Презентация животный мир. Зоология
 Скачать 5.92 Mb.
|
|
А.И. Ятусевич, Л.Е. Трофимчик, Н.И. Олехнович, А.М. Субботин, Т.В. Медведская, О.В. Кузьмич ЗООЛОГИЯ Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебника для студентов учреждений, обеспечивающих получение высшего образования по специальностям «Ветеринарная медицина» и «Зоотехния» Витебск, 2007 год. 2 УДК 591.1/.9 (075.8) ББК 28.6я73 З Редактор Рецензенты А.И. Ятусевич, Л.Е. Трофимчик, Н.И. Олехнович, А.М. Суб- ботин, Т.В. Медведская, О.В. Кузьмич. Зоология.- Витебск, 2007.- 340с.: ил. – (Учебник для студентов высших учебных заведений). ISBN ------------ Рассмотрены основные теоретические положения в зоологической науке, общие характеристики, наружное, внутреннее строение и развитие живых организмов. Приведена систематика и эволющия животного мира. Для студентов по специальностям «Зоотехния» и «Ветеринарная медицина». УДК 591.1/.9 (075.8) ББК 28.6я73 ISBN ------------ © УО ВГАВМ, 2007 3 ВВЕДЕНИЕ Зоология - наука о животных. Исторически современная зоология сложилась как система научных дисциплин о животных. В зоологии вы- деляют, с одной стороны, дисциплины, изучающие отдельные крупные систематические группы животных, а с другой - науки о строении, жизнедеятельности, развитии животных, их связях с окружающей сре- дой, об их эволюции и др. К первой группе зоологических дисциплин относятся: протозо- ология - наука об одноклеточных животных, гельминтология — нау- ка о паразитических червях, малакология — наука о моллюсках, арахно- логия — наука о паукообразных, энтомология — наука о насекомых, ихтиология — наука о рыбах, герпетология - наука о земноводных и пресмыкающихся, орнитология — наука о птицах, териология, или маммология - наука о млекопитающих и др. Причем все эти науки объединяются в два раздела: зоологию позвоночных, изучающую всего один тип - хордовых, и зоологию беспозвоночных, исследующую все остальные 23 типа животных. Ко второй группе зоологических дисциплин относятся: морфология животных, изучающая строение и преобразование формы, включающая также соподчиненные дисциплины, как цитология, гистология, анатомия, эмбриология, изучающие строение клеток, тканей, внутренних систем ор- ганов, индивидуальное развитие; физиология животных, изучающая жизненные процессы; экология, исследующая взаимосвязи животных с окружающей средой; зоогеография — наука о пространственном распре- делении животных на Земле; зоологическая систематика — наука о мно- гообразии животных и их классификации; филогенетика животного мира — наука об историческом развитии животных. Прикладная зоология связана с практической деятельностью чело- века и включает такие дисциплины, как селекция животных, парази- тология, зоотехнология (разведение диких животных), сельскохозяй- ственная, лесная, медицинская зоологии и др. История зоологии. Достоверные сведения о зарождении зоологии, как науки связаны с первыми письменными научными обобщениями. Первые обстоятельные научные трактаты по биологии написаны великим древнегреческим философом и естествоиспытателем Аристотелем (384—322 гг. до н.э.): многотомный труд «История животных» (в 10 томах), «Возникновение животных», «О частях животных». Он описал около 520 видов животных и создал первую систему, в которой подразделил всех животных на две группы: с кровью и без крови. Большую ценность представляют труды Аристотеля по анатомии животных, в том числе семь атласов. Он впервые описал жевательный аппарат иглокожих - «аристотелев» фонарь, улитку во внутреннем ухе млекопитающих, рудиментарный глаз у крота и многое другое. В Древнем Риме развиваются научные традиции Афинской шко - лы. Римский ученый Гай Плиний Старший (23—79 гг. н.э.) подготовил 4 многотомную «Естественную историю», в основу которой были поло- жены сведения из трудов Аристотеля. Средние века добавили в зоологические познания немного, так как за- нятия естествознанием в то время находились под строгим запретом церкви. В эпоху Возрождения интерес к изучению живой, природы возрастает. Наряду с описанием видов животных развиваются анатомические исследования в связи с запросами медицины. Параллельно развивается физиология животных. В XVII в. голландский ученый Антони Левенгук (1632—1723) изобрел микроскоп, что привело к открытию одноклеточных животных, половых клеток многих животных и человека, эритроцитов крови и изучению микроструктуры многих органов животных. В эпоху Великих географических открытий происходит интенсивное накопление новых сведений о животных и растениях из разных стран, создаются музейные коллекции животных, что способствует развитию систематики. Большое значение для становления систематики сыграли заботы ан- глийского ученого Джона Рея (1627—1705), который ввел понятие вид, определяя его как группу морфологически сходных особей, подобных потомству одних родителей. Однако основоположником систематики заслужено считают знаменитого шведского ученого Карла Линнея (1707—1778). Его основной труд «Система природы» вышел в свет в 1735 г. Он сформулировал важнейшие принципы систематики: предложил иерархию систематических категорий: класс, порядок (у животных — отряд), род, вид; ввел бинарную номенклатуру для вида (двойное название включающее название рода и вида); единый для систематики латинский язык, правило авторского приоритета в названии вида. В систему животных К. Линней обосновал шесть классов: Mammalia — млекопитающие, Aves — птицы, Amphibia — гады, Pisces — рыбы, Insec- ta — насекомые и Vermes — черви. Следующий крупный этап в развитии зоологии определили блестя- щие работы французских ученых: Жоржа Кювье и Жана Батиста Ламарка. Жорж Кювье (1769—1832) — основоположник сравнительной анатомии и палеонтологии. Он выделил наиболее крупные систематические группы животных с разным планом строения. В дальнейшем за этими группами утвердилось название типы. Ж. Кювье выделил 4 типа строения у животных: позвоночные, членистые, моллюски и лучистые. Жан Батист Ламарк (1744—1828) - создатель первой естественной системы животных и эволюционной теории. Он усовершенствовал систематику животного мира с учетом повышение их организации и преемственность в эволюционном развитии и изложил первую эволюционную теорию. Основными факторами эволюции по Ламарку были изменчивость под влиянием среды, наследуемость приобретаемых свойств и стремление к прогрессу и самоусовершенствованию. 5 В первой половине XIX в. успехи биологии и других естественных наук подготовили появление научно обоснованной эволюционной теории Ч. Дарвина (1809—1882). Он внес существенный вклад в развитие зоологии, биогеографии, палеонтологии, эмбриологии, но его основная заслуга — создание эволюционной теории, основные положения которой изложены в основном труде «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» (1859). Ч. Дарвином был обоснован основной движущий фактор эволюции - естественный отбор, что дало естественнонаучное обоснование приспособительному характеру видообразования. В XX в. развитие зоологии тесно связано с использованием электронной микроскопии, радиоизотопных, биохимических, биофизических методов исследования. Огромное влияние на развитие современной зоологии оказали экология, генетика, микроморфология, биохимия и синтетическая теория эволюции. Зоология превратилась в сложную систему дисциплин как уже отмечалось выше. Сфор- мировалось множество научных направлений и школ, руководимых плеядой крупных ученых. Начало развития естественных наук в России связано с эпохой Петра I. В это время открываются Академия наук в Петербурге (1725), Московский университет (1755), где возникают первые научные школы естествоиспытателей. Начало развитию зоологии положили фаунистические исследования XVIII—XIX вв. В XVIII в. были организованы первые научные экспедиции в Сибирь и другие районы России для сбора растений и коллекций зверей и птиц. В XIX в. продолжались научные экспедиции по изучению природы России, организованные К. М. Бэром, Н. А. Северцовым, А. П. Богдановым, Н. М. Пржевальским, П. К. Козловым, П. П. Семеновым-Тян-Шанским и др. Н.М. Пржевальский (1838—1888) совершил знаменитые экспедиции по Центральной Азии, открыв новые горные хребты и собрав неизвестные науке виды растений и животных. Открытый им вид дикой лошади получил в его честь видовое название — лошадь Пржевальского. Н. Н. Миклухо-Маклай (1846—1888) изучал животных Канарских островов, коралловых рифов Красного моря, провел исследования в Новой Гвинее, Малаккском полуострове. Морских животных Черного и Средиземного морей изучали И. И. Мечников, А. О. Ковалевский, А. Дорн. Русские ученые-зоологи XIX и начала XX в. представляли собой выдающуюся плеяду исследователей с широкой мировой известностью. Возникли научные школы орнитологов (Н. А. Северцов, М. А. Мензбир), энтомологов (Н. А. Холодковский, Г. Я. Якобсон), морфологов (А. О. Ковалевский, А. Н. Северцов), океанологов (Н. М. Книпович), зоогеографов (П. П. Семенов-Тян-Шанский, Н. М. Пржевальский), эмбриологов (К. М. Бэр), палеонтологов (К. Ф. Рулье, В. О. Ковалевский), физиологов (И. И. Сеченов) и др. В послереволюционное время отечественная наука переживает большой подъем. Этому способствовало возникновение множества научных центров в разных городах: научно-исследовательских институтов, 6 университетов, других вузов, а также заповедников, заказников. Центром развития систематики животных и фаунистических исследований является Зоологический институт в Санкт-Петербурге. Важнейшее достижение систематиков страны — это многотомные издания «Фауна СССР», «Животный мир СССР». Центром морфологических, экологических и эволюционных исследований в зоологии стал Институт эволюционной морфологии и экологии животных им. А. Н. Северцова в Москве. В нем работали такие корифеи зоологической науки, как А. Н. Северцов, И. И. Шмальгаузен, Д. М. Федотов, М. С. Гиляров и др. Ведущую роль в разработке проблем цитологии, эмбриологии животных, генетики, молекулярной биологии занимает Институт биологии развития в Москве. Крупные научные школы развиваются в новых центрах зоологиче- ской науки в Новосибирске, Екатеринбурге, Владивостоке, а также в столицах сопредельных республик СНГ. В области протистологии крупные научные направления создали В. А. Догель и Ю. И. Полянский. В. А. Догелем и его учениками выполнены крупные исследования по паразитическим и симбиотическим простейшим, заложены основы почвенной протистологии. Широко известны труды В. А. Догеля в области протистологии. Учение В. А. Догеля об олигомеризации гомологичных органов вошло в сокровищницу эволюционной теории. Большие успехи были достигнуты в области гельминтологии. Под руководством академика К.И. Скрябина создан Институт гельминтологии в Москве, выполнено изучение фауны гельминтов и создано учение о девастации — полном истреблении гельминтов. Развитие медицинской энтомологии и акарологии позволило сформулировать основные положения учения о природной очаговости трансмиссивных заболеваний (академик Е. Н. Павловский), о биологии насекомых-переносчиков и борьбе с ними (В. Н. Беклемишев). Основы почвенной зоологии были заложены трудами академика М. С. Гилярова: «Почва как среда обитания и ее роль в эволюции насекомых», «Зоологический метод диагностики почв», «Определитель почвообитающих личинок насекомых», отмеченные государственными премиями. Одной из лидирующих дисциплин в зоологии беспозвоночных оказа- лась малакология. Крупные обобщения по легочным моллюскам сделали В.И. Жадин, И. М. Лихарев (1962). Сухопутные легочные моллюски де- тально изучались Н. Н. Акромовским, П.В. Матекиным. Используются новые биохимические методы в систематике и филоге- нии животных (академик А. Н. Белозерский). Морфофизиологические закономерности эволюционного процесса на зоологическом материале изучали академики А. Н. Северцов, И. И. Шмальгаузен. Эмбриология бес- позвоночных в связи с филогенией получила дальнейшее развитие в трудах В. Н. Беклемишева, В. А. Догеля, А. А. Захваткина, Н. А. Ливанова, Д. М. Федотова. В нашей стране огромный вклад в развитие зоологической науки, 7 изучение и охрану животного мира Беларуси, в дело подготовки ветеринарных и медико-биологических специалистов и популяризацию зоологических знаний внесли известные ученые А.В Федюшин, И.Н.Сержанин, А.И. Ятусевич, Н.Ф. Карасев, М.В. Якубовский, Т.Г.Никулин, И.Т.Арзамасов, Е.И. Бычкова, Е.И. Анисимова, В.М. Каплич, С.В. Похненко, Г.Г. Винберг, О.И. Мержевская, В.Ф. Терехович, Л.М. Сущеня, М.М. Пикулик, А.М. Дорофеев, И.С. Жариков и др. Система животного мира и некоторые понятия в зоологии. Систематика - наука о разнообразии живой материи, занимается классификацией организмов для построения системы, отражающей их родственные, или генеалогические, связи. В современной систематике животных используются не только морфологические особенности, но и физиологические, генетические, биохимические, экологические, географические. Таким образом, систематика, с одной стороны, базиру- ется на достижениях многих биологических дисциплин, а с другой - способствует их развитию. Основными систематическими категориями в классификации живот- ного мира, начиная с XIX в, приняты: тип (Phylum), класс (Classis), отряд (Ordo), семейство (Familia), род (Genus) и вид (Species). В дальнейшем прибавились высшие категории: разделы (Divisio), царства (Regnum). По мере усложнения системы животного мира понадобилось введение до- полнительных систематических категорий, с приставкой sub — под и su- per — над, например: надкласс (Superclassis), подкласс (Subclassis) и т. п. Выделение самых высших систематических категорий базируется на признаках уровня организации (одноклеточные - многоклеточные; пер- вичнополостные — вторичнополостные). Характеристика типов живот- ных включает план строения, т.е. особенности симметрии и общей мор- фологической архитектоники. Основной систематической единицей или таксоном является вид, для обозначения которого используют бинарную номенклатуру К. Линнея. Существует следующая система животного мира: Царство Животные (Animalia) Подцарство Простейшие, или Одноклеточные (Protozoa) Тип Саркомастигофоры (Sarcomastigophora) Тип Апикомплексы (Apicomplexa) Тип Миксоспоридии (Myxozoa) Тип Микроспоридии (Microspora) Тип Инфузории (Ciliophora) Тип Лабиринтулы (Labirinthomorpha) Тип Асцетоспоридии (Ascetospora) Подцарство Многоклеточные (Metazoa) Надраздел Фагоцителлообразные (Phagocytellozoa) Тип Пластинчатые (Placozoa) Надраздел Паразои (Parazoa) Тип Губки (Porifera, или Spongia) Надраздел Эуметазои (Eumetazoa) 8 Раздел Лучистые (Radiata) Тип Кишечнополостные (Coelenterata) Тип Гребневики (Ctenophora) Раздел Двустороннесимметричные (Bilateria) Подраздел Бесполостные (Acoelomata) Тип Плоские черви (Plathelminthes) Тип Нематгельминты (Nemathelminthes) Тип Немертины (Nemertini) Подраздел Вторичнополостные (Coelomata) Тип Кольчатые черви (Annelida) Тип Моллюски (Mollusca) Тип Онихофоры (Onychophora) Тип Членистоногие (Arthropoda) Тип Погонофоры (Pogonophora) Тип Щупальцевые (Tentaculata) Тип Щетинкочелюстные (Chaetognatha) Тип Иглокожие (Echinodermata) Тип Полухордовые (Hemichordata) Тип Хордовые (Chordata) Животное царство подразделяют на два подцарства: подцарство Од- ноклеточные (Protozoa) и подцарство Многоклеточные (Metazoa). В соот- ветствии с системой А. В. Иванова, Metazoa подразделены на три над- раздела. Первый надраздел -- Фагоцителлозои, или Фагоцителлообразные (Phagocytellozoa), — включает самых примитивных многоклеточных со слабой дифференциацией клеток. Второй надраздел — Паразои (Раrazoa) представляет также низкоорганизованных многоклеточных, с большим разнообразием клеток, однако без оформленных органов и тканей. Третий надраздел — Эуметазои (Eumetazoa) представляет собой высших многоклеточных с дифференцированными тканями и органами. В пределах последнего надраздела выделяют два раздела — Лучистые (Radiata) и Двусторонне-симметричные, или Билатеральные (Bilateria). Лучистые обладают радиальной симметрией, при которой через тело животных можно провести несколько плоскостей, делящих его на одина- ковые участки с повторяющимися органами. Этот тип симметрии характерен для малоподвижных и прикрепленных форм. Все радиальные состоят из двух слоев клеток: эктодермы (наружного) и энтодермы (внутреннего), поэтому их еще называют двуслойными (Diblastica). Тело билатеральных животных можно подразделить лишь одной плоскостью на две симметричные половины. Bilateria относится к трех- слойным животным, у которых все органы развиваются из трех зароды- шевых листков: наружного — эктодермы, внутреннего - энтодермы и среднего - мезодермы. Раздел билатеральных животных включает два подраздела: бесполостных (Acoelomata) и вторичнополостных (Coelomata). У первых промежутки между органами заполнены паренхиматозными клетками, иногда частично резорбированными, а у 9 вторых имеется вторичная полость тела, выстланная мезодермальным эпителием. Соеlomata - многоклеточные животные с высоким уровнем организации. К ним относится 10 типов из двух приведенных в системе. Целомических животных А.В. Иванов подразделяет на пять надтипов: надтип Трохофорные (Trochozoa), к которым относятся кольчатые черви, моллюски, членистоногие и онихофоры, надтип Щупальцевые (Tentaculata), надтип Щетинкочелюстные (Chaetognatha), надтип Погонофора (Pogonophora), надтип Вторичноротые (Deuterostomia), включающие иглокожих, полухордовых и хордовых. Это дополнение к системе отражает филогенетические связи между типами. В курсе зоологии беспозвоночных из 24 типов изучается 22, так как предметом изучения зоологии позвоночных будут еще два типа: Полухордовые и Хордовые. Изложение материала в учебнике будет соответствовать систематическому порядку. Все животные, развиваясь проходят стадии зиготы, однослойного зародыша или бластулы, двухслойного зародыша или гаструлы. Последняя представляет собой мешок, состоящий из двух слоев клеток (экто- и энтодермы). Внутренняя полость гаструлы имеет отверстие, называемое бластопором или первичным ртом зародыша. В дальнейшем у одних он становится ртом взрослого животного (первичноротые животные – плоские, круглые, кольчатые черви, членистоногие, моллюски), а у других зарастает или превращается в анальное отверстие, а рот возникает на противоположной стороне тела (вторичноротые животные – иглокожие и хордовые). Почти все животные являются гетеротрофами, т.е. питаются готовыми органическими веществами растительного и животного происхождения. Своеобразным исключением являются некоторые жгутиконосцы, обладающие хлоропластами, т.е они могут использовать энергию солнечного света осуществлять реакцию фотосинтеза (автотрофы). Но в отличие от растений эти организмы поподая в места, лишенные солнечного света начинают питаться готовыми органическими веществами, т.е. гетеротрофно. Чередование автотрофного и гетеротрофного питания называется миксотрофным или автогетеротрофным. Способы же питания различают следующие: голофитный – как типичное растение с помощью реакции фотосинтеза; голозойный – как типичное животное питание готовой пищей. Типов размножения у животных два: бесполое и половое. К бесполому относят: деление на 2 части (у большинства простейших), мерогония или шизогония – множественное деление (споровики, вольвокс, полистомелла) и почкование – встречается редко у некоторых сосущих инфузорий и кишечнополостных. К половому относят копуляцию – слияние гамет с образованием зиготы (это обычное половое размножение у большинства видов животных) и конъюгацию – половой процесс заключающийся в обмене частями генетической информации (отмечается только у инфузорий). Конъюгация называется половым процессом, а не размножением так как в 10 результате этого процесса не происходит увеличение количества особей. Но коньюгацию все же относят к половому размножению так как всеже происходит перемешивание генов и возникновение новых генотипов, что повышает вероятность выживания организма в природе. |