ЦАРСТВО ЖИВОТНЫЕ. ЗООЛОГИЯ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЖИВОТНЫХ

Наука о животных называется зоологией. Она изучает многообра­зие животного мира, строение и жизнедеятельность животных, рас­пространение их, связь со средой обитания, закономерности индиви­дуального и исторического развития. В зависимости от задач исследования зоология подразделяется на ряд дисциплин. Основные из них: систе­матика, морфология, физиология, генетика, эмбриология, экология животных и др. По объектам исследования зоология включает разделы: протозоологию, зоологию беспозво­ночных, зоологию позвоночных, а также более частные подразделения: гельминтологию, энтомологию, ихтиологию, орнитоло­гию, и т. д.

Животные, как и грибы, - гете­ротрофные организмы, так как пита­ются готовыми органическими веще­ствами. В этом их основное отличие от большинства растений - автотрофных организмов, создающих ор­ганические вещества в процессе фо­тосинтеза. Другими важными осо­бенностями животных являются ограниченный рост тела, развитие присущих только им систем органов: мышечной, пищеварительной, выде­лительной, половой, кровеносной, нервной, а также органов чувств. Кроме того, большинство животных способны активно передвигаться в пространстве. Клетки животных, в отличие от клеток растений, не имеют твердой целлюлозной оболочки. Однако четкой границы между цар­ством животных и царством расте­ний нет.

Царство животных подразделяют на два подцарства: подцарство Одно­клеточные и подцарство Многокле­точные. Подцарство Многоклеточные животные, в зависимости от числа за­кладывающихся в онтогенезе заро­дышевых листков, делят на две группы: двуслойные животные и трех­слойные животные. Двуслойные животные имеют ткани и органы, которые развиваются из двух зародышевых листков: экто- и энтодермы. Трехслойные животные развиваются из трех зародышевых листков: экто-, энто- и мезодермы. Эта группа, в которую входят все остальные типы, кроме кишечнопо­лостных и губок, в свою очередь рас­падается на две группы: первичноротые, у которых на месте бластопора (первичный рот за­родыша) формируется окончатель­ный рот взрослого животного (типы Черви, Членистоногие и Моллюски); вторичноротые, у которых бластопор превращается в заднепроход­ное отверстие взрослого животного, а рот образуется на противоположной стороне тела. К вторичноротым отно­сятся типы Иглокожие и Хордовые.

Животные занимают важное место в системе природы. Они поддерживают круговорот веществ, являясь потребителями растений и участвуя в разложении растительных остатков в процессе образования почв. Без животных не могли бы существовать многие цветковые растения, которые опыляются с помощью насекомых. Животные участвуют в расселении семян растений.

Домашние и многие дикие животные занимают видное место в обеспе­чении человека разнообразными про­дуктами питания, техническим и лекарственным сырьем. Наряду с этим, многие животные наносят вред чело­веку. Большой ущерб причиняют вредители культурных и ценных ди­корастущих растений, виды, уничто­жающие продовольственные запасы и повреждающие изделия из шерсти, кожи, дерева. Среди животных име­ются возбудители болезней человека и домашних животных (плазмодий малярии, чесоточный клещ) и их пе­реносчики (комары, клещи).

ПОДЦАРСТВО ОДНОКЛЕТОЧНЫЕ (ПРОСТЕЙШИЕ)

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОСТЕЙШИХ

К подцарству Одноклеточные от­носятся организмы, тело которых со­стоит из одной клетки. Насчитывает­ся свыше 40 тыс. видов простейших. Они обитают в морях, пресных водоемах и почве. Многие простейшие приспособились к обитанию в органах и тканях других организмов: рас­тений, животных и человека.

Клетка простейших - самостоя­тельная особь, выполняющая все функции целостного организма. Этим простейшие принципиально отличаются от клеток многоклеточ­ного организма. Тело простейших со­стоит из оболочки, ядра и цитоплаз­мы. Ядро обычно одно, но встречают­ся и двухъядерные и многоядерные формы. Снаружи тело ограничено клеточной мембраной. У некоторых из них имеет­ся наружный скелет, образованный известковыми или кремниевыми ра­ковинками.

В эндоплазме находятся общекле­точные органоиды (рибосомы, эндоплазматическая сеть, митохондрии, комплекс Гольджи и др.), а также включения. Кроме этого, в клетках простейших имеются специальные органоиды (органеллы), которые вы­полняют отдельные функции, соот­ветствующие функциям органов многоклеточных животных. К спе­циальным органоидам относятся ор­ганоиды передвижения, питания, осморегуляции, размножения, и др. Передвигаются простейшие при помощи органоидов движениях лож­ноножек, жгутиков или ресничек. Ложноножки (псевдоподии) пред­ставляют собой временные выросты цитоплазмы, разнообразные по фор­ме и размеру. Жгутики, постоянно существующие выросты цитоплаз­мы, имеют вид длинных и тонких ни­тей. Обычно присутствует один или несколько жгутиков, расположен­ных у одного из полюсов клетки. Рес­нички — многочисленные выросты цитоплазмы, расположенные по всей поверхности клетки.

Большинство простейших - гетеротрофы. Питаются они взве­шенными в жидкости частицами, заглатывая их целиком (голозойный тип питания), или растворен­ными в ней веществами (осмотиче­ский тип питания). У некоторых простейших для захвата пищи име­ется специальное, переходящее в клеточную глотку ротовое отвер­стие — клеточный рот. Переварива­ние поглощенных пищевых частиц у них осуществляется в пищевари­тельных вакуолях, непереваренные остатки пищи выводятся через специальное отверстие — пороши­цу. У ряда простейших имеются хроматофоры, содержащие хлоро­филл, благодаря чему они способны осуществлять фотосинтез.

Выделение продуктов обмена осу­ществляется или непосредственно через клеточную мембрану, или с помощью сократительной (пульси­рующей) вакуоли. Сократительные вакуоли обеспечивают также функ­ции осморегуляции и дыхания. Многие свободноживущие про­стейшие имеют органеллы защиты, а также светочувствительные глазки. Простейшие обладают свойством раздражимости. Ответная реакция на воздействия различных факторов внешней среды проявляется у них в форме направленных движений — таксисов.

Размножаются простейшие бес­полым путем: простым делением на­двое или множественным делением, а также почкованием и спорообразо­ванием. У некоторых име­ется половой процесс — копуляция, или конъюгация. В жизнен­ном цикле ряда простейших (например, у споровиков) имеет место чере­дование поколений, размножающих­ся половым и бесполым способом. При неблагоприятных условиях, например при высыхании, простей­шие теряют органеллы движения, округляются, покрываются толстой оболочкой и превращаются в цисты (покоящиеся формы). Этот процесс называется инцистированием. Цис­ты, благодаря наличию толстой защитной оболочки, способны перено­сить воздействие неблагоприятных факторов среды. В цитоплазме об­менные процессы практически при­останавливаются. В случае попада­ния цисты в благоприятные условия ее оболочка растворяется и циста пре­вращается в активно питающуюся подвижную форму.

Простейшие - наиболее древние эукариоты. Их предки произошли от прокариотических организмов более 1,7 млрд. лет назад.

ТИП САРКОМАСТИГОФЫ

К типу Саркомастигофоры относятся простейшие, органоидами дви­жения которых служат ложноножки (псевдоподии) или жгутики. В тип включены классы Саркодовые и Жгутиковые, тесно связанные меж­ду собой по происхождению.

Класс Саркодовые, или Корненожки

Саркодовые — наиболее прими­тивные простейшие, тело которых покрыто лишь цитоплазматической мембраной. Отличительным признаком их явля­ется наличие органоидов движе­ния — ложноножек и непостоянство формы. Они обитают в основном в мо­рях, некоторые виды — в пресных во­доемах и почве. Небольшое число их ведет паразитический образ жизни. Например, дизентерийная амеба вы­зывает у человека тяжелое заболева­ние - амебную дизентерию.

Типичным представителем класса саркодовых является пресноводная амеба, обитающая в иле на дне канав и прудов (рис. 29.1). Снаружи ее тело покрыто тонкой цитоплазматической мембраной, под которой располагаются слои — про­зрачной эктоплазмы и затем зерни­стой — эндоплазмы. Амеба передвигается с помощью псевдоподии. При образовании их сна­чала формируется небольшой выступ эктоплазмы. Затем в него как бы пере­ливается богатая включениями эндо­плазма, и амеба медленно перемещается в сторону образовавшейся псевдоподии. Питаются амебы одноклеточными водорослями, бактериями, части­цами органического вещества, захва­тывая их с помощью псевдоподий и образуя пищеварительные вакуоли. Непереваренные остатки пищи выбрасываются на любом участке по­верхности тела.

Регуляция осмотического давле­ния осуществляется посредством со­кратительной (пульсирующей) ва­куоли. При этом она наполняется жидкостью и, достигнув определен­ного объема, сокращается, выбрасы­вая содержимое наружу. Таким обра­зом, вакуоль как насос откачивает воду, непрерывно поступающую внутрь клетки амебы из окружаю­щей среды. Вместе с жидкостью вы­водятся также продукты обмена ве­ществ, большая часть которых уда­ляется, однако, через наружную мем­брану клетки. Размножается амеба бесполым путем — делением надвое. При не­благоприятных условиях (например, при высыхании водоема) некоторые виды амеб втягивают псевдоподии, покрываются прочной оболочкой и образуют цисты.

Класс Жгутиковые, или Жгутиконосцы

К Жгутиконосцам относятся про­стейшие, у которых органоидами движения служат жгутики. Располо­жены жгутики преимущественно на переднем конце тела. Известно около 8000 видов. Они обитают в морских и пресных водах, а многие ведут паразитический образ жизни.

Типичный представитель класса жгутиковых — эвглена зеленая, встречающаяся в пресноводных водоемах (рис. 29.2). На переднем конце тела эвглены находится клеточная глотка. Поблизости распо­лагается светочувствительная органелла. Благодаря ей эвгле­на различает свет и осуществляет по­ложительный фототаксис. На переднем конце тела располагается также сократительная вакуоль, вы­полняющая функцию осморегуляции и выделения. В задней части тела эвглены на­ходится ядро. В цитоплазме клетки рассеяны крупные хроматофоры, со­держащие хлорофилл, поэтому на свету эвглена способна к фотосинте­зу. В темноте эвглена теряет зеленую окраску и переходит на гетеротроф­ный тип питания. Таким образом, эвгле­на, питающаяся как автотрофно, так и гетеротрофно, по типу питания относится к миксотрофным организ­мам.

Размножается эвглена продоль­ным делением. При неблагоприятных условиях эвглена инцистируется. В классе жгутиковых встречаются колониальные формы, подобные, например, вольвоксу, шаровидная колония которого достигает 2 мм в диаметре. На поверхности шара расположены соединенные протоплазматическими мостиками несколько тысяч особей. В середине шара находится студенистое вещест­во. Каждая особь колонии имеет два жгутика, ядро, стигму, хроматофор и может считаться самостоятельным организмом.

При разрушении материн­ской колонии дочерние колонии вы­ходят из нее и существуют как само­стоятельные организмы. Колониальные формы простейших, по-видимому, послужили пер­вым этапом на пути эволюции мно­гоклеточных организмов.

Тип инфузории, или ресничные

К этому типу относятся наибо­лее сложноорганизованные простей­шие, органоидами движения кото­рых служат реснички. Тип объеди­няет около 7000 видов. Обитают они в морях и пресных водоемах, а так­же в почве. Некоторые инфузории являются паразитами животных и человека. Наряду с ресничками, отличительный признак инфузорий наличие двух ядер: крупного вегетативного – макронуклеуса, и более мелкого генеративного - микронуклеуса, Инфузории имеют также плотную пел­ликулу, а часто и скелетные образо­вания, чем определяется их постоянная форма тела.

Представителем типа является инфузория туфелька, обитающая в мелких стоячих водо­емах (рис. 29.4). Ее веретеновидное тело достигает в длину 300 мкм и по форме напоминает подошву туфли, что послужило поводом для назва­ния инфузории. Тело инфузории по­крыто толстой оболочкой — пеллику­лой, снабженной многочисленными ресничками. Благодаря их согласо­ванным веслообразным движениям туфелька двигается.

Непосредственно под пелликулой размещаются органоиды защиты - трихоцисты, имеющие вид верете­нообразных мешочков, расположен­ных перпендикулярно поверхности тела. При раздражении они «выстреливают», вытягиваясь в тонкую нить длиной 20 - 60 мкм. При этом выде­ляются токсические вещества, парализующие жертву.

Питание осуществляется с помощью целого комплекса органоидов. Пищевые частицы (главным образом бактерии), благодаря работе ресничек, загоняются вместе с жидкостью в предротовую воронку, а затем через клеточную глотку попадают в эндоплазму, где вокруг них образуется пищеварительная вакуоль. Вакуоль по току эндоплазматической жидкости совершает движе­ние внутри клетки. При этом переваривание пищи в пищеварительной вакуоли происходит сначала в кис­лой, а затем в щелочной среде. Непереваренные остатки пищи выбрасываются через специальное отвер­стие - порошицу, расположенное неподалеку от заднего конца тела туфельки. Выделение продуктов обмена осуществляется с помощью двух сократительных (пульсирующих) ва­куолей, расположенных в передней и задней частях тела.

Бесполое размножение инфузорий происходит путем простого деления и сопровождается делением микро- и макронуклеусов. Через несколько по­колений у инфузорий происходит половой процесс путем конъюгации. Две инфузории подходят друг к другу и их тела соединяются цитоплазматическим мостиком. Большие ядра распадаются и исчеза­ют. Малые ядра делятся мейозом на четыре дочерних ядра, из которых три разрушаются, а четвертое вновь делится митозом, в результате чего образуются два ядра - мигрирующее и стационарное с гаплоидным набо­ром хромосом. Конъюгирующие ин­фузории обмениваются, мигрирую­щими ядрами, которые сливаются с их стационарными ядрами, в резуль­тате чего в ядре восстанавливается диплоидный набор хромосом. После этого конъюгирующие инфузории расходятся. При этом в каждой из них формируются большое и малое ядра. Конъюгация инфузорий — типичный пример полового процесса без размно­жения, в результате которого образу­ются особи с новыми комбинациями генов и наследственными свойства­ми. При наступлении неблагоприят­ных условий некоторые виды инфузо­рий могут инцистироваться.

ТИП КИШЕЧНОПОЛОСТНЫЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Тип Кишечнополостные объединяет около 9000 видов водных, пре­имущественно морских животных. Для них характерна радиальная симметрия, при которой органы распола­гаются радиально по отношению к продольной оси. Одни из них свободно плавают (медузы), другие ведут при­крепленный образ жизни (полипы). Мешковидное тело кишечнополост­ных имеет стенку, состоящую из двух слоев — эктодермы и энтодермы, между которыми находится или тон­кая опорная пластинка, или толстый студенистый слой — мезоглея. Не­редко имеется известковый или рого­вой скелет. На переднем полюсе тела нахо­дится ротовое отверстие, ведущее в гастральную полость, в которой про­исходит пищеварение. Ротовое отверстие служит также для удаления непереваренных остатков пищи. Рот окружен щупальцами, выпол­няющими функции захвата и удер­жания добычи.

Все кишечнополостные - хищни­ки. Одни из них ведут сидячий образ жизни, прикрепляясь задним полю­сом к субстрату. Это так называемые полипы. Другие — свободноплаваю­щие организмы - медузы. У некото­рых обе формы чередуются в течение жизненного цикла.

Клетки тела кишечнополостных дифференцированы и выполняют раз­личные функции. В эктодерме распо­лагаются эпителиально-мускульные клетки, стрекательные и половые клетки, в энтодерме — пищеварительно-мускульные и секреторные клетки. Кроме того, в состав экто­дермы и энтодермы входят интерстициальные и нервные клетки.

Эпителиально-мускульные клетки выполняют двигательную функцию. Стрекательные клетки служат для нападения и защиты. Внутри та­кой клетки имеется заполненная ядовитой жидкостью капсула, кото­рая образует тонкий вырост — стре­кательную нить. При раздражении стрекательная клетка выбрасывает стрекательную нить, укол которой парализует мелкое животное. После выбрасывания стрекательной нити стрекательная клетка погибает или замещается новой. Пищеварительно-мускульные клетки, расположенные в энтодер­ме, способны к фагоцитозу и внутри­клеточному пищеварению. В энто­дерме имеются также железистые клетки, выделяющие секрет в гастральную полость. Таким образом, пищеварение у кишечнополостных происходит в гастральной полости, т. е. становится полостным. Однако сохраняется и внутриклеточное пи­щеварение, осуществляемое фагоци­тарными клетками. Непереваренные остатки пищи выбрасываются через ротовое отверстие. Интерстициальные клетки представляют собой мелкие недиф­ференцированные клетки, из которых образуются все виды клеток эк­тодермы и энтодермы. Они обеспечи­вают регенерацию. Нервные клетки, расположен­ные преимущественно в эктодерме, соединяясь своими отростками, обра­зуют наиболее примитивную в жи­вотном мире нервную систему диф­фузного типа.

Размножение кишечнополост­ных происходит половым и бесполым путем и, как правило, с четким чере­дованием этих типов размножения. Бесполое размножение, происходя­щее путем почкования, свойственно полипам. Половое размножение на­блюдается у медуз. Из оплодотворен­ного яйца образуется личинка — пла­нула. Она прикрепляется к субстрату и дает начало новому поколению по­липов. Тип Кишечнополостные образует 3 класса: Гидроидные, Сцифоидные и Коралловые полипы.