Лекция 1 Предмет методы и история развития Систематики

Лекция 1. Предмет, методы и история развития «Систематики растений и животных»

План лекции • Отличительные особенности растений и животных. • Положение растений и животных в системах органического мира. • Значение растений и животных. • Основные разделы ботаники и зоологии. • Краткая история развития ботаники и зоологии.

1. Общие сведения о зоологии. Растения и животные: основные различия

2. Система живого мира. ВИРУСЫ

Разнообразие животного мира земного шара, разносторонность задач и многообразие методов исследования привели к выделе нию многих самостоятельных зоологических дисциплин. • • Морфология животных; Физиология животных; Экология животных; Генетика животных; Систематика животных вместе с филогенетикой; Зоогеография; Этология; Эмбриология животных (онтогенез)

Классификации зоологических направлений о объектам исследования: • • • • Протозоология; Паразитология; Териология; Герпетология; Гельминтология: Энтомология; Ихтиология; Орнитология; Малакология; Акарология; Арахнология; Этология; Палеозология; Селекция животных; и т. д.

Краткая история развития ботаники • Первые письменные трактаты о растениях принадлежат греческому ученому Теофрасту (372– 287 гг. до н. э. ), которого называют «отцом ботаники» . Он описал свыше 500 видов растений, сделав попытку их классификации на основе жизненных форм. Из ботанических сочинений до нашего времени дошли две книги Теофраста, в которых обобщены сведения по морфологии, географии, медицинскому значению растений.

Дальнейшее развитие ботаники в античном мире, особенно в Древнем Риме, шло в прикладном направлении и касалось в основном земледелия и медицины. Древнеримский ученый Плиний Старший (23– 79 гг. н. э. ) написал первый учебник по ботанике, дошедший до наших дней.

Возникновение ботанических садов 1540 г. – в Падуе (Италия)

1545 г. – в Пизе (Италия)

1545 г. – в Цюрихе (Швейцария)

• Немецкий художник Альбрехт Дюрер (1471– 1528), иллюстрируя ботанические книги, создает великолепные гравюры растений.

• В 1583 г. итальянец Чезальпино сделал попытку классификации растений, в основу которой положил признаки строения плодов и семян (выделил 15 классов).

• Выдающийся английский естествоиспытатель Роберт Гук (1635– 1703) усовершенствовал микроскоп и при рассмотрении среза пробки обнаружил, что она состоит из крохотных ячеек. В 1665 г. он описал растительные клетки и ввел термин «cellula» , что на латыни означает «клетка» .

Марчелло Мальпиги (1628– 1694) и Неемий Грю (1641– 1712) положили начало анатомии растений, описав клетки, ткани различных видов и их значение. В 1671 г. они, независимо друг от друга, выпустили книги с одинаковым названием «Анатомия растений» . Неемий Грю

• Систематика и описательная морфология XVIII в. достигла высшего развития в трудах шведского ботаника Карла Линнея (1707– 1778). В 1735 г. Линней выпустил книгу «Система природы» , где классифицировал растения по строению органа размножения – андроцея. Он выделил 24 класса. Эта система была искусственна. • Важным нововведением Линнея в систематику была бинарная номенклатура.

• Значительными успехами в ботанике был отмечен XIX век. Оформились и возникли такие разделы, как физиология, география и экология растений, геоботаника, палеоботаника, эмбриология и т. д. Во всех разделах ботаники был накоплен огромный фактический материал, что создало базу для обобщающих теорий. Важнейшими из них стали клеточная теория и теория эволюционного развития жизни. В 1838 г. немецкий ботаник М. Шлейден установил, что клетка – это универсальная структурная единица в теле растений. • Разработка клеточной теории оказала огромное влияние на дальнейшее развитие биологии и положила начало цитологии.

• Появление эволюционной теории Чарльза Дарвина (1809– 1882) стало началом новой эпохи в развитии всех биологических наук. Начался новый период для систематики – эволюционный (филогенетический), т. е. возникла необходимость объединять в одни таксоны виды, единые по происхождению, а не по внешнему сходству. Морфологи начали изучать то, какими путями и под влиянием каких причин исторически сложились организмы. Закономерности географического распространения организмов стали объяснять не только современными условиями, но и историческими причинами.

Из истории развития зоологии. • Великий ученый и мыслитель Древней Греции Аристотель, считающийся родона чальником ряда наук, в IV в. до н. э. впервые систематизировал накопленные знания о животных и разделил все известные ему виды на две группы — животных, имеющих кровь, и животных без крови. К первой группе им были отнесены позвоночные жи вотные (звери, птицы, земноводные, пресмыкающиеся, рыбы), ко второй — беспозвоночные (насекомые, пауки, раки, моллюс ки, черви). Аристотель впервые выдвинул идею о соподчинении частей организма, которая много позже будет воплощена в уче нии о корреляциях.

• Эпоха Римской империи оставила нам многотомный труд Плиния Старшего (23— 79 гг. н. э. ) «Естественная история» , в которой два тома посвящены живым организмам.

• Знаменитый художник и ученый Леонардо да Винчи (1452— 1519), изучая кости и суставы, установил сходство в строении костей ноги лошади и человека, несмотря на их внешнюю непохожесть. Тем самым он открыл явление гомологии, которое в дальнейшем объединило многих внешне различных животных и помогло зало жить основу теории эволюции.

• Своего расцвета природоведение эпохи Возрождения достигло в трудах швейцарца Конрада Геснера (1516— 1565), сообщившего много сведений о животных, хотя зачастую не оригинальных, а почерпнутых из трудов древних ученых. В XVI—XVII вв. большой вклад в изучение анатомии животных, а также человека внесли врачи. • Крупнейшим анатомом эпохи Воз рождения был. Андреас Везалий (1514— 1564), опубликовавший первую наиболее точную работу по анатомии человека.

• Книга Вильяма Гарвея «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» (1628) вызвала полный переворот в зоологии.

• Голландец Антон Левенгук (1632 — 1723) при помощи изготовленного им микроскопа дал первое описание кровяных телец и капилляров, его помощник первым увидел сперматозои ды, но главным было открытие простейших, сделанное при рас сматривании под микроскопом капли воды. • В этот же период анг лийский ученый Роберт Гук (1635— 1703) выполнил ряд тонких микроскопических работ и в 1665 г. опубликовал книгу «Микрография» , в которой впервые в истории биологии была изображе на клетка. Это открытие имело важные последствия.

В конце XVII — первой половине XVIII в. были заложены осно вы систематики животного мира. Первую попытку в этом направ лении сделал английский натуралист Джон Рей (1628— 1705). В книге «Систематический обзор животных» , вышедшей в 1693 г. , Рей предложил классификацию животных, базирующуюся на сово купности внешних признаков, к примеру, по наличию когтей и зубов.

Несмотря на несовершенство классификации Рея, принцип, положенный в ее основу, получил развитие в трудах знаменитого шведского ученого Карла Линнея (1707— 1778). В 1735 г. Линней опубликовал книгу «Система природы» , в которой изложил свою классификацию растений и животных.

В конце XVIII — начале XIX в. французский зоолог Жорж Кю вье (1769— 1832) разработал основы сравнительной анатомии жи вотных и, в частности, учение о корреляциях. Кювье был осново положником палеонтологии. На основе этих работ в 1825 г. Анри Бленвиль ввел в систему понятие «тип» — высшую таксономиче скую единицу.

Французский биолог Жорж Бюффон (1707— 1788) высказал идею изменяемости видов под влиянием окружающей среды. Бюф фон — автор 44 томной энциклопедии «Естественная история» ; он установил наличие у животных рудиментарных органов, кото рые были когда то нормально развитыми.

Другой французский естествоиспытатель, Жан Батист Ламарк (1744— 1829), посвятил себя детальному изучению исторического развития живой природы. Он впервые ввел в употребление терми ны «беспозвоночные» и «позвоночные животные» , много работал над систематизацией беспозвоночных, среди которых различал уже 10 классов, и в 1815— 1822 гг. опубликовал большой труд «Есте ственная история беспозвоночных животных» . В процессе таксоно мических работ ему неоднократно приходилось задумываться над возможностью эволюционного процесса. Его главный труд «Фило софия зоологии» (1809) посвящен изложению научной теории эво люции животного мира. Ламарк считал, что организмы меняются под прямым воздействием среды и приобретенные признаки на следуются, однако ему была чужда идея естественного отбора.

Против идеи неизменяемости видов в этот же период выступи ли русские ученые К. Ф. Рулье (1814 1858) и К. М. Бэр (1792 1876). Рулье призывал изучать животных в их естественном окру жении и во взаимодействии со средой обитания. Его по праву можно считать провозвестником экологии. К. М. Бэр — автор выдающих ся исследований в области эмбриологии животных, создатель уче ния о зародышевых листках. К. Ф. Рулье К. М. Бэр

Значительное влияние на развитие зоологии оказала сформи ровавшаяся в конце 30 х годов XIX в. клеточная теория. Ее со здатели М. Шлейден (1804 1881) и Т. Шванн (1810 1882). Эта теория убедительно показала единство живых организмов на кле точном уровне. М. Шлейден Т. Шванн

С выходом в свет знаменитого труда Чарлза Дарвина (1809— 1882) «Происхождение видов» (1859) начинается новый период в развитии биологии в целом и зоологии в частности. В книге Дар вина изложено эволюционное учение и определен важнейший фактор эволюции — естественный отбор.

В создании эволюционной сравнительной эмбриологии последней ведущая роль принадле жит русским зоологам И. И. Мечникову (1845— 1916) и А. О. Ко валевскому (1840— 1901). Выводы сравнительной эмбриологии, основанные на эволюционном учении, служили веским доказа тельством в пользу единства происхождения всех типов животно го царства. Уже в начале XX в. было детально выяснено эмбрио нальное развитие большинства типов И. И. Мечников животных. В это же время В. О. Ковалевский (1842— 1883) работами по ископаемым копыт ным заложил основы эволюционной палеозоологии. Чрезвычайно быстро развиваются систематика и зоогеография. Еще в додарвиновские времена Н. А. Северцов (1827— 1885) установил связь меж ду особенностями фауны и физико географическими условиями, в которых развивается эта фауна. Тем самым была заложена осно ва экологической Н. А. Северцов зоогеографии. А. О. Ко валевский

Эволюция растительного и животного мира