Методы познания органического мира Классификация систематика и номенклатура

Методы познания органического мира Классификация, систематика, и номенклатура организмов • Классификация – выделение группировок организмов по их родственным связям. Для большинства групп организмов уже созданы шкалы классификационных группировок, соподчиненных другу по принципу иерархии - от более крупных объединений к более мелким. Классификация может быть естественной, а в некоторых случаях искусственной. • Систематика – занимается вопросами естественной классификации организмов • Номенклатура – система наименования организмов

Система органического мира Наиболее крупные объединения органического мира • Империя Жизнь • Надцарство Доядерные организмы (Прокариоты) Царство Бактерии Царство Цианобионты • Надцарство Ядерные организмы (Эукариоты) Царство Растения Царство Грибы Царство Животные (группы позвоночные и беспозвоночные)

Карл Линней – создатель научной таксономии и систематики, предложивший правила номенклатуры для названия организмов Названия организмов приводятся на латинском языке и имеют международный статус. Вместе с названием таксона приводятся фамилия автора и год опубликования таксона в научной литературе Царство – Тип – Класс – Отряд – Семейство – Род - Вид (самое мелкое естественное, природное объединение), записывается в бинарной номенклатуре - двойное наименование: первое слово обозначает название рода, а второе – название вида – Cyrtospirifer tenticulum Nalivkin, 1933 Род Cyrtospirifer Семейство Cyrtospiriferidae Отряд Spiriferida Класс Articulata Тип Brachiopoda Царство Животные (самое крупное объединение)

Царство Животные (группа беспозвоночные) Подцарство Простейшие Protozoa (одноклеточные) • Тип Саркодовые Sarcodina Подцарство Многоклеточные Надраздел Примитивные многоклеточные • Тип Губковые Spongiata • Тип Археоциаты Archaeocyathi • Надраздел Настоящие многоклеточные • Тип Стрекающие Cnidaria (Книдарии) • Надтип Черви Vermes • Тип Членистоногие Arthopoda • Тип Мшанки Bryozoa • Тип Брахиоподы Brachiopoda (Плеченогие) • Тип Моллюски Mollusca • Тип Иглокожие Echinodermata • Тип Полухордовые Hemichordata

Подцарство Простейшие Protozoa одноклеточные) Подцарство представлено животными, состоящими обычно из одной клетка. Размеры варьируют от 10 мкм до 5 см (очень редко до 10 – 15 см). Клетка простейших – целостный организм и выполняет все основные жизненные функции (обмен веществ, движение, размножение и т. п. ). Современная Инфузория хорошо видимыми органеллами и псевдоподиями

Подцарство Простейшие Тип Саркодовые Sarcodina, Саркодовые – преимуществен- Современный представитель саркодовых - глобигерина но морские простейшие, нередко обладают скелетом и имеют разнообразные органоиды, в т. ч. движения (псевдоподии или ложноножки). Псевдоподии также выполняют функции захвата пищи. Большинство современных саркодовых обитает в морях, но около 20% - в пресноводных водоемах. Саркодовые ползают по дну (подвижный бентос), часто поселяются на водорослях, иногда прикрепляются к субстрату (прикрепленный бентос), часть саркодовых плавает в толще воды и является планктоном.

Тип Саркодовые Sarcodina, Класс Фораминифера Foraminifera Раковины современных фораминифер Класс фораминиферы многочисленный и разнообразный. К нему относятся бентосные и планктонные формы, живущие в морях, редко в солоновато-водных и крайне редко в пресных водоемах. Они обладают раковиной с одним или несколькими отверстиями – устьями, через которые наружу выходят длинные псевдоподии.

Способ образования и структура стенки раковины Присутствие жесткой раковины является важным защитным приспособлением для мягкого тела – живой клетки. Состав и структура стенки раковины – ведущий признак в систематике этой группы. Органические раковины состоят из неминерализованного органического вещества - тектина (соединение гликопротеинов и углеводов). Присутствуют у наиболее древних и примитивных форм фораминифер. Агглютинированные раковины построены из различного минерального материала, скрепленного органическим веществом. Строительным материалом могут служить зерна кварца, кальцита, раковины других фораминифер и др. Секреционные раковины (минерализованные) состоят и большинстве случаев из карбоната кальция, а некоторые их арагонита. Эти раковины наиболее широко распространены в современных морях.

Класс Фораминиферы Foraminifera По современной классификации среди этого класс по разным концепциям выделяют от 13 до 52 отрядов. Среди ископаемых фораминифер наиболее широко распространены следующие отряды: • • • Отряд Текстуларииды Textulariida Отряд Лагениды Lagenida Отряд Глобигериниды Globigerinida Отряд Фузулиниды Fusulinida Отряд Нуммулитиды Nummulitida

Textulariidae Род Textularia Defrance (C-Q) Отряд Texturaria Defrance Вид сбоку Раковина агглютинированная, как правило мелкозернистая, многокамерная, двурядная, удлиненно-треугольной формы. Камеры располагаются по винтовой спирали в два ряда, Разделенных зигзагообразной линией. Устье находится в основании септальной поверхности. Встречается во всех морях на глубинах до 7000 м, но особенно часто в неритовой области. Подвижный бентос. Карбон – ныне. Род пользуется широким распространением.

Отряд Lagenida Род Nodosria Lamarck (P – Q) Раковина секреционная, известковая, обычно тонкопористая, многокамерная, прямая однорядная. Камеры отделены друг от друга прямыми швами, перпендикулярными к оси. Поверхность гладкая или орнаментированная продольно расположенными ребрами или шипами. Род встречается в неритической провинции и в верхней части батиальной зоны. Бентос. Пермь – ныне.

Отряд Globigerina Orbigny Раковина секреционная, известковая, пористая, многокамерная с многочисленными шипами. В ископаемом состоянии сохраняются только основания шипов. Шарообразные камеры располагаются по низкой конической спирали. Размеры камер резко увеличиваются в последнем обороте, где число их не превышает четырех - пяти Род Globigerina Палеоген – ныне; род пользуется широким распространением.

Отряд Fusulinida Род Fusulina (C 2 -3) Раковина секреционная, известковая, многокамерная, веретеновидная, обычно сильно вытянутая по оси навивания. Подвижный бентос сублиторальной зоны. Известняки, сложенные в основной массе раковинами фузулинид, называются фузулиновыми известняками. Часто используются как строительный камень. Средний и поздний карбон; встречаются повсеместно.

Фузулиновый известняк

Род Schwagerina Muller (P 1) Раковина секреционная, известковая, многокамерная, шарообразная. Ранняя пермь. Бентос Род встречается почти повсеместно вне бореального палеоклиматического пояса.

Отряд Nummulitida Род Nummulites Lamark Палеоген – ныне. Почти повсеместно Подвижный бентос Раковина секреционная, известковая, многокамерная, монетовидная, обычно очень крупная, до 3 – 10 см. На поперечном сечении видна спираль, состоящая из многочисленных оборотов, разделенных на значительное число камер. На продольном сечении можно наблюдать, как каждый последующий оборот полностью объемлет предыдущий.

Наружная поверхность и поперечное сечение раковин нуммулитид

Экология и условия захоронения фораминифер • Существуют две биономические группы фораминифер: бентосная и пелагическая. • Бентосная группа более многочисленная и древняя. Её представители известны с кембрия или раньше. Населяют все глубины – от сублиторали до абиссали. • Планктонная группа сравнительно малочисленная и молодая. Ее представители обитают в пелагиали на глубинах 0 – 300 м. Однако иногда планктонные фораминиферы встречены на глубинах до 3000 м. • По способу питания среди фораминифер существуют фильтраторы, хищники и растительноядные формы. • Абиотические факторы, влияющие на расселение фораминифер: температура, глубина и соленость. • При осаждении мертвых фораминифер с глубины 3700 м их раковины начинают растворяться. На больших глубинах могут захораниваться фораминифер. только раковины агглютинированных

Современные бентосные фораминиферы Современные пелагические фораминиферы

Геологическое значение фораминифер • Скелеты фораминифер составляют значительную часть известковых илов; известны современные глобигериновые, милиолиновые илы. Широко распространены ископаемые фузулиновые известняки карбона и нуммулитовые известняки палеогена. • Планктонная группа сравнительно малочисленная и молодая. Ее представители обитают в пелагиали на глубинах 0 – 300 м. Однако раковины планктонных фораминифер встречены на глубинах до 3000 м. • Стратиграфическая ценность фораминифер вызвана их небольшими размерами и массовой встречаемостью. Зональная шкала разработана начиная с карбона и до настоящего времени.

Современные радиолярии Класс Радиолярии Radiolaria Радиолярии – морские планктонные саркодовые с секреционным кремневым скелетом. Это одиночные животные размером от 40 – 50 мкм до 2 мм. Почти все радиолярии имеют скелет, расположенный внутри цитоплазмы. От цитоплазмы радиально отходят длинные тонкие псевдоподии, которые важны для планктонного образа жизни организма. Скелет чаще всего состоит из аморфного кремнезема и имеет очень разнообразную форму: шарообразную, дискообразную, конусообразную. .

Радиолярии являются фильтраторами. Они обитают на всех глубинах морских бассейнов, вплоть до абиссали. Известны эврибатные и стенобатные формы. После смерти животного скелеты радиолярий опускаются на дно и входят в состав радиоляриевых илов. Общее количество раковинок радиолярий может достигать сотен тысяч экземпляров на один грамм сухого остатка. Геологическая история радиолярий начинается с раннего палеозоя. В настоящее время они испытывают расцвет. Радиолярии играют большую роль в круговороте кремнезема. Радиолярии входят в состав яшм и кремнистых сланцев.

Подцарство Многоклеточные Животные, тело которых состоит из большого числа клеток, слагающих ткани и органы и выполняющих разные функции Надраздел Примитивные многоклеточные Животные не имеют стабильной дифференциации клеток как по морфологии, так и по положению в теле животного. Отсутствуют ткани и органы. ТИП ПОРИФЕРЫ или Пороносцы PORIFERA КЛАСС ГУБКИ Spongia Живые губки на морском дне Губки – одни из самых примитивных многоклеточных Животных. Они широко представлены в геологической летописи, процветают и по ныне.

Форма скелетов губок Цилиндрическая, Грибообразная, Сферическая Грушевидная Кубковидная,

Форма спикул и типы их срастания в скелетную решетку Форма спикул губок может быть чрезвычайно разнообразная: одно-, двух-, четырех-, и многоосные.

• Губки получают свою пищу с током воды. Поэтому одним из важных признаков класса является наличие системы каналов, пронизывающих тело животного. Эта система называется водно-сосудистой или ирригационной. Многочисленные каналы снаружи и внутри открываются порами. Такая особенность строения губок дала им название – пориферы (PORIFERA), пороносцы. • Состав скелета губок бывает минеральный, органический или смешанный. Значительно реже встречаются губки с агглютинированным скелетом. Минеральный скелет – кремнневый или известковый. Органический скелет состоит из белкового соединения – спонгита. Смешанный скелет представлен спикулами, скрепленными органическим веществом. Агглютинированный скелет состоит из мелких посторонних частичек.

Губки достоверно известны с кембрия. В настоящее время и в прошлом губки могли поселяться группами. Заросли известковых губок нередко входят в состав рифов. Кремневые губки участвуют в формировании осадков типа «стеклянный войлок» . Впоследствии они преобразуются в кремневые породы (спонголит, яшма, трепел, опока). Скелет современной губки грибообразной формы

Современные губки с органическим скелетом Органический (спонгитовый) скелет имеет форму нитей, волокон или пленок «Аптечная» губка и ее фрагмент Современная губка, приросшая к раковине пелециподы

Представители древнейших кремневых губок Отпечаток среднекембрийской губки Остатки кембрийской губки: видны отдельные правильно расположенные спикулы

Подкласс Кремневые губки Silicispongia Одиночные и колониальные прикрепленные и свободнолежащие формы. Скелет кремневый, агглютинированный, кремнероговой, существуют бесскелетные формы. Род Ventriculites Mantell Одиночные формы в виде широкого кубка часто с отогнутым складчатым верхним краем. Центральная полость очень широкая и глубокая. Обе поверхности губки имеют продольно складчатые углубления с поперечными перемычками, создающими систему вертикально ориентированных рядов крупных овальных углублений. От нижней части кубка отходят корневые выросты. Поздний мел.

Различная сохранность представителей рода Ventriculites Вид сбоку центральной и нижней частей скелета Место прирастания Слепок ядра Вид скелета с разных сторон. Можно наблюдать место прирастания скелета к грунту

Юрский губковый риф (Германия)

Хететоиды Chaetetoidae – организмы неясного систематического положения Колониальные вымершие организмы с карбонатным скелетом. Полипняки обычно массивные, состоят из тонких параллельных или веерообразно расходящихся зооидных трубок. Размеры трубок 0, 16 – 1, 2 мм в диаметре, форма поперечного сечения – округлая, многоугольная, меандрически изгибающаяся. Внутри трубок зооидов развиты горизонтальные днища. Колонии могут достигать 1 м в длину. Их форма обычно • полусферическая, • пластинчатая, • желваковидная. Условно относятся к классу Склероспонгий из типа Пориферы. Это основано на сходстве с современными склероспонгиями Обломок полусферической колонии каменноугольной хететиды

Название происходит от греч. Chaeta – волос, щетинка. Простонародное название этих органихмов «конский хвост» . Хететиды являются морскими бентосными прирастающими организмами. Существовали от ордовика до неогена. Их расцвет приходится на Колония каменноугольных хететид с округлым поперечным сечением трубок каменноугольный период. Обитали в мелководных теплых морях.

Подкласс Строматопораты Stromatoporata Вымершие колониальные организмы, условно относящиеся к классу Склероспонгий Колония палеозойской строматопораты От строматорат в ископаемом состоянии сохраняются только известковые слоистые скелеты. Они состоит из многочисленных, последовательно наслаивающихся параллельно другу пластин – - ламин. Строматопораты – донные колониальные животные, прикрепленные или свободнолежащие. Могли образовывать банки и рифы, давшие строматопоратовые известняки. Жили обычно в нормально-морских условиях, но могли выдерживать колебание солености. Время существования: средний ордовик - палеоген

Размеры колоний могли доходить до 30 см, редко до 1 м Увеличенные поперечное и продольное сечения. Видны ламины и пузырчатая ткань. Поверхность ламины с астроризами – звездоподобными каналами без самостоятельных стенок Массивная колония строматопораты

Тип Археоциаты Archaeocyathi Археоциаты являются вымершими раннекембрийскими морскими одиночными и колониальными прикрепленными организмами. Скелет состоит из одной или двух известковых пористых стенок и соединяющих их элементов. О строении мягкого тела археоциат практически нечего не известно. Пористость стенок скелета сближает археоциат с губками. В отличие от губок скелет археоциат не спикульный, а зернистый. Химический состав стенок только известковистый. Археоциаты были фильтраторами и составляли основную часть неподвижного бентоса раннего кембрия

Схема строения скелета археоциат По форме существования выделяют одиночные археоциаты и колониальные археоциаты. Колонии могут быть массивными (индивидуумы срастаются друг с другом) и ветвистыми (индивидуумы отростают друг от друга). Археоциаты изучаются в ориентированных шлифах. Для классификации археоциат имеет значение строение стенок, число пор на наружной и внутренней стенках между соседними септами.

Нижнекембрийские археоциаты из северной части Сибири Внутреннее ядро и разрез стенки Отпечаток наружной стенки

Археоциатовый известняк из Восточного Саяна Видны продольные, поперечные и косые сечения скелетов

Археоциатовые и водорослево-археоциатовые биостромы нижний кембрий, Сибирская платформа, р. Лена