2

Аннотация

Тексты лекций составлены на основе учебников И.Х. Шаровой «Зоология беспозвоночных». – М.: «ВЛАДОС», 2002. – 592 С. И В.М. Константинова, С.П. Наумова, С.П. Шаталова « Зоология позвоночных». – М.: Академия, 2000. – 495 С., с использованием ряда других учебников, учебных пособий и монографий, что позволило наиболее полно, но в предельно сжатом виде, представить лекционный материал, предусмотренный учебной программой для направления подготовки 020802 «Природопользование»

3

Введение

(Лесные животные, их типы, основы классификации и системы)

Лесные животные, являясь одним из элементов леса, составляют его функциональное единство, сложившееся в процессе многовековой эволюции, и обеспечивают наряду с растениями и грибами самодостаточность лесной экосистемы.

Мир живых существ делится на 2 надцарства: безъядерные (Procaryota)и ядерные (Eucaryota), Первые не имеют оформленного ядра в клетке, а последние обладают ядром. Среди прокариот выделяют царства архебактерий (без липидной клеточной мембраны) и бактерий (с двуслойной липидной мембраной). Эукариот подразделяют на 3 царства: растений (Plantae),животных (Zoa), грибов (Fungi). Животные и грибы - гетеротрофы (питаются готовыми органическими веществами); большинство растений – автотрофы (создают органические вещества в процессе фотосинтеза) (рис. 1).

Рис. 1. Классификация царств органического мира (по Барнсу).

Значение животных в природе вообще определяется их ролью в биогенном круговороте веществ в биосфере. Если зеленые растения – продуценты органического вещества, то животные - основные потребители его. Наряду с грибами и микроорганизмами животные могут выполнять и роль редуцентов, т.е. осуществляют минерализацию органических веществ. Животные совместно с другими гетеротрофами участвуют в поддержании стабильности

4

состава атмосферы, а автотрофы обогащают атмосферу кислородом; выделяемый в процессе дыхания гетеротрофами углекислый газ, используется растениями для фотосинтеза. Таким образом, растения связывают и накапливают солнечную энергию в форме органического вещества, а животные ее потребляют.

В лесной экосистеме перечень функций животных можно дополнить ведущей ролью их в естественном отборе, формированием экосистемного

биоразнообразия, опылением растений и многими другими.

Количество видов животных на Земном шаре составляет от 2 до 4 млн. Их численность и биомасса на Земле не поддается исчислению.

Выделяется 6 зоогеографических областей: 1. Голарктическая (Европа, север Африки, Азии, Америки); 2. Эфиопская (большая часть Африки); 3. Индо-Малайская (Индия, Индокитай); 4. Неотропическая (Южная Америка); 5. Австралийская; 6. Антарктическая, Таким образом, распределение животных на планете связано с центрами их происхождения, историей расселения и подчиняется принципу географической зональности, обусловленной климатическим градиентом.

Лесные животные, прежде всего, адаптированы к «закрытости» лесной экосистемы определяющей их облик, физиологию, образ жизни.

Краткая история становления зоологии.

Первую попытку классификации животных сделал Аристотель (4 век до н.э.). До него в древности был накоплен фактический материал. Аристотель подразделял животное царство на 2 больших группы: животных, имеющих кровь и животных, лишенных крови. Первые имеют красную кровь и скелет (современные позвоночные), а вторые будто бы лишены крови (современные головоногие, членистоногие). В таком виде представление о животных просуществовало вплоть до 16 века. В связи с географическими открытиями возрос интерес к зоологии – описывались разнообразные животные. К 18 веку накопилось огромное количество фактического материала, который необходимо было упорядочить.

Карл Линней систематизировал все имеющиеся данные для удобства их использования. Он принял двойную номенклатуру в зоологии (род+вид), выделил также высшие категории – отряд и класс.

Таксон - это группа в классификации, состоящая из объектов, объединяемых на основании общих свойств и признаков.

В настоящее время существуют следующие основные таксоны:

Царство – подцарство – раздел – тип – класс – отряд – семейство – род – вид.

Вид – основная систематическая единица. Это совокупность отдельных

6

Тема I. Царство Животные – Animalia или Zoa Подцарство Одноклеточные Protozoa

Простейшие – одноклеточные животные, тело которых состоит из одной клетки функционирующей как целостный организм, которому присущи все проявления жизни: обмен веществ, раздражимость, рост, размножение и т.д.

Это широко распространенная группа животных (около 40000 видов), находящаяся в состоянии биологического прогресса. Среда обитания: моря, пресные водоемы, сырая почва различных биогеоценозов (в т.ч. лесных), жидкая среда, а также жидкая среда других организмов.

Размеры микроскопически малы. Тело (клетка) состоит из цитоплазмы (эктоплазма+эндоплазма), покрыто оболочкой, придающей животному постоянную форму (исключение - саркодовые). В эндоплазме, помимо органоидов, присущих всем клеткам, находятся органоиды, выполняющие функции пищеварения, выделения, движения (жгутики, реснички), защиты (трихоцисты у инфузорий), светочувствительный глазок, или стигма (у свободноживущих жгутиковых), хроматофоры (у автотрофных форм).

Способ питания – типичные гетеротрофные организмы (исключение эвглена зеленая). Дышат всей поверхностью тела. Размножение осуществляется бесполым или половым путем. Ядро делится митозом.

Осмотическое давление в клетке поддерживается за счет сократительных вакуолей (предохраняют простейших от избытка воды). Основная функция выделения осуществляется через поверхность клетки.

Реагируют на воздействие внешней среды, т.е. обладают раздражимостью, которая проявляется в различных движениях (таксисах): положительных (когда организм движется к раздражителю) и отрицательных (когда уходит от раздражителя).

Важная биологическая черта – инцистирование – способность при попадании в неблагоприятные условия образовывать цисту, что обеспечивает не только переживание неблагоприятных условий, но и способствует широкому расселению.

Простейшие подразделяются на 7 типов:

1.Саркомастигофоры (25 тыс. видов),

2.Апикомплексы (4800 видов),

3.Микроспоридии (800 видов),

4.Миксоспоридии (875 видов),

5.Инфузории (7500 видов),

6.Лабиринтулы (356 видов),

7.Асцетоспоровые (30 видов).

7

Сравнительная характеристика типов простейших приведена в табл. 1 (по Шаровой).

Таблица 1 Сравнительная характеристика типов простейших

Протозои – самый низший тип животных, тело которых представляет одну клетку, состоящую из протоплазмы и ядра. Они могут образовывать колонии. Жизненные функции простейших выполняются отдельными частями клетки (органоидами). Набор органоидов свойственен большинству простейших (за исключением многих паразитических форм). Выросты клетки (жгутики, щетинки, перепонки) кроме двигательных функций могут использоваться еще и для осязания, захвата пищи. Поверхность клеточного тела покрыта различного рода оболочками; прослеживаются все степени уплотнения оболочки, в том числе и отложение

8

в периферической части протоплазмы различных материалов, образующих защитные раковинки из хитина, целлюлозы, углекислого кальция, кремневой кислоты; могут они формироваться и из песчинок, дитрита, склеенных между собой секретом протоплазмы. Эти «раковинки» по смерти организмов образуют огромные накопления из толстых слоев извести или кремневых отложений (морские отложения геологических эпох).

Бесполое размножение (деление, почкование, споры) периодически сменяется половым (временно сходятся – конъюгация, сливание в одно тело

– копуляция).

Простейшие живут в воде, влажной почве и паразитируют в различных органах многоклеточных животных.

Для лесных экосистем характерны паразитические простейшие и простейшие лесных почв.

Очень многие паразитические простейшие являются внутренними паразитами теплокровных животных леса (птиц и зверей): дизентерийная амеба (попадает с загрязненной пищей в кишечник); из жгутиковых - трипанозомы (в крови животных, переносчики - кровососущие насекомые), спирохеты (возбудители возвратного тифа, сифилиса); класс споровиков представлен исключительно паразитическими организмами (грегарины поражают дождевых червей, многоножек, насекомых; кокцидии - парнокопытных, птиц; плазмодии - возбудитель малярии; паразитические инфузории - обитатели кишечника млекопитающих, амфибий, человека и насекомых). Предпринимались попытки использования паразитических простейших в биологической борьбе с вредными насекомыми леса.

Простейшие лесных почв чрезвычайно разнообразны. Здесь чаще они находятся в инцистированном состоянии (недеятельном, заключены в оболочку - цисту). При благоприятных условиях (тепло и влажность) питаются почвенными бактериями, В лесных почвах на 1 г влажной земли приходится 5400 - 9000 протозоев (Сопрон, 1929). Это амебы, инфузории и др. (всего 250 видов). Уничтожая бактерий, они замедляют процессы почвообразования, но оказывают благоприятное влияние на качественный состав почвы накоплением органических и азотосодержащих веществ, минеральными веществами, углекислотой, мочевиной и водой.

9

1. Тип Саркомастигофоры (Sarcomastigophora)

Рассматриваемых амебоидных простейших (саркодовых и жгутиконосцев) объединяет то что, между ними имеются переходные формы, обладающие сразу двумя типами органелл (рис. 3). Кроме того, встречается смена типов органелл в ходе жизненного цикла (гаметы со жгутиками, а взрослые формы – с псевдоподиями).

Рис. 3. Жгутиконосец Mastigamoeba aspera (по Шульце):

1 – жгутик, 2 – ядро, 3 – эндоплазма, 4 – сократительная вакуоль, 5 – эктоплазма, 6 – псевдоподии.

Саркомастигофоры подразделяются на 3 подтипа: Опалины (Opalinata), Саркодовые

(Sarcodina), Жгутиковые (Mastigophora).

Последнее ближе стоят к предковым группам простейших. Именно они отличаются наибольшим разнообразием типов питания, органелл движения, типов оболочек и рядом других признаков (Шарова, 2002).

Подтип Жгутиконосцы (Mastigophora). Широко представлены в почвах лесных экосистем, в лесных пресных водоемах и

водотоках, паразитируют в организмах животных и растений. Морфологические характеристики:

-Размеры варьируют от 1 – 2 мкм до нескольких мм.

-Форма тела овальная, веретеновидная, бутылко-видная; панцирные жгутиконосцы могут иметь причудливую форму с отростками. Клетка некоторых жгутиконосцев покрыта только мембраной, и они способны образовывать псевдоподии; другие образуют панцирь из клетчатки или хитиноидного органического вещества; могут выделять пластинки из минеральных веществ на поверхность клетки. Жгутиковый аппарат разнообразен по числу, форме и расположению жгутиков (рис. 4).