków miała zdolność do wytwarzania substancji pokarmowych przez organizm samicy?

Hipotetyczną przyczyną, która w toku ewolucji mogła doprowadzić do rozwoju żyworodności, była możliwość przetrzymywania jaj zawierających zarodki w bardziej zaawansowanych stadiach rozwoju w celu zwiększenia szansy na uzyskanie potomstwa poprzez zapewnienie mu bezpiecznego środowiska do rozwoju oraz pokarmu.