Для развития любого зародыша необходимо наличие «строительного материала» и «топлива», обеспечивающего поступление энергии. «Топливо» надо сжигать – значит, необходим еще и кислород. Но и это еще не все. В процессе развития зародыша образуются «строительные шлаки» и «отходы» от сжигания «топлива» - токсичные азотистые вещества и углекислый газ. Их необходимо выводить не только из самих тканей растущего организма, но и из его непосредственного окружения. Как видим, проблем не так уж и мало. Как же они все решаются?

У истинно живородящих животных – млекопитающих, все просто и надежно. Строительный материал и энергию, включая кислород, зародыш получает через кровь из организма матери. И тем же путем отправляет обратно «шлаки» и углекислый газ. Другое дело, кто откладывает яйца. Им строительный материал и топливо приходится выдавать зародышу «на вынос». Для этой цели служат высоко молекулярные органические соединения – белки, углеводы и жиры. Из низ растущий организм черпает аминокислоты и сахара, из которых строит белки и углеводы собственных тканей. Углеводы и жиры одновременно являются и основным источником энергии. Все эти вещества составляют компонент яйца, который мы называем желтком. Желток – запас пищи для развивающегося зародыша Теперь вторая проблема – куда деть токсичные отходы? Хорошо рыбами амфибиям. Их яйцо (икринка) развивается в воде и отгорожено от нее только слоем слизи и тонкой яйцевой мембраной. Так что кислород можно получать прямо из воды и в воду, же отправлять «шлаки». Правда, это выполнимо лишь при условии, что выводимые азотистые вещества хорошо растворимы в воде. Действительно, рыбы и амфибии выделяют продукты азотистого обмена в виде хорошо растворимого аммиака.

А как же быть птицам (и крокодилам, и черепахам), у которых яйцо покрыто плотной оболочкой и развивается не на воде, а на суше? Им приходится складировать токсичное вещество прямо в яйце, в особом «мусорном» мешочке, называемом аллантоисом. Аллантоис связан с кровеносной системой зародыша и вместе с приносимыми в него кровью «шлаками» остается уже в покинутом птенцом яйце. Конечно, в данном случае необходимо, чтобы продукты распада выделялись в твердой, плохо растворимой форме, иначе они вновь распространятся по всему яйцу. И действительно птицы и рептилии являются единственными позвоночными, которые выделяют не аммиак, а «сухую» мочевую кислоту.

Аллантоис в яйце развивается из собственных тканевых зачатков зародыша и относится к эмбриональным оболочкам, в противоположность оболочкам яйцевым – белковой, подскорлуповой и самой скорлупе, которые формируются еще в материнском организме. В яйцах рептилий и птиц кроме аллантоиса есть и другие эмбриональные оболочки, в частности амнион. Эта оболочка тонкой пленкой обрастает развивающийся зародыш, как бы включает его в себя, и заполняет амниотической жидкостью. Таким способом зародыш образует внутри себя свою собственную «водную» прослойку, которая защищает его от возможных сотрясений и механических повреждений. Не перестаешь удивляться, как премудро все устроено в природе. И сложно. Удивившись этой сложности и премудрости, эмбриологи возвели яйца птиц и рептилий в ранг амниотических, противопоставив им более просто устроенным икринкам рыб и амфибий. Соответственно, всех позвоночных животных делят на анамний (нет амниона – рыбы и земноводные) и амниот (имеют амнион – пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие).

С «твердыми» отходами мы разобрались, но остается еще проблема газообмен. Как проникает в яйцо кислород? Как выводится углекислый газ? И здесь все продумано до мелочей. Скорлупа сама по себе, конечно, не пропускает газы, но она пронизана многочисленными узкими трубочками – поровыми, или дыхательными каналами, попросту порами. Пор в яйце тысячи, через них и осуществляется газообмен. Но и это еще не все. У зародыша развивается особый «внешний» дыхательный орган – хориалантоис, некое подобие плаценты у млекопитающих. Этот орган представляет собой сложную сеть кровеносных сосудов, выстилающих яйцо изнутри и быстро доставляющих кислород к тканям растущего эмбриона.

Еще одна проблема развивающегося зародыша – откуда брать воду. Яйца змей и ящериц могут впитывать ее из почвы, увеличиваясь при этом в объеме в 2-2,5 раза. Но яйца пресмыкающихся покрыты волокнистой оболочкой, у птиц же они закованы в панцирь скорлупы. Да и где в птичьем гнезде взять воду? Остается одно – запасти ее, как и питательные вещества, заранее, пока яйцо еще находится в яйцеводе. Для этого служит тот компонент, который в обиходе именуется белком. Он содержит 85-90%воды, абсорбированной веществом белковых оболочек – помните? – первой остановкой яйца в перешейке, на стыке со скорлуповой железой.

Это интересно:

Черное море и его обитатели
Черное море по составу и характеру распределения живых организмов очень своеобразно и неповторимо. Ни одно море на Земле не имеет разделения по глубине на две зоны - кислородную (до глубины 150-200 м) и лишенную жизни сероводородную (ниже ...

Выделение температурно-чувствительных мутантов
Для анализа функций генов и биохимических исследований полезно иметь температурно-чувствительные мутанты вируса. Их выделяют следующим образом. 1.106 клеток BS-C-1, выращенных в чашке Петри диаметром 50 мм или во флаконе с завинчивающейс ...

Класс олигохеты, или малощетинковые кольчецы (oligochaeta)
Общая характеристика. Олигохеты – большая и еще недостаточно изученная группа животных, к которой относятся и хорошо всем известные земляные, или дождевые, черви. Большинство олигохет обитают в почве, многие населяют пресные водоемы; вст ...