Ivana Pelikánová a kol. Přírodopis 8 učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia Nakladatelství Fraus 2016
Přírodopis 8 učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia nová generace Autoři: Mgr. Ivana Pelikánová (Anatomie a fyziologie člověka), RNDr. Jana Skýbová (Savci), Mgr. Drahuše Markvartová (Anatomie a fyziologie člověka), Mgr. Tomáš Hejda (Anatomie a fyziologie člověka), doc. RNDr. Václav Vančata, CSc. (Vývoj člověka), MUDr. et ThBc. Marcel Hájek, Ph.D., FICS. (První pomoc) Odborná spolupráce: PhDr. Lucie Hlaváčová Recenzenti: RNDr. Lenka Pavlasová, Ph.D. Mgr. Jakub Ujka Mgr. Jakub Holec Ilustrace: akad. malířka Jarmila Dytrychová, akad. malířka Milada Kudrnová, Mgr. Simona Prokešová obr. na straně 55, 56, 57, 58, 59, 64, 67, 68, 72, 73, 76, 77, 84, 87, 88, 96, 104, 105, 106 použity se souhlasem QA International, www.ikonet.com. QA International. Všechna práva vyhrazena. Obrazový materiál: Autoři a zdroje obrazového materiálu viz s. 127 Odpovědná redaktorka: Mgr. Alena Dupalová Redaktorka obrazové části: Kristina Chaloupková Návrh obálky a grafická úprava: Olga Matulová Sazba: Alena Kubešová Jazyková korektura: Mgr. Hedvika Landová Součásti díla: Učebnice ISBN 978-80-7489-307-0 Pracovní sešit ISBN 978-80-7489-308-7 Příručka učitele ISBN 978-80-7489-309-4 i-učebnice ISBN 978-80-7489-328-5 Doložka MŠMT: Schválilo MŠMT čj. MSMT-15801/2016 dne 29. srpna 2016 k zařazení do seznamu učebnic pro základní vzdělávání jako součást ucelené řady učebnic pro vzdělávací obor Přírodopis s dobou platnosti šest let. Vydalo Nakladatelství Fraus, Edvarda Beneše 72, 301 00 Plzeň Printed in the Czech Republic 1. 2. 3. 4. 5. (první čísla označují pořadí a rok tisku) 2016 2017 2018 2019 2020 Výhrada práv: Všechna práva vyhrazena. Reprodukce a rozšiřování díla nebo jeho částí jakýmkoli způsobem jsou bez písemného souhlasu nakladatele zakázány, s výjimkou případů zákonem výslovně povolených. Copyright: Nakladatelství Fraus, Plzeň 2016 1. vydání ISBN 978-80-7489-307-0 Vytištěno na papíře běleném bez použití chlóru a vyrobeném postupy šetrnými k životnímu prostředí.
OBSAH ÚVOD....................................................... 5 OPAKOVÁNÍ 7................................................ 7 SAVCI........................................................ 8 Savci nejvyvinutější obratlovci...................................... 8 Vývoj savců........................................................ 9 Savci se přizpůsobují prostředí....................................... 10 Vnitřní stavba těla savců............................................. 12 Přehled hlavních skupin savců........................................ 14 SAVCI VEJCORODÍ........................................... 15 Vejcorodí.......................................................... 15 SAVCI ŽIVORODÍ............................................. 16 Vačnatci........................................................... 16 Placentálové....................................................... 18 Hmyzožravci.................................................. 18 Letouni....................................................... 20 Chudozubí.................................................... 21 Hlodavci...................................................... 22 Zajíci......................................................... 24 Šelmy........................................................ 25 Ploutvonožci.................................................. 29 Kytovci....................................................... 30 Chobotnatci.................................................. 31 Lichokopytníci................................................ 32 Sudokopytníci................................................. 33 Primáti....................................................... 36 ETOLOGIE................................................... 39 Jak se zvířata dorozumívají?.......................................... 39 BIOLOGIE ČLOVĚKA........................................... 43 Úvod do biologie člověka............................................ 43 Postavení člověka mezi primáty....................................... 44 Původ a vývoj člověka............................................... 46 Vznik moderních lidských populací.................................... 49 Od buňky k člověku................................................. 52 KOSTERNÍ SOUSTAVA......................................... 54 Architektonický zázrak............................................... 54 Stavba ry člověka............................................... 56 SVALOVÁ SOUSTAVA.......................................... 61 Krása pohybu....................................................... 61 Kosterní svalstvo lidského těla........................................ 62 OBĚHOVÁ SOUSTAVA......................................... 64 Krev znamená život................................................. 64 Neúnavná srdeční pumpa............................................ 67 MÍZNÍ SOUSTAVA............................................. 69 Boj s vetřelci v těle.................................................. 69 DÝCHACÍ SOUSTAVA.......................................... 72 Životodárný kyslík.................................................. 72 3
OBSAH TRÁVICÍ SOUSTAVA........................................... 76 Osud sousta....................................................... 76 Užitečné živiny..................................................... 79 Energetická rovnováha.............................................. 82 VYLUČOVACÍ SOUSTAVA....................................... 84 Filtrující fazole.................................................... 84 KOŽNÍ SOUSTAVA............................................. 86 Bariéra před vnějším světem......................................... 86 NERVOVÁ SOUSTAVA.......................................... 88 Komunikační síť.................................................... 88 Řídící centrum...................................................... 90 Nositelé signálů.................................................... 93 SMYSLOVÉ ORGÁNY.......................................... 96 Vnímání světa...................................................... 96 Čich, chuť, hmat.................................................... 96 Sluch............................................................. 98 Zrak.............................................................. 100 HORMONÁLNÍ SOUSTAVA...................................... 102 Chemičtí poslové................................................... 102 POHLAVNÍ SOUSTAVA......................................... 104 Továrna na spermie a vajíčka......................................... 104 Zázrak zrození..................................................... 106 Od narození do smrti............................................... 109 GENETIKA.................................................... 110 Tajemství genů..................................................... 110 Význam genetiky................................................... 112 POSKYTOVÁNÍ PRVNÍ POMOCI.................................. 114 První pomoc záchrana života....................................... 114 ČLOVĚK, ZDRAVÍ, BUDOUCNOST................................ 118 Zdraví největší bohatství člověka.................................... 118 LABORATORNÍ PRÁCE.......................................... 120 1. Pozorování stavby těla savců....................................... 120 2. Etologická pozorování............................................ 120 3. Pozorování stavby lidského těla.................................... 121 4. Cvičení k dýchací a oběhové soustavě............................... 121 5. Zkoumání funkce zraku........................................... 122 6. Kožní citlivost a vnímavost......................................... 122 REJSTŘÍK POJMŮ............................................. 123 VÝSTUPY A KOMPETENCE..................................... 128 4
ÚVOD Proč se učím přírodopis? dokážu uvést příklady toho, jak se savci přizpůsobili podmínkám, ve kterých žijí rozpoznám zástupce jednotlivých skupin savců budu umět vysvětlit rozdíl ve vývinu mláděte vačnatců a placentálů porozumím chování zvířat, dokážu odhadnout jejich reakci naučím se pozorovat chování zvířat v přírodě seznámím se s předky člověka a dokážu popsat vývoj člověka až do současnosti budu vědět, proč mě trápí některé nemoci, a dovím se, jak jim mohu předcházet porozumím tomu, proč jsem podobná(ý) v některých znacích svým rodičům budu umět poskytnout první pomoc zraněnému člověku uvědomím si, jak je důležité pečovat o své zdraví a dobrou kondici Symboly užívané v učebnici: otázka, úkol bádání, práce s mapou souvislosti, zajímavost chytrá hlava (úkol s vyšší obtížností) jiná aktivita, práce ve skupině test v interaktivní učebnici mikroskopický snímek samec samice zvláště chráněný druh model ve 3D (více informací na www.fraus.cz/3d) K rychlé orientaci můžete využít i rejstřík pojmů na s. 123 127. 5
SAVCI ŽIVORODÍ Vačnatci Ne všechny samice vačnatců mají uzavřený vak. Uzavřený vak mají koala, klokani a vačice. Australský vakorejsek přechovává mláďata v kožních záhybech. Kolem roku 1 500 dovezl cestovatel Vicente Pinzón ze své výpravy do Jižní Ameriky vačici na španělský královský dvůr. Podle vaku na břiše nazvali vědci tohoto savce vačnatcem. Většina lidí si myslí, že vačnatci žijí jen v Austrálii. To však není pravda. Obývají i celou Ameriku na jih od Kanady. Z informací v mapce usuďte, v které přírodní krajině se vačnatci vyskytují. Jakým podmínkám se přizpůsobili? Rozšíření vačnatců Vačnatců je na Zemi asi 250 druhů. Jejich veli se pohybuje od 12 cm (vakomyš) až po dva metry (klokan). Někteří vačnatci žijí v Jižní Americe. Nejvíce se jich však vyskytuje v Austrálii, kde obsadili nejrůznější prostředí, jimž se přizpůsobili. Vačnatci jsou skupina savců rodících nedokonale vyvinutá mláďata, jejichž vývin pokračuje většinou ve vaku samice. Samice vačnatců nemají placentu, a proto nemůže být zárodek vyživován v těle matky. Po narození přeleze mládě do vaku a přisaje se k mléčné bradavce samice. Mláďata se krmí mateřským mlékem, postupně sílí a rostou. Samice klokana rudého s mládětem Vakorejsek čtyřprstý Mládě klokana opouští vak matky poprvé v šesti měsících. Jaký význam má placenta pro výživu zárodků psa a kočky? Jak se živí nedokonale vyvinutá mláďata vačnatců? Zjisti, co znamená v řeči domorodců slovo koala. Koala medvídkovitá vypadá jako malý medvídek, ale s medvědy nemá nic společného. Tento australský savec se dokonale přizpůsobil životu na stromech. Prsty na předních končetinách má srostlé a při lezení jimi objímá větve stromů. Koala medvídkovitá se pomalu pohybuje po větvích blahovičníků a živí se jejich listím. Zvláštní trávicí látka v žaludku koaly umožňuje složité trávení listů blahovičníku, kterými se živí a které obsahují jedovaté látky. Koala medvídkovitá Známými australskými vačnatci jsou klokani. Žijí ve stepích většinou v početných stádech stejně jako antilopy v afrických savanách. Stepní klokani mají mohutné zadní nohy. Silný svalnatý ocas slouží k udržování rovnováhy při skoku, v klidu se o něj opírají. Živí se trávou, které spotřebují velké množství. Z listů blahovičníku se získává léčivý olej. K čemu se používá? Listy blahovičníku Stádo klokanů v australské buši 16 Prirodopis 8 UC_blok_1_na MSMT_obnova.indd 16 30.8.2016 11:27:44
SAVCI ŽIVORODÍ V některých prodejnách se zvířaty prodávají menší druhy klokanů. Je vhodné chovat tohoto savce doma podobně jako psa či kočku? Pokus se zdůvodnit. Klokan rudý Dobře si prohlédněte silné zadní nohy a mohutný ocas klokanů. Jak souvisejí tyto znaky se způsobem jejich pohybu? Na krátkou vzdálenost jsou velcí klokani schopni vyvinout rychlost až šedesát kilometrů v hodině. Jejich skoky mohou být dlouhé až osm metrů. Samice klokana rudokrkého s mládětem Jediným vačnatcem Severní Ameriky je vačice opossum. Je to všežravec. Za potravou vychází v noci a přes den spí v dutinách stromů nebo v norách. Žije samotářsky. Vačice při nebezpečí předstírá, že je mrtvá, a ze zvláštní žlázy vylučuje nepříjemný pach. Vačice opossum Vačnatci žijí v Austrálii, Tasmánii, na Nové Guineji a někteří v Severní a Jižní Americe. Samice nemají placentu, proto se mláďata rodí nedokonale vyvinutá. Jejich vývoj je dokončen většinou ve vaku samice, kde se mláďata živí mateřským mlékem. Který další živočich se chová před nepřítelem podobně jako vačice opossum při nebezpečí předstírá, že je mrtvý? Největším žijícím dravým vačnatcem je ďábel medvědovitý, známý též jako tasmánský čert. V současné době době žije pouze v Tasmánii. Má černou srst a velmi hlasitý hlasový projev. Je považován za ohrožený druh. Otázky a úkoly: ➊ Charakterizujte základní typické znaky vačnatců. ➋ Objasněte, proč je vývoj mláďat vačnatců dokončován ve vaku samice. ➌ Uveďte některé zástupce vačnatců. Jak jsou přizpůsobeni prostředí, ve kterém žijí? ➍ Proč se koala medvídkovitá může živit listy jedovatých blahovičníků? Zjistěte na internetu, které zoologické zahrady u nás chovají koalu medvídkovitou. Kterým zoologickým zahradám ve světě se podařilo odchovat mláďata koaly? 17 Prirodopis 8 UC_blok_1_na MSMT_obnova.indd 17 30.8.2016 11:27:46
BIOLOGIE ČLOVĚKA Původ a vývoj člověka Každý z nás si určitě někdy položil následující otázky: Jak vznikl člověk? Kde se tu vzal? Odkud přišel? Otázky původu člověka a svých předků si pokládají i přírodní a sociální vědci, teologové a náboženští myslitelé. Nové objevy vědce mnohdy velmi překvapují. Biologická antropologie se opírá o poznatky přírodních věd, avšak nedokáže mnohé z biologie člověka jednoznačně vysvětlit, protože vývoj člověka je ovlivňován mnoha sociálními a kulturními faktory. Vzniku člověka předcházela dlouhá evoluce jeho předků. Nejstarší člověku příbuzní lidoopi se objevili v Africe asi před 20 miliony lety. Tato skupina měla ještě řadu velmi starobylých znaků, včetně relativně malého mozku. Daleko pokročilejší byli o 8 milionů let mladší evropští dryopitéci, kteří měli moderní stavbu ry a mozek velií srovnatelný s nejstaršími přímými předky člověka. Proto je, spolu s moderními lidoopy a příslušníky lidské vývojové skupiny, řadíme do čeledi Hominidé. Co je to mytologie? Proč vznikaly mýty? Lebka šimpanze Podle schématu popište svými slovy vývoj člověka. Uveďte zástupce přímých a nepřímých předků dnešního člověka. Současnost Giboni Orangutani Gorily Šimpanzi Lidé Lebka člověka Homo Australopitéci Pánev šimpanze 6 milionů let Ardipitéci 10 milionů let Oreopitéci Hominidé Dryopitéci Pánev člověka Prohlédni si obrázky. Popiš rozdíly mezi lebkou a í pánevní u člověka a šimpanze. Pokus se objasnit tyto rozdíly vzhledem ke způsobu jejich života. 15 milionů let Prokonsulové Afropitéci Paleontologické důkazy prokazují, že naši nejstarší předci i předci šimpanze a gorily se vyvíjeli v Africe. Nejstarší opice 24 milionů let starobylí lidoopi Slovo opice je často nesprávně používáno pro lidoopy. Těm však vždy chybí ocas, mají větší mozek a předozadně oploštělý hrudník. 35 milionů let 46
BIOLOGIE ČLOVĚKA Proces rozrůzňování moderních lidoopů a lidí a jejich další evoluci nazýváme hominizační proces. Tento proces měl čtyři základní faktory: 1. přechod k chůzi po dvou končetinách (bipedie), 2. vývoj mozku a funkce ruky, 3. vývoj výroby nástrojů a jejich využívání, 4. vývoj sociální struktury a vztahů v ní. Co zachycovali pravěcí lidé na jeskynních kresbách? Proces byl završen vznikem moderního člověka, typického rozvojem materiální i nehmotné kultury. Proč je pro biologii člověka tak důležitá bipedie? Co všechno se změnilo ve srovnání se šimpanzi? V první etapě hominizace vznikli Ardipitéci (nejstarší zástupci evoluční skupiny lidí ). Byli však velmi malí a zachovali si mnoho starobylých znaků ve stavbě končetin. Proto zřejmě nebyli předkem přímých předchůdců rodu Homo. Ve druhé etapě se objevili naši přímí předci australopitéci, kteří byli přizpůsobeni k dvounohému pohybu. Měli již menší nebo malé špičáky a chrup v mnoha ohledech blízký dnešnímu člověku. Starobylí australopitéci byli poměrně velcí a měli přečnívající špičáky. Muži dosahovali výšky až 160 cm a vážili až 50 kg, ženy byly o více než 30 cm menší a přiměřeně lehčí. Mozek měli relativně malý, velií srovnatelný s lidoopími předky. Pokročilí australopitéci byli menší, měli větší mozek, malé špičáky, někteří pak obrovské stoličky. Ve třetí etapě, před více než 2,5 miliony lety, se začali v Africe objevovat nejstarší předci rodu Homo. Prvními skutečnými zástupci člověka, byl člověk zručný (Homo habilis) a člověk vzpřímený (Homo erectus). Jejich nálezy jsou staré zhruba 2 miliony let. Jeskynní kresby Čeleď hominidé zahrnuje dryopitéky, velké lidoopi (orangutan, gorila, šimpanz), ardipitéky, australopitéky a všechny příslušníky vývojové skupiny Homo. Podčeleď homininé zahrnuje pouze ardipitéky, australopitéky a všechny příslušníky vývojové skupiny Homo. Australopitékus Člověk zručný Člověk vzpřímený (Australopithecus) (Homo habilis) (Homo erectus) Podle obrázků popište stavbu těla člověka vzpřímeného a člověka zručného. Uveďte hlavní rozdíly. 47
KOSTERNÍ SOUSTAVA Stavba ry člověka Proč může lidské tělo stát zpříma a pohybovat se? Kostru člověka tvoří osová ra a ra horní a dolní končetiny. Osová ra sestává z ry hlavy a ry trupu. ra hlavy (lebka) Pevnou oporu těla tvoří více než 200 í, pohyb zabezpečuje přes 640 svalů se šlachami a úpony. klíční lopatka kloub ramenní ra trupu hrudní pažní žebra loketní páteř kyčelní ra horní končetiny i zápěstní vřetenní i záprstní křížová rč články prstů stehenní čéška lýtková ra dolní končetiny holenní Kostra (přední pohled) i zánártní i nártní články prstů Kostra (zadní pohled) Prohlédněte si ru člověka. Vysvětlete, co umožňuje vzpřímené držení těla. Proč jsou krční obratle menší než bederní? Co tvoří hrudní koš a jakou má funkci? Zakladatelem moderní anatomie je Andreas Vesalius (1514 1564), profesor italské univerzity v Padově. Dokázal věrohodně zobrazit tělo člověka a popsal funkce orgánů a orgánových soustav. Kteří živočichové mají vnější a kteří vnitřní ru? 56
KOSTERNÍ SOUSTAVA Kostra hlavy se skládá z mozkové části, kterou tvoří celkem osm í, a obličejové části tvořené 15 mi. Mozková část je u člověka větší než obličejová. Mozková část lebky chrání mozek. Její horní část (klenbu lebeční) tvoří čelní a dvě i temenní. Kosti týlní, klínová a dvě i spánkové vytvářejí tzv. spodinu lebeční. Kost spánková přechází na spodní straně v skalní, která je nejtvrdší í těla. K mozkové části lebky náleží také čichová. Obličejová část lebky zahrnuje horní čelist a dolní čelist, která je spojena kloubem se spánkovou í. Dále dvě i nosní, slzní, lícní a patrové, dvě skořepy nosní, radličnou a jazylku, drobnou kůstku, na které je zavěšen hrtan. Pokuste se nahmatat konec i nosní, která v určitém místě přechází v chrupavku. temenní týlní spánková Lebka (boční pohled) jazylka jařmový oblouk čelní čelní klínová nosní lícní horní čelist dolní čelist Tak obtížné chirurgické zákroky, jako je operace mozku, prováděli a zdokonalili již Inkové. Válečníkům s hlavou poraněnou sekyrou udělali otvor do lebky a odstraňovali úlomky i, které stlačovaly mozek a působily ochrnutí. Kde se nacházela Incká říše? Ve které době to bylo? U novorozenců můžeme na lebce nahmatat měkká místa lupínky (fontanely). Ty kolem druhého roku mizí. Proč myslíš, že nejsou u novorozence lebeční i pevně spojeny? V lebce se nacházejí v i čelní, čichové, klínové a také v horní čelisti prostory, tzv. vedlejší dutiny nosní. Jsou vyplněny vzduchem a jejich vnitřek vystýlá sliznice. Co bývá nejčastější příčinou vzniku zánětu nosních dutin a jak se projevuje? Zamyslete se, jak můžete tomuto onemocnění dutin předcházet. slzní nosní lícní horní čelist dolní čelist Lebka (pohled zepředu) temenní spánková čichová dolní skořepa nosní radličná Fontanely na hlavě novorozence Otázky a úkoly ➊ Jak jsou spojené i mozkové části lebky? ➋ Jaký význam má kloubní připojení dolní čelisti k lebce? ➌ Ve které části lebky je umístěn chrup? Jakým způsobem je upevněn? 57