Предмет зоологии. Ее положение в системе биологических наук.
Зоология (от др.-греч. ζῷον - животное и λόγος - учение) - биологическая наука, предметом изучения которой являются представители царства животных . Предмет зоологии[править]
Зоология изучает физиологию, анатомию, эмбриологию, экологию, филогению животных.
К животным традиционно относились организмы, обладающие определённым набором признаков:
1. Эукариотические организмы.
2. Наличие актин-миозинового комплекса в клетках (в отличие от растений и грибов).
3. Питание, как правило, связано с поглощением частиц пищевого субстрата организмом (в отличие от грибов).
4. Отсутствуют пластиды (в отличие от растений).
5. Способны (как правило) к активному движению.
6. Запасают гликоген.
7. Хитин как главный компонент экзоскелета многих беспозвоночных (главным образом, членистоногих; также хитин образуется в организмах многих других животных - разнообразных червей, кишечнополостных и т. д.).
Некоторые простейшие организмы , по способу питания и набору субклеточных структур занимают промежуточное положение между животными и растениями и поэтому могут рассматриваться и как объекты зоологии и как объекты ботаники.
Зоология имеет ряд ветвей, смежных с другими науками.
Разделы зоологии[править]
По задачам исследования зоологию подразделяют на ряд основных дисциплин, а по объектам исследования - на ряд вспомогательных дисциплин.
Основные дисциплины [править]
Основные дисциплины зоологии, выделяемые по задачам исследования:
· Систематика животных.
· Морфология животных.
· Эмбриология животных.
· Физиология животных.
· Этология животных.
· Экология животных.
· Зоогеография.
Тип хордовые. Общая характеристика. Положение в системе животного мира и происхождение.
Хордовые
[править]
Материал из Википедии - свободной энциклопедии
Хо́рдовые (лат. Chordata ) - тип вторичноротых животных, для которых характерно наличие мезодермального осевогоскелета в виде хорды, которая у высших форм заменяется позвоночником. По строению и функции нервной системы тип хордовых занимает высшее место среди животных. В мире известно более 60 000 видов хордовых, в России - 4300 видов .
Понятие хордовые объединяет позвоночных и некоторых беспозвоночных, имеющих, по крайней мере в некоторый период их жизненного цикла, хорду, полый спинной нервный тяж, жаберные щели, эндостиль, и хвост, располагающийся после анального отверстия. Тип хордовых делится на три подтипа: головохордовые (ланцетники), оболочники, позвоночные - единственный подтип, имеющий череп. Ранее в качестве четвёртого подтипа рассматривались полухордовые, которые теперь вынесены в отдельную группу.
Особенности строения[править]
Схема строения головохордовых на примере Ланцетника: 1 - утолщение нервной трубки спереди («мозг»); 2 - хорда; 3 - спинной нервный тяж («спинной мозг»); 4 - хвостовой плавник; 5 - анус; 6 - пищеварительный канал; 7 - кровеносная система; 8 - выходное отверстие околожаберной полости (атриопор); 9 - околожаберная полость; 10 - глоточные (жаберные) щели; 11 -глотка; 12 - ротовая полость; 13 - околоротовые щупальца; 14 - ротовое отверстие; 15 - половые железы (семенники илияичники); 16 - глазки Гессе; 17 - нервы; 18 - метаплевральная складка; 19 - слепой печёночный вырост. Дыхание (газообмен): синей стрелкой указан вход воды, богатой кислородом, а красными - выход обогащённой углекислым газом.
Хордовые - тип животных, характеризующихсябилатеральной симметрией и наличием, по крайней мере, на определенных стадиях развития следующими признаков:
· Хорда, представляющая собой эластичный стержень мезодермального происхождения. Упозвоночных хорда в ходе эмбрионального развития полностью или частично замещается хрящевой и костной тканью, образующейпозвоночник.
· Нервная трубка, расположенная дорсально. У позвоночных развивается в спинной мозг иголовной мозг.
· Жаберные щели - парные отверстия в глотке. У низших хордовых участвуют в фильтрации воды для питания. У наземных позвоночных жаберные щели закладываются в раннемэмбриогенезе в виде жаберных мешочков.
· Мышечный хвост - постанальный отдел тела, расположенный каудальнее смещенного на брюшную сторону тела ануса (в него заходят хорда и нервная трубка, но не заходит кишечник).
· Эндостиль - желобок на вентральной стороне глотки. У низших хордовых-фильтраторов в нём производится слизь, помогающая собирать частицы пищи и доставлять их в пищевод. Также в нём накапливается йод и, возможно, он является предшественником щитовидной железы позвоночных. Как таковой, эндостиль у позвоночных есть только у пескоройки.
Подтип Оболочники. Основные черты и строение асцидии.
ТИП ОБОЛОЧНИКИ (TUNICAТА)
Оболочники, или туникаты , к которым относятся асцидии, пиросомы, сальны и аппендикулярии , - одна из наиболее удивительных групп морских животных. Свое название они получили за то, что тело их одето снаружи особой студенистой оболочкой, или туникой. Туника состоит из вещества, чрезвычайно близкого по своему составу к целлюлозе, которая встречается только в царстве растений и неизвестна ни для одной другой группы животных. Оболочники - исключительно морские животные, ведущие частично прикрепленный, частично свободноплавающий пелагический образ жизни. Они могут быть или одиночными, или образуют удивительные колонии, возникающие при чередовании поколений в результате почкования бесполых одиночных особей. О способах размножения этих животных - наиболее необычайных среди всех живых существ на Земле - мы специально будем говорить ниже.
Оболочники - исключительно морские животные. Большинство из них ведет во взрослом состоянии сидячий образ жизни (асцидии). Личинки асцидий являются плавающими организмами и по своему строению резко отличаются от взрослых форм.
Тело асцидий имеет во взрослом состоянии мешковидную форму (рис. 130, Г) и покрыто толстой оболочкой, чем и объясняется название всей группы. Оболочка состоит из особого органического вещества - туницина, близкого по химическому составу к клетчатке, т. е. вещества, очень характерного для растительных организмов. В связи с неподвижным образом жизни у большинства оболочников нервная система развита слабо и представлена узлом, лежащим над глоткой. Передняя часть пищеварительного аппарата очень велика и пронизана большим количеством жаберных щелей. Следовательно, органы дыхания устроены так же, как и у бесчерепных. Вода, отдавшая крови кислород и забравшая углекислый газ, выходит через околожаберную полость и далее в особое, клоакальное отверстие. Имеется кровеносная система, особенно сильно развитая в жаберном отделе тела. Кровь приводится в движение сердцем. Продукты диссимиляции удаляются различными способами. Пищеварительная система начинается ртом, расположенным у асциций в верхней части мешкообразного тела, далее книзу идет упомянутый выше огромный жаберный отдел с эндостилем. Получение пищи происходит так же, как и у бесчерепных, т. е. пассивным путем. Кишечная трубка изогнута и кончается упомянутым выше клоакальным отверстием, находящимся у асцидий недалеко от ротового. Оболочники - гермафродиты.
Как видно из предыдущего, взрослые асцидии мало похожи на бесчерепных - у них нет ни нервной трубки, ни хорды, и только жаберный аппарат и способ получения пищи напоминает низших хордовых. Поэтому долгое время положение оболочников в системе животного мира оставалось неясным, пока А. О. Ковалевский обстоятельно не изучил развития сидячих оболочников - асцидий. Работы А. О. Ковалевского показали, что эмбриональное развитие бесчерепных и асцидий во многом сходно. Личинки асцидий похожи по форме тела на головастиков и быстро передвигаются при помощи хвоста (рис. 129, А). Личинки имеют хорошо развитые нервную трубку и хорду, которые играют важную роль при активном образе жизни. В конце жизни личинка прикрепляется к какому-нибудь подводному предмету и ее организация претерпевает сильнейшие изменения. Хвост вместе с нервной трубкой и хордой редуцируется, ибо при неподвижном образе жизни они излишни.
Таким образом, А. О. Ковалевский своими классическими исследованиями показал, во-первых, как упрощается организация животных в результате перехода их к сидячему образу жизни, и, во-вторых, что низшие хордовые при изменении образа жизни теряли основные особенности строения, становясь бесхордовыми животными. Последнее подтверждает происхождение хордовых от бесхордовых животных.
Оболочники или туникаты — наиболее интересные и удивительные животные, населяющие просторы океана. Они встречаются как на морском дне, так и в толще воды. Свое название эта группа получила из-за внешней оболочки, в состав которой входит вещество, похожее на растительную клетчатку.
Различные виды туникат отличаются большим разнообразием форм, а по образу жизни они не похожи ни на один вид, живущий в мировом океане.
Оболочники и их классификация
Тип хордовые разделен на три подтипа, одним из которых является подтип оболочники или личинкохордовые. Он делится на три класса: асцидии (лат. Ascidiae), аппендикулярии (лат. Appendiculariae) и сальпы (лат. Salpae). Считается, что асцидии – наиболее древние существа, являющиеся предками представителей остальных классов.
Все эти животные – обитатели моря. Они делятся более чем на 1100 видов. Класс асцидий – наиболее многочисленный, он включает более 1000 видов, а 10 — свободно плавающие пиросомы. На долю аппендикулярий приходится около 60 видов, сальп — более 25.
Особенности внешнего и внутреннего строения
Тело большинства туникатов (оболочников) напоминает по форме мешок с двумя отверстиями. Через них в ротовой сифон поступает вода, проходя потом через объемную глотку. Здесь она проходит сквозь многочисленные жаберные отверстия и попадает в клоакальный сифон, через который и выводится наружу.
Пищевые частицы удерживаются слизистой оболочкой глотки и направляются через пищевод в желудок, а затем в кишечник. Непереваренные остатки выводятся в клоакальный сифон. Таким образом, взрослая особь отличается очень простым строением.
Организм сальпы напоминает асцидию. Это типичные планктонные организмы, образующие сложные колонии. Внешне аппендикулярии отличаются от большинства представителей подтипа оболочников.
Зрелые особи имеют почти такие же органы, как и их личинки. Они всю жизнь не теряют хвост, хорду и органы равновесия. Живут они в выстроенном ими самими хитиновом домике. При необходимости аппендикулярия покидает домик, а затем создает новый.
Оболочники или туникаты относятся к типу хордовых, однако взрослые животные хорды не имеют. Типичными представителями этого типа можно назвать только их личинки, которые внешне похожие на головастиков.
Они имеет вытянутое тело и хвост, с помощью которого свободно перемещаются в толще воды. Туникаты на личиночной стадии развития имеют гораздо более сложное строение, чем взрослые особи.
У молодых оболочников имеются орган чувств, представленный светочувствительным глазом и нервная система с зачатками головного мозга. Во взрослое животное личинка перерождается очень быстро. Ее хвост втягивается и исчезает за считанные часы. Орган чувств, головной мозг и хорду она теряет в течение нескольких суток.
Однако у оболочников остаются еще многие признаки хордовых. Так нервная система у них располагается на спинной стороне организма. Этим они отличаются от беспозвоночных, у которых она на брюшной стороне.
Кровеносная система, наоборот, расположена на брюшной стороне, тогда как у беспозвоночных она всегда расположена на стороне спины. Органы дыхания беспозвоночных очень разнообразны, однако жаберные щели никогда не образуются в составе пищеварительной системы. Этот признак характерен только для хордовых.
Размножение оболочников
Способы размножения различных классов туникатов неодинаковы. Асцидии размножаются как бесполым, так и половым путем. При почковании молодая асцидия вырастает на теле материнского организма. Половой путь предусматривает оплодотворение яйцеклеток сперматозоидами.
Эти существа, как и остальные оболочники, являются гермафродитами, женские и мужские половые клетки развиваются в одном организме, но созревают в разное время, что предотвращает самооплодотворение.
Из оплодотворенного яйца выходит хвостатая личинка, которая может проплыть много километров в поисках подходящего субстрата. Прикрепившись к нему, она перерождается во взрослую особь.
Колония сальп
У пиросом, которые являются плавающими колониальными животными, нет личиночной стадии. Их молодой организм напоминает зрелую особь, из которых состоит колония.
Аппендикулярии размножаются только половым путем. Яйцеклетки созревают в теле родителя. При выходе яйцеклеток взрослая аппендикулярия погибает.
Размножение и развитие сальп, входящих в подтип оболочники, очень сложное и интересное. У них присутствуют как половой, так и бесполый способ размножения, но отмечено чередование этих способов у различных поколений одного и того же вида.
Как типичные представители морской фауны, оболочники широко распространены во всех морях и океанах. Однако эту ветвь эволюции многие ученые не считают развивающейся и прогрессивной. Специалисты называют личинкохордовых эволюционным тупиком. Эти существа не могли интенсивно развиваться и не стали предками высших хордовых.
Подводная «Венерина мухоловка»
Оболочники широко распространены в океанах и морях. Их насчитывается около 1100 видов, из которых около 1000 принадлежат к классу асцидий, ведущих прикрепленный образ жизни. Большинство асцидий - одиночные животные, остальные образуют колонии.
Тело покрыто толстой оболочкой - туникой (чем объясняется одно из названий подтипа), образующей мешок, сообщающийся с наружной средой двумя широкими трубками (сифонами). Через одну из них в организм попадает вода, через другую она выходит (рис. 68). Обычная величина тела - несколько сантиметров.
Нервная система развита слабо. Она представлена небольшим ганглием, лежащим над глоткой, и отходящими от него к разным органам нервами. Имеется тонкий кожно-мускульный мешок.
Пищеварительная система начинается ртом, сообщающимся с внешней средой через входной сифон, и состоит из глотки (на ее спинной стороне имеется эндостиль), желудка и подковообразной кишки, открывающейся анальным отверстием в выходной сифон. Глотка пронизана мелкими жаберными отверстиями, которые открываются в околожаберную полость. Получение пищи (мелких организмов и органических кусочков) и переваривание ее происходит, как у ланцетников.
Рис. 68. Асцидия:
/- внешний вид, //- внутреннее строение; 7 - ротовый сифон; 2- клоакальный сифон; 3 - туника (оболочка); 4, 5 - мантия; 6 - глотка; 7 - полость глотки; 8 - жаберные отверстия; 9 - эндостиль; 10, 11 - околожаберная полость; 12 - ее стенка; 13 - желудок; 14 - печеночный вырост; 15 - анальное отверстие; 16 - семенник; 17 - яичник; 18 - протоки половых желез; 19 - околосердечная сумка; 20 - сердце; 21 - нервный узел
Кровеносная система незамкнутая. Кровь приводится в движение сердцем, от которого к разным органам отходят сосуды, особенно сильно разветвленные в стенках жаберных щелей глотки. Последняя очень велика и выполняет, как и у ланцетников, роль органа дыхания, через который проходит вода, удаляющаяся после газообмена через выходной сифон.
Продукты диссимиляции накапливаются некоторыми клетками и остаются в организме.
Все оболочники гермафродиты; оплодотворение наружное и внутреннее. Многие виды размножаются также бесполым способом (почкованием).
Положение оболочников в системе животных длительное время оставалось невыясненным, пока А. О. Ковалевский обстоятельно не изучил развитие асцидий, показав, что оно очень сходно с развитием ланцетников и заканчивается образованием планктонной личинки, похожей по форме тела на головастиков и передвигающейся при помощи хвоста. Личинки имеют хорошо развитую нервную трубку и хорду. После короткого периода планктонной жизни личинки прикрепляются к твердому субстрату и их организация подвергается коренной перестройке, в основном регрессивной: хвост вместе с нервной трубкой (за исключением ее переднего конца, превращающегося в ганглий) и хордой редуцируются (как излишние при сидячем образе жизни), другие же органы, необходимые взрослым животным, развиваются. Оболочники благодаря прекрасно развитому фильтрационному аппарату стали многочисленной группой, добывающей себе пищу в любых местах океанов и морей. Подтип делится на 3 класса: асцидий, сальпы и аппендикулярии.
Хордовые животные уступают по численности Членистоногим, но их роль в жизни нашей планеты первостепенна. По уровню своей организации Хордовые заметно превосходят все остальные группы животных, и поэтому не случайно, что именно в пределах этого типа возникло мыслящее существо - Человек разумный. Однако этому предшествовал длительный и сложный путь, о чем свидетельствует удивительное разнообразие Хордовых. Среди них встречаются еще очень примитивные существа. Например, ланцетник еще не очень далеко ушел от каких-то неизвестных нам древних предков. Мы ограничимся рассмотрением лишь ныне живущих хордовых, представленных двумя очень неравными по объему группами. Дошедшим до нас представителем очень древней группы Бесчерепных является ланцетник. Значительно позднее возникли Позвоночные, или Черепные, животные, к которым и относятся все основные группы современных позвоночных животных, представленные шестью классами: Хрящевые рыбы, Костные рыбы, Земноводные, или Амфибии, Пресмыкающиеся, или Рептилии, Птицы и Млекопитающие.Главный признак, объединяющий всех Хордовых, - наличие внутреннего осевого скелета, исходно представленного хордой, которую позднее заменил позвоночный столб (позвоночник). Этот осевой скелет всегда залегает ближе к спинной поверхности над кишечником и всеми остальными внутренними органами, кроме нервной системы. Последняя сместилась на спинную сторону тела и залегает непосредственно над осевым скелетом. Закладывается нервная система в виде трубки. Другие признаки, общие для всех Хордовых, сводятся к следующим. У них имеется дифференцированная в продольном направлении сквозная пищеварительная система, в состав которой входит печень. Самый передний, глоточный отдел пищеварительной системы пронизан жаберными щелями. У самых примитивных хордовых они сохраняются на протяжении всей жизни и служат для дыхания. У наземных позвоночных их можно обнаружить только на ранних стадиях развития. Кровеносная система всегда замкнутая. Строение ланцетника мы рассмотрим отдельно, так как на примере этого очень древнего и примитивного животного наиболее отчетливо выявляются основные особенности организации (план строения) Хордовых животных. Подтипы Головохордовые Головохордовое Branchiostoma lanceolatum Головохо́рдовые (лат. Cephalochordata) или бесчерепны́е (лат. Acrania) - небольшие морские рыбо-образные животные со всеми признаками, свойственными хордовым. Бесчерепные - подтип низших хордовых животных, в отличие от других хордовых (оболочников и позвоночных), сохраняющий основные признаки типа (хорда, нервная трубка и жаберные щели) в течение всей жизни. Головной мозг отсутствует, органы чувств примитивны. Ведут придонный образ жизни, по характеру питания - роющие фильтраторы. Возможно являются предками позвоночных, либо являются последними живыми членами группы от которой произошли позвоночные. Всего к бесчерепным относятся около 30 видов, составляющих один класс - ланцетники. [править]Оболочники Оболочники: асцидии Оболо́чники (лат. Tunicata, Urochordata) - подтип хордовых животных. Включают 5 классов - асцидий, аппендикулярий, сальп, огнетелок и бочёночников. По другой классификации последние 3 класса считаются отрядами класса Thaliace. Известно более 1 000 видов. Они распространены по всему миру и населяют морское дно. Три крупных класса оболочников: Асцидии - низшие мягкотелые хордовые-фильтраторы, во взрослом состоянии, ведущие сидячий образ жизни; аппендикулярии сохраняют личиночные черты, такие как хвост на протяжении всей жизни. По этой причине долгое время рассматривались как личинки асцидий и сальп. Из-за наличия длинных хвостов личинки оболочников называют лат. urochordata; третья группа оболочников - свободноплавающие сальпы питаются планктоном. В их жизненном цикле известно два поколения - одиночное гермафродитное и почкующееся колониальное бесполое. У личинок этих животных есть все основные признаки хордовых, в том числе хорда и хвост. Они также оснащены рудиментарным мозгом и датчиками освещённости и положения (крена). [править]Позвоночные Позвоно́чные (лат. Vertebrata) - высший подтип хордовых животных. Доминирующая (наряду с насекомыми) на земле и в воздушной среде группа животных. Отличаются от других хордовых наличием обособленного черепа и развитием головного мозга и органов чувств. Хорда у большинства представителей высших хордовых замещается на позвоночник, защищающий спинной мозг и состоящий, как правило, из хрящевой и костной ткани. Эндостиль, как таковой, присутствует только у личинок миног. По сравнению с низшими хордовыми - бесчерепными и оболочниками - они характеризуются значительно более высоким уровнем организации, что наглядно выражено как в их строении, так и в физиологических отправлениях. Среди позвоночных нет видов, ведущих сидячий (прикреплённый) образ жизни. Они перемещаются в широких пределах, активно разыскивая и захватывая пищу, находя для размножения особей другого пола, спасаясь от преследования врагов. Положение миног неоднозначно. У них в наличии недоразвитый череп и рудиментарные позвонки - следовательно, они могут рассматриваться как позвоночные и истинные рыбы. Тем не менее, молекулярные филогенетики, использовавшие биохимические реакции для классификации организмов, в результате отнесли эту группу позвоночных к семейству Микси́новые (лат. Myxinidae) класса круглоротых]. Миксины, имеющие жаберный скелет, состоящий из небольшого числа хрящевых пластинок, рудиментарные позвонки, не рассматриваются как истинные позвоночные - их считают группой, из которой эволюционировали позвоночные.