Модуль 1. Неживая природа (стр. 3 )

3.3. Одноклеточный уровень организации животных

Одноклеточные, стоящие у основания родословного дерева животных очень интересная и специфическая группа, открытая в науке только с изобретением микроскопа.

Тело их представлено одной клеткой, состоящей, как и тканевая клетка, из мембраны, цитоплазмы и ядра, всех цитоплазматических и ядерных структур (митохондрии, рибосомы, лизосомы, аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть, клеточный центр). В то же время формируются новые, жизненно важные органеллы, призванные выполнять функции целого организма (движения, питания, выделения). Причинами особого интереса к одноклеточным являются:

– особый уровень организации эукариотической клетки, служащей моделью в изучении генетики, биохимии, цитологии и др.;

– одноклеточные – существенный компонент биосферы;

– среди одноклеточных много патогенных для человека видов.

В подцарстве одноклеточных по разным данным выделяют от 5 до 9 типов. Мы остановимся на трех: Саркомастигофоры, Ресничные (Инфузории) и Споровики. В первых двух типах большинство видов свободно живущие, немного паразитических. В типе Споровики все без исключения паразиты, вызывавшие заболевания животных и человека. Свободно живущие обитают в воде, почве и даже в песках, паразиты избрали местом обитания живой организм хозяина.

Размеры разные: от 2 до 4 микрон (тканевые паразиты) до 0,5 м (некоторые инфузории), 5 – 6 мм раковинные фораминиферы. Покровы могут быть в виде однослойной мембраны, 3–4 - слойной (пелликула), кремниевой или известковой раковины.

Активность обеспечивают органеллы движения: временные выросты цитоплазмы (псевдопадии), жгутики, реснички. Псевдоподии характерны для класса корненожки (амебы, раковинные корненожки), жгутики для жгутиконосцев (эвглены, вольвокс, трипаносома), реснички для инфузорий. Наибольшая активность у ресничных, за 1 сек. они преодолевают 5 своих длин, а эвглена с помощью жгутика за 1 сек. проплывает 67 своих длин.

Питаются одноклеточные, захватывая бактерий, одноклеточные водоросли, переваривают их в пищеварительных вакуолях.

У пресноводных одноклеточных есть органоид осморегуляции – сократительная вакуоль, которая вместе с водой выводит из организма жидкие продукты распада и углекислоту. У морских и паразитических одноклеточных такой вакуоли нет.

Для одноклеточных характерна раздражимость. Они отвечают на раздражение движением в сторону его или обратно (таксисы положительный и отрицательный).

Размножение бесполое проходит путем деления пополам и множественное, им предшествует митотическое деление ядра; половое через образование половых особей (клеток). Чаще всего половое и бесполое размножение в жизненном цикле чередуются.

Паразитические одноклеточные в связи с особыми («тепличными») условиями жизни в организме хозяина устроены проще, у них отсутствуют органоиды пищеварения и выделения, зато жизненный цикл усложнен приспособлениями, обеспечивающими заражение новых хозяев. Например, через переносчиков у малярийного плазмодия или через образования и выделения цист во внешнюю среду (лямблия).

3.4. Кишечнополостные – двухслойные животные

Название этого типа животных определяется по наличию в организме единственной полости – кишечной. Кишечнополостные существуют в двух морфологических формах – полипы (прикрепленные) и медузы (свободно плавающие). Им характерна лучевая симметрия. Тело мешковидное с открытым ротовым концом и замкнутым противоположным. Стенка тела двухслойная, наружный слой – эктодерма и внутренний – энтодерма. Эктодерма выполняет покровно-защитную функцию с функциональными группами клеток – эпителиально-мускульные, стрекательные, интерстициальные не дифференцированные и нервные с чувствительными окончаниями на поверхности тела. Энтодерма выполняет пищеварительную функцию, клетки дифференцируются на железистые, выделяющие на проглоченную пищу секрет, и пищеварительные с функцией внутриклеточного пищеварения. Между экто - и энтодермой расположена мезоглея, гелеобразная структура, которая у полипов тонкая в виде мембраны, у медуз толстая, далеко удаляющая эктодерму от энтодермы. Нервные клетки, диффузно расположенные в стенке тела, соединяются друг с другом отростками в единую сеть.

Размножение кишечнополостных происходит с чередованием бесполого (почкование) и полового. Развитие через плавающую личинку планулу.

В типе выделяется 3 класса: Гидроидные полипы, Сцифоидные медузы и Коралловые полипы.

Класс Гидроидные полипы включает в себя как одиночные, так и колониальные формы.

Гидра пресноводная – типичный одиночный полип.

Тело ее вытянутое, цилиндрическое. На переднем конце находится ротовой конус с отверстием, задний (подошва) слепо замкнут, служит для прикрепления к субстрату. Рот окружен шестью щупальцами. Стенки тела и щупалец двухслойные, ограничивают кишечную полость. Функциональное разделение клеток типичное для типа. Гидра – хищник, охотится на инфузорий и очень мелких водных позвоночных. Полный жизненный цикл протекает за одно лето. В начале лета из зимовавших яиц выходят молодые гидры, весь теплый сезон размножаются почкованием, в конце августа за счет эктодермы формируются половые клетки. Оплодотворенная яйцеклетка в плотных оболочках оседает на дно и зимует, взрослые гидры отмирают. Колониальные гидроидные полипы – морские животные. Колонии разрастаются за счет почкования. Особи колонии дифференцированы по функциям на питающие (гидранты) и формирующие микроскопических гидромедуз, носителей полового размножения.

В организации сцифоидных медуз наблюдаются усложнения в пищеварительной и нервной системах. Пищеварительная система представлена ртом, желудком, системой радиальных каналов и кольцевым каналом по краю зонтика. В нервной системе появляется нервное кольцо из тел нервных клеток по краю зонтика и органы чувств (светочувствительные, осязательные и равновесия, которые сверхчувствительны к колебаниям воды). В жизненном цикле сцифомедуз так же наблюдается чередование полового и бесполого размножения (медузоидного и полипоидного).

Практического значения медузы почти не имеет, за исключением использования двух видов как пищи («Хрустальное» мясо), красные и черные кораллы как сырье для ювелирного производства.

3.5.Трехслойные животные. Организация червей

В современной систематике категории «Черви» нет. Есть Плоские, Круглые и Кольчатые черви, имеющие ряд общих признаков, это:

l  в процессе индивидуального развития у всех червей формируется третий зародышевый листок мезодерма;

l  форма тела плоская листовидная или лентовидная, или круглая в поперечном сечении;

l  отсутствует твердый скелет, его функции выполняет жидкость в полости тела или паренхима, заполнившая полость;

l  в разной степени развиты пищеварительная, выделительная, нервная системы;

l  функцию транспортной системы берут на себя у плоских червей разветвленные пищеварительная и выделительная системы, у кольчатых червей формируется замкнутая кровеносная система;

l  дыхание кожное или с помощью кожных жабр (кольчатые);

l  размножение половое и бесполое (почкование).

Особенностями организации плоских червей являются: билатеральная симметрия, развитие сложного кожно-мускульного мешка, полость тела заполнена паренхимой, кишечник состоит из короткой передней кишки и разветвленной средней, слепо замкнутой, отсутствуют кровеносная и дыхательная системы, выделительная система протонефридиального типа, сильно разветвлена. Плоские черви – гермафродиты. В составе типа есть свободно живущие формы (кл. Турбеллярии) и паразитические (кл. Моногенетические и Дигенетические сосальщики).

Свободноживущие, как правило, очень маленькие и тонкие животные. Например, планарии – 0,8 мм – 10 мм длина, 2 – 3 мм ширина, 1мм толщина тела. Размеры в данном случае лимитируются дыханием, кислород диффундирует через покровы тела. Покров – ресничный эпителий с железами, выделяющими слизь на субстрат. Планария поедает мелких животных, втягивая выворачивающейся глоткой. Переваривание происходит в передней и средней кишке. Распределение питательных веществ осуществляет разветвленная средняя кишка. Жидкие продукты распада собирают терминальные клетки, канальцы которых впадают в единый выделительный канал и отверстие в задней части тела. Нервная система состоит из надглоточного узла, окологлоточных перемычек, подглоточного узла и туловищных стволов, кое-где соединенных между собой поперечными комиссурами. Органы чувств – осязательные волоски и простые глазки. Размножению предшествует копуляция особей попарно.

Отличие сосальщиков, ведущих паразитический образ жизни, состоит в замене ресничного эпителия покровов на кутикулу, защищающую организм от агрессивной среды хозяина, и замещении диффузного потребления кислорода на анаэробное дыхание. У сосоальщиков сложный жизненный цикл часто со сменой хозяев. Они вызывают заболевания человека и животных, например, печеночный сосальщик, сибирская (кошачья) двуустка, ланцетовидная двуустка.

Ленточные черви также паразиты. При всех общих признаках типа, имеют свои особенности. Тело их вытянуто в ленту от 10–12 мм до 10–12 м. Четко прослеживается головка с присосками, шейка и множество члеников тела, увеличивающих свои размеры к концу тела. У ленточных отсутствует пищеварительная система, а гермафродитный половой аппарат имеется в каждом членике, так что спаривание возможно между члениками одной особи.

Заболевания человека вызывают широкий лентец, бычий и свиной цепни, карликовый цепень, эхинококк и др.

Кольчатые черви – наивысшая по развитию группа. Здесь многое развивается впервые. Например, сегментация тела приводит к формированию головы, туловищ и хвостового сегмента, подвижность обеспечивается первыми локомоторными органами – параподиями. На голове и туловище формируются чувствительные придатки. Наблюдается внутренняя сегментация полости тела, выстланной собственными стенками и разделяющей кишечную трубку и кожно-мускульный мешок. Это приводит к формированию кровеносной системы с пульсирующими сосудами (сердца нет). Органы выделения и размножения также расположены посегментно.

Тип Кольчатые представлен четырьмя классами: Многощетинковые, Эхиуриды, Малощетинковые и Пиявки. Многощетинковые и эхиуриды – это морские пелагические и донные черви, малощетинковые обитают в грунте пресных водоемов. Пиявки, хищные или кровососущие, также обитатели водоемов, нападающие на водных беспозвоночных, а пиявка медицинская – на теплокровных животных, посещающих водоемы. В формировании и мелиорации почв большое значение имеют земляные черви, дренирующие, аэрирующие и удобряющие почву.

3.6. Моллюски, специфическая группа беспозвоночных

Моллюски среди беспозвоночных животных характеризуются как высокоорганизованные, целомические, специализированные животные. Это подтверждается особенностями их организации. Тело моллюсков сегментировано на три отдела: голову, туловище и ногу. Кожно-мускульный мешок отсутствует, есть кожа (мантия), покрывающая тело и образующая с брюшной стороны мантийную полость. Мышцы представлены специализированными пучками гладкой мускулатуры, отвечающей за двигательную активность отдельных частей тела. Мантия способна выделять раковину, защищающую тело, но ограничивающую движение. Форма раковины у брюхоногих моллюсков турбоспираль (улитка) у пластинчатожаберных двустворчатая. Вторичная полость тела в процессе онтогенеза вытесняется паренхимой и остается в виде остатков (околосердечная сумка, просвет половой железы и почек). Пищеварительная система имеет свою специфику в каждом из классов типа. Выделительные органы, жабры, кровеносная система, нервная система сходного строения с небольшими отличиями у разных классов.

Органы осязания, обоняния, зрения развиты в разной степени. Моллюски в большинстве своем гермафродиты. В типе Моллюсков различают 5 классов: Хитоны, Моноплакофоры, Брюхоногие, Двустворчатые и Головоногие. Каждый из них имеет свои характерные черты.

Брюхоногие – асимметричные моллюски, имеющие раковину – улитку, в ней помещается туловище; голова и нога свободны. Двигается улитка за счет волнообразного сокращения ноги по субстрату, на который выделяется слизь. У брюхоногих длинный, разделенный на органы кишечник: рот, глоточная полость с язычком, покрытым теркой, пищевод, зоб, желудок, окруженный пищеварительной железой (печень), тонкая кишка, анальное отверстие. Подобное строение системы и у головоногих моллюсков (кальмар), только в глоточной полости есть еще два очень жестких клювовидных зуба. У двустворчатых в связи с отсутствием головы редуцирована глоточная полость. Брюхоногие моллюски есть растительноядные и хищники, головоногие – хищники, двустворчатые – пассивные фильтраторы. Нервная система разбросанно-узловая с разной степенью слияния узлов. Наибольшее число 5–6 пар их у брюхоногих моллюсков, 3 пары у двустворчатых (беззубка), у головоногих моллюсков вся нервная ткань концентрируется в голове и защищена хрящевой капсулой, часть ее остается свободным ганглием, который иннервирует воронку и щупальца. Органы чувств сложнее у головоногих: глаза устроены по типу позвоночных животных, но занимают большую поверхность относительно тела (у каракатицы глаз всего в 10 раз меньше ее самой). Органы вкуса на кончике щупалец, орган равновесия типичен. Органы химического чутья расположены в мантийной полости у жабер. Половые продукты у двустворчатых выводятся в жаберную полость, где происходит оплодотворение. Самец головоногих переносит сперматофер специально приспособленным щупальцем к половому отверстию самки. У наземных улиток наблюдается спаривание.

Развитие с метаморфозом у двустворчатых и брюхоногих, у головоногих без метаморфоза.

Двустворчатые имеют большое значение в водных сообществах как природные фильтры, головоногие в морских цепях морских биоценозов занимают нишу хищников, конкурируя с рыбами, млекопитающими.

3.7. Членистоногие. Многообразие видов и форм

Тип Членистоногие ведет свое начало от древних кольчатых и поэтому имеет в своем облике сходство с ними.

Название типа произошло от наличия суставчатых конечностей, видоизмененных двуветвистых параподий кольчатых. Тело сегментировано гетерономно на отделы: голова, грудь, брюшко, по-разному представленных у разных членистоногих. Всем членистоногим характерен хитиновый экзоскелет. Членистоногие обитают в морской среде (первично-водные), на суше и в пресных водоемах (вторично-водные). Классифицируются на подтипы Жабродышащие (кл. Ракообразные), Хелицеровые (кл. Паукообразные), Трахейнодышащие (кл. Многоножки и кл. Насекомые).

Сравнительная характеристика классов

(Ракообразные, Паукообразные, Насекомые)

Деление тела на отделы выглядит так: раки, скорпионы и пауки – головогрудь, брюшко, насекомые – голова, грудь, брюшко. Сегментация внутри отделов: головогрудь единая, брюшко сегментировано. Наружный скелет у водных – хитинизированная кутикула, у наземных еще с наружным липопротеиновым слоем. Конечностей у всех разное количество и функциональное значение также разное. У раков антенны, челюсти, ногочелюсти, хватательные ноги, ходильные, брюшные копулятивные у самцов и двуветвистые, плавательные; паукообразные – хелицеры (челюсти), педипальпы (ногощупальца), 4 пары ходильных ног; насекомые – 4 пары челюстных придатков, 3 пары ходильных ног (бегательные, плавательные, роющие, прыгательные и др.). У насекомых развиваются крылья как боковые выросты хитина средне - и заднегруди, он и различного строения (кожистые, ячеистые, чешуйчатые, сетчатые, жесткие и др.).

У всех членистоногих скелетные мышцы поперечно-полосатые, пучки их прикрепляются к экзоскелету изнутри.

Полость тела закладывается вторичная, затем сливается с остатками первичной и образует 3 лакуны миксоцеля: головную, грудную и брюшную.

Питание у членистоногих разнообразное: десятиногие раки всеядны, мелкие рачки фильтруют планктон, скорпионы и пауки хищничают; клещи есть растительноядные, хищные и кровососущие; насекомые используют в пищу листья растений, луб, кору, древесину, нектар, пыльцу, роговое вещество, экскременты животных, трупы, живых беспозвоночных, кровь теплокровных и пр. В связи с этим типичное строение кишечника (передняя, средняя кишка и задняя) по-разному дифференцируются на органы. Например, у всеядного таракана есть мускулистый желудок, у комара передняя кишка превращена в большое хранилище для выпитой крови и пр.

Дыхание в воде жаберное, при этом соблюдается общая закономерность – сильная рассеченность жабер и постоянный ток воды, омывающей жабры. У наземных развивается трахейная система и легкие. Из легких кислород поступает в кровь, а трахейная система по трахеолам доставляет его к клеткам.

У членистоногих кровь смешана с лимфой (гемолимфа), круг кровообращения разомкнут, есть однокамерное сердце (у насекомых оно в виде трубки).

Выделительная система раков и пауков связана с остатком целома, у насекомых мальпиевы сосуды, впадающие в кишечник, у паукообразных есть либо первый тип, либо второй.

Нервная система (мозговой ганглий и типичная брюшная нервная цепочка) развиты неодинаково. Особо высокого развития она достигла у насекомых (3 отдела мозга с развитыми зрительными долями). В связи с этим и органы чувств развиты в большей степени. есть сложные фасеточные глаза, органы обоняния (усики), осязательные волоски, органы равновесия, слуха (у издающих звуки).

Членистоногие – раздельнополые животные, половой диморфизм выражен неодинаково. Размножению предшествует копуляция, оплодотворение внутреннее. Яйца откладываются во внешнюю среду (насекомые) или развиваются в яйцеводах (скорпионы, пауки).

Развитие бывает как с метаморфозом (морские ракообразные, жуки, комары, бабочки и др.), так и без метаморфоза (клопы, саранчовые, кузнечики и др.).

В местах своего обитания разные членистоногие занимают разные звенья пищевых цепей, а значит, и разные трофические уровни (консументы 1 или 2 или 3 порядка). Насекомые энтомофаги и пауки съедают много вредителей леса, сада, огорода.

Практическую значимость для человека представляет промысловые ракообразные (крабы, креветки, омары, лангусты, криль), насекомые – вредители культур и насекомые кровососы – переносчики возбудителей заболеваний, ядовитые скорпионы, пауки.

3.8. Хордовые. Общая характеристика. Классификация. Низшие хордовые.

Тип Хордовые очень разнообразен, он представлен 43 тысячами видов, входящих в 11 современных и 4 вымерших класса. Общим для всего типа чертами являются: 1. Общий план строения, особенно выражен у позвоночных (билатеральная симметрия, голова, туловище, хвост). 2. Это вторичноротовые животные. 3. Наличие осевого скелета (хорда) нечленистого или членистого, хрящевого или костного. 4. Над хордой лежит нервная система, под ней – вторичная полость (целом). 5. Пищеварительный тракт начинается на переднем конце тела ртом, заканчивается на заднем. В переднем отделе открываются жаберные щели, преобразующиеся впоследствии в жабры или легкие. Тип Хордовые содержит 3 подтипа: Бесчерепные, Личиночно-хордовые (Оболочники) и Позвоночные.

Рассмотрим представителей класса Головохордовые (подтип Бесчерепные) и классов Хрящевые и Костные рыбы, Земноводные, Рептилии, Птицы и Млекопитающие из подтипа Позвоночные.

Ланцетник (класс Головохордовые) имеет явно выраженные признаки типа, но крайне примитивен в строении. У него сжатое с боков вытянутое тело, заостренное на переднем и заднем конце. Голова не выражена, конечностей нет. Есть спинной плавник, плавно переходящий в хвостовой. Живет на песчаных морских мелководьях, зарывшись в песок. С помощью ротовых щупалец фильтрует мелкий планктон, который из глоточной полости проходит в пищеварительный тракт (кишка). Кишка имеет печеночный вырост. Жаберные щели расположены по бокам глоточной полости (их до 150) и открываются в околожаберную полость, ток воды однонаправлен: рот – глоточная полость – околожаберная полость (атриальная) – атриопор во внешнюю среду. Имеется один круг кровообращения, сердце не обособлено, газообмен происходит в капиллярах межжаберных перегородок. Выделительная система представлена почти 100 парами нефридиев, начинающихся из целома и открывающихся в околожаберную полость.

Ланцетники раздельнополые животные. Половые продукты выносятся через околожаберную полость наружу, оплодотворение наружное. Развитие яйца происходит в воде, личиночная стадия длится около трех месяцев. Сначала она плавающая, потом опускается на дно.

Известно 20 видов ланцетников, живут они во всех морях Атлантического и Тихого океанов, занимая экологическую нишу фильтратов. Хозяйственного значения не имеют. Кое-где его добывают для использования в пищу, так как в мясе его содержится 70 % белка, 2 % жира.

3.9. Первично-водные позвоночные. Особенности организации рыб

Подтип Позвоночные

Животные, относящиеся к этой группе, стоят на высоком уровне развития. Предки позвоночных перешли к активному образу жизни (движение в поисках пищи). Это привело к развитию осевого скелета, черепа, мускулатуры, конечностей, интенсификации, обмена веществ, к совершенствованию нервной, кровеносной, дыхательной, выделительной систем.

Все современные позвоночные животные имеют надежный кожный покров, состоящий из эпидермиса и кутиса (дермы). В глубоком слое кожи разных позвоночных развиваются железы, выделяющие слизь у рыб, сальные и потовые, мускусные, копчиковые, молочные и др. у млекопитающих,

Мускулатура у рыб располагается в виде продольных лент, у наземных специализируется на множество пучков для выполнения двигательной функции.

Скелет позвоночных представлен висцеральным, осевым скелетом, скелетом поясов и свободных конечностей. В осевом скелете различают мозговой череп и позвоночный столб.

Позвоночный столб состоит из позвонков, верхние дуги которых образуют спинно-мозговой канал, в нем проходит спинной мозг. Мозговой череп в виде коробки образован несколькими костями, по степени развития неодинаков у разных позвоночных, возник в связи с необходимостью защитить головной мозг и органы чувств. Скелет челюстного аппарата (висцеральный) состоит из специализированных костей.

Конечности у позвоночных выступают как парные, так и не парные образования. Проще они устроены у рыб. Так, парные грудные и брюшные плавники состоят из нескольких свободно лежащих в мускулатуре хрящевых или костных образований, к ним прикрепляются скелеты плавников, состоящих из нескольких рядов хрящей или косточек. Передняя пара конечностей наземных животных представлена костями плечевого пояса и свободной конечности (плечо, предплечье с локтевой и лучевой костями, кистью с пятью пальцами), задняя пара – тазовый пояс, бедро, голень, стопа.

Пищеварительная система – единая трубка, дифференцированная на рот, глотку, пищевод, желудок и кишечник с анальным отверстием. Железы, впадающие в пищеварительную систему – это слюнные, печень, поджелудочная.

Дыхание у первично-водных позвоночных жаберное, у наземных и вторично-водных легочное. Жабры и легкие – это производные глотки. В первом случае это лепестковые образования с большой поверхностью соприкосновения с водой, во втором случае это мешковидные образования в разной степени усложненного строения. Жабры сетью капилляров крови усваивают кислород из воды, легкие из атмосферного воздуха.

Круг кровообращения позвоночных замкнут, имеется камерное сердце – пульсирующий орган, артерии, несущие кровь к органам; вены, несущие кровь к сердцу, и густая капиллярная сеть во всех органах и тканях.

В нервной системе имеются разделения на центральную периферическую и симпатическую. Первая представлена дифференцированным на отделы головным мозгом (2 доли переднего, промежуточный, средний, продолговатый и мозжечок – центр координации). Периферическая нервная система – это нервы, отходящие от головного и спинного мозга. Нервные узлы, лежащие у позвоночного столба, соединены продольными тяжами, составляют периферическую нервную систему. Органы чувств (зрение, слух, обоняние, осязание) разных позвоночных в зависимости от степени их эволюционной продвинутости развиты неодинаково.

Почки как органы выделения также разные. Позвоночные – раздельнополые животные с парными семенниками и яичниками. Выводные протоки желез, приспособления, связанные с оплодотворением, развитием яиц, отличаются резко у первично-водных и наземных животных зародыши в яйце у первично-водных и земноводных развивается в воде, у пресмыкающихся и птиц – на суше, у млекопитающих – в специальном органе самки-матке.

Сложное поведение, усложнение организации в целом позволили позвоночным успешно развиваться в воде, выйти на сушу, освоить разные местообитания. Многие виды позвоночных имеют огромное значение для человека в разные периоды его становления. В дальнейшем в характеристике классов позвоночным выделим только отличительные черты организации.

Хрящевые рыбы – сугубо морские обитатели. Основное их отличие – хрящевой скелет. В типичных кожных покровах развиваются костные чешуи. Впереди голова сплюснута и образует рострум (рыло), рот смещен на брюшную сторону. Тело акул вытянутое, заостренное, специализированные мышцы двигают парные и непарные плавники, способствуют высокой скорости движения.

Новыми элементами в пищеварительной системе являются: острые зубы в ротовой полости, спиральный клапан в задней кишке, обособляются печень и поджелудочная железа. В дыхательной системе появляются пластинчатые жабры, в кровеносной сситеме обособляется двухкамерное сердце, формируется типичный для позвоночных круг кровообращения. При наличии всех отделов головного мозга отмечается особое развитие обонятельных долей, а значит, сверхчувствительного обоняния. Есть органы зрения, осязания, слуха, боковая линия. Яйца, покрытые надежной защитной оболочкой, откладываются в воду.

Хрящевые рыбы – скаты и акулы – в основном хищные рыбы. Как промысловые рыбы в улове незначительны.

Костные рыбы отличаются от хрящевых наличием костного скелета. Голова чаще сплюснута с боков, рот на переднем конце тела. На коже рыб костные пластинчатые чешуи. Костный позвоночник в процессе развития происходит от хряща, участки хорды сохраняются между позвонками. Сильнее, чем у хрящевых, расчленены мышцы грудных плавников, челюстей и жаберной крышки. В головном мозге сильнее развиты зрительные доли, типичные органы чувств сохраняются. В пищеварительной системе нет языка, зубы мелкие, пища целиком проглатывается; возле желудка есть 3 слепых придатка, увеличивающих поверхность всасывания, складки спирального клапана в задней кишке нет. В печени обособляется желчный пузырь, поджелудочная железа рассеяна мелкими дольками. У костных есть плавательный пузырь, наполненный газом, он регулирует вертикальное перемещение в воде. Жабры типичные лепестковые. В кровеносной системе отсутствует артериальный конус, меньше артерий и вен. Почки туловищные. Размножение такое же, как у хрящевых, за счет откладки яиц (икринок), но оплодотворение наружное, количество икринок измеряется сотнями тысяч, за исключением рыб, которые заботятся о развивающихся мальках.

Наиболее многообразны лучепарные рыбы, более 30 отрядов. Среди них много промысловых: лососеобразные, окунеобразные, карпообразные, тресковые и др.

3.10. Земноводные.

Класс, впервые среди позвоночных освоивший сушу, но оставивший за собой размножение в водной среде. Освоение суши привело прежде всего к изменению дыхания – усвоение кислорода из атмосферного воздуха. Развились парные легочные мешки как выросты верхнего отдела глотки. Капилляры разветвлены в стенках легочных мешков, которые дают небольшую площадь газообмена. В газообмене участвует и влажная кожа (у прудовой лягушки легкие усваивают 51% кислорода, кожа 49).

При общем плане строения в скелете земноводных есть отличительные черты: относительно мало позвонков, отсутствуют ребра; сформировались лопатка, коракоид и ключица в плечевом поясе; дифференцированы кости передней конечности на плечо, предплечье, кисть; сформировались кости тазового пояса (подвздошные, лобковые, седалищные) и свободной задней конечности (бедро, голень, стопа).

Мускулатура расположена в основном пучками (350) за исключением нескольких туловищных. Самые крупные из них двигают конечности.

Характерными чертами пищеварительной системы являются наличие языка, протоков слюнных желез, кишечника длиннее, чем у рыб впадает в клоаку, куда открываются также мочеточники и протоки половых желез.

Усложнения кровеносной системы представлены наличием двух кругов кровообращения (большой и легочный), трехкамерного сердца (2 предсердия и 1 желудочек). Развивается лимфатическая система, есть кроветворный орган – селезёнка. Мочеполовая система типична. У лягушек явно выражен половой диморфизм – у самцов есть воздушные мешки резонаторы, усиливающие звук, и своеобразные «мозоли» на кистях передних ног. Яйца (икринки) откладываются в воду. Развитие с метаморфозом.

Амфибии представлены отрядами Бесхвостые, Хвостатые и Безногие. Наиболее многообразны Бесхвостые, их 12 семейств, 176 родов, 1800 видов. В природных экосистемах они занимают нишу консументов, питаясь насекомыми и мелкими беспозвоночными. Некоторые виды лягушек используются в пищу. Есть среди бесхвостых и ядовитые, яд которых находится в кожных железах.

3.11. Пресмыкающиеся. Это класс наземных позвоночных полностью связанных с сушей. Вторично-водные (крокодилы, черепахи) размножаются на суше. У всех пресмыкающихся яйца защищены волокнистой и даже минеральной скорлупой. Дыхание только легочное. Кожа в дыхании не участвует, она сухая, покрыта роговыми чешуйками. Череп пресмыкающихся прикрепляется к позвоночнику подвижно, голова двигается вверх-вниз, вправо-влево. Новые косточки сформировались в поясе передних конечностей (надгрудник), в конечности (межзапястное сочленение), в задней конечности (межпредплюсневое). Более разобщены артериальное и венозное кровообращение за счет увеличивающейся перегородки в желудочке сердца.

Расцвет пресмыкающихся пришелся на мезозойскую эру, затем было массовое вымирание. Современная фауна пресмыкающихся представлена 4 отрядами. Это клювоголовые с единственным сохранившимся до наших дней видом – гаттерия, чешуйчатые, крокодилы, черепахи. Современные пресмыкающиеся заселили места, недоступные для земноводных. Среди них есть наземные (ящерицы), древесные (хамелеоны), водные (болотная черепаха) и др. Обитатели южных широт активны круглый год, а в умеренном поясе в холодное время года они впадают в анабиоз на длительное время одиночно или группами.

В практическом отношении для человека наиболее значимы ядовитые змеи. Их яд широко используется в медицине.

3.12. Класс Птицы. Эти позвоночные формировались, приспосабливаясь к полету, поэтому во всем их строении есть своеобразные морфо-анатомические черты. Тело птиц компактное, обтекаемое за счет расположения перьевого покрова. Кожа сухая, единственная железа (копчиковая) вырабатывает секрет для смазки перьев. Мускулатура сложная, почти вся расположена с брюшной стороны, ближе к концу крыльев и в задних конечностях мышц нет, только сухожильные связки. Скелет отличается тонкостью и особой прочностью костей. В трубчатых костях располагаются воздушные полости. Шея длинная, подвижная. Наблюдается срастание части грудных позвонков между собой и с крестцом. Формируется грудина с килем, по обе стороны которого прикрепляются мышцы, поднимающие крыло. Своеобразное строение ребер позволяет изменять объем грудной клетки, не препятствуя работе крыльев. Сложный компактный крестец обеспечивает надежную опору при хождении на задних конечностях. Маховые и рулевые перья увеличивают плоскости крыльев и хвоста. Мозговая коробка черепа очень большая и надежно защищает головной мозг. На надклювье и подклювье зубов нет. В связи с этим в пищеварительной системе появляются зоб и мускульный желудок, кишечник короткий, впадает в клоаку. В дыхательной системе особенно значимы появившиеся воздушные парные мешки, объем которых во много раз больше объема легких, что повышает интенсивность потребления кислорода, а значит, и активность обмена веществ, обеспечивает поддержание постоянной температуры тела (теплокровность).

В кровеносной системе редуцирована левая дуга аорты, в сердце кровь не смешивается, так как появилась полная межжелудочковая перегородка. Мочеточники впадают в клоаку, где происходит обратное всасывание воды. Появляются надпочечники – железы внутренней секреции.

Объем мозга больше, чем у пресмыкающихся, особенно передний мозг с корой, зрительными долями. Мозжечок увеличен, координирует сложные двигательные реакции. Глаза большие, зрение чаще монокулярное и только у сов бинокулярное.

Полевая система самца типична, у самок редуцирован правый яичник. Яйца формируются проходя через яйцевод, откладываются по одному в течение нескольких дней. Яйца крупные, имеют все необходимое для питания и защиты зародыша (желток, белковая оболочка, трехслойная скорлупа, воздушная камера). Период развития у разных птиц неодинаков, от 12–14 дней (птенцовые) до 21 и более (выводковые). Размножению предшествует сложное брачное поведение (ухаживание, токование, определение гнездовой территории, строительство гнезда). Птенцов чаще выкармливают оба родителя. В умеренных широтах есть оседлые и перелетные птицы. Вторые улетают на зимовки в кормные места Южного полушария. В месте обитания птиц формируются орнитокомплексы, например, птицы леса, открытых пространств, водно-болотистые, синантропные и т. д. В цепях питания они занимают разные трофические уровни по специфике кормов (фитофаги, зоофаги, энтомофаги).

Птиц около 9000 видов, 40 отрядов, более 140 семейств. Наиболее много воробьинообразных. Среди птиц есть промысловые виды (кулики, гуси, утки, фазаны, глухари и др.). Насекомоядные уничтожают массу вредителей полей, садов, огородов.

3.13 Млекопитающие. Это высший класс позвоночных, отличающийся высоким уровнем развития нервной системы. Живорождением, выкармливанием детенышей молоком, теплокровностью, особым положением тела по отношению к субстрату (оно приподнято на удлиненных ногах и не касается поверхности). Форма тела многообразна, причем могут быть схожими неродственные виды, обитающие в одинаковых условиях (кенгуру и тушканчик, крот и слепыш).

Кожа сложного строения, наружный эпидермис постоянно слущивается, ороговевая, образует чешуйки, копыта, мозоли, когти, рога. В живом слое кожи формируются и функционируют железы сальные, потовые, пахучие, млечные, пигментные и ростовые клетки; образуются волосы (ость, подпушь, щетина); капиллярная сеть, соединительнотканные волокна; мышцы, двигающие волос.

В скелете прогрессивными являются черты: удлинение конечностей, выровненные позвонки, изогнутость для более легкого перенесения нагрузки, уменьшения числа костей. Мышечная система состоит из нескольких сотен мышц, новые образования – диафрагма между грудной и брюшной полостью, подкожные мышцы, у приматов мимические мышцы.

В пищеварительной системе проявляется специализация в зависимости от корма. Различны зубная формула, длина кишечника, дифференциация органов. Так, у жвачных желудок четырехкамерный и очень длинный кишечник, у хищных укороченный кишечник, развитые клыки (зубы хищника) и т. д.

Усложнение легких проявляется в их ячеистом (бронхиоли) строении, увеличивающем поверхность газообмена в десятки раз по сравнению с поверхностью тела (от 50 до 100). В процессе дыхания участвуют межреберные мышцы и диафрагма.

Сердце четырехкамерное, дуга аорты одна, левая, эритроциты крови безъядерные.

Выделительная система сходна с пресмыкающимися. Недостаток воды восполняется за счет питания, сочной пищей, метаболической воды, питьем.

В нервной системе новые черты выражены в увеличении объема мозга и усложнении дифференциации в каждом отделе; увеличение поверхности коры мозга за счет извилин и борозд, появление соединения между полушариями (мозолистое тело). Усложняются органы обоняния, зрения, осязания, что позволяет отыскивать пищу, спасаться от врагов, общаться с сородичами, заботиться о потомстве.

Органы размножения самцов и самок парные размножению предшествует копуляция, оплодотворение внутреннее. Развитие эмбриона проходят в специальном органе плаценте, образующейся при каждой беременности и отторгающейся вместе с плодом. Срок вынашивания различен, у хомячков 11–13 дней, у слонов 500 дней. В связи с этим и детеныши появляются разного уровня развития. У одних они доращиваются в убежище, у других через несколько часов после рождения следуют за матерью.

Систематика класса: подкласс Первозвери с 3 отрядами, подкласс Настоящие звери (высшие и низшие). К низшим относятся сумчатые, к высшим 17 отрядов, из которых наиболее многообразны грызуны, парнокопытные, рукокрылые, насекомоядные, приматы.

Среди млекопитающих много промысловых видов (копытные, пушные), эксплуатация популяций которых приводит к их обеднению или даже исчезновению (бизон), поэтому созданы регулирующие отстрел документы на региональном, государственном и межгосударственном уровнях.