Лекции лекции по "зоологии ". Конспект: по Зоологии беспозвоночных животных Краткий курс по зоологии позвоночных
ПЛАН:
1. Развитие зоологии до XVII века
2. Развитие зоологии в XVII - XVIII веках
3. Развитие зоологии в XIX и начале XX века
4. Развитие зоологии в XX и начале XXI века
5. Современная классификация животных
Зоология – наука о животных. Исторически современная зоология сложилась как система научных дисциплин о животных. В зоологии выделяют, с одной стороны, дисциплины, изучающие отдельные крупные систематические группы животных, а с другой – науки о строении, жизнедеятельности, развитии животных, их связях с окружающей средой, об их эволюции и др.
История науки тесно связана с развитием человеческого общества, уровнем цивилизации, основными направлениями практической деятельности, господствующими мировоззрениями.
Первые обстоятельные научные трактаты по биологии нам известны лишь из античной Греции ІV – III вв. до н.э. Великий древнегреческий философ и естествоиспытатель Аристотель (384-322 гг. до н.э.) оставил богатое наследие в области зоологии: многотомный труд «История животных» (в 10 томах), «Возникновение животных», «О частях животных».
Труды Аристотеля представляют внушительный свод знаний по зоологии того времени. Он описал около 520 видов животных и создал первую систему, в которой подразделил всех животных на две подгруппы: с кровью и без крови. Эти группы в основном соответствуют современному подразделению животных на позвоночных и беспозвоночных. Среди первых были выделены следующие группы: 1) «живородящие четвероногие» (млекопитающие), 2) птицы, 3) «яйцекладущие четвероногие и безногие» (амфибии и рептилии), 4) «живородящие безногие с легочным дыханием» (китообразные), 5) «покрытые чешуей безногие, дышащие жабрами» (рыбы). Бескровных животных Аристотель подразделил на четыре группы: мягкотелые (головоногие), мягкоскорлупные (ракообразные), насекомые (хелицеровые и трахейные) и черепокожные (раковинные моллюски и иглокожие). Аристотель находил корни животного мира в «зоофитах» - «животнорастениях», таких, как губки, коралловые полипы, аспидии.
Большую ценность представляют труды Аристотеля по анатомии животных, в том числе семь атласов . Это он впервые описал жевательный аппарат иглокожих, рудиментарный глаз у крота и многое другое.
В эпоху Возрождения активизируется интерес к изучению живой природы. Наряду с описанием видов животных и растений развиваются анатомические исследования в связи с запросами медицины. Леонардо да Винчи (1452-1519), Везалий (1514-1564) и другие ученые эпохи Возрождения изучали анатомию человека тайно, вскрывая трупы. Параллельно развивается физиология человека и животных. Так врач Гарвей (1578-1657) многое сделал в изучении кровообращения и других функций человеческого организма.
Развитие зоологии в XVII - XVIII вв. В XVII в. голландский ученый Антони Левенгук (1632-1723) изобрел микроскоп и открыл новый для человека микромир. Стали известны одноклеточные животные, открыты половые клетки многих животных и человека, эритроциты крови и изучена микроструктура многих органов животных. Формируется новая область биологии – микроскопическая анатомия, на основе которой в дальнейшем развились гистология, цитология, эмбриология. В плеяду первых микроскопистов вошли А. Левенгук, М. Мальпиги, Ш. Бонне, Валлиснери.
В эпоху Великих географических открытий происходит интенсивное накопление новых сведений о животных и растениях из разных стран, создаются музейные коллекции, что способствует развитию систематики .
Большое значение для становления систематики сыграли работы английского ученого Джона Рея (1627-1705), который ввел понятие вид , определяя его как группу морфологически сходных особей, подобных потомству одних родителей, и сделал попытку классификации растений по строению вегетативных органов.
Основоположником систематики заслуженно считают знаменитого шведского ученого Карла Линнея (1707-1778). Его основной труд «Система природы» вышел в свет в 1735 г. В короткий срок «Система природы» выдержала несколько изданий и была переведена почти на все европейские языки. К. Линней предложил новую систему растений, основанную на принципе строения цветка. Им было выделено 24 класса растений.
Но самая главная заслуга К. Линнея в том, что 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,
В систему животных К. Линней включил шесть классов: Mammalia –млекопитающие, Aves – птицы, Amphibia – гады, Pisces – рыбы, Insecta – насекомые, Vermes – черви.
Заслуги К. Линнея: создана система растений и животных, сформулированы принципы систематики, описано более 10 тыс. видов.
Большой вклад в зоологию был внесен современником К. Линнея, известным французским ученым-трансформистом Луи Бюффоном (1707-1788). Им написаны «Естественная история» в 36 томах, в которой он подвел итоги зоологическим изысканиям 18 в., и труд «Эпохи природы» с изложением своей гипотезы о возникновении и развитии жизни на Земле.
Жорж Кювье (1769-1832) – основоположник сравнительной анатомии и палеонтологии. Он сформулировал принцип корреляции, развил учение о целостности организации животных. Пользуясь этим принципом, Ж.Кювье успешно реконструировал облик вымерших животных по нескольким сохранившимся в ископаемом состоянии костям.
Он выделил наиболее крупные систематические группы животных с разным планом строения - типы . Таким образом, систематика животных получила дополнительную категорию выше класса – тип. Ж.Кювье выделил 4 плана (типа) строения у животных: позвоночные, членистые, моллюски и лучистые. По Ж.Кювье, типы обособлены, не связаны общим происхождением и неизменны.
Этьен Жоффруа Сент-Илер (1772-1844) – основоположник сравнительной эмбриологии , один из первых крупных теоретиков в области сравнительной анатомии. Ему принадлежат понятия: гомологичные и аналогичные органы и формулировка принципа компенсации. В отличие от Ж.Кювье, он придерживался идеи изменяемости живой природы и пытался доказать единство плана строения всех животных.
Жан Батист Ламарк (1744-1828) – создатель первой естественной системы животных (так как в ней учитывалась степень родства между классами и эволюционная направленность)и эволюционной теории . Ж.Б.Ламарк подверг обстоятельному изучению беспозвоночных животных , среди которых выдели 10 классов (вместо двух по Линнею). Система животных по Ламарку включала 14 классов, расположенных по ступеням лестницы (градациям), отражая повышение их организации и преемственность в эволюционном развитии. В своей книге «Философия зоологии» (1809) он изложил первую эволюционную теорию. Основными факторами эволюции по Ламарку были изменчивость под влиянием среды, наследуемость приобретаемых свойств и стремление к прогрессу и самоусовершенствованию. Несмотря на то, что эти принципы потом были в основном отвергнуты, его теория способствовала развитию эволюционных идей.
В первой половине XIX в . успехи в биологии и других естественных наук подготовили появление научно-обоснованной эволюционной теории Ч. Дарвина. К этому времени появляются основополагающие труды в области сравнительной эмбриологии (К. Бэр), биогеографии (А. Гумбольдт), исторической геологии (Ч. Лайель), клеточная теория и др.
Ч. Дарвин (1809–1882) внес существенный вклад в развитие зоологии, биогеографии, палеонтологии, эмбриологии, но его основная заслуга – создание эволюционной теории , вооружившей биологию историческим методом. В основном труде Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» (1959) изложены основные положения эволюционной теории. Ч.Дарвином был открыт основной движущий фактор эволюции – естественный отбор, что дало естественно-научное обоснование обоснование приспособительному характеру видообразования.
Под влиянием дарвинизма во второй половине XIX в. развиваются эволюционные направления в зоологии. Немецкие зоологи Э.Геккель и Ф.Мюллер сформулировали «биогенетический закон» о соотношении индивидуального и исторического развития. Оформляются эволюционная эмбриология (Ф. Мюллер, И.И. Мечников, А.О. Ковалевский), эволюционная палеонтология (В.О.Ковалевский), эволюционная физиология животных (И.И. Сеченов), филогенетика и эволюционная систематика (Э.Геккель). К этому времени относится появление первых работ по генетике (Г. Мендель, А. Вейсман), экологии (Н.А. Северцов), зоогеографии (Семенов-Тянь-Шанский и др.).
В XX в. развитие зоологии тесно связано с общим научно-техническим прогрессом. Широко используются в зоологии электронная микроскопия, радиоизотопные, биохимические, биофизические методы 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. Сформировалось множество научных направлений и школ, руководимых плеядой крупных ученых.
Развитие зоологии в России. 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 отечественной зоологии положили фаунистические исследования XVI-XIX вв. В XVIII в. были организованы первые научные экспедиции в Сибирь и другие районы России для сбора растений и коллекций зверей и птиц (И.Г.Гмелин, П.С.Паллас, С.П.Крашенинников, Г.В.Стеллер, И.И.Лепехин). 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.
Богатейшие коллекции животных из неисследованных ранее регионов России концентрировались в зоологических музеях в Петербурге и Москве. Основателем зоологического музея при Академии наук в Петербурге был Ф.Ф.Брандт (1832), а организатором зоологического музея Московского университета и зоосада в Москве А.П.Богданов (1834–1886). Научные экспедиции проводились не только на территории России. Так, 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 на 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.Сеченова) и др.
В послереволюционное время отечественная наука переживает большой подъем. Этому способствовало возникновение множества научных центров в разных городах: научно-исследовательских институтов, 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 зооологической 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 зоологической науки в Новосибирске, Екатеринбурге, Владивостоке, а также в столицах сопредельных республик.
Большие успехи были достигнуты в области гельминтологии. Под руководством академика К.И.Скрябина создан Институт гельминтологии в Москве, проведено изучение фауны гельминтов и развито 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).
Основоположником школы океанологов стал крупнейший специалист по морским беспозвоночным академик Л.А.Зенкевич. Под его руководством создан институт океанологии в Москве. Им успешно были проведены опыты по акклиматизации многощетинковых червей в Каспийском море для улучшения кормовой базы осетровых рыб, организованы многочисленные экспедиции на научном судне «Витязь» по всему Мировому океану для изучения морской фауны (1957-1965).
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», отмеченными государственным ипремиями.
Успешно развивались различные направления в энтомологии: систематика (Н.Н.Плавильщиков, А.А.Штакельберг, Б.Б.Родендорф, О.Л.Крыжановский), морфология (Э.Беккер, Д.М.Федотов, В.Н.Беклемишев, Б.Н.Шванвич), сельскохозяйственная энтомология (Г.Я.Бей-Биенко), медицинская энтомология (В.Н.Беклемишев), лесная энтомология (М.Н.Римский–Корсаков, А.И.Воронцов), физиология насекомых (А.С.Данилевский). Изучением клещей занимались А.А.Захваткин, Е.Н.Павлоский, Д.А.Криволуцкий, пауками – А.В.Иванов.
Одной из лидирующих дисциплин в зоологии беспозвоночных оказалась малакология. Крупные обобщения по легочным моллюскам сделали В.И. Жадин, И.М. Лихарев (1962). Сухопутные легочные моллюски детально изучались Н.Н. Акромовским, П.В. Матекиным, а в последнее время А. Шилейко; двустворчатые – О.А. Скарлато, Я.И. Старобогатовым; головоногие – И.И. Акимушкиным, К.Н. Несисом.
Большие заслуги перед зоологической наукой принадлежат А.В.Иванову, который сделал два крупнейших открытия XX в. Первое касается изучения примитивного животного трихоплакса, близкого к гипотетическому предку одноклеточных – «фагоцителле» (по гипотезе И.И.Мечникова). На основе этого открытия А.В.Иванов разработал новую систему многоклеточных животных, выделив в ней четыре надраздела, первый из которых – фагоцителлообразные, и развил теорию происхождения многоклеточных животных. Второе открытие А.В.Иванова – описание нового типа животных – погонофор, монография о которых была опубликована в серии «Фауна СССР».
Используются новые биотехнические методы в систематике и филогении животных (академик А.Н. Белозерский). Морфофизиологические закономерности эволюционного процесса на зоологическом материале изучали академики А.Н. Северцов, И.И. Шмальгаузен. Эмбриология беспозвоночных в связи с филогенией получила дальнейшее развитие в трудах В.Н. Беклемишева, П.П. Иванова, В.А. Догеля, А.А. Захваткина, А.В. Иванова, Н.А. Ливанова, Д.М. Федотова.
Мировую известность завоевали отечественные палеонтологи. Палеонтологический музей и Палеонтологический институт в Москве располагают уникальной и богатейшей в мире коллекцией ископаемых животных. Опубликованы серии монографий по систематике и стратиграфии вымерших видов, а музейные палеонтологические экспонаты демонстрировались во многих странах мира. Особенно уникальна коллекция вымерших динозавров, найденная в Центральной Азии.
Эффективно развиваются экологические и прикладные аспекты зоологии. Особенно большое значение придается проблемам охраны и реконструкции фауны, решением которых занимается ряд научных учреждений нашей страны, чьи усилия координируются Институтом эволюционной морфологии и экологии животных им. А.Н.Северцова и Институтом охраны природы в Москве.
Развитие зоологии в Беларуси. Зоология в XX в. в Беларуси развивалась по двум основным направлениям: 1. выяснение видового разнообразия животных; 2. установление их взаимоотношений с изменяющейся окружающей средой. До середины XX в. в зоологии превалировало первое направление. Далее стал развиваться комплексный подход, связанный с оценкой влияния различных факторов среды как на состояние отдельных видов животных, так и на функционирование фаунистических комплексов и экосистем в целом. В этот период проводились энтомологические исследования, начатые еще в конце XIX в. и завершившиеся изданием «Каталога насекомых Могилевской губернии» Н.М. Арнольда (1902 г.), включавший описание 1562 видов насекомых. В 20-е годы проводилось изучение вредителей сельскохозяйственных исследователями Е.В. Яцентковским, И.В. Васильевым. В 30-е годы начаты исследования по почвенной и экспериментальной энтомологии, связанные с защитой сельскохозяйственных и лесных культур. Кроме того, изучался видовой состав шмелей (М. Добротворский), тлей (А.К. Мордвилко), полужесткокрылых (Г.Э. Гитерман), жуков-щелкунов (А. Сучак), жесткокрылых (А.И. Радкевич).
После войны возобновляются работы по инвентаризации фауны, изучению животных различных систематических и экологических групп, в том числе ресурсно–значимых видов. Широкие исследования проводились учеными-энтомологами. Результаты исследований представлены в монографиях Институт зоологии АН БССР: « Совки Белоруссии» О.И. Мержеевской (1971 г., описан 331 вид); «Жуки-долгоносики» Т.И. Иоаннисиани (1972 г., описано 389 видов); «Влияние минеральных удобрений на асекомых» В.Ф. Самерсов, С.Л. Горовой (1976 г.); «Пилильщики – вредители сельского и лесного хозяйства Белоруссии» Т.П. Панкевич (1981 г.); «Насекомые сосновых лесов» А.Н. Литвин идр. (1985 г.) и др.
В БГУ выполняются таксономические работы, касающиеся разных групп насекомых: водных – Е.С. Шалапенок, тлей – С.В. Буга, листоедов – И.К. Лопатин с сотр., стрекоз – А.Д. Писаненко с сотр. И.К. Лопатиным изданы определители «Жуки-листоеды фауны Беларуси» и «Жуки-листоеды фауны Прибалтики» (1986 г.).
Масштабные исследования по фауне и экологии различных групп насекомых проводятся на базе Витебского госуниверситета под непосредственным руководством А.И. Радкевича, В.А. Радкевича, В.И. Пискунова и др.
В начале 50-х годов сформировалась как самостоятельная дисциплина почвенная зоология. Начало почвенно-зоологическим исследованиям положено работами О.И. Мержеевской с сотр. В последствии исследования по данному направлению проводились Э.И. Хотько, С. Л. Максимовой, А.В. Дерунковым и др.
Результаты гельминтологических исследований подытожены в каталоге И.В. Меркушевой и А.Ф. Бобковой «Гельминты домашних и диких животных Белоруссии» (1981) и монографии Е.И. Бычковой «Биология нематод диких и домашних птиц Белоруссии» (1991) и ряде других работ.
Начиная с 70-х годов серьезное внимание уделяется изучению тенденций, закономерностей и механизмов трансформации фаунистических комплексов под влиянием усиливающейся антропогенной нагрузки. В этот период зоологами АН БССР проводились комплексные исследования влияния мелиорации на состояние природных экосистем (М.С. Долбик, И.Т. Арзамасов и др.), изменения почвенной фауны под влиянием промышленных выбросов Э.И. Хотько, Т.М. Шевцова и др.). После аварии на ЧАЭС начаты работы по изучению последствий аварии для животного мира (М.М. Пикулик с сотр.). После ратификации Конвенции о биоразнообразии (1993) зоологами проводятся исследования состояния и тенденций динамики биоразнообразия дикой фауны, рационального использования важнейших природных ресурсов.
Систематика – наука о разнообразии живой материи, занимается классификацией организмов для построения системы, отражающей их родственные, или генеалогические, связи. Основными систематическими категориями в классификации животного мира приняты: тип – Phylum, класс – Classis, отряд – Ordo, семейство – Familia, род – Genus, вид – Species.
Классификация животных . Животный мир (Zoa ) подразделяется на два царства: царство Простейшие (Protista ) и царство Многоклеточные (Animalia ).
- органоид движения ряда простейших. имеющий вид бичевидного выроста. Жгутик включает свободную часть или ундулиподию, содержащую аксонему, переходную зону, кинетосому и корешки. Ундулиподия снаружи одета мембраной, являющейся продолжением клеточной мембраны. Поверхность ундулиподии может быть гладкой, в других случаях ундулиподия на своей поверхности несет ультрамикроскопические выросты разного строения (чешуйки или палочковиджные выросты - мастигонемы). Внутри ундулиподии расположена аксонема (см. ниже). У части видов параллельно аксонеме по всей длине жгутика проходит параксиальный тяж (эвгленовые, кинетопластиды). Параксиальный тяж представляет собой особую цитоскелетную структуру, состоящую из микрофиламентов. Параксиальный тяж, вероятно, увеличивает упругость жгутика. На дистальном конце ундулиподии может находиться вырост - акронема. Аксонема представляет собой цилиндр, стенка которого построена из 9 пар микротрубочек (периферические микротрубочки). В центре этого цилиндра располагаются две центральные микротрубочки (структура 9+2). Периферические микротрубочки, составляющие пару (дублет), неодинаковы, их называюют А и Б. От микротрубочек А отходят выросты (динеиновые ручки), направленные к соседнему дублету, а также радиальные спицы - к центральной паре микротрубочек. Переходная зона расположена на уровне выхода жгутика из клетки, в ней изменяется структура аксонемы (дублеты сменяются триплетами) и появляются дополнительные фибриллярные образования. Часто в этой зоне присутствуют разнообразные опорные структуры. Кинетосома лежит под основанием жгутика, она представляет собой полый цилиндр, состоящий из 9 триплетов микротрубочек. Большинство жгутиконосцев имеет 2 жгутика и, соответственно, 2 кинетосомы. У одножгутиковых видов кинетосом тоже 2, но одна из них непосредственной связи со жгутиком не имеет. Взаимное расположение двух кинетосом различно в разных группах. С кинетосомами связаны корешки, которые могут быть фибриллярными или микротрубочковыми, характеризуются разным размером и расположением. В целом корешки выполняют цитоскелетную функцию. Реснички имеют такое же строение. То, что для одних животных используется термин "ресничка", а для других "жгутик" связано с закрепившейся традицией, однако оба термина широко встречаются в литературе. В случае многожгутиковых форм исчезают такие формальные различия между жгутиком и ресничкой как количество (обычно считается, что жгутиков у клетки немного, а ресничек много) и длина (также обычно считается, что жгутики длинные, а реснички короткие). Если клетка имеет один или немного жгутиков, то для жгутика характерно винтообразное движение, если жгутиков много, то движение каждого отдельного жгутика напоминает работу весла, а в целом для всей совокупности жгутиков (ресничек) характерно согласованное движение по типу метахрональных волн. Жгутики (реснички) имееются также и у многоклеточных: в составе ресничных эпителиев , прото- и метанефридиев, или других структур (хоаноциты губок). Видоизмененные жгутики являются составной частью всех типов чувствительных клеток.(Составитель: заведующей кафедрой зоологии беспозвоночных, член-корреспондент РАН, профессор, д.б.н. Владимир Васильевич Малахов)
Цели дисциплины: сформировать у учащихся целостное представление о структуре биологического разнообразия беспозвоночных животных и путях эволюции животного царства, строении, физиологии, развитии и практическом значении беспозвоночных животных.
Задачи дисциплины:
Раздел I. Система Eukaryota и основные группы простейших
Тема 1.1.
Современные представления о системе органического мира .
Зарождение и ранние этапы развития жизни на Земле. Современные представления о происхождении эукариот. Органеллы эукариотной клетки, имеющие симбиотическое происхождение. Роль архей и эубактерий в происхождении эукариотной клетки: "кольцо жизни". Современные представления о системе Eukaryota. Двужгутиковые (Bikonta) и одножгутиковые (Unikonta).
Тема 1.3.
Общая характеристика Ресничных простейших (Ciliophora).
Организация ядерного аппарата ресничных простейших. Общая характеристика надцарства Rhizaria. Общая характеристика типа Foraminifera. Общая характеристика типа Radiolaria.
Практическое занятие:
Ресничные простейшие.
Тема 1.4.
Классификация субдомена Unikonta.
Общая характеристика надцарства Amoebozoa. Амёбы – возбудители заболеваний человека (Entamoeba, Acanthamoeba). Общая характеристика надцарства Заднежгутиковых (Opisthokonta). Строение и биология воротничковых жгутиконосцев Choanoflagellata. Место многоклеточных животных в системе эукариот.
Практическое занятие:
Амёбоидные простейшие.
Раздел II. Низшие многоклеточные
Тема 2.1.
Проблема происхождения многоклеточных животных.
Концепции неколониального происхождения многоклеточных животных – гипотезы "целлюляризации". Концепции колониального происхождения многоклеточных животных. Гипотеза гастреи Э. Геккеля. Современные версии гипотезы гастреи. Гипотеза фагоцителлы И.И. Мечникова. Развитие гипотезы фагоцителлы в трудах российских и зарубежных учёных. Гипотезы первичной седентарности предков Metazoa. Концепция синзооспоры А.А. Захваткина. Современные версии гипотез первичной седентарности Metazoa.
Тема 2.2.
Общая характеристика надтипа Губок (Porifera).
Внешняя морфология и основные типы анатомического строения губок и организация процесса фильтрации. Строение личинок и их метаморфоз. Экологическое значение губок.
Практическое занятие:
Губки.
Тема 2.3.
Тип Стрекающих (Cnidaria). Жизненный цикл Кораллов (Anthozoa).
Соотношение билатеральной и радиальной симметрии в строении шестилучевых кораллов. Разнообразие строения колоний восьмилучевых кораллов. Жизненный цикл представителей подтипа Медузовых (Medusozoa).
Практическое занятие:
Сцифоидные и Кораллы.
Раздел III. Происхождение Bilateria
Тема 3.1.
Проблема происхождения билатерально-симметричных животных (Bilateria Triploblastica).
Планулоидно-турбеллярные гипотезы происхождения Bilateria. Архицеломатные гипотезы происхождения Bilateria. Гипотезы первичной метамерии. Палеонтологические данные о происхождении Bilateria. Вендские многоклеточные. Кембрийский взрыв.
Тема 3.2.
Происхождение сквозного кишечника, рта и ануса, мезодермы и вторичной полости тела трёхслойных Bilateria.
Основные функции целома: опорная, выделительная, половая. Эволюция гистологического строения стенки вторичной полости тела. Происхождение метамерии трёхслойных Bilateria. Взаимосвязь бластоцеля, мезоглеи, соединительной ткани и гемоцеля. Тонкое строение стенки гемоцеля. План строения кровеносной системы трёхслойных Bilateria. Современная классификация трёхслойных Bilateria.
Раздел IV. Трохофорные животные (Trochozoa)
Тема 4.1.
Общая характеристика трохофорных животных (Trochozoa). Кольчатые черви (Annelida).
Система типа Annelida. Внешняя морфология, расчленение тела и анатомическое строение многощетинковых червей Polychaeta. Морфология и анатомия малощетинковых червей (Oligochaeta) и пиявок (Hirudinea). Особенности анатомии и гистологии немертин.
Практическое занятие:
Кольчатые черви.
Тема 4.2.
Общая характеристика типа моллюсков (Mollusca).
Морфология и анатомия Polyplacophora. Общая характеристика подтипа Раковинных моллюсков Conchifera. Морфология и анатомия Моноплакофор (Monoplacophora). Особенности плана строения Двустворчатых моллюсков (Bivalvia).
Практическое занятие:
Панцирные и двустворчатые моллюски.
Тема 4.3.
Характеристика Головоногих (Cephalopoda) и Брюхоногих моллюсков (Gastropoda).
Классификация Cephalopoda. Особенности анатомии представителей подкласса Двужаберных (Dibranchiata). Общая характеристика класса Брюхоногих моллюсков (Gastropoda). Строение раковины брюхоногих моллюсков. Происхождение плана строения брюхоногих моллюсков. Строение мантийного комплекса органов. Практическое значение брюхоногих моллюсков.
Практическое занятие:
Брюхоногие моллюски.
Раздел V. Лофофорные (Lophophorata)
Тема 5.1.
Концепция Lophotrochozoa. Состав надтипа Lophophorata.
Общая характеристика типа Плеченогих – брахиопод (Brachiopoda). Строение лофофора брахиопод и механизм биологической фильтрации брахиопод. Строение личинки брахиопод на примере Craniida и её метаморфоз. Метамерия в строении личинок и взрослых брахиопод. Происхождение плана строения брахиопод. Экологическое разнообразие современных брахиопод. Геологическая история брахиопод и их значение для стратиграфии и геологии.
Тема 5.2.
Общая характеристика типа Форонид (Phoronida).
Внешняя морфология и анатомическое строение форонид (Phoronida). Строение лофофора и механизм биологической фильтрации. Личиночное развитие форонид. Метаморфоз личинки форонид. Редуцированная метамерия в строении форонид. Происхождение плана строение форонид. Общая характеристика типа мшанок (Bryozoa). Механизм биологическоей фильтрации мшанок. Строение личинок мшанок и их метаморфоз. Биология пресноводных мшанок.
Раздел VI. Линяющие (Ecdysozoa): членистоногие и близкие группы
Тема 6.1.
Общая характеристика надтипа Линяющих (Ecdysozoa).
Особенности строения и химического состава кутикулы Ecdysozoa, сравнение экдизозойной кутикулы с микровиллярной кутикулой. Механизм линьки Ecdysozoa. Функции кутикулы Ecdysozoa. Редукция целома как следствие развития наружного скелета. Строение и функции гемоцеля Ecdysozoa. Состав надтипа Ecdysozoa. Общая характеристика типа Lobopoda. Разнообразие строения кембрийских представителей типа Lobopoda. Строение онихофор (Onychophora). Общая характеристика Тихоходок (Tardigrada). Анатомическое строение тихоходок. Анабиоз.
Тема 6.2.
Общая характеристика типа Членистоногих (Arthropoda).
Кембрийские членистоногие Dinocarida, Megacheira, Trilobitomorpha. Строение первичной двуветвистой конечности членистоногих. Проблема сегментарного состава головного конца современных членистоногих. Классические и современные данные об экспрессии гомеобоксных генов и гомология сегментов головного конца в различных группах современных членистоногих.
Тема 6.3.
Общая характеристика Хелицеровых (Chelicerata).
Классификация Chelicerata. Меростомовые (Merostomata) – примитивные представители хелицеровых. Общая характеристика Паукообразных (Arachnoidea). Приспособления паукообразных к жизни на суше. Внешняя морфология, анатомия и биология скорпионов (Scorpiones) и сольпуг (Solifugae), пауков (Aranei) и клещей (Acari). Медицинское и ветеринарное значение клещей.
Практическое занятие:
Хелицеровые.
Тема 6.4.
Проблема единства Mandibulata.
Современные представления о филогенетических отношениях Chelicerata, Myriapoda и Crustacea: альтернатива Myriochelata (Paradoxopoda)-Pancrustacea (Tetraconata) или Chelicerata-Mandibulata. Общая характеристика Многоножек (Myriapoda). Анатомическое строение многоножек. Приспособление многоножек к жизни на суше. Размножение и развитие многоножек. Экологическое разнообразие многоножек.
Тема 6.5.
Общая характеристика Ракообразных (Crustacea).
Строение и происхождение двуветвистой конечности ракообразных. Анатомическая организация ракообразных. Экологическое разнообразие ракообразных. Роль ракообразных в функционировании морских сообществ и сообществ континентальных водоёмов. Практическое значение ракообразных.
Практическое занятие:
Ракообразные.
Тема 6.6.
Происхождение Шестиногих (Hexapoda) и их филогенетические связи с ракообразными.
Расчленение тела Hexapoda: сегментарный состав головы, груди и брюшка. Анатомическая организация Hexapoda. Разнообразие личиночного развития Hexapoda. Происхождение крыльев: классические и современные гипотезы. Биосферная функция насекомых. Практическое значение насекомых. Насекомые – переносчики инфекционных болезней человека.
Практическое занятие:
Многоножки и насекомые.
Раздел VII. Циклоневралии (Cycloneuralia)
Тема 7.1.
Общая характеристика Круглых червей (Nematoda).
Анатомическое строение и гистологическая организация круглых червей. Биология свободноживущих нематод. Жизненные циклы нематод-возбудителей заболеваний человека.
Практическое занятие:
Нематоды.
Тема 7.2.
Характеристика плана строения Головохоботных червей (Cephalorhyncha).
Внешняя морфология и анатомическое строение приапулид (Priapulida), лорицифер (Loricifera) и киноринхов (Kinorhyncha). Морфология и анатомическое строение взрослых волосатиков (Nematomorpha). Строение личинок волосатиков. Жизненный цикл волосатиков. Волосатики как манипуляторы поведением своих хозяев.
Раздел VIII. Вторичноротые
Тема 8.1.
Положение вторичноротых в системе животного царства.
Особенности эмбрионального развития вторичноротых животных (Deuterostomia). Современные представления о системе вторичноротых. Общие признаки Ambulacralia. Общая характеристика Полухордовых (Hemichordata). Морфология и анатомическое строение Кишечнодышаших (Enteropneusta) и Крыложаберных (Pterobranchia).
Тема 8.2.
Общая характеристика Иглокожих (Echinodermata).
Организация стенки тела иглокожих, строение и формирование скелетных элементов. Анатомическое строение иглокожих на примере морских звёзд. Анатомия осевого комплекса органов. Строение личиночных форм иглокожих. Происхождение радиальной симметрии иглокожих.
Практическое занятие:
Иглокожие.
Тема 8.3.
Положение хордовых (Chordata) в системе вторичноротых.
Современные представления о системе хордовых. Развитие взглядов на происхождение хордовых. Сравнение развития и строения низших хордовых и полухордовых. Концепция происхождения хордовых путем инверсии сторон тела. Эмбриологические и сравнительно-анатомические доказательства инверсии сторон тела у хордовых. Молекулярная биология развития о происхождении хордовых.
Для изучения зоологии полезно знать, как зародилась эта наука и как появились современные её разделы. Именно этому посвящен наш урок. В нём использованы ключевые понятия: ботаника, зоология, этология, зоогеография, энтомология, ихтиология, орнитология, эволюция животных.
Тема: Введение
Урок: Введение в зоологию
Возникновение зоологии
В прошлом году вы изучили основы ботаники - науки о растениях. Сейчас мы приступаем к изучению зоологии. Зоология - отрасль биологии, изучающая животных. Однако человечество начало накапливать знания о животных ещё задолго до формирования биологии и науки вообще. Ещё до появления письменности люди изображали в наскальных рисунках тех животных, на которых охотились. Древние охотники, вероятно, знали не только поведение добычи, но и места её обитания, предпочитаемые корма, пути сезонных миграций. Знания наших предков накапливались и передавались из поколения в поколение. Часто знания о животных закреплялись в форме мифов, сказок. Люди совершенствовали орудия лова и добычи. Переход от охоты к скотоводству потребовал от человечества больших знаний поведения и образа жизни животных. Осваивались новые варианты использования продуктов промысла и животноводства.
Формирование зоологии. Зоология в древние и средние века
Первую попытку научного подхода к накопленным знаниям о животных предпринял известный греческий ученый Аристотель (Рис. 1) в IV в. до н. э. В своем труде «История животных» Аристотель приводит сведения о строении тела животных, их поведении и образе жизни. Наряду с правдивыми сведениями книга содержала множество мифов и небылиц. Аристотель составил первую систематическую сводку животных, так называемую «Лестницу существ». Многие из его трудов затем были использованы другими учеными и значительно дополнены. Эпоха Великих географических открытий позволила резко расширить знания о видовом составе животного мира. Изобретение книгопечатания позволило издавать научные труды и расширило круг лиц, изучающих зоологию. Использование латинского языка, основного научного языка того времени, для обозначения названий животных позволило ученым разных стран понимать друг друга, описывая животных.
Рис. 1. Аристотель ()
Зоология в Новое Время.
В XVII в. Антони ван Левенгуком был изготовлен микроскоп, позволивший взглянуть на отдельные клетки и одноклеточные организмы (Рис. 2). Были открыты простейшие, которых тогда за их подвижность отнесли к животным. Несмотря на то, что сейчас простейшие выделяются в отдельное царство, традиционно их изучают зоологи. Попытки описать всех известных животных и предложить их классификацию предпринимались неоднократно. Основателем современной систематики стал Карл Линней. Его «Система Природы», впервые опубликованная в 1735 г, содержала основные принципы этой науки, которые используются до настоящего времени.
Рис. 2. Микроскоп Левенгука ()
К. Линнеем было описано более 4 тыс. видов животных. Он ввел в науку систематические категории: класс, отряд, род, вид. Использование этих терминов позволило избежать путаницы. Принятое двойное название животных (родовое и видовое) позволяет однозначно определить, о ком идет речь. Например, правильное латинское название майского жука Melolontha melolontha, человека разумного - Homo sapiens. Вспомните материал из учебника для 6 класса: такие же двойные названия даны и растениям. Русскоязычные названия, в отличие от принятых латинских, часто неоднозначны. В научных работах они, как правило, не используются. Для того чтобы разобраться в огромном числе видов животных (их по разным оценкам от 1,5 до 4,5 млн), зоологи используют систематические категории, схожие с ботаническими. Основной систематической категорией в биологии является вид. Более крупные систематические категории в зоологии - это род, семейство, отряд, класс, тип, царство.
Например, рассмотрим систематическое положение карликового шимпанзе (Рис. 3):
Рис. 3. Карликовый шимпанзе ()
Вид - Шимпанзе карликовый
Род - Шимпанзе
Семейство - Человекообразные обезьяны
Отряд - Приматы
Класс - Млекопитающие
Подтип - Позвоночные
Тип - Хордовые
Царство - Животные
Всё большее количество найденных ископаемых останков наводило ученых на мысль об эволюции животного мира. Благодаря изучению ископаемых животных, были описаны и воссозданы «переходные формы» между представителями некоторых классов позвоночных и доказано последовательное развитие животного мира. Зоология изучает представителей самого большого царства живых организмов - царства животных. Животные, как и растения и все другие живые организмы на Земле, состоят из клеток, растут, развиваются, размножаются, дышат и питаются. В процессе эволюции у животных сформировались и развились органы, из органов состоят системы органов, например опорно-двигательная, дыхательная, пищеварительная, выделительная. Каждый орган имеет особое строение и выполняет определенные функции.
Разделы зоологии. Связь зоологии с другими науками
В настоящее время существует очень много наук, изучающих животных, например: этология - наука о поведении животных; энтомология - о насекомых; ихтиология - о рыбах; орнитология - о птицах и т. д. Зоология имеет области пересечения со многими биологическими науками. Так, существуют, например, экология животных и генетика животных. Зоологию и географию объединяет зоогеография - наука о закономерностях распространения и распределения животных на Земле. Строением тела и отдельных органов растений, животных и человека занимается наука морфология, а их функциями - наука физиология. Морфология и физиология животных тесно связаны с зоологией.
Значение зоологических знаний
Знания, полученные в результате изучения животного мира, имеют громадное практическое значение. Так, разработаны безвредные для человека биологические методы борьбы с вредителями, эффективные методики выращивания сельскохозяйственных животных. Велики достижения зоологов в вопросах искусственного разведения и акклиматизации практически важных видов животных. За последние годы выведено много новых пород домашних и сельскохозяйственных животных, повышена их продуктивность. Особенно важной зоология выглядит, если вспомнить о том, что человек - тоже один из видов животных. Человеком как биологическим видом занимается физическая антропология . Антропогенез (Рис. 4) - часть биологической эволюции, которая привела к появлению вида Homo sapiens, - также предмет интереса антропологов.
Рис. 4. Антропогенез ()
Многие особенности строения и жизнедеятельности животных изучены и используются в технике. Прикладная наука, занимающаяся применением в технике принципов организации, свойств, функций и структур живой природы, в том числе и животных, называется бионикой. Идет быстрое развитие также и других наук, соприкасающихся с зоологией, - биофизики, биохимии, молекулярной биологии и радиобиологии.
Список литературы
1. Акимушкин И. И. Мир животных. Насекомые. Пауки. Домашние животные. - М.: «Мысль», 1998
2. Акимушкин И. И. Мир животных. Птицы. Рыбы, земноводные и пресмыкающиеся. - М.: «Мысль», 1998
3. Акимушкин И. И. Мир животных. Беспозвоночные. Ископаемые животные. - М.: «Мысль», 1992
4. Акимушкин И. И. Мир животных. Млекопитающие, или звери. - М.: «Мысль», 1998
5. Жизнь Животных. Т. 1. / Под ред. Полянского Ю. И. - М.: «Просвещение», 1987
6. Жизнь Животных. Т. 2. / Под ред. Пастернак Р. К. - М.: «Просвещение», 1988
7. Жизнь Животных. Т. 3. / Под ред. Гилярова М. С., Правдина Ф. Н. - М.: «Просвещение», 1984
8. Жизнь Животных. Т. 4. / Под ред. Расса Т. С. - М.: «Просвещение», 1983
9. Жизнь Животных. Т. 5. / Под ред. Банникова А. Г. - М.: «Просвещение», 1985
10. Жизнь Животных. Т. 6. / Под ред. Ильичева В. Д., Михеева А. В. - М.: «Просвещение», 1986
11. Жизнь Животных. Т. 7. / Под ред. Соколова В. Е. - М.: «Просвещение», 1989
2. Часто можно услышать вопрос «Зачем вообще нужно изучать животных?». Что вы думаете по этому поводу?
Учебное пособие знакомит читателей с основами зоологии позвоночных животных и ланцетников. Отдельный раздел посвящен эмбриональному развитию хордовых животных. Особое внимание уделено сравнительной анатомии рассматриваемых групп животных, приведено много оригинальных иллюстраций. Пособие предназначено для школьников старших классов и учителей. Может быть использовано студентами младших курсов ВУЗов и всеми интересующимися биологией.
Отряд Скаты.
Скаты (рис. 68) имеют уплощённое в дорзовентральном направлении тело и сильно развитые грудные плавники. Рот и жаберные щели расположены на брюшной поверхности, здесь же находятся ноздри. Брызгальца располагаются за глазами на спинной поверхности тела и хорошо развиты, так как именно через них вода поступает в глотку. Спинной плавник (если он есть) сдвинут к основанию узкого, обычно плетевидного хвоста. Хвостовой плавник развит слабо либо отсутствует. Большинство форм ведут малоподвижный придонный образ жизни, но некоторые (например, вся группа орляков, а также крупнейший из скатов - манта) - активные пловцы в толще океанических вод. Скаты продвигаются в воде за счёт ундуляции грудных плавников в вертикальной плоскости.
У электрических скатов видоизменённая туловищная мускулатура превращается в электрические органы, способные создавать мощные разряды (до 70 вольт и более).
У хвостоколов на передней трети плетевидного хвоста располагается крупный зазубренный шип, в основании которого находится ядовитая железа.
Содержание
Предисловие
Введение
Эмбриональное развитие хордовых
Зоология позвоночных
Подтип Бесчерепные
Подтип Позвоночные
Надкласс Бесчелюстные
Класс круглоротые
Надкласс Рыбы
Класс Хрящевые рыбы
Класс Костные рыбы
Надкласс Наземные позвоночные
Класс Амфибии, или Земноводные
Анамнии и амниоты
Класс Пресмыкающиеся, или Рептилии
Общие проблемы теплокровности
Класс Птицы
Класс Млекопитающие
Приложения
Список использованной литературы.
Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Зоология позвоночных для школьников, Квашенко А.Н., 2013 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.
- Зоология в таблицах, схемах и рисунках, 7-8 классы, Резанов А.Г., 2005
- Зоология позвоночных, Дзержинский Ф.Я., Васильев Б.Д., Малахов В.В., 2013
- Справочные материалы для подготовки к итоговой аттестации по биологии, Юдакова О.И., Аникин В.В., Алаторцева Т.А., 2014
Следующие учебники и книги.
