Kloaka je spoločný vývod pre močovú, rozmnožovaciu a sústavu. U vtákov sa potrava zhromažďuje v . Cicavce majú chrup prispôsobený na druh potravy, napríklad . Prežúvavce majú jedinečný tráviaci systém, ktorý im umožňuje efektívne tráviť rastlinnú potravu, ktorá je pre iné živočíchy ťažko stráviteľná. Ich tráviaca sústava sa skladá z viacdielneho žalúdka, ktorý pozostáva zo štyroch oddielov: bachora, čepca, knihy a slezu. Keď prežúvanec skonzumuje potravu, tá najskôr vstupuje do bachora, čo je najväčšia časť žalúdka. V bachore sa nachádza veľké množstvo mikroorganizmov, vrátane baktérií a prvokov, ktoré rozkladajú zložité sacharidy, ako je celulóza. Tento proces fermentácie umožňuje, aby sa vláknina rozložila na jednoduchšie látky, ktoré prežúvavce dokážu využiť ako zdroj energie. Po rozklade sa nestrávené časti potravy presúvajú do čepca. Čepiec je druhý oddiel žalúdka, v ktorom sa potrava formuje do malých hrudiek. Tieto hrudky, známe ako „žuva,“ sa vracajú do úst, kde ich prežúvavec opätovne prežúva. Tento proces sa nazýva prežúvanie. Pri prežúvaní sa potrava dôkladnejšie rozdrví, čo zlepšuje jej stráviteľnosť. Po opätovnom prežutí sa potrava presunie do knihy. Kniha je tretí oddiel žalúdka, ktorý má štruktúru pripomínajúcu zložené listy. Jeho hlavnou úlohou je absorbovať vodu a niektoré živiny z potravy. Vďaka tomu sa potrava zahustí a pripraví sa na poslednú fázu trávenia. Posledným oddielom žalúdka je slez, ktorý funguje podobne ako jednoduchý žalúdok u iných živočíchov. Tu sa do potravy pridávajú tráviace enzýmy, ktoré rozkladajú zvyšné živiny, najmä bielkoviny a tuky. Kráva: Tento živočích potravu najskôr prežúva a prehĺta ju do bachora, kde prebieha fermentácia. Kôň: Potravu prijíma a hneď prehĺta. Jej trávenie prebieha v jednoduchom žalúdku, kde sa rozkladá pomocou žalúdočných štiav. Ovca: Pri prijímaní potravy ju najskôr prehĺta do bachora, kde prebieha fermentácia. Neskôr sa potrava vracia späť do úst, kde je opäť dôkladne prežúvaná. Pes: Potravu prehĺta hneď po prijatí a trávi ju v jednoduchom žalúdku bez potreby ďalšieho prežúvania. Koza: Po prijatí potravy ju prehĺta do bachora, kde sa potrava spracováva fermentáciou. Tráviaca sústava (iné názvy: tráviaci trakt, tráviaci systém, tráviaca rúra, zažívacia rúra; lat. apparatus digestorius) je skupina orgánov, ktoré sa zúčastňujú príjmu, spracovania a vylučovania potravy. Väčšinou sa začína prijímacím otvorom - ústami (ústna dutina) a končí vylučovacím - konečníkom. Najjednoduchším spôsobom je príjmanie živín celým povrchom tela, difúziou. Dochádza takto k príjmu tekutín s rozpustenými živinami. O niečo dokonalejšia je fagocytóza - pohltenie, ktorú používajú napríklad jednobunkovce. Ich potravou je pevná potrava, ako baktérie, sinice alebo riasy. Fagocytovaný obsah je obklopený panôžkami (biol. pseudopódium) a vzniká vakuola, ktorá sa spojí s vakuolou s tráviacimi enzýmami, splynú a vytvoria tráviacu vakuolu (organelu s tráviacou funkciou). U nálevníkov (Ciliophora) sa nachádzajú na určitom mieste bunky bunkové ústa (biol. cytostoma). Vírením bŕv sú do nich strhávané čiastočky potravy. Bunkové ústa prechádzajú do bunkového pažeráka (biol. cytopharynx) a na jeho konci sa nachádza potravová vakuola. Potravová vakuola sa po naplnení potravou oddelí od bunkového pažeráka a putuje po tele. Tento proces sa označuje ako cyklóza. Nestrávená potrava sa vyvrhne na ktoromkoľvek mieste povrchu bunky alebo na mieste bunkového konečníka (biol. Mnohobunkové živočíchy príjmajú potravu pomocou špecializovaného otvoru - úst (lat. os; gr. stoma). Niektoré článkonožce, lastúrniky, ale aj veľryby filtrujú planktón pomocou filtračného orgánu. U lastúrnikov (biol. Lamellibranchia, Bivalvia) sú to štetinovité mikroskopické nožičky (biol. cirrus, cirri). Bezzubý podrad veľrýb (kosicovité - Mysticeti) má kostice - rohovité lišty, ktoré vyrastajú šikmo z hornej čeľuste. Veľká časť hmyzu pomocou špeciálneho zariadenia a pomocného bodacieho orgánu cicia rastlinné a živočíšne tekutiny, tak ako u komárov a vší (biol. Anoplura). Živočíchy, ktoré cicajú krv, majú nielen v slinách, ale aj v žalúdku špeciálnu protizrážaciu látku. Motýle sú schopné cicať rastlinné šťavy cuciakom, čo sú premenené čeļuste, aj bez bodacieho zariadenia. mimotelové: napr. Schéma tráviacej rúry človeka. 1. pažerák, 2. žalúdok, 3. dvanástnik, 4. tenké črevo, 5. slepé črevo, 6. červovitý prívesok, 7. hrubé črevo, 8. konečník, 9. Tráviaca sústava človeka sa skladá z orgánov tvoriacich tráviacu rúru: ústnej dutiny, hltanu, pažeráka, žalúdka, tenkého, hrubého čreva, konečníka a do nej ústiacich veľkých a malých žliaz. Malé tráviace žľazy sú uložené v stene tráviacej rúry. U človeka sa tráviaca sústava začína v ústnej dutine. Zuby rozdrvia prijatú potravu a narušia jej bunkové steny. Existujú tri slinné žľazy; podsánková, podjazyková a príušná slinná žľaza,ktoré vylučujú sliny, čím sa začína enzymatické štiepenie škrobu (cukru). Jazyk tráveninu premiešava a formuje. Pri prehĺtaní uzavrie hrtanová príklopka priedušnicu (tracheu), aby sa do nej nedostala nijaká potrava. Z ústnej dutiny prechádza potrava do pažeráka. Pažerák sa nachádza za priedušnicou a vedie do žalúdka. Do neho sa prostredníctvom svalových sťahov vtlačí potrava v priebehu niekoľkých sekúnd (peristaltika, peristaltické pohyby). Teraz potrava prichádza do žalúdka. Žalúdok je akýmsi svalovitým „vakom“ s obsahom ca. 1,5 litra. Žalúdkovým vchodom je kardia. V žalúdku je silne zvrásnená sliznica s veľkým počtom žliazok. Žľazy vylučujú rozličné enzýmy, ktoré podporujú trávenie a prijímanie živín. Stenu žalúdka tvoria pozdĺžne, kruhové a priečne svalové vrstvy, ktoré tráveninu pomaly posúvajú k vrátniku. Trávenina následne prechádza do tenkého čreva. V ňom prebieha najdôležitejšia časť trávenia. Prostredníctvom rias pobrušnice je voľne pripevnené vo forme slučiek na zadnej strane brušnej dutiny. Vnútorná strana tenkého čreva je zvrásnená sliznica. Na jej povrchu sú črevné klky. Tie zväčšujú vnútorný povrch tenkého čreva o 4000-násobok, t. j. Tenké črevo má tri časti: dvanástnik (je dlhý asi ako 12 prstov uložených vedľa seba), lačník (pri pitve je prázdny, teda „lačný“), bedrovník (je najdlhšou časťou tenkého čreva). Nakoniec trávenina prechádza do hrubého čreva, ktoré sa začína v pravej dolnej časti brušnej dutiny. Tenké črevo do neho však neústi na jeho konci, ale o niečo vyššie. Toto „slepé“ zakončenie tvorí slepé črevo. Na konci sa nachádza 7 až 10 cm dlhý červovitý prívesok - appendix. Má obrannú funkciu a zachytáva choroboplodné zárodky. Do hrubého čreva putujú nestráviteľné zvyšky z tenkého čreva. V jeho sliznici nie sú klky a je hrubšie ako tenké črevo. Chlopňa slepého čreva, ktorá sa nachádza medzi tenkým a hrubým črevom, zabraňuje upchatiu a spätnému prechodu obsahu hrubého čreva. Vstrebávaním (resorpciou) vody sa riedky obsah tenkého čreva zhustí. V hrubom čreve sa nachádzajú kolibaktérie, ktoré štiepia celulózu a spúšťajú proces hnitia bielkovín, čoho sprievodným javom je tvorba plynu. Navyše poskytujú dôležité vitamíny B a K. Nestráviteľné zvyšky sa sformujú do stolice, obalia sa hlienom a cez konečník sa posúvajú k análnemu otvoru. Análny otvor sa uzatvára zvieračom, ktorý podlieha trvalému sťahu (spasmu). Spôsoby prijímania potravy sú v živočíšnej ríši mimoriadne rozmanité a úzko súvisia s fylogenetickým stupňom vývoja a ekologickou špecializáciou organizmu. Pri jednobunkovcoch prebieha príjem živín viacerými cestami. Môže ísť o osmotický príjem rozpustených látok celým povrchom tela, pohlcovanie tekutín procesom pinocytózy, alebo lov pevných častíc fagocytózou. Kým meňavky pohlcujú potravu pomocou panôžok na ktoromkoľvek mieste bunky, evolučne vyššie nálevníky na tento účel využívajú špecializované bunkové ústa (cytostóm). U mnohobunkovcov sa vyvinuli rôzne trofické stratégie. Príjem drobnej potravy filtrovaním z vody, takzvaná mikrofágia, je typická napríklad pre hubky (ktoré využívajú bičíkaté golierikovité bunky), lastúrniky, ale vďaka modifikovaným štruktúram sa k nej fylogeneticky vrátili aj obrovské živočíchy, akými sú veľryby s kosticami. Oveľa pestrejšia je makrofágia, čiže príjem väčšej pevnej koristi. Na tento účel sa u živočíchov pred ústami a priamo v nich formujú zložité uchopovacie a drviace štruktúry, akými sú ramená s explozívnymi pŕhlivými bunkami u pŕhlivcov, chitinózne hryzadlá u článkonožcov či rozmanité typy zubov stavovcov. Špecifickou stratégiou je prijímanie tekutej potravy. Veľká časť hmyzu pomocou špecializovaných bodavo-cicavých ústnych ústrojov cicia rastlinné alebo živočíšne šťavy (napríklad komáre a bzdochy). Ektoparazity cicajúce krv majú v slinách špeciálne látky zabraňujúce zrážaniu krvi hostiteľa, akým je napríklad hirudín u pijavíc. Základným spôsobom úpravy prijatej potravy je jej mechanické spracovanie. Začína sa spravidla v prednej časti tráviacej sústavy, kde sa potrava rozomieľa, navlhčuje slinami a mení na kašovitú hmotu. Uplatňujú sa pritom rôzne výkonné orgány. Ulitníky a hlavonožce strúhajú potravu drsným chitinóznym jazýčkom, takzvanou radulou. Keďže recentné vtáky nemajú zuby a ich zrohovatený zobák slúži spravidla len na uchopenie či roztrhanie, potravu mechanicky drvia až hlbšie v tele v špeciálnom svalnatom žalúdku pomocou prehltnutých kamienkov (gastrolitov). Dokonalé mechanické spracovanie potravy priamo v ústnej dutine nachádzame predovšetkým u cicavcov vďaka prítomnosti funkčne rozlíšeného heterodontného chrupu. Na mechanickú úpravu nadväzuje chemické trávenie, pri ktorom sa zložité makromolekuly enzymatickým štiepením rozkladajú na jednoduchšie látky, ktoré dokáže organizmus vstrebаť a využiť v metabolizme. Podľa miesta, kde tento rozklad prebieha, rozlišujeme v živočíšnej ríši tri základné druhy trávenia: vnútrobunkové (intracelulárne) trávenie - Evolučne najstárší typ. Prebieha výlučne vo vnútri bunky v tráviacej vakuole (fagozóme). Po jej splynutí s lyzozómom rozložia vyliate enzýmy prijatú potravu a nestráviteľné zvyšky sú následne z bunky odstránené exocytózou (u jednobunkovcov často na špecifickom mieste zvanom cytopyge). U mnohobunkovcov je čistý typ tohto trávenia zachovaný už len u hubiek.mimobunkové (extracelulárne) trávenie - Vývojovo pokročilejší stupeň. Chemické štiepenie živín sa tu uskutočňuje mimo samotných buniek, v špecializovanom vnútornom priestore, do ktorého bunky a žľazy vylučujú tráviace šťavy. V najjednoduchšej podobe prebieha v slepo zakončenej gastrovaskulárnej dutine, čo je typické pre pŕhlivce a ploskavce, u ktorých sa mimobunkové trávenie ešte čiastočne kombinuje s vnútrobunkovým. Mimobunkové trávenie sa naplno osamostatnilo u dokonalejších dvojstranne súmerných živočíchov (hlístovce, obrúčkavce, mäkkýše, článkonožce a všetky stavovce). U nich sa sformovala priechodná tráviaca rúra so samostatným ústnym a análnym otvorom, umožňujúca plynulé spracovanie potravy v jej oddieloch.mimotelové (extrasomatické) trávenie - Vyskytuje sa u druhov, ktoré vstrekujú toxické a tráviace šťavy priamo do tela ulovenej koristi a následne už len nasávajú chemicky rozloženú, tekutú potravu. Na začiatku fylogenetického vývoja stoja jednoduché, no vysoko funkčné tráviace sústavy. Hubky patria k živočíchom, ktoré drobnú potravu pasívne filtrujú z vody. Nemajú ešte skutočné tkanivá, no ich centrálnu (paragastrálnu) dutinu vystielajú špecializované golierikaté bunky (choanocyty), v ktorých prebieha výlučne vnútrobunkové trávenie. Voda s nestrávenými zvyškami následne opúšťa telo hubky cez veľký vyvrhovací otvor (osculum). U pŕhlivcov a ploskavcov tvorí tráviacu sústavu vakovitá dutina s jediným otvorom, ktorý slúži na prijímanie potravy i na vyvrhovanie. Proces trávenia sa tu musí cyklicky opakovať, lebo prijatie ďalšej koristi je nevyhnutne viazané na vyvrhnutie nestrávených zvyškov z predchádzajúcej fázy. Pri pohyblivých pŕhlivcoch (napríklad medúzovce) sa táto dutina lúčovito rozvetvuje do systému kanálikov, čím okrem trávenia preberá aj funkciu rozvádzania živín - preto sa nazýva gastrovaskulárna sústava.Zásadným evolučným skokom u dvojstranne súmerných živočíchov bol vznik priechodnej rúrovitej tráviacej sústavy, ktorá má dva otvory na opačných koncoch tela (ústny a análny otvor). Vďaka tomu už príjem potravy nie je závislý od vylúčenia nestrávených zvyškov a spracovanie môže prebiehať plynule a priebežne. Tráviaca rúra sa vo fylogenéze postupne predlžuje a člení na špecializované oddiely: vzniká ústna dutina, hltan, pažerák, žalúdok, črevo a konečník. Do čreva a žalúdka sa vylučujú enzýmy, čím nastáva efektívny enzymatický rozklad a následné vstrebávanie živín do telových tekutín. U vyšších bezstavovcov sa s cieľom zefektívniť trávenie formujú pridružené špecializované žľazy. Mäkkýše, ako sú ulitníky, lastúrniky i dravé hlavonožce, majú k črevu a žalúdku pripojenú mohutnú pečeňovo-podžalúdkovú žľazu nazývanú hepatopankreas. Táto žľaza nielenže produkuje tráviace enzýmy, ale prebieha v nej aj priame vstrebávanie živín a slúži ako významný zásobný orgán.Pri obrúčkavcoch vedie zdokonaľovanie tráviacej sústavy k snahe o čo najväčšie zväčšenie jej vnútorného povrchu. Dážďovky to vyriešili špeciálnym pozdĺžnym záhybom, ktorý vyrastá z chrbtovej steny čreva. Nazýva sa črevný záves (typhlosolis) a výrazne zväčšuje resorpčnú plochu na získavanie živín z pôdy.v odbornej literatúre sa upozorňuje na častý omyl týkajúci sa tráviacej sústavy pijavíc. Črevný záves (typhlosolis) je charakteristický primárne pre dážďovky a iné máloštetinavce. Pijavice typhlosolis nemajú; objem ich tráviacej rúry sa zväčšuje odlišnou stratégiou - pomocou početných bočných slepých vakovitých výbežkov (caeca) v čreve. Tráviace systémy stavovcov sa v mnohom podobajú na dokonalejšie bezstavovce, majú však rad špecifických odlišností a inovácií. Pre maximálne zefektívnenie vstrebávania živín sa vnútorný povrch ich tenkého čreva mnohonásobne zväčšil vznikom záhybov, klkov a mikroklkov. Bunky produkujúce jednotlivé enzýmy sa vo fylogenéze združili do samostatných veľkých žliaz. Kľúčovými orgánmi sú pečeň (hepar), ktorá okrem iného spracúva živiny, tvorí dôležité bielkoviny krvnej plazmy a produkuje žlč na emulgáciu tukov, a podžalúdková žľaza (pancreas) produkujúca komplex tráviacich enzýmov, Obojživelníky nie sú fylogeneticky prvou skupinou s kompletnou tráviacou sústavou a špeciálnymi žľazami, keďže pečeň a podžalúdkovú žľazu majú plne vyvinutú už ryby a drsnokožce. Zásadnou inováciou obojživelníkov pri prechode na súš je však vývoj skutočných slinných žliaz v ústnej dutine. Zatiaľ čo primárne vodné stavovce ich nepotrebujú a majú ich redukované, v suchozemskom prostredí sú kľúčové na zvlhčovanie a prehltávanie suchej potravy.
Funkcie a štrukturálne štruktúry
V priebehu evolúcie stavovcov sa výrazne vyšpecifikovali morfologické a funkčné rozdiely v stavbe tráviacej rúry, ktoré úzko súvisia so spôsobom výživy: Mäsožravé živočíchy konzumujú potravu ľahko stráviteľnú a bohatú na bielkoviny. Majú výborne vyvinuté orgány na uchopenie koristi a ich tráviaca rúra je relatívne krátka. Bylinožravé živočíchy prijímajú potravu bohatú na celulózu a ich tráviaca sústava je preto podstatne zložitejšia, objemnejšia a črevo je mnohonásobne predĺžené. Klasickým príkladom extrémnej adaptácie na rastlinnú potravu je tráviaca sústava prežúvavcov, ktorá má tri predžalúdky - bachor, čepiec a knihu - a jedného vlastného žľaznatého žalúdka slez. Mechanizmus ich trávenia: Bachor slúži ako obrovská zásobáreň, kde symbiotické mikroorganizmy rozkladajú celulózu. Z bachora prechádza potrava do čepca, odkiaľ sa v malých dávkach vyvrhuje späť do úst na dôkladné prežúvanie. Potom pokračuje do knihy a slezu, kde prebieha chemické trávenie a vstrebávanie. Tenké črevo prežíva až 20-krát dlhšie ako telo zvieraťa a zabezpečuje väčšinu vstrebávania živín. U vtákov ľudská slabosť zubov spôsobuje, že potravu mechanicky drvia až vo svalnatom žalúdku po prehltnutí kamienkov (gastrolitov). Vnímame tiež, že dokonalé mechanické spracovanie potravy v ústnej dutine je u cicavcov podporené heterodontným chrupom.
Tráviaci trakt človeka ako vzor porovnania
Schéma tráviacej rúry človeka ukazuje, ako sa mení štruktúra od ústnej dutiny po konečník: ústna dutina s zubami a slinnými žľazami, hltan, pažerák, žalúdok, tenké črevo s dvanástnikom, lačníkom a bedrovníkom, hrubé črevo a konečník. V ústnej dutine sa začína enzymatické štiepenie škrobu, na čo nadväzujú enzýmy zo žalúdka a pankreasu v tenkom čreve. Žlč z pečene a pankreas prinášajú dôležité látky pre trávenie tukov, bielkovín a sacharidov. Vnútorná sliznica tenkého čreva s klkmi výrazne zväčšuje jeho povrch na vstrebávanie živín. V hrubom čreve prebieha vstrebávanie vody a tvorí sa stolica, pričom črevná mikroflóra produkuje vitamíny a pomáha chrániť črevo. Do hrubého čreva putujú nestráviteľné zvyšky, ktoré sa premiestňujú cez esovitú kľučku a konečník uzatvára zvieračom.
Infografika a ilustrácie
Tráviaca sústava (Jana Vavreková)
Cyklóza a tráviace mechanizmy sú doplnené o pohyb peristaltiky a chemické štiepenie v žalúdku a tenkom čreve. Žalúdočná šťava obsahuje kyselinu chlorovodíkovú (HCl), pepsín a mucín; pankreatická šťava zahŕňa trypsín, amylázu a lipázu; žlč z pečene emulguje tuky. Podľa zloženia potravy sa pohyb vyprázdňovania žalúdka líši: tuky zostávajú dlhšie, cukry rýchlejšie opúšťajú žalúdok. Do dvanástnika prichádzajú zásadité šťavy z pankreasu a žlč, v tenkom čreve sa nachádzajú enzýmy ako erepsín a enterokináza, ktoré dotvárajú trávenie na aminokyseliny a sacharidy.
Zhrnutie evolučných trendov
Tráviaca sústava stavovcov sa vyvíjala s cieľom maximalizovať vstrebávanie živín a zefektívniť spracovanie potravy. Nárast vnútorného povrchu čreva, vznik klkov a mikroklkov, ako aj vznik špecializovaných žliaz (pečeň, pankreas) sú kľúčové inovácie. Obojživelníky predstavujú prechodnú etapu s vyvinutými slinnými žľazami a kompletnou tráviacou sústavou. Mäsožravé živočíchy majú krátke tráviace ústroje, zatiaľ čo bylinožravé majú zložitejšie a dlhšie tráviace rúry v spolupráci so symbiotickými mikroorganizmami. Prežúvavce predstavujú extrémnu adaptáciu s tromi predžalúdkami a silným fermentačným systémom, ktorý umožňuje efektívnu využiteľnosť rastlinného materiálu.