II.Самостоятельная работа Задание 1

Изучите строение скелета сизого голубя (Columba livia). Обратите внимание на преобразования конечностей (редукцию кисти, формирование вилочки, срастание костей голени и проксимального ряда костей заплюсны, появление цевки), срастание позвонков во многих отделах, киль грудины, тонкостенный череп с клювом и т.п.

Задание 2

Рассмотрите демонстрационные влажные препараты по анатомии птиц. Отметьте особенности строения, связанные с полетом. Зарисуйте самца вскрытого голубя в альбоме, сделайте обозначения.

Задание 3

Рассмотрите демонстрационные препараты, иллюстрирующие зародышевое развитие выводковой и птенцовой (гнездовой) птицы. Познакомьтесь также с коллекцией чучел птиц, обратите внимание на отличительные признаки представителей разных отрядов и их видовые особенности.

Контрольные вопросы

1. Назовите прогрессивные черты организации птиц.

2. Какие особенности строения и физиологии птиц являются приспособлениями к полету?

3. Охарактеризуйте особенности размножения и развития птиц. Что такое «гнездовой паразитизм»? Каким птицам он свойственен?

4. Назовите надотряды и важнейшие отряды птиц, их отличительные биологические особенности и представителей.

5. Какие птицы называются: а) оседлыми; б) кочующими; в) перелетными? Приведите примеры. Каковы причины сезонных миграций птиц?

6. Каково значение птиц в природе и их практическое значение? Приведите примеры.

Домашнее задание: заполните в таблице Б. 4 (Приложение Б) колонку по классу птиц.

Занятие 17 Класс: Млекопитающие (Mammalia)

Цель: изучить внешнее, внутреннее строение и развитие млекопитающих как высшего класса позвоночных. Познакомиться с видовым разнообразием и значением.

Материалы и оборудование: макропрепараты по анатомии и развитию млекопитающих, коллекции черепов и чучел, плакаты, альбомы, карандаши.

I. Теоретическая часть

Эволюционными предшественниками млекопитающих считают позднепалеозойских звероподобных рептилий, обладавших, наряду с примитивными чертами (амфицельными позвонками, двойным затылочным мыщелком, подвижными поясничными и шейными ребрами, небольшим головным мозгом, многочисленными кожными железами), рядом прогрессивных свойств: начальной дифференциацией зубов (гетеродонтностью) и расположением их в альвеолах челюстных костей (текодонтностью), вторичным костным небом, непосредственным соединением зубной кости при помощи суставного отростка с мозговым черепом. Наибольшее сходство с млекопитающими обнаруживают так называемые цинодонты – некрупные зверообразные пресмыкающиеся с трехбугорчатыми зубами, которые, вероятно, жили в норах и заботились о потомстве.

Первые млекопитающие возникли в конце триасового периода мезозойской эры (около 200 млн. лет назад). Однако биологический расцвет класса начался только в кайнозойскую эру. Это явилось результатом прогрессивных изменений во многих системах органов (нервной, пищеварительной, сердечно-сосудистой и т.д.), общей интенсификации обмена веществ и формирования гомойотермности, а также приобретения способности к живорождению и выкармливанию детенышей молоком. Существенно усложнились поведение и популяционная структура млекопитающих. Наиболее очевидны ароморфозы в организации подкласса зверей (Theria), тогда как представители другого подкласса – первозверей, или клоачных (Prototheria), сохранили примитивные черты, во многом сближающие их с предками (яйцекладность, коракоиды и надгрудинник в плечевом поясе, отсутствие мозолистого тела и развитой новой коры в переднем мозге, трубчатое строение млечных желез, несовершенную терморегуляцию, клоаку).

Усложнились покровы тела млекопитающих. В составе эпидермиса присутствуют различные железы: потовые (трубчатые), сальные (альвеолярные), пахучие, млечные (у самок) – и роговые производные: волосы (остевые, пуховые, вибриссы и т.д.), ногти, когти, копыта, мякиши, рога (кроме оленьих), чешуи и др. Глубже располагается дерма из плотной волокнистой соединительной ткани, включающая множество кровеносных сосудов и рецепторов. Под ней – подкожная жировая клетчатка, выполняющая запасающую и теплоизолирующую роль.

Позвоночный столб четко разделен на 5 отделов: шейный из 7 позвонков (исключения: ламантин и ленивцы двух видов), грудной с ребрами, замкнутыми в грудную клетку, поясничный, крестцовый (из сросшихся 4-10 позвонков) и хвостовой. Тела позвонков имеют плоские сочленовные поверхности (платицельные) и соединяются при помощи хрящевых дисков – менисков.

Череп зверей характеризуется уменьшенным, в сравнении с пресмыкающимися, числом костей, по причине их срастания в затылочном и височном отделах; присутствует вторичное костное небо, отделяющее носовые ходы от ротовой полости. В связи с тем, что нижняя челюсть непосредственно опирается на височную область черепа, из состава челюстей вышли сочленовная и квадратная кости (превратившись, соответственно, в слуховые косточки – молоточек и наковальню). Мозговой череп увеличился в объеме, многие кости в его составе соединены при помощи швов.

В плечевом поясе исчезли коракоиды, у ряда зверей (копытных, псовых) одновременно отсутствуют и ключицы. Таким образом, в переднем поясе хорошо развита только крупная, снабженная гребнем на наружной стороне, лопатка. Таз обычно расположен под острым углом к позвоночнику, соответственно этому конечности перемещаются под туловище и одновременно выпрямляются. Отсюда возникает возможность эффективной локомоции. Следует отметить, что быстро бегающим видам млекопитающих свойственно пальцехождение. Мускулатура хорошо дифференцирована, особенного развития достигают мышцы конечностей, жевательные, подкожные; появилась диафрагма, делящая прежде единую полость тела на грудную и брюшную части.

В связи с молочным вскармливанием детенышей у зверей появляются губы – мягкие кожные складки, окаймляющие ротовое отверстие, и формируется преддверье рта. Зубная система включает четыре основных категории зубов: резцы, клыки, премоляры, моляры; при этом у большинства видов она также характеризуется дифиодонтностью, т. е. представлена двумя генерациями зубов – молочными и постоянными. Пищеварительный канал дифференцирован на глотку, пищевод, желудок, тонкую, толстую и прямую кишки; последняя заканчивается анусом. На границе тонкого и толстого отделов имеется хорошо выраженная слепая кишка.

Основной орган газообмена млекопитающих – легкие альвеолярного строения, в дыхании участвуют также кожа (до 1%) и слизистый эпителий дыхательных путей. Вентиляция легких обеспечивается сокращением не только межреберной мускулатуры, но и диафрагмы.

Сердце стало четырехкамерным; большой круг кровообращения начинается левой дугой аорты. Характерно отсутствие воротной системы почек. Механизмы физической терморегуляции у млекопитающих более разнообразны, чем у птиц. Теплоотдача регулируется за счет изменения уровня потоотделения и поверхностного дыхания (полипное)

Наиболее сложного строения достигает передний мозг млекопитающих; прогрессивное развитие неокортекса у большинства зверей приводит к появлению складчатости поверхности больших полушарий за счет образования борозд и извилин. Велик мозжечок. Черепно-мозговых нервов 12 пар.

Совершенствуются обоняние (за счет образования складок в области обонятельных ходов) и слух млекопитающих. Во внутреннем ухе хорошо развита улитка, в среднем присутствуют 3 слуховые косточки; появляется наружный отдел, включающий наружный слуховой проход и ушную раковину. Вместе с тем, зрение у многих зверей сравнительно слабое (исключение – приматы).

Органы выделения, как у всех амниот – тазовые почки, однако основной продукт обмена – мочевина, которая выводится из организма в растворенном виде (примитивная черта!). В выделении метаболитов и осморегуляции также участвует кожа.

В половой системе самок появляется детородный орган – матка; у самых примитивных представителей (сумчатых, насекомоядных) она двойная. У остальных правая и левая матки частично (двураздельная, двурогая матки) или полностью (простая матка многих приматов и летучих мышей) срастаются.

В период внутриутробного (эмбрионального) развития плод и организм матери связаны при помощи плаценты, через которую происходит питание, газообмен, выделение продуктов обмена зародыша. В образовании плаценты участвуют зародышевые оболочки (аллантоис и сероза) и разрыхленный эпителий стенки матки. У самцов в составе полового аппарата присутствует совокупительный орган (рenis).

Многим млекопитающим, как и птицам, свойственны сложные годичные (сезонные) циклы. Переживание неблагоприятных периодов (суровой зимы или засушливого сезона) нередко сопровождается переходом животного в состояние физиологического покоя – диапаузы (у зверей различают настоящую, или полную, спячку и неполную), или сезонными миграциями, которые обнаруживаются у ряда копытных, грызунов.

Число современных видов млекопитающих равняется 4200. Подкласс зверей делится на два инфракласса: сумчатых, или низших (около 200 видов наиболее примитивных живородящих зверей), и плацентарных. Низкоорганизованных представителей плацентарных включает отряд насекомоядных (Insectivora), к которому близки низшие приматы (Primates). Наиболее богат видами и широко распространен отряд грызунов (Rodentia).

В целом млекопитающие отличаются большим разнообразием жизненных форм. Вторичноводных зверей включают отряды: китообразных (Cetacea), ластоногих (Pinnipedia), сирен (Sirenia). Воздушную среду освоили виды рукокрылых (Chiroptera). К обитателям премущественно открытых наземных биотопов относятся представители непарнокопытных (Perissodactyla), парнокопытных (Artiodactyla) и мозоленогих (Tylopoda). Весьма многочисленны виды зверей, ведущие древесный (лазающий) образ жизни (сюда относятся многие приматы, ряд грызунов, хищных и др.).

Млекопитающие участвуют в цепях питания как водных, так и наземных биоценозов. Роющие виды (кроты, землеройки, грызуны) осуществляют почвообразовательную деятельность, многие звери распространяют семена и плоды растений, некоторые рукокрылые являются опылителями, хищники и падальщики выполняют важную роль «санитаров».

Велико практическое значение млекопитающих. Полтора десятка видов одомашнены (первые попытки доместикации были предприняты первобытным человеком 12-15 тыс. лет назад, т.е. в эпоху неолита) и являются важными объектами животноводства. Охотничье – промысловые звери также дают ценные продукты: мясо, жир, мех, рога, амбру, спермацет, китовый ус, мускус и прочее. Некоторые виды (ласка, селевиния, землеройки, ежи и др.) регулируют численность вредных животных. С другой стороны, вредителями растениеводства, лесного хозяйства, амбарных запасов являются многие грызуны (мыши, полевки, суслики, хомяки), зайцеобразные (кролики, зайцы). Некоторые хищные звери могут наносить ущерб скотоводству и птицеводству.

Наконец, немало видов млекопитающих, которые являются резервуарными хозяевами и распространителями возбудителей инфекционных и паразитарных заболеваний домашних животных и человека, прокормителями клещей, блох, вшей, власоедов. Так, грызуны распространяют возбудителей чумы, геморрагической лихорадки, туляремии, сыпного и возвратного тифов, энцефалита, лейшманиоза, лептоспироза и др., волки, лисицы – вирус бешенства, дикие копытные – гельминтов. Кровеядные летучие мыши (вампиры) распространяют возбудителей ряда заболеваний крови и вирус бешенства.