Введение в зоологию беспозвоночных. Одноклеточные.
Зоология – это наука о животных. Чтобы приступить к изучению зоологии, нужно иметь представление о том, кто такие животные. В прежние времена (приблизительно до середины 20 века) все живые организмы подразделяли только на два царства: Растения (способные поглощать пищу только путём диффузии и обладающие клеточной стенкой) и Животные (способные поглощать пищу кусками или каплями посредством фагоцитоза и не обладающие клеточной стенкой). Эта классификация совершенно не отражала истинного родства живых существ. Совершенно очевидно, что различные организмы, клетки которых имеют ядро, более родственны другу, чем они же – безъядерным организмам, а по вышеназванной систематике противопоставленные животным бактерии, мухоморы и сосны оказывались друг с другом в одном царстве.
Для исправления этой несправедливости возникло деление организмов на два надцарства: прокариот, куда отнесли бактерий и цианобактерий, и эукариот, куда отнесли всех остальных. Этих «всех остальных» прежде всего поделили на царства Растения (имеют клеточную стенку, не способны к фагоцитозу и способны к фотосинтезу), Грибы (имеют клеточную стенку, не способны к фагоцитозу и не способны к фотосинтезу) и Животные (не имеют клеточной стенки, не способны к фотосинтезу и способны к фагоцитозу). На нашем рисунке изображена классическая животная клетка. В пределах этой классификации мы называем животными эукариот без клеточной стенки. Однако данный вариант имеет свои недостатки. Существует некоторое количество одноклеточных эукариот, относящихся к одному классу, отряду и семейству, одни из которых соответствуют определению растений, а другие – животных. Более того, есть и такие, что могут вести себя как животные или как растения в зависимости от того, находятся ли они на свету или в темноте. Чтобы избежать этих противоречий, некоторые систематики выделяют ещё и царство Протисты, к которому относят всех одноклеточных эукариот. Те из них, что обладают клеткой животного типа, в сводках поконсервативнее именуются подцарством Одноклеточные царства Животные.
Наиболеепрогрессивная систематика живых организмов даёт нам следующую схему их родственных отношений.
Достаточно очевидно, что многоклеточные эукариоты имели одноклеточных предков. Было выдвинуто три гипотезы происхождения многоклеточности. 1) Образование симбиотического организма. Именно так возникли всем известные лишайники, но у лишайников каждый составляющий их организм по сей день вынужден размножаться отдельно, а у «нормальных» многоклеточных – нет. 2) Образование компартментов – разделённых перегородками отделов у большой многоядерной клетки. Теоретически это возможно, но в природе сходной «промежуточной стадии» не найдено. 3) Дифференцировка клеток в колонии одноклеточных. Это наиболее правдоподобная гипотеза, так колониальные одноклеточные не редкость, и иногда клетки их колоний не одинаковы:
Каким же образом проходила эта дифференцировка клеток? Многие колонии одноклеточных имеют форму однослойного пустотелого шара, и такую же форму имеет зародыш многоклеточных на стадии, именуемой бластулой. Но взрослые многоклеточные животные состоят как минимум из двух слоёв клеток. Согласно двум наиболее весомым гипотезам, историческое формирование многоклеточных шло тем же путем, что и образование двуслойного зародыша – гаструлы – в онтогенезе. По мнению Эрнста Геккеля, эта промежуточная стадия – гастрея – была похожа по способу формирования на гаструлу иглокожих и хордовых, формирующуюся путём инвагинации (впячивания):
По мнению Ильи Мечникова, промежуточная стадия – фагоцителла – была похожа на гаструлу, возникающую путём иммиграции (вползания клеток внутрь полости шара) у губок:
Возникновение многоклеточности – одно из важнейших событий в истории эукариот. Оно позволило существенно повысить одновременно величину тела особи и уровень её обмена веществ, так как интенсивность обмена веществ клетки ограничивается поверхностью её мембраны, и одноклеточные в результате этого не могут быть крупными. Впоследствии многоклеточные животные претерпели ещё несколько коренных усовершенствований. 1) Дифференцировка тканей – совокупности клеток, выполняющих определённую функцию. 2) Дифференцировка органов – совокупности тканей, сгруппированных в одно образование так же для выполнения определённой функции. 3) Появление сквозного кишечника, что резко повышает эффективность работы пищеварительной системы. 4) Появление первичной полости тела, заполненной жидкостью, что позволяет ей функционировать в качестве гидроскелета и принимать участие в переносе питательных веществ. 5) Появление вторичной полости тела, имеющей, в отличие от первичной, свою собственную выстилку, и появление связанной с вторичной полостью тела кровеносной системы, справляющейся с функцией переноса питательных веществ и дыхательных газов ещё лучше. 6) Появление конечностей, расширяющее возможности локомоции, особенно на суше. Вместе с тем, многоклеточные по сравнению с одноклеточными и кое-что потеряли. Существование различных клеток в составе одного организма требует тончайшей координации их взаимодействия между собой, и все многоклеточные смертны.
По типу симметрии многоклеточные животные подразделяются на радиально симметричных, что наиболее удобно для прикреплённых форм,
и билатерально симметричных, удобно для подвижных животных. что наиболее (Это было разделение вращательных типов симметрии, а есть ещё поступательная симметрия – метамерия, то есть повторение каких-то структур из сегмента в сегмент. Метамерия бывает гомономная, как, например, у дождевого червя, или гетерономная, как у изображенного выше рака. )
Смотря по тому, производные какого количества зародышевых листков имеет взрослое животное, животных подразделяют на двуслойных (они имеют лишь производные эктодермы и энтодермы, таковы пластинчатые, губки и кишечнополостные) и трехслойных (они имеют производные эктодермы, энтодермы и мезодермы – все прочие животные). Трёхслойные животные бывают первичнополостными и вторичнополостными. Первичная полость – это пространство между стенкой тела и внутренними органами, а вторичная полость имеет собственные стенки, развивающиеся из мезодермы. Вторичная полость тела, или целом, может возникать схизоцельным способом – из парных скоплений клеток, внутри которых позже формируется полость, или энтероцельно – из парных карманов, отшнуровывающихся от первичной кишки.
Следующее деление – это деление животных на первичноротых и вторичноротых. У первичноротых в ходе эмбриогенеза из первичного рта – бластопора – возникает ротовое отверстие, а анальное отверстие, если оно возникает вообще, формируется позже на противоположном конце. У вторичноротых, наоборот, из бластопора формируется анальное отверстие, а ротовое возникает позже на противоположном конце. Большинство животных – первичноротые, к вторичноротым относятся лишь типы Полухордовые, Щетинкочелюстные, Иглокожие и Хордовые. Всем вторичноротым присуще радиальное дробление яиц, тогда как у первичноротых наблюдается большое разнообразие его способов:
Современное разделение зоологии на зоологию беспозвоночных и зоологию позвоночных уходит своими корнями в систематику Аристотеля, разделившего животных на «кровных» и «бескровных» . Отчасти это дань традиции, а отчасти – следствие нашей предвзятости, так как мы сами – позвоночные. Однако с точки зрения современной систематики это деление «несимметрично» , ибо позвоночные – лишь подтип одного типа, а беспозвоночные – все остальные многоклеточные животные. Из приведенного рисунка видно, что различные структуры беспозвоночных хордовых и других беспозвоночных вполне сопоставимы.
Скачать презентацию Введение в зоологию беспозвоночных Одноклеточные Зоология
Введение в зоологию беспозвоночных.ppt