Кейс-задание по теме «Филогенез дыхательной системы»

Цель задания:

Изучить эволюционное развитие дыхательных систем у различных групп животных и выделить основные этапы их становления и сложности.

Порядок выполнения задания:

Теоретическая подготовка: Ознакомьтесь с классификацией животных и ключевыми этапами эволюции дыхательной системы. Обратите внимание на способы газообмена у одноклеточных, губок, кишечнополостных, плоских и кольчатых червей, моллюсков, членистоногих, рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих.
Анализ сравнительных данных: Создайте таблицу, отображающую сравнительную характеристику дыхательной системы разных групп животных.
Решение проблемной ситуации: Решите практическую задачу, основанную на анализе конкретных примеров дыхательной системы животных и выяснении направлений эволюции.

Шаг 1. Таблица сравнения дыхательной системы

Группы животных	Органы дыхания	Структура и функции дыхательной системы	Этап эволюции
Одноклеточные	Поверхностный обмен газов	Прямой диффузионный газообмен через клеточную мембрану	Первичная стадия обмена кислорода
Губки	Кожные клетки	Газообмен осуществляется непосредственно поверхностью тела	Приспособленность к водной среде
Кишечнополостные	Щупальца и поверхность тела	Газообмен поверхностный, ограниченно эффективен	Водная среда, низкая потребность в кислороде
Плоские черви	Эпителиальные ткани	Без специальных органов дыхания, дыхание кожное	Малоподвижные формы, низкое потребление кислорода
Кольчатые черви	Брюшные жабры, трахеи	Появляются первичные внешние органы дыхания (брюшные жабры)	Более активная жизнь, повышенная потребность в кислороде
Моллюски	Бронхиолы, лёгкие	Появление лёгких у некоторых классов (улитки)	Переход к воздушному дыханию
Членистоногие	Трахеи и жабры	Система трахей и бронхиального аппарата обеспечивает эффективное снабжение кислородом тканей	Высокая подвижность и активное передвижение
Рыбы	Жабры	Специальные органы для извлечения кислорода из воды	Основной путь перехода к воздуху
Амфибии	Легкие, кожа	Двоякое дыхание, одновременное использование легких и кожных покровов	Переход к суше, первая попытка освоения воздушной среды
Рептилии	Лёгкие	Настоящие легкие, обеспечивают полноценное воздушное дыхание	Улучшение метаболизма и освоение сухих мест обитания
Птицы	Легкие, воздушные мешки	Уникальная конструкция воздушных мешков, обеспечивающая высокую вентиляцию	Оптимизированная подача воздуха для полёта
Млекопитающие	Легкие	Полноценные альвеолярные лёгкие, обеспечение высокой потребности в кислороде	Совершенствование жизнедеятельности на суше

Шаг 2. Решение практической задачи

Проблема:

Рассмотрите, как устроены дыхательные системы у земноводных и пресмыкающихся, и объясните, почему они отличаются и какую выгоду приносит каждая из них своим представителям.

Вопросы для анализа:

Почему у земноводных наряду с легкими сохраняется возможность кожного дыхания?
Почему дыхательная система пресмыкающихся становится более сложной по сравнению с земноводными?
Как повлияла смена образа жизни (водная → полуводная → сухопутная) на эволюцию дыхательной системы?

Выводы:

Постарайтесь сформулировать общую картину этапов эволюции дыхательной системы, демонстрируя движение от простых к сложным структурам и функциональным особенностям.

Результат выполнения задания:

По итогам проделанной работы у вас должно сформироваться четкое представление о последовательных этапах эволюции дыхательной системы и особенностях функционирования дыхательных аппаратов у разных групп животных. Это даст возможность глубоко понимать и сопоставлять эволюционные адаптации в рамках филогенеза.