Wytwory naskórka i skóry właściwej zwierząt kręgowych

(1)

Wytwory naskórka i skóry właściwej zwierząt kręgowych

Wprowadzenie Przeczytaj Gra edukacyjna Sprawdź się Dla nauczyciela

Sztywne włosy czuciowe, zwane wibrysami, są wytworem naskórka. Stanowią narząd zmysłu czuciowo-dotykowy, dzięki

(2)

Skóra kręgowców składa się z trzech warstw: naskórka, skóry właściwej i tkanki podskórnej. W dwóch pierwszych warstwach powstają wytwory o rozmaitych cechach i funkcjach, takie jak paznokcie u naczelnych, pióra u ptaków, gruczoły jadowe u płazów i gadów czy narządy świetlne u ryb.

Twoje cele

Porównasz wytwory skóry właściwej i naskórka.

Omówisz funkcje wybranych wytworów naskórka i skóry właściwej u kręgowców.

Wymienisz wytwory naskórka i skóry właściwej zwierząt kręgowych.

Wytwory naskórka i skóry właściwej zwierząt kręgowych

Sztywne włosy czuciowe, zwane wibrysami, są wytworem naskórka. Stanowią narząd zmysłu czuciowo-dotykowy, dzięki któremu zwierzęta, takie jak koty, wyczuwają m.in. zmiany prądów powietrza.

Źródło: Pixabay, licencja: CC 0.

(3)

Przeczytaj

Wytwory naskórka

Naskórek stanowi zewnętrzną warstwę powłoki ciała zwierząt. U kręgowców zbudowany jest z wielu warstw komórek nabłonkowych. Jego wytwory przedstawia poniższa tabela interaktywna.

Włosy

Włosy są wytworem naskórka charakterystycznym dla ssaków. Włosy ssaków dzieli się na długie włosy ościste (np. szczecina dzika) i krótkie, miękkie włosy wełniste (np. włosy owcy). Owłosienie u większości ssaków tworzy zwartą okrywę, złożoną z obu typów włosów.

W przypadku człowieka liczba włosów jest różna i zależy od okolicy ciała i wieku. Na głowie znajduje się średnio ok. 100–150 tys. mieszków włosowych. Włosy żyją 3–5 lat, po czym wypadają – dziennie gubimy 100–120 włosów. Komórki macierzyste odbudowują następne włosy, które rosną

z szybkością 1–1,2 cm na miesiąc.

Włosy pełnią funkcję termoizolacyjną, chronią przed urazami mechanicznymi oraz stanowią narząd dotyku.

Włos składa się z dwóch podstawowych części: łodygi – wystającej ponad powierzchnię skóry – i korzenia – zanurzonego w skórze właściwej. Korzeń leży we wpukleniu naskórka – mieszku włosowym. Kolbowato rozdęta dolna część włosa stanowi opuszkę (cebulkę) włosa. Tu znajdują się komórki macierzyste, które dzieląc się, odpowiadają za wzrost włosa. W zagłębieniu cebulki leży brodawka włosa, zawierająca liczne naczynia krwionośne i limfatyczne, które zaopatrują komórki włosa w substancje odżywcze i tlen.

Paznokcie

Paznokcie to rogowe wytwory naskórka w postaci płytek, pokrywające grzbietową powierzchnię ostatniego członu palców u naczelnych. Powstają z macierzy, czyli żywego elementu ukrytego pod wałem paznokciowym. Składają się z czworokątnej, twardej, rogowej płytki, zbudowanej z ok. 100 warstw komórek. Paznokcie rosną ok. 1 mm na tydzień (latem szybciej niż zimą, u rąk szybciej niż u nóg). Pełnią funkcję ochronną i obronną.

Pazury

Pazury to rogowe wytwory naskórka o haczykowatym kształcie, okrywające ostatnie człony palców gadów, ssaków (głównie drapieżnych) i ptaków. Służą do ataku, obrony, zdobywania

i przytrzymywania pokarmu, pomagają w poruszaniu się (zwiększają przyczepność do podłoża).

Gruczoły potowe

Gruczoły potowe występują u ssaków. U ssaków drapieżnych są silnie zredukowane.

Mają postać cewki, na końcu zwiniętej w kłębuszek gruczołowy otoczony komórkami

nabłonkowo‑mięśniowymi. Pot, wydzielina gruczołów potowych, zawiera 98% wody, chlorek sodu oraz związki azotowe – amoniak, mocznik i kwas moczowy. Jego kwaśny odczyn chroni głębiej

(4)

położone tkanki przed rozwojem bakterii. Poprzez wydzielanie potu gruczoły potowe uczestniczą w procesach termoregulacji i usuwaniu nadmiaru wody z organizmu oraz chronią skórę przed wyschnięciem.

Gruczoły łojowe

Występują u ssaków, z wyjątkiem waleni (Cetacea), brzegowców (syren – Sirenia), leniwcowatych (Bradypodidae) i kreta złocistego (Notoryctes caurinus).

Mają budowę pęcherzykowatą i zlokalizowane są przy włosach. Rozsiane są po całym ciele

z wyjątkiem skóry dłoni i podeszew stóp. Najwięcej gruczołów łojowych występuje na nosie, czole, brodzie, głowie, ramionach, plecach, najmniej na powiekach i pod oczami. Ich wydzielina – łój – jest mieszaniną związków tłuszczowych, które nadają włosom elastyczność oraz chronią je przed złamaniem i przesuszeniem. Łój odprowadzany jest do mieszka włosowego. Skurcz mięśnia przywłosowego wypycha łój z mieszka włosowego na zewnątrz.

Gruczoły sutkowe

Gruczoły sutkowe to wielokomórkowe, pęcherzykowe (u stekowców – cewkowe) gruczoły ssaków wytwarzające mleko. Zawiązują się u obu płci, ale tylko u osobników żeńskich podlegają rozwojowi, którego szczyt przypada na koniec ciąży i okres laktacji. U stekowców występują dwa pola

gruczołowe w tylnej części ściany brzusznej, a ich wydzielina jest zlizywana przez młode.

U łożyskowców występują sutki. U torbaczy w rozwoju zarodkowym istnieją pola gruczołowe, a następnie brodawki sutkowe, co zbliża te zwierzęta zarówno do stekowców, jak i do łożyskowców.

Ludzkie gruczoły sutkowe

U ludzi gruczoły sutkowe to parzyste, największe gruczoły w organizmie, które są

zmodyﬁkowanymi gruczołami potowymi, rozwiniętymi u kobiet. Składają się z 15–25 płatów

tworzących pęcherzykowate gruczoły oddzielone od siebie tkanką tłuszczową. Uaktywniają się pod wpływem hormonów w okresie ciąży. Wydzielina gruczołów – mleko – zazwyczaj pojawia się zaraz po porodzie i zawiera wszystkie składniki niezbędne do prawidłowego wzrostu i rozwoju dziecka:

dobrze przyswajalne białko, tłuszcze, laktozę, witaminy, sole mineralne, enzymy oraz przeciwciała.

Łuski rogowe

Łuski rogowe to martwe (zrogowaciałe) części naskórka kręgowców, które tworzą kostne lub rogowe płytki pokrywające ciało gadów, ptaków (na nogach) i niektórych ssaków (głównie na ogonie). Mogą występować w różnych postaciach. Chronią organizm zwierzęcia przed urazami mechanicznymi, nadmiernym parowaniem, stanowią barierę dla pasożytów, biorą udział w odstraszaniu i przywabianiu, pomagają w poruszaniu się.

Kopyta

Są to rogowe osłony ostatnich członów palców u ssaków nieparzystokopytnych, np. koniowatych – Equidae i nosorożcowatych – Rhinocerotidae (występuje u nich rozwinięty III palec), oraz

parzystokopytnych, np. kóz – Capra, bydła domowego – Bostaurus, jeleniowatych – Cervidae (ich pierwszy palec ulega redukcji, a ciężar opiera się na III i IV palcu). Kopyta chronią miękkie, unerwione i unaczynione części stopy oraz amortyzują wstrząsy.

Rogi

Są to rogowe wyrostki występujące na głowie niektórych ssaków: bydła, kóz, owiec (Ovis),

widłorogów amerykańskich (Antilocapra americana). Zbudowane są – podobnie jak włosy, paznokcie i pazury – z białka keratyny. Służą do obrony i zastraszania przeciwnika. Nie podlegają wymianie

(5)

w ciągu życia osobnika i są nierozgałęzione (wyjątkiem jest widłoróg amerykański). Rogi składają się z kostnego wyrostka kości czołowej zwanego możdżeniem oraz pokrywającej go rogowej pochwy.

Dziób

Dziób tworzą rogowe listwy pokrywające szczękę i żuchwę. Zastępując zęby, służą do chwytania i rozdrabniania pokarmu, pełnią także funkcję obronną. Występują u bezzębnych kręgowców:

ptaków, żółwi (Testudines/Chelonia), dziobaka (który jest ssakiem; Ornithorhynchus anatinus).

Pióra

Wytworami naskórka pokrywającymi ciało ptaków są pióra. Pióro zbudowane jest z osi

i chorągiewki. W osi wyróżniamy część wystającą ponad powierzchnię skóry – stosinę – oraz pustą w środku, zakotwiczoną w skórze dutkę. Chorągiewkę tworzą promienie, które rozgałęziają się na liczne promyki, opatrzone haczykami.

Kolce

Kolce to przekształcone włosy o przerośniętym rdzeniu. Występują u ssaków: jeży (Erinaceinae), jeżozwierzy (Hystricidae) i kolczatki (Tachyglossus aculeatus). Pełnią funkcję ochronną.

Budowa pióra (po lewej) oraz fragment skóry z włosem (po prawej).

Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Wytwory skóry właściwej kręgowców

Do wytworów skóry właściwej zaliczamy m.in. zęby, łuski, gruczoły, płytki kostne, poroże i narządy świetlne.

Zęby

(6)

Schemat łuków zębowych i budowa zęba człowieka.

Zęby człowieka są zróżnicowane i osadzone w zębodołach szczęki i żuchwy. W ciągu życia osobnika zachodzi jednorazowa wymiana zębów — tzw. zębów mlecznych na stałe.

Siekacze służą do chwytania i odgryzania kęsów pokarmu, kły do walki lub obrony, chwytania, przytrzymywania i rozrywania zdobyczy, przedtrzonowce do rozdrabniania pokarmu, a trzonowce do miażdżenia pokarmu.

Łuski

Są to cienkie płytki kostne stanowiące osłonę ciała u ryb. Wraz z pokrywającym je śluzem zmniejszają opór ciała podczas ruchu. Wyróżniamy łuski plakoidalne, ganoidalne, kosmoidalne, elastyczne.

Łuski plakoidalne

To najbardziej pierwotne łuski. Składają się z ukrytej głęboko w skórze płytki kostnej i osadzonego na niej ząbka, zbudowanego z dentyny i pokrytego szkliwem. Występują u ryb spodoustych (Elasmobranchii).

Łuski ganoidalne

Mają kształt rombu i są zbudowane z izopedyny powleczonej ganoiną. Występują u jesiotrokształtnych (Acipenseriformes).

Łuski kosmoidalne

Są zbudowane z izopedyny powleczonej kosminą. Występowały u dawniej żyjących dwudysznych (Dipnoi) i trzonopłetwych (Coelacanthidae).

Łuski elastyczne

Występują u większości współczesnych gatunków ryb kostnoszkieletowych. Mają widoczne słoje przyrostowe, pozwalające określić wiek ryby. Dzielimy je na:

cykloidalne (koliste) – okrągłe, o gładkich tylnych brzegach;

ktenoidalne (grzebykowate, zgrzebłowate) – o szorstkiej powierzchni z ząbkowaną krawędzią.

(7)

Po lewej: łuska plakoidalna; po prawej: łuska elastyczna (widoczne słoje pozwalają określić wiek ryby).

Gruczoły

Gruczoły jadowe

Występują u płazów i gadów. Są to wielokomórkowe, pęcherzykowate gruczoły produkujące i wydzielające substancje trujące (jady) – np. ropuchy produkują bufotalinę, działającą hamująco na mięsień sercowy, oraz bufoteninę, która wywołuje zmiany percepcyjne i euforię.

Gruczoły kuprowe

Występują u ptaków. Ich funkcją jest wydzielanie tłustej wydzieliny, służącej ptakom do natłuszczania dziobem piór oraz do produkcji prowitaminy D, która pod wpływem światła przekształca się w witaminę D.

Płytki kostne

Płytki kostne pokrywają ciało pancerników. Ułożone są w kilka ruchomych rzędów – u pancernika włochatego (Chaetophractus villosus) jest ich osiem.

Od zewnątrz okryte są rogową warstwą pochodzenia naskórkowego.

Poroże

Ciało pancernika pokryte płytkami kostnymi.

(8)

Poroże występuje u jeleniowatych (Cervidae). Jest to twardy wyrostek kości czołowej, zbudowany

z tkanki kostnej, rozgałęziony, pokryty skórą porośniętą sierścią (tzw. scypułem), która każdego roku jest ścierana i co roku ponownie się

odbudowuje. Pod warstwą skóry znajdują się naczynia krwionośne i nerwy. Wiosną poroże jest zrzucane, po czym odrasta nowe, bujniejsze.

Narządy świetlne

W skórze ok. 250 gatunków ryb, głównie głębinowych, występują kuliste zagłębienia wyścielone błoną pigmentową (zapobiega ona przenikaniu światła w głąb ciała), zawierające świecące komórki gruczołowe. Są one różnie rozmieszczone na ciele ryby, np. w oczodołach, po bokach ciała, na brzuchu i na płetwie grzbietowej.

Wykorzystywane są do oświetlania pola widzenia, odstraszania napastnika i wzajemnego

rozpoznawania się.

Słownik

dentyna, zębina

odmiana tkanki łącznej oporowej kręgowców, podobna do tkanki kostnej, budująca wewnętrzną strukturę zęba

ganoina

nieorganiczna substancja, najprawdopodobniej homolog szkliwa; buduje łuski ganoidalne izopedyna

substancja o charakterze zbitej tkanki kostnej, pozbawionej kanałów Haversa kosmina

nieorganiczna substancja; buduje łuski kosmoidalne

Młode jelenie szlachetne (Cervus elaphus) rodzą się bez poroża. Jego rozwój następuje w okresie dojrzewania – bodźcem jest wzrost stężenia testosteronu we krwi. Poroże występuje najczęściej u samców jeleniowatych (u reniferów – Rangifer tarandus u obojga płci).

Świetlik tępogłowy (Myctophum punctatum) należy do rodziny świetlikowatych, której liczni przedstawiciele zamieszkują wody głębinowe. Na ich ciele znajdują się zgrupowania narządów świetlnych, których układ i częstotliwość błysków zależą nie tylko od gatunku, ale również od płci.

Źródło: Edd48, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

(9)

łuski

płaskie płytki o różnej budowie i pochodzeniu, pokrywające powierzchnię (lub jej część) ciała niektórych zwierząt

naskórek

najbardziej zewnętrzna warstwa skóry, zbudowana z wielowarstwowego nabłonka, którego komórki podlegają cyklicznej odbudowie

skóra właściwa

stanowi najgrubszą warstwę skóry, zbudowaną z tkanki łącznej, bogato unerwioną i unaczynioną, w której znajdują się gruczoły będące wytworami naskórka

sutki

wyniosłości skórne, na których szczycie otwierają się przewody wyprowadzające gruczołów

mlekowych; liczba i położenie gatunkowo są zmienne, mogą być zlokalizowane na klatce piersiowej, w pachwinach lub wzdłuż brzusznej strony tułowia; w anatomii człowieka termin stosowany jako synonim gruczołu sutkowego

wytwory naskórka

pochodne naskórka; powstają z martwych, rogowaciejących zewnętrznych komórek nabłonka;

podobnie jak jego komórki zbudowane są z białka keratyny; do wytworów naskórka należą: włosy, pazury i paznokcie, gruczoły (u ssaków), łuski rogowe, kopyta, rogi, dzioby i kolce

wytwory skóry właściwej

pochodne skóry właściwej w postaci zębów, łusek u ryb, gruczołów, płytek kostnych u pancerników, poroża u jeleniowatych i narządów świetlnych u ryb

(10)

Gra edukacyjna

Polecenie 1

Rozwiąż interaktywny quiz i sprawdź swoją wiedzę na temat wytworów naskórka i skóry właściwej kręgowców.

[Udoskonalona wersja quizu (progi gwarantowane) - w opracowaniu; poniżej zamieszczamy do wglądu wszystkie pytania quizowe (w tej formie nie będą widoczne dla uczniów)]

Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., Rufus46, licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 2

Ułóż pytanie quizowe dotyczące wytworów naskórka i skóry właściwej zwierząt kręgowych, a następnie daj je do rozwiązania swoim kolegom i koleżankom.

Question: ...

a. ...

b. ...

c. ...

d. ...

Polecenie 3

Przedstaw rodzaje wytworów skóry (skóry właściwej i naskórka), ich modyﬁkacje i pochodzenie.

W tym celu skonstruuj mapę myśli.

(11)

Sprawdź się

Ćwiczenie 1

Zaznacz struktury należące do wytworów naskórka szympansa – przedstawiciela ssaków naczelnych.

Włosy Łuski Pazury

Gruczoły mlekowe Paznokcie

Gruczoł kuprowy

輸

Ćwiczenie 2

Źródło: licencja: CC 0.

輸

Ćwiczenie 3

Pogrupuj wytwory skóry.

łuski na skokach kury, łuski zaskrońca, łuski okonia, poroże renifera, gruczoły zapachowe nietoperza, płyty kostne pancernika, rogi byka

Wytwory naskórka

Wytwory skóry właściwej

輸

Ćwiczenie 4

Do podanych cech dobierz prawidłowy wytwór naskórka lub skóry właściwej.

Puste w środku porożerogi Okresowo zrzucane porożerogi Nierozgałęzione rogiporoże

輸

(12)

Ćwiczenie 5

Oceń słuszność stwierdzeń dotyczących wytworów naskórka i skóry właściwej kręgowców.

Prawda Fałsz

Martwe, zrogowaciałe komórki naskórka pokrywają ciało

gadów i ryb.

□ □

Chorągiewka piór tworzących warstwę izolacyjną jest zbudowana z promyków

z haczykami.

□ □

Wydzielina gruczołów potowych zabezpiecza organizm przed wnikaniem

bakterii.

□ □

Dziób tworzą rogowe pokrywy okrywające szczękę i żuchwę.

□ □

醙

Ćwiczenie 6

Na schematach przedstawiono rogowe okrywy ostatnich członów palców u ssaków.

Na podstawie analizy wytworów przedstawionych na schematach wykaż, że pazury, paznokcie i kopyta to twory homologiczne. Uwzględnij budowę tych wytworów.

醙

Ćwiczenie 7

Jesienią i wiosną ssaki dostosowują swoją okrywę włosową do warunków atmosferycznych. Przed zimą futro staje się gęstsze i grubsze, na lato wymieniane jest na lżejsze.

Określ, jaki rodzaj włosów dominuje w zimowej okrywie włosowej ssaków. Odpowiedź uzasadnij, podając jeden argument.

難

(13)

Ćwiczenie 8

Na schematach A i B przedstawiono budowę skóry i jej wytworów u dwóch grup zwierząt kręgowych.

Na podstawie analizy schematów wskaż, który z nich przedstawia łuski będące wytworem naskórka. Odpowiedź uzasadnij.

難

(14)

Dla nauczyciela

Scenariusz lekcji

Autor: Agnieszka Pieszalska Przedmiot: biologia

Temat: Wytwory naskórka i skóry właściwej zwierząt kręgowych

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie rozszerzonym Podstawa programowa:

Zakres rozszerzony

Treści nauczania – wymagania szczegółowe XI. Funkcjonowanie zwierząt.

2. Porównanie poszczególnych czynności życiowych zwierząt, z uwzględnieniem struktur odpowiedzialnych za ich przeprowadzanie.

8) Pokrycie ciała i termoregulacja. Uczeń:

b) wykazuje związek między budową i funkcją skóry kręgowców, Kształtowane kompetencje kluczowe:

kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji;

kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii;

kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

wymienia wytwory naskórka i skóry właściwej zwierząt kręgowych;

wykazuje związek występowania poszczególnych wytworów z ich funkcją;

rozpoznaje na ilustracji rodzaje wytworów naskórka i skóry właściwej.

Strategie nauczania:

konstruktywizm;

kolektywizm;

nauczanie hybrydowe.

Metody i techniki nauczania:

pogadanka;

mapa myśli;

metoda grup eksperckich (JIGSAW).

Formy pracy:

praca indywidualna;

praca w grupach;

praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

komputery z dostępem do internetu;

zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

(15)

4 arkusze papieru A2, ﬂamastry.

Przebieg zajęć Faza wstępna:

1. Nauczyciel prosi uczniów o zapoznanie się z wprowadzeniem do e‑materiału oraz ilustracją okładkową. Następnie zadaje pytania: „Co to są kocie wibrysy? Jaką funkcję pełnią? Z jakiej tkanki powstały?”.

2. Nauczyciel podaje cele lekcji i formułuje jej temat.

Faza realizacyjna:

1. Uczniowie w grupach zapoznają się z tekstem zawartym w e‑materiale.

2. Nauczyciel dzieli uczniów na cztery grupy i prosi ich, by na podstawie e‑materiałów, przygotowali w formie mapy myśli informacje na przydzielone tematy:

grupa I i II: Wytwory naskórka;

grupa III i IV: Wytwory skóry właściwej.

3. Grupy wybierają po dwóch ekspertów, którzy najlepiej opanują otrzymane zagadnienia. Następnie eksperci zamieniają się grupami (I z III, II z IV) i przekazują zdobytą wiedzę. Po upływie

wyznaczonego czasu eksperci wracają do swoich grup.

4. Grupy wieszają i prezentują mapy myśli. Nauczyciel w razie potrzeby uzupełnia informacje.

5. Uczniowie tworzą niewielkie, 3- lub 4‑osobowe zespoły i wykonują ćwiczenia 6 (dotyczące budowy pazurów, paznokci i kopyt), 7 (dotyczące zimowej okrywy włosów ssaków) i 8 (dotyczące rozpoznania łusek będących wytworem naskórka). Następnie wskazany zespół prezentuje przygotowane

odpowiedzi. Klasa ocenia ich poprawność. Nauczyciel wyjaśnia ewentualne wątpliwości.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel podsumowuje pracę grup.

2. Uczniowie w grupach wykonują quiz zawarty w e‑materiale. Każde poprawnie wykonane zadanie jest punktowane. Wygrywa grupa, która uzyska najwięcej punktów.

Praca domowa

Wykonaj ćwiczenia interaktywne od 1 do 5 zawarte w e‑materiale.

Materiały pomocnicze

Neil A. Campbell i in., Biologia Campbella, tłum. K. Stobrawa i in., Rebis, Poznań 2019.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania gry edukacyjnej

Gra edukacyjna powinna zostać wykorzystana w fazie realizacyjnej lekcji. Można ją również wykorzystać podczas lekcji powtórzeniowej z całego działu.