Verschiedenes

Menschliches Verdauungssystem - Evolutionäre Entwicklung

Evolutionäre Entwicklung

Bei Amphioxus besteht der Verdauungstrakt nur aus drei Komponenten: der Mundhöhle , dem Pharynx und einem röhrenförmigen postpharyngealen Darm ohne Unterteilungen. Die gleiche Bedingung gilt in den primitivsten lebenden Wirbeltieren, die Rundmäuler ( lampreys und hagfishes ). Bei höheren Wirbeltieren ist der postpharyngeale Darm jedoch fast immer in eine Reihe von Regionen unterteilt, die sowohl anatomisch als auch funktionell unterschiedlich sind. Am häufigsten ist die Sequenz Ösophagus - Magen - Dünndarm - Dickdarm - Rektum (oder Kloake).

Die Mundhöhle und der Rachen variieren erheblich zwischen den Wirbeltierklassen . Die Variation korreliert mit den evolutionären Veränderungen in derAtmungssystem , das den Aufstieg terrestrischer Formen von aquatischen Vorfahren begleitete. Bei den meisten modernen Knochenfischen fungieren die Nasenlöcher (entsprechend den Nasenlöchern eines Säugetiers) nur als Eingänge zu den Riechorganen, da keine Verbindung zwischen ihnen und dem Mund besteht, wie dies bei Säugetieren der Fall ist. Die als Gaumen bezeichnete Struktur, die bei Säugetieren die Nasen- und Mundhöhle trennt, existiert bei Fischen nicht. Atemwasser wird direkt in den Mund genommen und dann zurück in den Pharynx gedrückt, wo es über Kiemen fließt, die sich in einer Reihe von Schlitzen befinden, die vom Pharynx nach außen führen.

Die Landwirbeltiere, die der Luft statt dem Wasser Sauerstoff entziehen, entwickelten eine zweite wichtige Funktion für die Nasenlöcher, die sie von ihren fiskinen Vorfahren geerbt hatten. Unter Beibehaltung einer Geruchsfunktion wurden diese Öffnungen zum Haupteingang der Luft zum Atmen. Bei Amphibien - den frühesten Landwirbeltieren - tritt Luft in die äußeren Nasenlöcher ein und gelangt dann durch die inneren Nasenlöcher, die evolutionär neuere Öffnungen sind, in die Vorderseite der Mundhöhle, von wo aus sie in den Pharynx und dann in die Luftröhre gelangt. Da bei diesen Tieren kein Gaumen und keine separate Nasenhöhle vorhanden ist; Sowohl die Mundhöhle als auch der Pharynx sind häufige Passagen für das Verdauungs- und Atmungssystem.

Bei den meisten Reptilien und Vögeln bildet ein Paar Längsfalten im Dach der Mundhöhle einen Durchgang, der Luft von den inneren Nasenlöchern zum Pharynx führt. Vollständige Trennung von Nasen- und Mundhöhle durch aGaumen kommt jedoch nur bei Krokodilen und Säugetieren vor. Bei Säugetieren wird der knöcherne, harte Gaumen posterior durch einen dicken, häutigen, weichen Gaumen ergänzt.

Bei der Entwicklung der Landwirbeltiere hat der Pharynx die gasaustauschenden Kiemen verloren und ist zu einer kurzen Passage geworden, die den Mund mit der Speiseröhre und der Luftröhre verbindet. Die Speiseröhre hat sich verlängert, um sich mit dem Magen zu verbinden , der jetzt im Bauch liegt.

Die meisten Wirbeltiere über dem Niveau der Zyklostome haben einen Magen, allerdings in verschiedenen Formen und Größen (Ausnahmen sind Chimären, Lungenfische und einige knöcherne Fische). Die Länge des Darms variiert stark zwischen Wirbeltieren, und es hat sich eine Reihe von Merkmalen entwickelt, die den Bereich vergrößern, über den die Absorption von Verdauungsprodukten erfolgen kann. Eine zunehmende Länge allein ermöglicht einen längeren Kontakt zwischen dem Verdauungsprodukt und der Schleimhaut . Weitere vorteilhafte Merkmale sind die Auskleidung des Darms, die in zahlreiche Falten und Grate geworfen wird; die kleinen, fingerartigen Auswüchse, Zotten genannt, die die gesamte Oberfläche der Schleimhaut bedecken; und die einzelnen Epithelzellen, die die Falten und Zotten bedecken und einen Rand aus unzähligen dicht gepackten, zylindrischen Vorsprüngen haben, die Mikrovilli genannt werden.

Andere Wirbeltiere zeigen andere Anpassungen zur Vergrößerung der absorbierenden Oberfläche desDünndarm . Beispielsweise verzweigen sich bei bestimmten Fischen spezielle Blindsäcke, Ceca genannt, vom vorderen Ende des Dünndarms und bei vielen Vögeln vom hinteren Ende. Eine weitere Anpassung ist dieSpiralventil vieler primitiver Fische, einschließlich Haie.

Die letzte Kammer des Verdauungstraktes ist eine häufige Kloake bei Elasmobranchfischen und Lungenfischen, aber bei den meisten Rochenfischen gibt es stattdessen ein Rektum ; dh die Harn- und Fortpflanzungsröhrchen, die nicht mit der Verdauungsröhre verbunden sind, haben eine eigene separate Öffnung nach außen. In dieser Hinsicht sind die heutigen Rochenfische spezialisierter als Amphibien, Reptilien und Vögel, die eine Kloake behalten, die vermutlich von einem primitiven Fischvorfahren geerbt wurde. Eine Kloake bleibt auch bei den eierlegenden Säugetieren (Monotreme) und in stark reduzierter Form bei den beutelten Säugetieren (Beuteltieren) erhalten. Selbst bei Säugetieren der Plazenta tritt im Embryo eine kurzlebige Kloake auf , aber die Urogenitalkanäle entwickeln schließlich ihre eigenen Öffnungen. Infolgedessen haben erwachsene Säugetiere eher ein Rektum als eine Kloake.