Funkciou tráviacej sústavy je umožniť živočíchovi aktívny príjem potravy z vonkajšieho prostredia a následne ju mechanicky a chemicky spracovať na využiteľnú formu (živiny), pričom nestrávené zvyšky sú z tela odstránené.
Príjem potravy link
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. Iné živočíchy, ako sú motýle s cuciakom alebo vtáky z čeľade kolibríkovité, sú zasa svojou anatómiou dokonale prispôsobené na cicanie nektáru priamo z kvetov rastlín.
Spracovanie potravy link
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 vstrebať a využiť v metabolizme. Podľa miesta, kde tento rozklad prebieha, rozlišujeme v živočíšnej ríši tri základné druhy trávenia:
- vnútrobunkové (intracelulárne) trávenie – Evolučne najstarší 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. Tento spôsob trávenia, prebiehajúceho mimo tela predátora, je charakteristický predovšetkým pre pavúky, ale stretávame sa s ním aj u iných pavúkovcov či dravých lariev hmyzu.
Fylogenéza tráviacej sústavy link
Tráviace sústavy sa vyvíjali v závislosti od rozmanitosti živočíšnych druhov, stavby ich tela a najmä v závislosti od typu a veľkosti prijímanej potravy.
Tráviaca sústava bezstavovcov link
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.
Tráviaca sústava stavovcov link
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.
V priebehu evolúcie stavovcov sa výrazne vyšpecifikovali morfologické a funkčné rozdiely v stavbe tráviacej rúry, ktoré úzko súvisia so spôsobom výživy:
- Mäsožravé (karnivorné) živočíchy konzumujú potravu, ktorá je ľahko stráviteľná a bohatá na bielkoviny. Majú výborne vyvinuté orgány na uchopenie koristi a ich tráviaca rúra (najmä črevo) je relatívne krátka.
- Bylinožravé (herbivorné) živočíchy prijímajú potravu bohatú na celulózu, ktorú samotné stavovce nedokážu rozštiepiť. Ich tráviaca sústava je preto podstatne zložitejšia, objemnejšia a črevo je mnohonásobne predĺžené. V slepom čreve alebo v špecializovanom žalúdku hostia symbiotické baktérie a prvoky, ktoré pomocou vlastných enzýmov dokážu celulózový obal rastlinných buniek rozkladať (fermentovať) na využiteľné látky.
- Všežravé (omnivorné) živočíchy sa živia zmiešanou rastlinnou aj živočíšnou potravou a dĺžka ich tráviacej sústavy predstavuje prechod medzi mäsožravcami a bylinožravcami.
Tráviaca sústava prežúvavcov link
Klasickým príkladom extrémnej adaptácie na rastlinnú potravu je tráviaca sústava prežúvavcov (podrad párnokopytníkov, napr. jeleň, ovca, tur). Zvláštnosťou je obrovský fermentačný komplex zložený z troch predžalúdkov – bachor (rumen), čepiec (reticulum), kniha (omasum) – a jedného vlastného žľaznatého žalúdka, ktorým je slez (abomasum).
Mechanizmus ich trávenia prebieha nasledovne:
- V ústnej dutine sa potrava pri pasení len nepatrne a narýchlo požuje, aby zviera v čo najkratšom čase prijalo čo najväčšie množstvo, a ihneď putuje do bachora.
- Bachor slúži ako obrovská zásobáreň (u hovädzieho dobytka má objem vyše 100 litrov), kde sa potrava rytmickými pohybmi premiešava, napučiava a miliardy symbiotických mikroorganizmov tu spúšťajú rozklad celulózy.
- Z bachora prechádza potrava do čepca, odkiaľ sa v malých dávkach (sústach) vyvrhuje späť do ústnej dutiny na dôkladné mechanické prežúvanie.
- Dôkladne rozžutá a slinami premiešaná kaša sa opäť prehltne, preteká rovno do knihy (kde sa z nej vstrebáva prebytočná voda) a odtiaľ do slezu, kde prebieha klasické chemické trávenie kyselinou a enzýmami.
Vlastné vstrebávanie živín pokračuje v čreve, ktoré je vzhľadom na veľké množstvo prijímanej potravy až 20-krát dlhšie ako telo zvieraťa. Veľká produkcia slín u prežúvavcov (u dobytka dosahuje až 120 litrov denne) je pre tento proces absolútne nevyhnutná.
Tráviaca sústava vtákov link
Vtáky nemajú zuby, čo si vyžiadalo špecifický spôsob spracovania potravy. Pažerák sa u mnohých druhov (najmä semenožravých) rozširuje do slepého vaku – hrvoľa, kde sa prijatá potrava dočasne hromadí, zmäkčuje a napučiava. Odtiaľ prechádza do špecializovaného dvojdielneho žalúdka:
- V prvej časti, v žľaznatom žalúdku (proventriculus), sa potrava zmieša s tráviacimi šťavami a chemicky sa natrávi.
- Následne prechádza do svalnatého žalúdka (ventriculus), ktorý nahrádza funkciu chýbajúcich zubov. Jeho mimoriadne silná svalovina potravu mechanicky rozomieľa a drví. Tento proces je veľmi často uľahčený prítomnosťou gastrolitov (drobných kamienkov a zrniek piesku), ktoré vtáky inštinktívne prehltávajú práve pre účel mletia v žalúdku.
Nestráviteľné zvyšky (kosti, srsť, perie, chitín) mnohé druhy vtákov následne vyvrhujú z ústnej dutiny vo forme takzvaných vývržkov.
