книги / Основы экологии

хвойных: Южное полушарие (араукариевые и подокарповые), и Северное (сосновые, тиссовые, кипарисовые и таксодиевые). В третичное время хвойные в Северном полушарии были, распространены гораздо шире, чем сей­ час: они произрастали и в полярных областях за преде­ лами современной границы распространения древесной растительности.

Отдел Ц вет ковы е, или Покрытосеменные

(Magnoliophyta или Angiospermae). Цветковые являются наиболее совершенными представителями растительно­ го мира. По числу видов (около 250 тыс.) они превосхо­ дят все остальные группы высших растений, вместе взя­ тые. Составляют основную фитомассу биосферы и явля­ ются самыми важными для человека растениями. Они произрастают во всех природно-климатических зонах, демонстрируя наибольшую приспособленность к совре­ менным условиям существования жизни на Земле.

От голосеменных и остальных высших растений цвет­ ковые отличаются наличием специального органа размно­ жения —цветка, хотя могут размножаться и вегетатив­ ным путем. Одной из существенных частей цветка явля­ ется завязь. В полость завязи, образованную одним или несколькими плодолистиками, заключена семяпочка (се­ мязачаток). Пыльца, таким образом, попадает не непос­ редственно на микропиле, или пыльцевход, семязачатка, как у голосеменных, а на рыльце пестика. Наличие рыльца служит характерной особенностью цветковых растений и главным отличием цветка от стробила голо­ семенных.

По уровню эволюционного развития цветковые зани­ мают в мире растений такое же место, какое млекопита­ ющие в мире животных.

Отдел цветковых растений подразделяется на два класса —двудольные (около 180 тыс. видов) и однодоль­ ные (около 70 тыс. видов). Между ними имеется ряд различий.

Происхождение слизевиков связывают с приспособ­ лением простейших жгутиковых к наземной жизни.

Отдел Настоящие грибы (Mycota, Fungi, Eumycota). Все настоящие грибы — гетеротрофные организмы, ли­ шенные хлорофилла. Размножение у них вегетативное или споровое. Почти все грибы относятся к аэробным организмам. Они предпочитают кислые субстраты, неко­ торые виды хорошо развиваются на нейтральных и щелочных. Прямые солнечные лучи неблагоприятно воз­ действуют на рост и спороношение большинства из них, к тому же свет не является необходимым фактором разви­ тия мицелия. Жизнь грибов обычно недолгая. Мицелий развивается в течение нескольких суток, затем наступа­ ет спорообразование, после чего мицелий прекращает расти и отмирает. Некоторые группы грибов (трутовые, ржавчинные, ряд шляпочных) обладают многолетним мицелием. Грибы сохраняются также при помощи склероциев и покоящихся спор.

Распространенные повсеместно, многие из настоящих грибов являются космополитами, отличаясь среди эука­ риотов наибольшей устойчивостью к экстремальным ус­ ловиям среды. Им принадлежит большая роль в круго­ вороте веществ в природе, разложении остатков расте­ ний и животных, образовании в почве органического вещества. Например, разложение лесной подстилки осуществляют шляпочные подстилочные сапрофиты. Они же постепенно минерализуют лесную подстилку и лежащий под ней слой торфа на осушенных болотах, приводя к образованию весьма плодородных почв. Продукт жизнедеятельности настоящих грибов пенициллов —пенициллин — широко применяется в меди­ цине. При помощи гриба черной плесени в промыш­ ленном масштабе получают лимонную кислоту. Мно­ гие шляпочные грибы используются в качестве про­ дуктов питания.

Однако ряд грибов весьма вреден. Это грибы —пара­ зиты растений, приводящие к значительной потере урожая (ржавчинные грибы) и порче сельскохозяй­ ственных продуктов, домовые грибы, поражающие древе­ сину и таким образом разрушающие деревянные строе­ ния. Наносят ущерб здоровью людей и животных грибы, вызывающие заболевания кожи, волосяного покрова,

ногтей, легких, в некоторых случаях глаз, а также грибы, содержащие микотоксины.

Широко распространено мнение о происхождении грибов из водорослей в связи с переходом древних форм последних на паразитический способ питания с потерей хлорофилла. Однако некоторые ботаники считают, что водоросли и грибы имеют лишь общих предков из группы жгутиковых. Споры грибов, напоминающих современные виды, обнаружены в отложениях мезозоя.

Царство Животные. Тип Простейшие (Protozoa). Все простейшие —одноклеточные эукариоты. К окружающей среде они приспосабливаются как целостный самостоя­ тельный организм на клеточном уровне организации. Иногда их клетки образуют колонии, причем каждая клетка (особь) в пределах колонии обладает совокупностью свойств, необходимых для самостоятельного существова­ ния, и не специализирована, как клетки, образующие ткани многоклеточных организмов.

По строению тела простейшие чрезвычайно разно­ образны. Такие их представители, как амёба, не,име­ ют постоянной формы тела й постоянных элементов симметрии. Радиоляриям и солнечникам свойственна радиальная форма тела с единым центром симметрии. Инфузории имеют споровые структуры, поддержива­ ющие и определяющие форму тела. Фораминиферам присущи скелетные образования в виде раковинок, иногда очень сложного строения. Большинство простей­ ших, кроме паразитирующих форм, перемещаются в пространстве с помощью жгутиков, ресничек, ложных ножек или иным способом. Среди них есть гетеротрофы и автотрофы. Последние, например жгутико­ носцы, могут быть отнесены к одноклеточным водо­ рослям.

Простейшие широко распространены в морях и оке­ анах от поверхности до предельных глубин, а также в пресных водоемах. Многие из них живут в почвах. Сап­ рофитные формы поселяются в кишечном тракте беспоз­ воночных животных. Многие представители этого типа простейших являются паразитами, вызывающими такие тяжелые заболевания, как малярия у человека, пироплаз­ мозы, кокцидиозы и многие другие болезни домашнего скота. Велика роль простейших в образовании океаНи­

ческих илов и осадочных пород (меловых отложений, известняков и др.).

Геологический возраст простейших отсчитывается с нижнего кембрия. В ископаемом состоянии хорошо со­ хранились, благодаря минеральному скелету, фораминиферы и радиолярии.

Тип Губки (Porifera, или Spongia). Губки являются самыми примитивными многоклеточными животными с простым строением тела и образом жизни. Среди них встречаются шаровидные, воронковидные, бокаловидные, стебельчатые и другие формы. Это водные, преимуще­ ственно морские животные, ведущие неподвижный об­ раз жизни. Они имеют вид корковых, подушковидных, ковриговидных или комкообразных обрастаний и нарос­ тов на камнях, раковинах или каком-нибудь другом суб­ страте. У губок ткани и органы находятся в зачаточном состоянии. Обычно мягкое или эластичное, с неровной поверхностью тело их легко ломается, крошится, и тогда обнажается внутренняя ноздреватая масса с пронизыва­ ющими ее полостями и каналами и хорошо различимы­ ми элементами скелета —иглами и волокнами.

Простейшие этого типа — мощные биофильтраторы, пропускающие через свое тело огромное количество воды. Взвешенные в воде отфильтрованные остатки отмерших животных и растений, а также мелкие одноклеточные организмы служат для них пищей. Часто губки вступа­ ют с другими организмами в отношения комменсализма и мутулизма. Большинство губок имеют очень резкий и неприятный запах, связанный, вероятно, с их свойством выделять в воду ядовитые вещества.

Губки обитают на глубинах до 500 м. Особенно много их встречается в шельфовой зоне морей и океанов.

Некоторые губки служат объектом промысла и исполь­ зуются в технических и медицинских целях.

Губки являются очень древними животными, извест­ ными с кембрийского периода и достигшими наибольше­ го расцвета в юрское и меловое время.

Тип Кишечнополостные (Collenterata). Кишечнополо­ стные — самые низкоорганизованные из числа настоя­ щих многоклеточных животных. Свое название эти жи­ вотные получили из-за наличия кишечной, или гастраль­ ной, полости с ротовым отверстием, которое окружено

щупальцами, служащими для захвата добычи; неперева­ ренные остатки удаляются через это же отверстие. От­ дельные особи имеют форму полипа, ведущего прикреп­ ленный образ жизни, или свободноплавающей медузы. Тело полипа обычно цилиндрическое, на верхнем его конце расположен рот. У медузы тело в форме зонтика со щупальцами по краям и ртом внизу. Полипы неболь­ шого размера (до 1 мм), а среди медуз встречаются круп­ ные, такие как цианея с “зонтиком” до 2 м в диаметре и щупальцами, которые могут растягиваться на 30 м.

Существование в двух жизненных формах, способность образовывать колонии обеспечивают многообразие кишеч­ нополостных, хотя их внутреннее строение просто и име­ ет единый общий план. Тело состоит из двух слоев клеток — эктодермы и энтодермы, между которыми имеется про­ слойка неклеточной студенистой мезоглеи (продукт жиз­ недеятельности двух слоев). Характерной особенностью всех кишечнополостных является наличие у них стрека­ тельных, или крапивных, клеток. При соприкосновении с этими животными, особенно медузами, находящийся в воде человек может получить не только ожог, но и об­ щее отравление организма.

Все кишечнополостные —хищники, часть из них мо­ жет вступать в сожительство с другими организмами, лишь немногие являются паразитами.

Среди кишечнополостных наибольшую роль в жизни морей играют колонии коралловых полипов: стелющи­ еся, древовидные, перистые, массивные известковые. Все рифообразующие кораллы нуждаются в морской воде с нормальной соленостью (не менее 35 % о ) . Постройки ко­ раллов могут быть подразделены на три типа: береговые (вблизи берега), барьерные ( на некотором расстоянии от берега) и атоллы (незамкнутые кольца, окружающие ла­ гуны). Скелеты рифообразующих кораллов используются в качестве строительного материала и для получения извести. Красный и серый кораллы высоко ценятся в ювелирном деле.

Свою геологическую историю кораллы ведут, вероят­ но, с конца протерозоя.

Тип Плоские черви (Plathelminthes). Плоские черви относятся к низшим червям. Их двусторонне-симметрич­

ное тело сплюснуто в спинно-брюшном направлении, цель­ ное или разделено на членики. В нем можно различить не только брюшную и спинную стороны, но и передний и задний конец, правый и левый бок. Органы чувств скон­ центрированы на переднем конце, что позволяет живот­ ному обследовать участок, прежде чем переместиться на него. Ротовое отверстие расположено на брюшной сторо­ не тела. Кожно-мускульный мешок состоит из кожного покрова (эпителия) и многослойной мускулатуры. Все внутренние органы погружены в паренхиму — нежную рыхлую ткань, наполняющую кожно-мускульный мешок. Имеется центральная нервная система в виде продольных нервных стволов. Выделительная система представляет собой каналы, по которым жидкие продукты выделяются наружу через особое выделительное отверстие, как пра­ вило, расположенное на заднем конце тела. Органов дыхания и кровообращения нет. Длина плоских червей от 0,1 мм до нескольких метров.

Среди этих животных распространены хищники и паразиты. Особенно опасны те из них, которые парази­ тируют в человеке. Являясь паразитами, имеющими часто нескольких хозяев, они могут попадать в организм чело­ века с продуктами питания животного происхождения — мясом свиней, крупного рогатого скота и рыбы. Таковы, например, цепни вооруженный, или свиной, и невоору­ женный, или бычий. Исключительно вредоносны шистосомы, паразитирующие в человеке. Они вызывают шистосоматоз —хроническое заболевание, широко распрост­ раненное в тропических и некоторых субтропических странах Африки, Азии и Южной Америки.

Тип Нематгельминты (Nemathelminthes). Включает несколько классов (брюхоресничные, круглые черви, ко­ ловратки, скребни и др.), из которых наибольшее значе­ ние в природе имеют круглые черви, или нематоды (Nematoda). Имеют сильно вытянутое в длину (до 8 м) и круглое в поперечнике тело. Среди них есть и микроско­ пические организмы. По сравнению с плоскими червями круглые прошли больший эволюционный путь. Их тело покрыто гладкой или кольчатой кутикулой. Между пи­ щеварительным трактом и стенкой тела имеется простран­ ство, заполненное жидкостью, благодаря чему движение пищеварительного тракта независимо от движения других

органов. Ротовое отверстие находится на переднем конце тела. Разные отделы кишечника (передняя, средняя и задняя кишка с анальным отверстием) специализированы на выполнении последовательных этапов расщепления и всасывания пищи. У круглых червей нет дыхательной и кровеносной системы. Орган выделения —одноклеточная шейная железа. Нервная система представляет собой окологлоточное кольцо.

Круглые черви обитают на дне океанов и морей от экватора до полярных широт, а также в пресных водо­ емах и почвах. Их нет только в горячих источниках. Они участвуют практически в любых гнилостных процессах. Многие из них опасны для здоровья животных и чело­ века, так как являются паразитами и вызывают такие заболевания, как нематодоз. Некоторые представители круглых червей являются паразитами растений и грибов.

Тип Немертины (Nemertini). Отличительную особен­ ность немертин составляют тонкие, шнуровидные тела (толстые формы, напоминающие пиявок,—исключение). Длина обычно круглого в поперечном сечении тела мо­ жет достигать 8 и даже 30 м при ширине 2,5—9 мм. Од­ нако длина большинства видов не превышает 20 см, а ширина —5 мм. Немертины —хищники, некоторые пи­ таются пищей других животных и лишь отдельные су­ ществуют как паразиты.

Являясь исключительно морскими животными, немер­ тины обитают в умеренных и холодных водах и очень редко в тропических. Большинство видов приурочено к береговой зоне, лишь немногие приспособились к жизни на суше или проникли в пресные водоемы.

Тип Кольчатые черви, или Аннелиды (Annelida). Это наиболее высокоорганизованные представители группы червей. Их двусторонне-симметричное тело (длиной от долей миллиметра до 3 м) разделено на три части: головная лопасть, сегментированное туловище и анальная лопасть. Сегментированному туловищу соответствует на­ ружная кольчатость (отсюда и название животных). Ко­ личество сегментов, образованных внутренними перего­ родками, достигает нескольких сотен. Каждый из сег­ ментов представляет собой самостоятельную единицу организма и включает части жизненно важных систем органов. Внутренние перегородки защищают организм

при ранениях и разрывах стенки тела. Например, дож­ девой червь, разрезанный пополам, не погибает. Полость тела заполнена жидкостью, по химическому составу близ­ кой к морской воде. Кольчатые черви имеют различные органы чувств. Хорошо развитые глаза, иногда с острым зрением, могут быть расположены не только на голове, но и на щупальцах, теле и хвосте. Органы слуха устро­ ены по типу локаторов. Органы движения —параподии (лопастные выросты, из которых торчат кучки щетинок) находятся по бокам каждого сегмента. Параподии есть не у всех кольчатых червей. Дыхание кожное, у неко­ торых видов есть жабры. Аннелиды, за немногим исклю­ чением, обладают кровеносной системой, однако сердца нет. Большинство из них —сапрофаги, паразитирующих видов и хищников немного.

Живя обычно на дне моря, устраивая себе жилище в виде трубок или пор, некоторые из кольчатых червей актив­ но плавают. К числу аннелид относятся пиявки, обитаю­ щие в пресных водоемах, и дождевые черви, которые иг­ рают огромную роль в повышении плодородия почвы.

Кольчатые черви существовали уже в среднем кемб­ рии и произошли от низших плоских червей.

Тип Мшанки (Bryozoa). Эти колониальные, в основ­ ном неподвижные животные внешне похожи на расти­ тельные организмы. Коркообразные, древовидные, лис­ товидные, кустарникообразные и другой формы колонии состоят из микроскопических особей —зооидов, которые заключены в известковую, хитиноидную или студенис­ тую ячейку. В связи с сидячим образом жизни мшанки имеют упрощенные системы органов. Рот ведет в глотку, за которой следуют пищевод и желудок. Анальное отвер­ стие находится возле рта на спинной стороне тела. У боль­ шинства мшанок дыхательная, кровеносная и выдели­ тельная системы отсутствуют. Питание осуществляется при помощи щупалец, покрытых ресничками.

Мшанки обитают преимущественно в морях, большин­ ство видов встречается на глубинах 200-300 м.

Ископаемые остатки этих организмов обнаружены в отложениях ордовика. Наибольшего разнообразия мшан­ ки достигли в палеозое.

Тип Плеченогие, или Брахиоподы (Brachiopoda). Тело плеченогих, длиной от нескольких миллиметров до 8 см,

с брюшной и спинной стороны покрыто двустворчатой известковой раковиной и занимает лишь часть ее. Зад­ ние края створок раковины у замковых брахиопод со­ единены особыми выростами раковин, у беззамковых — мышцами. Плеченогие обитают в морях на различных глубинах, ведут сидячий образ жизни. Для прикрепле­ ния к грунту служит стебелек.

Наибольшего расцвета плеченогие достигли в ордови­ ке —девоне, сейчас это вымирающий тип организмов.

Тип Моллюски, или Мягкотелые (Mollusca). Для мол­ люсков характерны двусторонняя симметрия тела и от­ сутствие сегментации, которая сохранилась только у не­ которых их представителей. Тело состоит из головы, ту­ ловища, раковины и ноги и у большинства видов покры­ то раковиной. На голове имеется ротовое отверстие, у многих видов есть щупальца и пара глаз. Туловище со­ держит большинство внутренних органов и окружено мантией (кожная складка). Нога, расположенная чаще на брюшной стороне, выполняет функцию движения. Органами дыхания у водных моллюсков служат жабры, у наземных — легкие (измененная мантийная полость). Имеются кровеносная и нервная системы.

Моллюски ведут различный образ жизни. Среди них встречаются прикрепленные, роющие и ползающие, растительно- и всеядные и т.д.

Некоторые мягкотелые достигают внушительных разме­ ров, например, у тридакны масса раковины более 250 кг, а длина гигантских кальмаров иногда составляет 18 м.

В морях моллюски встречаются на глубинах около 5 км, а на суше поднимаются в горы до 5 км над уровнем моря.

Отдельные виды моллюсков (каракатицы,кальмары, осьминоги, устрицы и др.) используются человеком в пищу, другие являются источником получения перла­ мутра и жемчуга. Среди моллюсков есть вредители сель­ скохозяйственных культур (виноградная улитка), а так­ же виды, наносящие ущерб гидротехническим сооруже­ ниям, морским судам. Геологическая история моллюс­ ков начинается с кембрия. До мелового периода в Миро­ вом океане преобладали белемниты и аммониты.

Тип Членистоногие (Arthropoda). Видовое разнообра­ зие этого самого обширного типа беспозвоночных жи­ вотных огромно: их доля в царстве животных составляет