u_lab

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет» Институт фундаментальной биологии и биотехнологии

В. К. Дмитриенко, Ж. И. Агафонова, Е.В. Борисова

Науки о биологическом многообразии:

ЗООЛОГИЯ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ

Учебное пособие по лабораторному практикуму

Красноярск 2008

2

УДК 592

ББК 28.621 Д53

Рецензенты:

Д53 Дмитриенко В.К.

Учебное пособие по лабораторному практикуму «Науки о биологическом многообразии: зоология беспозвоночных» / В.К.Дмитриенко, Ж.И.Агафонова, Е.В. Борисова; Сибир. фед. ун-т. - Красноярск, 2008.- 90 с.

Предназначено для выполнения студентами лабораторных работ по дисциплине «Науки о биологическом многообразии: зоология беспозвоночных» по направлению 020200.62 – «Биология». В учебное пособие включены работы по изучению морфологии и анатомии основных таксономических групп беспозвоночных животных, в общем объеме знаний по зоологии в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по направлению 020200.62 – «Биология» очной формы обучения.

Учебное пособие содержит задания, призванные систематизировать знания зоологии беспозвоночных и привить навыки аналитической работы.

Пособие может быть использовано при изучении зоологии беспозвоночных студентами всех специальностей и направлений биологических и экологических факультетов.

© В.К. Дмитриенко, Ж.И. Агафонова, Е.В. Борисова, 2008

© ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», 2008

3

ВВЕДЕНИЕ

Зоология беспозвоночных является одной из базовых дисциплин для биологов любой специальности, где закладываются основы теоретических знаний и навыков исследовательской работы. Для эффективной подготовки высококвалифицированных биологов параллельно с теоретическим изучением большое внимание уделяется знакомству с отдельными животными объектами на практических занятиях. В учебном пособии дано руководство к подготовке и проведению практических работ по циклу цисциплин «Зоология беспозвоночных». Оно направлено на формирование у студентов фундаментальных представлений о системе животного мира.

Учебный план практических занятий по зоологии беспозвоночных ориентирован на систему, принятую в учебнике для студентов биологических специальностей университетов В.А. Догеля “Зоология беспозвоночных”, поэтому использована та же таксономическая схема, что и в указанном учебнике. При выборе объема, формы и последовательности изложения информации авторы исходили из принципа, что настоящее пособие должно дополнять теоретический материал из учебника В.А. Догеля. Это объясняет разную степень детализации отдельных тем (от изложения общих принципов до исчерпывающей информации). В качестве объектов изучения использовались наиболее распространенные виды животных. Объем каждой темы рассчитан на двухчасовые занятия. По завершении отдельных тем предлагается представить в виде таблиц данные по сравнительной морфологии и анатомии рассмотренных животных.

Для приобретения некоторых навыков в произношении латинских наименований в пособии приведены основные правила произношения букв и буквосочетаний.

Предполагается, что данное издание будет активно использоваться студентами для подготовки к разным формам контроля знаний (коллоквиумам, самостоятельной работе, компьютерным тестированиям и т.д.) по курсу зоологии беспозвоночных. В конце пособия приведены списки наиболее часто употребляемых терминов.

4

Таблица 1

* Таблица заимствована из учебного пособия: Фролова Е.Н., Щербина Т.В., Михина Т.Н. Практикум по зоологии беспозвоночных.- М.: Просвещение, 1985.- 231с.

6

Подцарство Protozoa - одноклеточные

(теория к занятиям №№ 1-3)

Названия “одноклеточные”, или “простейшие”, сложились исторически и не вполне отражают особенности строения и поведения Protozoa. На протяжении жизненного цикла (т.е. промежутка между двумя одноименными стадиями) Protozoa не обязательно состоят всего из одной клетки, а строение клетки многих представителей подцарства очень сложное.

Характерным признаком в строении любой клетки простейших является присутствие ядра, цитоплазмы, пограничного слоя и различных общеклеточных структур (лизосомы, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Простейшие – это организм. Клетка простейшего способна питаться, расти, размножаться, производить газообмен, выделять продукты жизнедеятельности (экскреция), перемещаться в пространстве. Простейшие могут осуществлять и специальные функции: осуществлять поиск и захват пищи, находить партнера для полового размножения и т.д.

Моноэнергидные простейшие мало дифференцированы, основная эволюционная тенденция простейших – переход к полиэнергидному состоянию. Выделяют три основных пути в преодолении моноэнергидности: 1) увеличение числа хромосомных наборов (полиплоидность); 2) увеличение числа ядер в клетке (полиэнергидность) и следующая за ней ядерная дифференцировка (деление на вегетативные и генеративные ядра); 3) увеличение числа клеток (колониальность) и следующая за ней клеточная дифференцировка (деление на половые и соматические клетки).

Простейшие характеризуютя разнообразием жизненных циклов. Жизненный цикл вида – отрезок жизни вида между двумя однозначными стадиями. Чаще всего цикл начинается стадией зиготы. За этой стадией следует однократно или многократно повторяющееся бесполое размножение. Затем образуются мужские и женские гаметы, они попарно сливаются и образуется зигота. У некоторых видов в жизненном цикле отсутствует половое размножение, а происходит лишь периодическое изменение строения вегетативных частей клетки. Среди простейших встречаются представители с отсутствием жизненного цикла (т.е. каждая клетка подобна тем, которые ее произвели путем бесполого размножения).

Если половое размножение в жизненном цикле имеется, то на основании закономерностей чередования гаплоидной и диплоидной фазы (ядерный цикл) выделяют три основных типа жизненных циклов: 1) циклы с зиготической редукцией - мейоз наступает сразу после образования зиготы (споровики, растительные жгутиконосцы); 2) циклы с гаметической редукцией - мейоз наступает

Раздел написан по материалам работ: Беклемишев К.В. Зоология беспозвоночных: Курс лекций.- М.: Изд-во МГУ, 1979.- 188 с.; Беклемишев К.В. Зоология беспозвоночных: Метод. указания.- М.: Изд-во МГУ, 1982.- 62 с. Догель В.А. Зоология.- М. Высшая школа, 1981.- 606 с.

7

только перед образованием гамет (инфузории, солнечники); 3) циклы с промежуточной редукцией - мейоз наступает в середине цикла, а гаплоидная и диплоидная фазы цикла равно хорошо выражены (фораминиферы).

Занятие 1. Микроскопирование зоологических объектов.

Строение амебы.

К саркожгутиконосцам относятся организмы, органоидами движения которых являются псевдоподии или жгутики. Иногда оба типа данных органоидов присутствуют одновременно либо последовательно появлются в ходе жизненного цикла. Органоиды движения являются систематическим признаком: выде-

ляют два класса: Sarcodina и Mastigophora.

Органоидами движения саркодовых являются псевдоподии различной формы (лобоподии, филоподии, ризоподии, аксоподии). Тело животных голое (отр. Amoebina), может иметь наружную раковину (отр. Testacea, Foraminifera) либо внутренний скелет (п/класс Radiolaria).Животные одноядерные или мнеогоядерны. Большинство видов размножается бесполым способом. или жгутики. Из большого разнообразия видов, относящихся к данному классу, в качестве учебного объекта чаще рассматривают представителей отряда Amoebina

Отряд Amoebina объединяет моноэнергидных и полиэнергидные виды. Все представители имеют голое тело и лопастные псевдоподии (лобоподии). Псевдоподии выполняют двойственную функцию: захват пищи и передвижение. Постоянного места для образования псевдоподий нет. Захват пищи и выбрасывания непереработанных остатков у амеб происходят в любом участке тела. Размножение - делением надвое (монотомия). Наиболее характерным и часто встречающимся представителем голых амеб является Amoeba proteus.

9

ляры и объективы, а также крутить микрометрический винт. При обнаружении каких-либо неисправностей в работе микроскопа следует обратиться к преподавателю.

Ход работы: Положите объект на сухое и чистое предметное стекло. Нанесите пипеткой капельку водопроводной воды, либо воды с культурой любого микроскопического простейшего. Накройте объект покровным стеклом. Покровное стекло берут большим и указательным пальцами правой руки, касаясь лишь краев стекла. Один из свободных краев покровного стекла прикладывают к предметному и медленно опускают, прикрывая каплю и изучаемый объект.

Поставьте микроскоп на рабочий стол ручкой штатива к себе. Положите приготовленный препарат на предметный столик микроскопа. Закрепите препарат зажимами. Опустите (или поднимите) тубус вращением кремальеры, изменяя расстояние между объективом и препаратом примерно до 1 см. Осветите поле зрения микроскопа. Откройте диафрагму до предела. Конденсор поднимите вплотную к столику. Начните наблюдение на малом увеличении (объектив 4х, 10х). Глядя левым глазом в окуляр, правой рукой слегка переместите вверх кремальеру, добиваясь ясного изображения объекта. Более тонкая наводка на фокус производится микрометрическим винтом.

По бокам предметного столика расположены винты - препаратоводители. Вращая их, можно передвигать столик вместе с препаратом в горизонтальной плоскости. После того, как будет выбран участок объекта для детального изучения, перейдите на большее увеличение (объектив 40х, 100х).

После окончания работы перейдите на объектив с малым увеличением (4х, 10х), диафрагму откройте, конденсор поднимите. Уберите препарат, стекла (предметное, покровное) протрите, отключите микроскоп.

Задание 2. Ознакомиться с правилами оформления работы в альбоме. Важной частью работы является выполнение рисунков изучаемых объек-

тов в альбомах. Следует помнить, что морфологический рисунок представляет собой рисунок технический. Неумение рисовать, не должно смущать студента, приступающего к выполнению практической работы. Как показывает практика, способность правильно изобразить объект достигается постепенно в процессе обучения.

Требования к оформлению и выполнению рисунков следующие. В верхней части альбомного листа указывают дату и тему занятия. В центре, под названием темы, следует помещать все данные по систематическому положению объекта в латинском и русском вариантах. Рисунок располагают в средней части листа и выполняют карандашами или фломастерами. Допускается и иное расположение рисунков на одном листе, если их несколько и они невелики по размерам. Под рисунком указывают порядковый номер (например: Рис.1.), затем с большой буквы лаконичное название рисунка, ниже записывают все условные обозначения. Не допускается название типа: «Амеба», «Эвглена» и т.д., покольку на рисунке отображено строение этих животных. Следовательно, на-

10

звание должно звучать: Строение амебы, Строение эвглены и т.д. В рисунке необходимо отразить детали строения. Номера признаков на рисунке располагают последовательно: 1, 2, 3 и т.д. Не допускается нумерация типа: 1, 5, 2, 10, 3 и тому подобная. Степень схематизации выбирают в зависимости от назначения (цели) рисунка.

Задание 3. Изучите строение и характер движения амебы.

Ход работы: Приготовьте временный препарат с лабораторной культурой амебы, рассмотрите животное на большом увеличении (объектив 10х, 40х). Понаблюдайте за характером движения амебы, изменением формы тела, образованием псевдоподий. Наблюдения ведутся в затененном поле микроскопа.

Снаружи тело амебы покрыто плазмалеммой (plasmalemma), проницаемой для газов и воды и непроницаемой для большинства органических и неорганических соединений. В цитоплазме выделяются два слоя: экто- и эндоплазма. Эктоплазма - светлая, гелеобразная, лишена пищеварительных вакуолей. Эндоплазма - зернистая, золеобразная, несущая многочисленные пищевые включения. В состав псевдоподий входят оба слоя цитоплазмы. В эктоплазме амеб протекают активные сократительные процессы, за счет которых эндоплазма перемещается в направлении движения. В центральной части тела расположено крупное ядро. На живой амебе увидеть ядро не удается. Рассмотрите ядро на постоянном препарате.

Под микроскопом у амебы хорошо просматривается расположенный в цитоплазме светлый пузырек, который в интервале 5-10 мин может исчезать и снова появляться. Это сократительная вакуоль, выполняющая функцию осморегуляции, выделения и газообмена.

Проследите за образованием пищеварительных вакуолей в процессе фагоцитоза. Захват пищи производится следующим образом. Псевдоподия прикасается к пищевой частичке, обтекатет ее до тех пор, пока та не будет окружена плазмой со всех сторон. Концы псевдоподии сливаются, и пищевая частичка оказывается внутри тела амебы.

Зарисуйте строение амебы. На рисунке укажите основные элементы строения.

Задание 4. Ознакомьтесь с многообразием саркодовых.

Ход работы. Используя демонстрационные таблицы, дайте характеристику строения и образа жизни раковинных амеб, фораминифер, лучевиков, солнечников. Обратите внимание на способы размножения фораминифер.

Задание 5. Составить сравнительную таблицу основных признаков изученных объектов.