Ünite 6: Hayvan Yapı ve Fonksiyonları

Sinir Sistemi Duyu Organları ve Endokrin Sistem

Sinir Sistemi

Organizmada düzeni sağlayan sinir sisteminin işlevi, iç ve dış çevrelerden gelen uyartıların almaçlar (reseptörler) ile alınması, bu bilgilerin merkezi sisteme gönderilmesi ve merkezi sistemde yorumlandıktan sonra tepki organlarına (kas ya da bez) emirlerin iletilmesidir. Sistemi oluşturan sinir dokusu nöron adı verilen sinir hücreleri ile bunların arasını dolduran glia (destek) hücrelerinden meydana gelmiştir.

Nöron Yapısı

Sinir sisteminin yapısal ve işlevsel birimi olan nöron, hücre gövdesi ve bu gövdeden çıkan uzantılardan oluşur. Hücre gövdesi çekirdek ve organelleri içerir. Hücre gövdesinden biri kısa diğeri uzun iki tip uzantı çıkar. Kısa ve genelde çok sayıda olan uzantılara dendrit denir. Bunlar diğer hücrelerden gelen bilgileri alırlar. Uzun ve sadece bir tane olan ise, akson adını alır ve nörondan diğer hücrelere giden bilgileri taşır. Aksonlar sinaptik uç olarak isimlendirilen özelleşmiş uç bölgelerinden kimyasal haberciler salgılarlar. Nörotransmitter adı verilen bu maddeler sayesinde mesajlar bir hücreden diğerine aktarılır. Nörotransmitter maddelerden en çok bilinenleri asetilkolin, adrenalin ve dopamin’dir.

Akson yapısında, yarı akıcı bir madde olan aksoplazma’nın etrafı aksolemma adı verilen hücre zarı ile çevrelenmiştir. Bazı aksonlarda en dışta destek hücreleri tarafından oluşturulan miyelin kılıf yer alır. Bu nedenle aksonlar miyelinli veya miyelinsiz aksonlar olarak iki tiptir. Miyeline sahip olan aksonlarda bilgi iletimi daha hızlı gerçekleşir. Miyelin kılıf bazı bölgelerde kesintiye uğrar, bu bölgelere Ranviyer boğumu adı verilir. Miyelin üzerinde de Schwann hücreleri tarafından oluşturulan ve nörilemma adı verilen ince bir örtü bulunur.

Nöronlar görevlerine göre 3 grup altında toplanırlar:

1. Duyu nöronları, duyu organlarından aldıkları mesajları iletirler.
2. Ara nöronlar, merkezi sinir sistemine gelen mesajları değerlendirirler.
3. Motor nöronlar, merkezi sinir sisteminden gelen mesajları ilgili organlara iletirler.

Glia (Destek) Hücreleri

Sinir dokusunun diğer elemanları olan glia hücreleri nöronların arasını doldurarak onlara destek görevi yapar. Nöronların beslenmesine de yardımcı olan bu hücreler, metabolizmalarının düzenlenmesinde rol oynamaktadır.

Duyu Organları

Canılar yaşamlarını sürdürebilmek için çevrelerinde meydana gelen değişimleri algılamak zorundadır. Dış dünyada meydana gelen değişimlerin algılanmasını sağlayan özelleşmiş sinir hücreleri ya da epitel hücrelere (almaç=reseptör) duyu organı denir. Duyu organları ile alınan bilgiler sinirler yolu ile beyne iletilir ve buradaki özelleşmiş duyu merkezlerinde yorumlanırlar. Böylece ses, tat, koku ve renk gibi algılar oluşur.

Işık Almaçları (Fotoreseptörler)

Hayvanlar alemi içinde ışık farklı şekillerde değerlendirilir. Bazı basit yapılı gruplarda ışığın sadece yönü ve yoğunluğu belirlenebilirken üst gruplarda görüntüler oluşturulur. Ancak hepsinde ışığı absorbe eden pigmentler aynıdır.

İşitme ve Denge

Hayvan grupları içinde belli dalga boyundaki titreşimler ses olarak algılanır. Silli duyu hücrelerinin silleri bulundukları ortamdaki sıvıların hareketi ile bir tarafa doğru yatırılırlar, bu ise aksiyon potansiyelinin oluşmasına neden olur. Birçok omurgasız hayvan grupları içinde dengede rol oynayan ve mekanik almaçlar içeren duyu organları bulunmaktadır. Ancak sadece ses çıkartan gruplarda işitme organı yer alır. Birçok böcekte ses dalgaları ile titreşen vücut kılları vardır. Bazı böcek türlerinde ise timpanal organ adı verilen özel işitme organları bulunmaktadır. Bu yapı içi hava dolu bir odacık ve üstünü örten bir zardan oluşmuştur. Ses dalgalarının zarı titreştirmesi oda içindeki reseptör hücrelerinin uyarılmasına neden olmaktadır. Omurgalı hayvanlarda işitme ve denge organı kulaktır. En gelişmiş kulak yapısına memelilerde rastlanır. Bu grupta kulak dış, orta ve iç olmak üzere üç bölümden oluşmuştur. Dış kulak ses dalgalarını toplayarak orta kulak ile arasında yer alan kulak zarına (timpanik zar) iletir. Orta kulakta çekiç (malleus), örs (incus) ve özengi (stapes) adlarını alan 3 küçük kemik sesi iç kulağa iletir. İç kulakta hem işitme hem de denge duyusunu algılayan reseptör hücreler yer alır.

Kimyasal Algılama: Tat ve Koku

Kimyasal uyartıların algınması besin kaynaklarının bulunması, eş seçimi ve toplu yaşayan bireylerde bireyler arası iletişim gibi pek çok davranışın oluşmasında önemli rol oynar. Kimyasal moleküllerin alınması, çevredeki özgül kimyasalları algılayan reseptörlere bağlı olmasına rağmen, canlıların bulundukları ortama göre bazı farklılıklar göstermektedir. Karasal organizmalar için eriyik halindeki kimyasallar tat alma organları ile, gaz halindekiler ise koku almaçları ile alınmaktadır. Sucul organizmalarda ise tat ile koku alma arasında bir fark olmadığı görülmektedir. Koku reseptörleri belirli bir kokuya göre özelleşme göstermez. Bir koku hücresinde birden fazla koku reseptör molekülü olduğu bilinmektedir. Kokuların ayırt edilmesi ise merkezi sinir sisteminde gerçekleşmektedir. Tat duyusunu sağlayan reseptör hücreler ise, tat tomurcukları olarak adlandırılan değişikliğe uğramış epitel hücreleridir.

Endokrin Sistemi

Endokrin sistem, hormonlar ve bunların salgılandığı doku ya da bezlerden oluşur ve daha önce söz edildiği gibi organizmadaki düzenleyici sistemlerin ikincisidir.

Kimyasal Yapılarına Göre Hormonlar

Hormonlar kimyasal yapılarına göre üç ana grup altında toplanmaktadırlar:

1. Protein yapıdaki hormonlar. (örn: insülin hormonu)
2. Kolesterol türevi (steroid yapıdaki) hormonlar (örn: ovaryum hormonları)
3. Aminoasit türevi hormonlar (örn: tiroid hormonu)

Hormonların etkileri hedef hücrelerde bulunan özel proteinlere bağlanmaları ile gerçekleşir. Bu proteinlere hücre almacı (reseptör) adı verilir. Hücre almaçları hücrelerin zarında, sitoplazmasında ya da çekirdeğinde bulunabilir. Hormonlar protein ya da steroid yapıda olmalarına göre farklı şekillerde etki gösterirler: Protein yapıda olan hormonların hücre zarındaki almaçlar ile etkileşim haline geçmesi cAMP (Siklik adenozin monofosfat)’nin oluşumunu aktive eder. cAMP ise, hücre içindeki özel almaçlar ile bağlanarak, çekirdek içindeki genlerin uyarılmasını sağlar. Böylece dışardan gelen hormonun ilettiği bilgi doğrultusunda, gen kontrolü ile madde sentezi yapılmış olur.

Hareket ve Destek Sistemleri

İskelet Sistemi

Tüm hayvansal organizmalarda olmamasına rağmen bulunduğu canlıda kas sistemi ile birlikte hareketi sağlayan sistemdir. İskelet sisteminin işlevi sadece hareket değildir. Aynı zamanda desteklik, vücuda şekil verme, iç organları dış etkilerden koruma, kan hücreleri yapma ve mineral depolama görevlerini de üstlenmiştir. İskelet yapısal olarak 3 ana grup altında toplanmıştır.

Hidrostatik İskelet

Bu tip iskelet sisteminde vücut içindeki sıvı ya da kan yüksek basınç altında tutulur. Böylece bu yapı bulunduğu organizma içinde hem destek hem de kas ile birlikte harekette görev alır. Hidrostatik iskelet yapısına genelde omurgasız hayvan grupları içinde rastlanmaktadır. Örneğin Cnidaria grubu içinde yer alan Hidra’da ağız kapatılarak, vücuttaki kaslar yardımıyla vücut boşluğunun daraltılması sağlanıp suyun basıncı ile vücut boyu uzatılabilmektedir. Yassı Solucanlarda vücut sıvısı sürekli basınç altında tutularak tüm vücutta hidrostatik iskelet olarak görev yapmaktadır. Benzer hidrostatik iskeletlere Halkalı Solucanlarda da rastlanmaktadır. Hidrostatik iskelet yapısı sucul organizmalar için daha uygun olan bir yapıdır.

Dış İskelet

Vücudun dış kısmında oluşan dış iskelet CaCO ₃ (kalsiyum karbonat), ve keratin gibi maddelerin birikmesi ile meydana gelmiştir. Daha çok omurgasız hayvanlarda görülmektedir. Görevi hayvanı dış etkilerden korumaktır. Yumuşakçalarda vücut deri tarafından salgılanan bir kabuk içinde bulunur. Vücut büyüdükçe CaCO ₃ ilave edilerek kabuğun da büyümesi sağlanır. Eklembacaklılarda dış iskelet epidermis tarafından salgılanan ve cansız bir madde olan kitinden oluşur. Polisakkarit yapıda olan kitin son derece dayanıklıdır. Hayvan büyürken Yumuşakçalardan farklı olarak dış iskeletin atılması (deri değiştirme) ve alttan daha büyük olan yenisinin oluşturulması gerekmektedir. Omurgalı hayvanlar içinde kaplumbağalarda da dış iskelet oluşumu görülmektedir.

İç İskelet

Organizmanın vücudu içinde yer alan iskelet elemanlarını içerir. Hareket ve destek görevlerinin yanında önemli organların etrafını kuşatarak koruma görevini de üstlenmişlerdir. İç iskelet elemanları Omurgasız Hayvan grupları içinde Süngerler ve Derisidikenlilerde görülür. Omurgalı Hayvan grupları içinde Yuvarlakağızlılar ve Kıkırdaklı Balıklarda iç iskelet kıkırdak yapıdadır. Kıkırdak doku kondrosit denilen kıkırdak hücreleri ile bu hücreler tarafından salgılanan ve kondrin denilen hücrelerarası maddeden meydana gelmiştir. Hücre arası maddenin içerdiği kollajen liflerin özelliğine göre kıkırdak doku, hiyalin, elastik ve fibröz olmak üzere 3 grup altında toplanmaktadır. Kıkırdak doku arasında kan damarları bulunmaz.

Kas Sistemi

Pek çok hayvan grubunda hareket kas sistemi ile gerçekleşmektedir. Kas sistemi kasılma özelliğine sahip uzun kas hücrelerinden oluşmuştur. Kasılmayı sağlayan sitoplazmada bulunan aktin ve miyozin proteinleridir. Sinir yoluyla uyarı geldiğinde aktin ve miyozin proteinleri birbirinin içine kayar böylece kasılma gerçekleşir.

Çizgili Kas

İsteğe bağlı olarak kasılan çizgili kaslar diğer kaslar içinde en hızlı çalışanıdır. Miyosit adı verilen uzun mekik şeklindeki hücrelerden oluşmuşlardır. Sarkolemma her bir kas hücresini çevreleyen zara verilen isimdir. Hücreler çok çekirdeklidir ve çekirdekler sarkolemmanın kenarına dizilmiş şekildedir. Her hücre içinde birbirine paralel dizilmiş miyofibriller bulunur. Her bir miyofibril ise aktin ve miyozin miyoflamentleri içerir. Miyoflamentlerin düzenli dizilişleri açık ve koyu bantların oluşmasına neden olduğu için bu kas çizgili kas olarak adlandırılmıştır.

Düz Kas

İsteğe bağlı olarak çalışmayan düz kas hücreleri, iğ şeklinde, uçları sivri ve çatallıdır. Aktin ve miyozin miyoflamentleri hücre içinde düzenli olarak dağılmadıkları için çizgili kaslardaki gibi çizgiler içermezler. Kasılmalar çok daha yavaş gerçekleşmektedir.

Kalp Kası

Sadece Omurgalı Hayvan gruplarında ve sadece kalpte bulunur. Çizgili kas gibi çizgili olmasına rağmen yapısal farklılıkları bulunmaktadır. Çekirdekler hücrenin ortasında yer almıştır. Kalbin tek bir bölgesinde meydana gelen aksiyon potansiyeli tüm kalbe yayılarak tamamının kasılmasına neden olur. Ayrıca kalp kası hücreleri sinir sisteminden uyarı almaksızın kendi aksiyon potansiyelini oluşturacak bir özelliğe sahiptir. Kalp kası ileri derecede farklılaşmıştır. Bu nedenle yenilenme yeteneği bulunmamaktadır.

Sindirim Sistemi

Besin maddelerini oluşturan su, vitamin ve mineraller sindirim sisteminde herhangi bir değişime uğramadan kana geçebilirler. Ancak, organik moleküllerden oluşmuş proteinler, yağlar ve karbonhidratlar binlerce halkanın (monomer) birleşmesi ile oluşmuş zincir şeklindeki büyük moleküllerden meydana geldiklerinden dolayı hücre zarlarından geçemezler. Besin maddelerinin kendilerini meydana getiren ve hücre zarından geçebilecek küçüklükte tek halkaya kadar parçalanması olayına sindirim, bunu gerçekleştiren sisteme de sindirim sistemi adı verilir.

Proteazlar: Proteinleri parçalayanlar yani proteinlerdeki peptit bağını parçalarlar.

Karbonhidrazlar: Karbonhidratları parçalayan enzimlerdir. Karbonhidrazlardan “Amilaz” a-glikozitleri, “Selülaz” enzimi de b-glikozitleri parçalar. “Kitinaz” enzimide kitinleri parçalar. “Maltaz” enzimi ise maltozu, “Sukraz” enzimi de sukrozu parçalar.

Esterazlar: Yağları ve ester bağlarını parçalarlar. Lipaz yağları parçalayan ve memeli hayvanların temel enzimlerinden birisidir.

Ribonükleazlar: Bu enzim çekirdek asitleri içerisindeki nükleotitlere bağlı olan fosfodiester bağlarının koparılmasını sağlar.

Dolaşım Sistemi

Hayvanlarda iki tip dolaşım sistemi bulunur:

• Yumuşakçalar ve Eklembacaklılar gibi omurgasız hayvanlarda açık dolaşım sistemi bulunur. Bu sistemde damar sistemi yoktur ya da ıstakozlarda, salyangozlarda olduğu gibi çok sınırlıdır. Örneğin, böceklerde hemolenf , torba şeklindeki bir kalp ile sinüs denilen vücut boşluklarına pompalanır. Hemolenf, bu boşluklar ile tüm hücrelere dağılır ve daha sonra geri dönerek ostium denilen açıklıklardan kalbe girer. Bu hayvanlarda hemolenfle besinler ve atık maddeler taşınır. Yani, açık dolaşım sisteminde oksijen ve karbondioksit vb. gazların taşınması söz konusu değildir.
• Omurgasız hayvanlardan halkalı solucanlar gibi birkaç grupla omurgalı hayvanların tümü kapalı dolaşım sistemi ne sahiptir. Bu sistemin merkezini kalp oluştururken dokular ile kan arasındaki bağlantı damar sistemi ile sağlanır. Vücutta arterler (atardamarlar), venler (toplardamarlar) ve kapiller (kılcal damarlar) olmak üzere üç tip damar bulunur. Kapalı dolaşım sisteminde kan sürekli olarak bu damarlar içinde dolaşır.

Kan, plazma adı verilen bir sıvı ortam ile bu ortam içinde süspansiyon halinde dağılmış alyuvarlar (eritrositler), akyuvarlar (lökositler) ve memelilerde kan pulcukları (trombositler) hücrelerinden oluşan bir dokudur.

Lenfatik Sistem

Lenfatik sistem, çok hücreli canlıların çoğunda vücut hücrelerinden ve hücreler arası sıvıdan fazla su ile proteinlerin toplanmasında, sindirim sisteminden absorbe edilen yağ ve vitaminlerin kan dolaşım sistemine verilmesinde, ayrıca vücuda giren yabancı maddeler ile mikroorganizmaların yok edilmesinde görev yapan bir dolaşım sistemidir.

Lenf sıvısı, lenf dolaşımına katılmadan önce bu lenf düğümlerinden geçerken süzülür; böylece vücut için zararlı mikroorganizmalardan ve yabancı maddelerden temizlenir. Lenf sistemi asıl dolaşım sistemi ile birleşir.

Bağışıklık Sistemi

İnsanlar başta olmak üzere hayvansal organizmaların çoğu virüs, bakteri, mantar, funguslar, tek veya çok hücreli parazitler, polen gibi patojen canlılara, kendisi için zararlı zehirler, yabancı dokular vb. maddelere karşı ve aynı zamanda vücutta oluşmuş ileride kansere dönüşebilecek anormal hücrelere karşı kendisini savunması ve tepki göstermesine bağışıklık denir.

Solunum Sistemi

Canlılarda hücreler için gerekli olan oksijenin alınması ve bu olay sonucu oluşan karbondioksitin dış ortama verilmesi solunum sistemi aracılığı ile gerçekleştirilir.

Çok hücreli hayvanlarda, canlı ile dış ortam arasında doğrudan yapılan gaz alışverişine dış solunum denir.

Gazların kan ile doku hücreleri arasında yaptığı alışveriş işlemine ise iç solunum denir.

Böcekler, kırkayaklar gibi eklembacaklılarda bazı vücut segmentlerinden stigma adı verilen bir delikle dışarı açılan trake sistemi ile solunum yapılır.

Boşaltım Sistemi

Hayvanlarda metabolizma faaliyetleri sonucunda oluşan karbondioksit, çeşitli tuzlar, su ve suda erimiş halde bulunan zararlı ya da gereğinden fazla bulunan maddelerin hücrelerden ve vücut sıvısından uzaklaştırılması olayına boşaltım adı verilir. Bunun için birçok sistem birlikte çalışır. Bu sistemlerden en önemlisi olan böbrekler ve bunlara yardımcı olan organların tümü boşaltım sistemi ni oluştururlar.

Hayvansal organizmaların boşaltımı yapılan maddelerin başında proteinlerin parçalanması ile ortaya çıkan amonyak, üre ve ürik asit gelmektedir.

Omurgalı canlılarda boşaltım ve üreme sistemleri birbiri ile ilişkilidir. Bundan dolayı her ikisi birlikte ürogenital sistem olarak adlandırılır.