По общей характеристике многоклеточных кластер. Многоклеточные животные
Характеристика многоклеточных Организм – единое целое Ткань – функциональная единица. Ткани объединены в органы, а органы – в системы органов Деятельность органов координирована Животным присущи признаки и свойства живых организмов: передвижение, дыхание, питание, выделение, размножение, раздражимость, адаптация
Пресноводная гидра Длина около 1 см Прикрепляется к субстрату подошвой Вверху 6 – 12 щупалец Движение – «кувыркание» Кишечная полость – единый, не разделенный мешок Нервная система образует сеть Диффузная нервная система: 1 ротовое отверстие; 2 щупальце; 3 подошва
Слои клеток гидры Эктодерма Энтодерма Клетки ЗначениеКлетки Значение Эпителиально- мускульные Пищеварительн ые Промежуточные Эпителиально- мускульные Стрекательные Железистые Нервные Половые 1 - энтодерма; 2 - мезоглея; 3 – эктодерма 4 - нематоцид; 5 - книдоцит; 6 - эпителиально-мышечная клетка; 7 - интерстициальная клетка; 8 - рецепторная клетка; 9 - нейрон; 10 - продольные тонофибриллы; 11 - базальная мембрана; 12 - кольцевые тонофибриллы; 13 - ядро; 14 - железистые клетки; 15 - гранулярный секрет; 16 - формирование пищеварительной вакуоли.
Проверочная работа. Выберите номера только тех утверждений, которые относятся к типу Кишечнополостные 1. Гетеротрофные организмы 2. Тело состоит из двух слоев клеток, внутри тела имеется кишечная полость 3. Размножаются бесполым и половым способом 4. Способны реагировать на раздражения 5. Самые древние из многоклеточных 6. Тело имеет лучевую симметрию 7. Обитают преимущественно в воде
В каких предложениях имеются ошибки? Исправьте их и запишите верно. 1. В энтодерме пресноводной гидры располагаются стрекательные клетки, которые выполняют функции защиты и нападения. 2. Пресноводная гидра – хищник. Пищеварение у нее внутриклеточное и полостное, в нем участвуют эпителиально-мускульные, железистые и пищеварительные клетки 3. Гидра способна размножаться половым и бесполым способом – делением. 4. Регенерация гидры происходит благодаря промежуточным клеткам. 5. Нервная система диффузного типа обеспечивает ответ на раздражение – рефлекс.
Коралловые атоллы. Коралловые рифы. Коралловые рифы представляют собой уникальные экосистемы, в которых находит приют огромное количество других животных: моллюсков, червей, иглокожих, рыб. В ледниковый период коралловые рифы окаймляли многие острова. Затем уровень моря начал подниматься, и полипы со средней скоростью сантиметр в год надстраивали свои рифы. Постепенно сам остров скрывался под водой, а на его месте образовалась мелководная лагуна, окружённая рифами. Ветер приносил на них семена растений. Затем появились животные, и остров превратился в коралловый атолл.
Домашнее задание П. 14 Письменно на вопросы: 1, 5, 7. Стр.66 Самостоятельно ответить на вопросы Итоговой проверки знаний по теме. Стр
Животный мир велик и многообразен. Животные есть животные, но взрослые решили поделить их всех на группы в соответствии с некоторыми признаками. Наука о классификации животных называется систематика или таксономия. Эта наука определяет родственные связи между организмами. Степень родства далеко не всегда определяется внешним сходством. Например, сумчатые мыши очень похожи на обыкновенных мышей, а тупайи - на белок. Однако эти животные относятся к разным отрядам. А вот броненосцы, муравьеды и ленивцы, совершенно непохожие друг на друга, объединены в один отряд. Дело в том, что родственные связи между животными определяются их происхождением. Исследуя строение скелета и зубную систему животных, ученые определяют, какие звери наиболее близки друг другу, а палеонтологические находки древних вымерших видов животных помогают установить более точно родственные связи между их потомками.
Типы многоклеточных животных: губки, мшанки, плоские, круглые и кольчатые черви (черви), кишечнополостные, членистоногие, моллюски, иглокожие и хордовые. Хордовые - самый прогрессивный тип животных. Их объединяет наличие хорды - первичной скелетной оси. Самые высокоразвитые хордовые объединены в подтип позвоночных. У них хорда преобразована в позвоночник. Остальных называют беспозвоночными.
Типы делятся на классы. Всего существует 5 классов позвоночных животных: рыбы, земноводные, птицы, рептилии (пресмыкающиеся) и млекопитающие (звери). Млекопитающие - самые высокоорганизованные животные из всех позвоночных.
Классы могут быть поделены на подклассы. К примеру, у млекопитающих выделяют подклассы: живородящие и яйцекладущие. Подклассы делят на инфраклассы, а далее на отряды . Каждый отряд делится на семейства , семейства - на роды , роды - на виды . Вид - это конкретное название животного, к примеру заяц-беляк.
Классификации примерные и все время меняются. К примеру, сейчас зайцеобразные вынесены из грызунов в самостоятельный отряд.
Фактически, те группы животных, которые изучают в начальной школе - это типы и классы животных, данные вперемешку.
Первые млекопитающие появились на Земле около 200 млн. лет назад, отделившись от зверообразных рептилий.
Все живые организмы разделяются на подцарства многоклеточных и одноклеточных существ. Последние представляют собой одну клетку и относятся к простейшими, в то время как растения и животные являются теми структурами, в которых веками развивалась более сложная организация. Количество клеток варьируется в зависимости от разновидности, к которой относится особь. Размер большинства настолько мал, что увидеть их можно только под микроскопом. Клетки появились на Земле примерно 3,5 миллиарда лет назад.
В наше время все процессы, происходящие с живыми организмами, изучает биология. Подцарством многоклеточных и одноклеточных занимается именно эта наука.
Одноклеточные организмы
Одноклеточность определяется наличием в организме единственной клетки, которая выполняет все жизненные функции. Всем известные амеба и инфузория-туфелька представляют собой примитивные и, вместе с тем, древнейшие формы жизни, которые являются представителями этого вида. Они были первыми живыми существами, что обитали на Земле. Сюда же входят такие группы, как споровики, саркодовые и бактерии. Все они малы и в основном невидимы для невооруженного глаза. Их принято разделять на две общие категории: прокариотические и эукариотические.
Прокариоты представлены простейшими или грибами некоторых видов. Кто-то из них живет колониями, где все особи одинаковы. Весь процесс жизни осуществляется в каждой отдельной клетке для того, чтобы она выжила.
Прокариотические организмы не имеют связанных мембранами ядер и клеточных органелл. Это обычно бактерии и цианобактерии, такие как кишечная палочка, сальмонеллы, ностоки и др.
Все представители этих групп различаются по размеру. Самая малая бактерия имеет длину всего 300 нанометров. Одноклеточные обычно обладают специальными жгутиками или ресничками, которые участвуют в их передвижении. Они имеют простое тело с выраженными основными чертами. Питание, как правило, происходит в процессе поглощения (фагоцитоза) пищи и хранится в специальных органоидах клетки.
Одноклеточные доминировали как форма жизни на Земле в течение миллиардов лет. Однако эволюция от простейших к более сложным особям изменила весь ландшафт, поскольку она привела к зарождению биологически развитых связей. Кроме того, появление новых видов привело к образованию новой среды с разнообразными экологическими взаимодействиями.
Многоклеточные организмы
Основной характеристикой подцарства многоклеточных является наличие в одном индивидууме большого количества клеток. Они скрепляются между собой, тем самым создавая совершенно новую организацию, которая состоит из множества производных частей. Основное количество из них можно увидеть без каких-то специальных приборов. Растения, рыбы, птицы и животные выходят из единственной клетки. Все существа, входящие в подцарство многоклеточных, регенерируют новые особи из зародышей, которые формируются из двух противоположных гамет.
Любая часть особи или цельный организм, который определяется большим количеством составляющих, является сложной, высоко развитой структурой. В подцарстве многоклеточных классификация четко разделяет функции, при которых каждая из отдельных частиц выполняет свою задачу. Они занимаются процессами жизнедеятельности, поддерживая этим существование всего организма.
Подцарство Многоклеточные на латыни звучит как Metazoa. Чтобы сформировать сложный организм, клетки нужно идентифицировать и присоединить к другим. Только с десяток простейших можно заметить индивидуально невооруженным глазом. Остальные почти два миллиона видимых особей являются многоклеточными.
Плюрицеллюлярные животные созданы результатом объединения особей путем образования колоний, нитей или агрегации. Плюрицеллюлярные развивались самостоятельно, вроде вольвокса и некоторых жгутиковых зеленых водорослей.
Признаком подцарства многоклеточных, то есть его ранних примитивных видов, было отсутствие костей, раковин и других твердых частей тела. Поэтому их следов не сохранилось до наших дней. Исключением являются губки, обитающие в морях и океанах до сих пор. Возможно, их останки находятся в каких-нибудь древних скалах, как, например, Grypania spiralis, окаменелости которых найдены в древнейших слоях черного сланца, относящегося к раннепротерозойской эре.
В находящейся ниже таблице подцарство многоклеточных представлено во всем его многообразии.
Сложные взаимосвязи возникли в результате эволюции простейших и появления способности клеток разделяться по группам и организовывать ткани и органы. Существует много теорий, объясняющих механизмы, с помощью которых одноклеточные могли эволюционировать.
Теории возникновения
На сегодняшний день существуют три основных теории возникновения подцарства многоклеточных. Краткое содержание синцитиальной теории, чтобы не углубляться в подробности, можно описать в нескольких словах. Суть ее состоит в том, что примитивный организм, который имел в своих клетках несколько ядер, мог со временем разделить внутренней мембраной каждое из них. Например, несколько ядер содержит грибок плесени, а также инфузория-туфелька, чем подтверждают эту теорию. Однако наличия нескольких ядер недостаточно для науки. Чтобы подтвердить теорию их множественности, необходимо наглядное превращение в хорошо развитое животное простейшего эукариота.
Теория колоний говорит, что симбиоз, состоящий из разных организмов одного вида, привел к их изменению и появлению более совершенных существ. Геккель — первый ученый, кто представил эту теорию в 1874 году. Сложность организации возникает потому, что клетки остаются вместе, а не разъединяются в процессе деления. Примеры этой теории можно увидеть у таких простейших многоклеточных, как зеленые водоросли, которые называются эвдорина или вольвакса. Они образуют колонии, которые насчитывает до 50000 клеток в зависимости от вида.
Теория колоний предлагает слияние различных организмов одного вида. Преимущество этой теории заключается в том, что было замечено, как во время нехватки продовольствия амебы группируются в колонию, которая передвигается словно единое целое, в новое место. Какие-то из этих амеб немного отличаются друг от друга.
Однако проблема этой теории заключается в том, что неизвестно, как ДНК разных особей могут быть включены в единый геном.
Например, митохондрии и хлоропласты могут быть эндосимбионтами (организмами в организме). Это случается крайне редко, и даже тогда геномы эндосимбионтов сохраняют между собой различия. Они отдельно синхронизируют свою ДНК во время митоза видов хозяев.
Два или три симбиотических индивидуума, образующих лишайник, хотя и зависят друг от друга ради выживания, но должны отдельно размножаться, а затем повторно соединяться, снова создавая единый организм.
Другие теории, которые также рассматривают возникновение подцарства многоклеточных:
- Теория GK-PID. Около 800 миллионов лет назад незначительное генетическое изменение в одной молекуле под названием GK-PID, возможно, позволило особям перейти от одной клетки к более сложной структуре строения.
- Роль вирусов. Недавно было признано, что гены, позаимствованные у вирусов, играют решающую роль в делении тканей, органов и даже при половом размножении, при слиянии яйцеклетки и сперматозоида. Был найден первый белок syncytin-1, который передался от вируса к человеку. Он находится в межклеточных мембранах, которые разделяют плаценту и мозг. Второй белок был выявлен в 2007 году и назван EFF1. Он помогает формировать кожу круглых червей нематод и является частью целого семейства белков FF. Доктор Феликс Рей в Институте Пастера в Париже построил 3D-макет структуры EFF1 и показал, что это он связывает частицы вместе. Этот опыт подтверждает тот факт, что все известные слияния мельчайших частиц в молекулы имеют вирусное происхождение. Это также говорит о том, что вирусы были жизненно важны для коммуникации внутренних структур, и без них было бы невозможным появления колонии подцарства многоклеточных типа губок.
Все эти теории, как и многие другие, которые продолжают предлагать известные ученые, очень интересны. Однако ни одна из них не может четко и однозначно ответить на вопрос: как из единственной клетки, которая зародилась на Земле, могло появиться такое огромное разнообразие видов? Или: почему одиночные особи решили объединиться и стали существовать вместе?
Может, пройдет несколько лет, и новые открытия смогут нам дать ответы на каждый из этих вопросов.
Органы и ткани
Сложные организмы имеют такие биологические функции, как защита, кровообращение, пищеварение, дыхание и половое размножение. Они выполняются определенными органами, такими как кожа, сердце, желудок, легкие и половая система. Они состоят из множества различных типов клеток, которые работают сообща для выполнения конкретных задач.
Например, сердечная мышца имеет большое количество митохондрий. Они производят аденозинтрифосфат, благодаря которому кровь беспрерывно движется по кровеносной системе. У клеток кожи, наоборот, меньше митохондрий. Вместо этого они имеют плотные белки и производят кератин, который защищает мягкие внутренние ткани от повреждений и внешних факторов.
Размножение
В то время как все без исключения простейшие организмы размножаются бесполым путем, многие из подцарства многоклеточных предпочитают половое размножение. Люди, например, являются сложнейшей структурой, созданной путем слияния двух одиночных клеток, называемых яйцеклеткой и сперматозоидом. Слияние одной яйцеклетки с гаметой (гаметы - это специальные половые клетки, содержащие один набор хромосом) сперматозоида приводит к образованию зиготы.
Зигота содержит генетический материал как спермы, так и яйцеклетки. Деление ее приводит к развитию абсолютно нового, отдельного организма. Во время развития и деления клетки, согласно заложенной в генах программе, начинают дифференцироваться по группам. Это в дальнейшем позволит им выполнять совершенно разные функции, несмотря на то что они генетически идентичны друг другу.
Таким образом, все органы и ткани организма, которые образуют нервы, кости, мышцы, сухожилия, кровь, - все они возникли из одной зиготы, появившейся благодаря слиянию двух одиночных гамет.
Преимущество многоклеточных
Есть несколько основных преимуществ подцарства многоклеточных организмов, благодаря которым они доминируют на нашей планете.
Поскольку сложное внутреннее строение позволяет увеличить размер, оно также помогает развивать структуры и ткани более высокого порядка с многочисленными функциями.
Крупные организмы имеют лучшую защиту от хищников. Они также обладают большей мобильностью, что позволяет им мигрировать в более благоприятные для проживания места.
Есть еще одно неоспоримое преимущество подцарства многоклеточных. Общая характеристика всех его видов - это достаточно долгая продолжительность жизни. Тело клетки подвергается воздействию окружающей среды со всех сторон, и любое ее повреждение может привести к гибели индивидуума. Многоклеточный организм будет продолжать существовать, даже если одна клетка погибнет или будет повреждена. Дублирование ДНК также является преимуществом. Деление частиц внутри организма позволяет быстрее расти и восстанавливаться поврежденным тканям.
Во время своего деления новая клетка копирует прежнюю, что позволяет сохранить благоприятные черты в следующих поколениях, а также со временем их усовершенствовать. Другими словами, дублирование позволяет сохранить и адаптировать черты, которые улучшат выживание или пригодность организма, особенно в царстве животных, подцарстве многоклеточных.
Недостатки многоклеточных
У сложных организмов имеются и недостатки. Например, они подвержены различным заболеваниям, возникающим из-за комплексного биологического состава и функций. У простейших, наоборот, не хватает развитых систем органов. Это означает, что риски опасных болезней у них сведены к минимуму.
Важно отметить, что в отличие от многоклеточных, примитивные особи обладают способностью к бесполому размножению. Это помогает им не тратить ресурсы и энергию на поиски партнера и сексуальную деятельность.
Также обладают способностью принимать энергию путем диффузии или осмоса. Это освобождает их от необходимости передвижения для поиска пищи. Практически все может стать потенциальным источником пищи для одноклеточного существа.
Позвоночные и беспозвоночные
Всех без исключения входящих в подцарство многоклеточных существ классификация делит на два вида: позвоночных (хордовых) и беспозвоночных.
У беспозвоночных нет твердого каркаса, в то время как хордовые имеют хорошо развитый внутренний скелет хряща, кости и высокоразвитый мозг, который защищен черепом. Позвоночные имеют прекрасно развитые органы чувств, дыхательную систему с жабрами или легкими и развитую нервную систему, что еще больше отличает их от более примитивных собратьев.
Оба типа животных живут в различных местах обитания, но хордовые, благодаря развитой нервной системе, могут адаптироваться к суше, морю и воздуху. Тем не менее, беспозвоночные также встречаются в широком диапазоне, от лесов и пустынь до пещер и грязи морского дна.
На сегодняшний день выявлено почти два миллиона видов подцарства многоклеточных беспозвоночных животных. Эти два миллиона составляют около 98 % от всех живых существ, то есть 98 из 100 видов проживающих в мире организмов - беспозвоночные. Человеческие особи относятся к семейству хордовых.
Позвоночные подразделяются на рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих. Не имеющие представляют такие типы, как членистоногие, иглокожие, черви, кишечнополостные и моллюски.
Одним из самых главных различий между этими видами является их размер. Беспозвоночные, такие как насекомые или кишечнополостные, малы и медлительны, потому что не могут развить крупное тело и сильные мышцы. Есть несколько исключений, таких как кальмар, который может достигать 15 метров в длину. Позвоночные имеют универсальную систему поддержки, а потому могут быстрее развиваться и становиться крупнее, чем беспозвоночные.
Хордовые имеют также высокоразвитую нервную систему. С помощью специализированной связи между нервными волокнами, они могут реагировать очень быстро на изменения в окружающей среде, что дает им несомненное преимущество.
По сравнению с позвоночными, большинство животных, не имеющих хребта, используют простую нервную систему и ведут себя почти полностью инстинктивно. Подобная система работает хорошо большую часть времени, хотя эти существа часто неспособны учиться на своих ошибках. Исключениями являются осьминоги и их близкие родственники, которые считаются одними из самых умных животных в мире беспозвоночных.
У всех хордовых, как нам известно, имеется позвоночник. Однако особенностью у подцарства многоклеточных беспозвоночных животных является сходство с их сородичами. Оно заключается в том, что на определенном этапе жизни позвоночные также имеют гибкий опорный стержень, нотохорд, который впоследствии становится позвоночником. Первая жизнь развивалась в виде одиночных клеток в воде. Беспозвоночные были начальным звеном эволюции других организмов. Их постепенные изменения привели к появлению сложных существ с хорошо развитым скелетом.
Кишечнополостные животные
Сегодня насчитывается около одиннадцати тысяч видов кишечнополостных. Это одни из самых древнейших сложных животных, появившихся на земле. Самых маленьких из кишечнополостных невозможно увидеть без микроскопа, а самая большая известная медуза - 2,5 метра в диаметре.
Итак, давайте подробнее познакомимся с подцарством многоклеточных, типом кишечнополостные. Описание основных характеристик мест обитания можно определить наличием водной или морской среды. Они живут одиночно или в колониях, которые могут свободно передвигаться или жить на одном месте.
Форма тела кишечнополостных называется «мешком». Рот соединяется со слепым мешком, который называется «гастроваскулярной полостью». Этот мешок функционирует в процессе пищеварения, газообмена и действует как гидростатический скелет. Единственное отверстие служит как ртом, так и задним проходом. Щупальца - длинные, полые структуры, используются для перемещения и захвата пищи. Все кишечнополостные имеют щупальца, покрытые присосками. Они оснащены специальными клетками - немоцистами, которые могут впрыскивать токсины в свою жертву. Присоски также позволяют захватывать крупную добычу, которую животные помещают в рот путем втягивания щупалец. Нематоцисты отвечают за ожоги, которые некоторые медузы наносят людям.
Животные подцарства многоклеточные, типа кишечнополостные обладают как внутриклеточным, так и внеклеточным пищеварением. Дыхание происходит путем простой диффузии. У них имеется сеть нервов, которые распространяются по всему телу.
Многие формы проявляют полиморфизм, то есть разнообразие генов, в котором различные типы существ присутствуют в колонии для различных функций. Эти особи называются зооидами. Воспроизводство можно называть беспорядочным (внешнее почкование) или половым (формирование гамет).
Медузы, например, производят яйцеклетки и сперматозоиды, а затем выпускают их в воду. Когда яйцо оплодотворено, оно развивается в свободно плавающую личинку с ресничками, называемую «планлой».
Типичными примерами подцарства Многоклеточные являются гидры, обелия, португальский кораблик, парусница, актинии, кораллы, морское перо, горгонарии и т. д.
Растения
В подцарстве Многоклеточные растения - это эукариотические организмы, способные питаться в процессе фотосинтеза. Водоросли изначально считались растениями, но теперь они относятся к протистам — особой группе, которая исключена из всех известных видов. Современное определение растений относится к организмам, которые живут в основном на суше (а иногда и в воде).
Другой отличительной особенностью растений является зеленый пигмент - хлорофилл. Он используется для поглощения солнечной энергии в процессе фотосинтеза.
У каждого растения есть гаплоидные и диплоидные фазы, которые характеризуют его жизненный цикл. Он называется чередованием поколений, потому что все фазы в нем являются многоклеточными.
Чередующиеся поколения - это поколение спорофитов и поколение гаметофитов. В фазе гаметофита формируются гаметы. Гаплоидные гаметы сливаются в зиготу, называемую диплоидной клеткой, так как у нее есть полный набор хромосом. Оттуда вырастают диплоидные особи поколения спорофитов.
Спорофиты проходят фазу мейоза (деления) и образуют гаплоидные споры.
Итак, подцарство многоклеточных кратко можно описать как основную группу живых существ, которые населяют Землю. К ним относятся все, кто имеет ряд клеток, различных по своей структуре и функциям и объединенных в единый организм. Простейшие из многоклеточных - это кишечнополостные, а самым сложным и развитым животным на планете является человек.
Многоклеточные животные образуют самую многочисленную группу живых организмов планеты, насчитывающую более 1,5 млн. видов. Ведя свое происхождение от простейших, они претерпели в процессе эволюции существенные преобразования, связанные с усложнением организации.
Одной из важнейших черт организации многоклеточных является морфологическое и функциональное различие клеток их тела. В ходе эволюции сходные клетки в теле многоклеточных животных специализировались на выполнении определенных функций, что привело к формированию тканей.
Разные ткани объединились в органы, а органы - а системы органов. Для осуществления взаимосвязи между ними и координации их работы образовались регуляторные системы - нервная и эндокринная. Благодаря нервной и гуморальной регуляции деятельности всех систем, многоклеточный организм функционирует как целостная биологическая система.
Развившиеся мышечная и скелетная системы обеспечили передвижение организмов, поддержание определенной формы тела, защиту и опору для органов. Способность к активному передвижению позволила животным осуществлять поиск пищи, находить укрытия и расселяться.
С увеличением размеров тела животных возникла необходимость в появлении внутритранспортных циркуляторных систем, доставляющих удаленным от поверхности тела тканям" и органам средства жизнеобеспечения - питательные вещества, кислород, а также удаляющих конечные продукты обмена веществ.
Такой циркуляторной транспортной системой стала жидкая ткань - кровь. Жизненный цикл многоклеточных организмов - сложное индивидуальное развитие, в процессе которого из оплодотворенного яйца формируется взрослый организм. Оплодотворенное яйцо дробится, и образовавшиеся клетки дифференцируются на зародышевые листки и зачатки органов.
Выделяют две группы многоклеточных: лучистые (радиально-симметричные), или двухслойные, и двустороннесимметричные, или трехслойные.
Лучистым свойственны несколько плоскостей симметрии и радиальное расположение органов вокруг главной оси тела. В процессе индивидуального развития у них образуются только два зародышевых листка - эктодерма и энтодерма. К лучистым относится тип Кишечнополостные.
Большинство животных принадлежит к двусторонне - симметричным. Они имеют одну плоскость симметрии, которая делит их тело на две зеркально одинаковые половины - левую и правую. Зародышевых листка – три – эндодерма, мезодерма и эктодерма.
По наличию или отсутствию внутреннего скелета животные подразделяются на две группы - беспозвоночные (все типы, кроме Хордовых) и позвоночные (тип Хордовые).
В зависимости от происхождения ротового отверстия у взрослого организма выделяют две группы животных: первично- и вто-ричноротые. Первичноротые объединяют животных, у которых первичный рот зародыша на стадии гаструлы - бластопор - остается ртом взрослого организма. К ним относятся животные всех типов, кроме Иглокожих и Хордовых. У последних первичный рот зародыша превращается в анальное отверстие, а истинный рот закладывается вторично в виде эктодермального кармана. По этой причине их называют вторичноротыми животными.
Билет № 22
1. Популяция – структурная единица вида.(Учебник биологии, 9 класс 1 раздел, глава 5, § 10;)
Ареалов, сплошь заселенных тем или иным видом, в природе не существует. В пределах ареала особи данного вида осваивают лишь подходящие для их жизни местообитания. Степень заполнения занимаемого пространства у разных видов различна. Но всегда в нем выделяются «пустоты» и скопления. Иными словами, ареал состоит из более или менее многочисленных участков, на которых и встречается определенный вид. Например, колонии крота европейского, хорошо заметные по холмикам земли, располагаются на лесных опушках и лугах, ель обыкновенная произрастает преимущественно на низинах со значительно увлажненной почвой.
Скопления особей одного вида по численности могут быть большими или маленькими, существовать длительно (столетия и более) или на протяжении жизни всего двух-трех поколений, после чего они, как правило, погибают от любых случайностей, например, заболеваний, резкого ухудшения погодных условий и др. Для судьбы вида гораздо более важную роль играют те группы особей, которые устойчиво сохраняются на протяжении жизни многих поколений. Численность особей в таких группах может значительно увеличиваться при благоприятных условиях и снижаться при неблагоприятных, однако они имеют шансы к длительному существованию на данной территории. Такие группировки (совокупности) особей одного вида, длительно населяющих определенную часть ареала, свободно скрещивающихся друг с другом и дающих плодовитое потомство, относительно обособленные от других совокупностей этого же вида, называются популяцией (от лат. populus - народ, население). Благодаря пространственной разобщенности популяций вид приспособлен к существованию в разнообразных условиях среды. Таким образом, популяция является внутривидовой группировкой и, следовательно, конкретной формой существования вида, а сам вид - сложной биологической системой.
Характеристика популяций. Каждая популяция любого вида как биологическая система обладает определенной структурой.
Под структурой популяции понимается определенное количественное соотношение особей, отличающихся по морфологическим и физиологическим признакам, возрасту, полу, характеру распределения в пространстве и другим свойствам.
Основными параметрами популяции являются, прежде всего, ее численность и плотность.
Численность - общее количество особей в популяции. Она не бывает постоянной, так как изменчивы условия среды обитания популяции. Численность популяции зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности. В процессе размножения происходит рост популяции, смертность же приводит к сокращению ее численности. Для каждой популяции есть верхний и нижний пределы численности, которые можно измерить, изучая ее сезонные и межгодовые изменения.
Плотность популяции - это количество особей или их биомасса на единицу площади или объема (например, 150 растений сосны на 1 га; 0,5 циклопа на 1 м 3 воды). Плотность популяции также изменчива и зависит от численности. При возрастании численности плотность не увеличивается лишь в том случае, если возможно расселение популяции, расширение ее ареала.
Пространственное распределение представляет собой особенности размещения особей популяции на занимаемой территории. Оно определяется степенью однородности среды обитания, наличием пригодных для жизни участков, а также биологическими особенностями вида, поведением его особей. Знание типа распределения организмов позволяет правильно оценить плотность методом выборки.
Природным популяциям свойственны три типа распределения особей: случайное, равномерное (регулярное) и групповое (агрегированное) (рис. 1.3).
Случайное распределение особей наблюдается в однородной среде обитания, при невысокой численности популяции и отсутствии у особей стремления образовывать группы (например, у планарий, гидр). В природе этот тип распределения встречается редко.
Равномерное распределение характерно для видов, отличающихся жесткой конкуренцией между особями за одинаковые ресурсы и сильным территориальным инстинктом (хищные рыбы, млекопитающие, птицы, пауки).
Агрегированное (групповое) распределение встречается в природе наиболее часто. Оно выражается в образовании группировок особей, между которыми остаются значительные незаселенные территории. Причинами агрегированности особей могут быть неоднородность среды и ограниченность пригодных для жизни местообитаний, особенности размножениястремление к жизни в группе.
Возрастная структура отражает соотношение различных возрастных групп в популяции (рис. 1.4), а также сезонную и межгодовую динамику этого соотношения. В популяции обычно выделяют три экологических возраста: предрепродуктивный (до размножения), репродуктивный (в период размножения) и пострепродуктивный (после размножения). При благоприятных условиях в популяции присутствуют все возрастные группы и поддерживается более или менее стабильный уровень численности. В сокращающихся популяциях преобладают старые особи, уже не способные интенсивно размножаться. Такая возрастная структура свидетель^ ствует о неблагоприятных условиях существования. Изучение распределения организмов по возрастам имеет большое значение в прогнозировании численности популяций на протяжении жизни ряда ближайших поколений. Такие исследования позволяют планировать, например, промысел рыб или пушных зверей на ряд лет вперед.
Половую структуру формирует соотношение полов в популяциях с раздельнополыми особями (см. рис. 1.4). К ним относятся большинство животных и все двудомные растения. Изменение половой структуры популяции отражается на ее роли в экосистеме, так как самцы и самки многих видов имеют отличия в характере питания, ритме жизни, поведении. Так, самки некоторых видов комаров, клещей и мошек являются кровососущими, в то время как самцы питаются соком растений или нектаром. Рождаемость характеризует частоту появления новых особей в популяции за счет размножения.
Смертность (абсолютная и удельная) - величина, противоположная рождаемости.
Соотношение между величинами рождаемости и смертности определяет динамику численности популяции. Так, если величина рождаемости выше показателя смертности, то численность популяции будет возрастать, и наоборот, снизится, если смертность превысит рождаемость. В случае равенства величин рождаемости и смертности численность популяции будет поддерживаться на постоянном уровне.
Формой существования вида является популяция - самоподдерживающаяся совокупность особей одного вида, имеющая собственный генофонд. Способность популяции к длительному существованию на конкретном участке ареала вида обеспечивается характерными для нее структурой и групповыми свойствами: численностью, плотностью, половозрастной структурой, рождаемостью и смертностью. Величины этих показателей непостоянны, что дает возможность популяции адаптироваться к меняющимся условиям среды обитания.
2. Понятие о систематике. Значение работ К. Линнея. Бинарная номенклатура. (Учебник биологии, 9 класс 1 раздел, глава 5,§ 10;)
Систематика -та часть зоологии и ботаники, которая занимается описанием и изучением органических форм, ныне живущих на земной поверхности. Систематика как наука преследует задачи двоякого рода: практические и теоретические. Практическая задача С. состоит в том, чтобы отличить все существующие на земле породы (виды) животных и растений, дать каждой из них особое название и по возможности точное и ясное описание (диагноз), которое не позволяло бы смешивать различные виды один с другим. Но этой практической стороной не исчерпывается задача С.
Ее теоретическая задача состоит в том, чтобы 1) наблюдая органические формы с точки зрения их постоянства или изменчивости, в зависимости от внешних условий, географического распространения и т. п. определить условия изменения организмов, т. е. перехода одних форм в другие; 2) чтобы, изучая организмы с точки зрения их сходства или различия, подметить между ними родственные черты, указывающие на общее происхождение, и восстановить таким образом их генеалогию. Конечная цель С. есть разъяснение процесса происхождения всего разнообразия органических форм. Теория С. есть, в конце концов, теория эволюции. Поэтому несправедливо С. называют часто описательной наукой. Она заслуживает это название настолько же, как и каждая другая наука, основанная на положительных фактах. Метод С. Для достижения указанных целей натуралисты располагают формы животных и растений в систему, т. е. распределяют их по степени сходства в группы, а эти последние так или иначе располагают в классы или группы высшего порядка.
В практическом отношении от системы требуется, чтобы всякий организм занимал в ней вполне определенное положение, сообразно со своими признаками, чтобы, встретив какой-либо неизвестный нам организм, можно было бы легко определить его место в системе, узнать, таким образом, его название, если он уже описан, или убедиться, что данная форма еще не была никем описана и не имеет еще названия. В теоретическом отношении система должна ясно выражать степени родства организмов и намечать, насколько возможно, их генеалогию. Как в зоологии, так и в ботанике было предложено разными учеными много систем. Судя по тому, насколько эти последние удовлетворяют больше практическим или теоретическим требованиям, они называются искусственными или естественными. Искусственная система не сообразуется с естественным родством организмов; она распределяет их просто на основании чисто произвольных, но по возможности ясных и постоянных признаков. Искусственные системы играли прежде большую роль в ботанике, в особенности половая система Линнея, установленная им в 1735 г. и господствовавшая в науке почти 100 лет. В зоологии чисто искусственных систем, собственно говоря, никогда не было, ибо здесь естественное сходство организмов и групп выражено сравнительно гораздо резче. Что же касается до естественной системы, то она имеет главною целью своею выражение общего сходства, т. е. родства.
Линней Карл (1707-1778), шведский естествоиспытатель, создатель системы растительного и животного мира, первый президент Шведской АН (с 1739), иностранный почетный член Петербургской АН (1754). Впервые последовательно применил бинарную номенклатуру и построил наиболее удачную искусственную классификацию растений и животных, описал ок. 1500 видов растений. Выступал в защиту постоянства видов и креационизма. Автор «Системы природы» (1735), «Философии ботаники» (1751) и др.
бина́рная, или биномиа́льная номенклатура - принятый в биологической систематике способ обозначения видов при помощи двухсловного названия (биномена), состоящего из сочетания двух названий (имён): имени рода и имени вида (согласно терминологии, принятой в зоологической номенклатуре) или имени рода и видового эпитета (согласно ботанической терминологии).
Имя рода всегда пишется с большой буквы, имя вида (видовой эпитет) - всегда с маленькой (даже если происходит от имени собственного). В тексте биномен, как правило, пишется курсивом. Имя вида (видовой эпитет) не следует приводить отдельно от имени рода, поскольку без имени рода оно лишено смысла. В некоторых случаях допускается сокращение имени рода до одной буквы или стандартного сокращения.
По установившейся в России традиции, в зоологической литературе получило распространение словосочетание биномиальная номенклатура (от англ. binomial), а в ботанической - бинарная, или биноминальная номенклатура (от лат. binominalis).
Rosacanina L. –роза собачья (шиповник) (Линней)
Билет № 23
1.Движущие силы эволюции (Учебник биологии, 9 класс 1 раздел, глава 3,§5)
В эволюционной теории Дарвина предпосылкой эволюции является наследственная изменчивость, а движущими силами эволюции - борьба за существование и естественный отбор. При создании эволюционной теории Ч. Дарвин многократно обращается к результатам селекционной практики. Он показал, что в основе многообразия сортов и пород лежит изменчивость. Изменчивость - процесс возникновения отличий у потомков по сравнению с предками, которые обусловливают многообразие особей в пределах сорта, породы. Дарвин считает, что причинами изменчивости являются воздействие на организмы факторов внешней среды (прямое и косвенное), а также природа самих организмов (так как каждый из них специфически реагирует на воздействие внешней среды). Дарвин, анализируя формы изменчивости, выделил среди них три: определенную, неопределенную и коррелятивную.
Определенная, или групповая, изменчивость - это изменчивость, которая возникает под влиянием какого-либо фактора среды, действующего одинаково на все особи сорта или породы и изменяющегося в определенном направлении. Примерами такой изменчивости могут служить увеличение массы тела у особей животных при хорошем кормлении, изменение волосяного покрова под влиянием климата и т. д. Определенная изменчивость является массовой, охватывает все поколение и выражается у каждой особи сходным образом. Она ненаследственна, т. е. у потомков измененной группы при других условиях приобретенные родителями признаки не наследуются.
Неопределенная, или индивидуальная, изменчивость проявляется специфично у каждой особи, т. е. единична, индивидуальна по своему характеру. С ней связаны отличия у особей одного и того же сорта или породы, находящихся в сходных условиях. Данная форма изменчивости неопределенна, т. е. признак в одних и тех же условиях может изменяться в разных направлениях. Например, у одного сорта растений появляются экземпляры с разной окраской цветков, разной интенсивностью окраски лепестков и т. п. Причина такого явления Дарвину была неизвестна. Неопределенная изменчивость имеет наследственный характер, т. е. устойчиво передается потомству. В этом заключается ее важное значение для эволюции.Дарвин приходит к выводу, что для эволюционного процесса важны лишь наследуемые изменения, так как только они могут накапливаться из поколения в поколение. Согласно Дарвину, основные факторы эволюции культурных форм - это наследственная изменчивость и отбор, производимый человеком (такой отбор Дарвин назвал искусственным). Изменчивость - необходимая предпосылка искусственного отбора, но она не определяет образования новых пород и сортов.
Объяснение исторической изменяемости видов Дарвин считал возможным только через раскрытие причин приспособляемости к определенным условиям. Он пришел к выводу, что приспособленность естественных видов, как и культурных форм, - результат отбора, который производился не человеком, а условиями среды.
Каким же образом осуществляется естественный отбор? Одним из главнейших его условий в естественной среде Дарвин считает перенаселение видов, возникающее как следствие геометрической прогрессии размножения. Дарвин обратил внимание на то, что особи видов, дающих даже относительно небольшое реальное потомство, в конечном итоге размножаются довольно интенсивно. Например, аскарида продуцирует в сутки до 200 тыс. яиц, самка окуня выметывает 200-ЗООтыс, а трески- до 10 млн. икринок.
Перенаселение является основной (хотя и не единственной) причиной возникновения между организмами борьбы за существование. В понятие «борьба за существование» он вкладывает широкий и метафорический смысл.
Борьба организмов происходит как между собой, так и с физико-химическими условиями среды. Она носит характер непосредственных столкновений между организмами или, что наблюдается чаще, косвенных конфликтов. Конкурирующие организмы могут даже не соприкасаться друг с другом и тем не менее находиться в состоянии ожесточенной борьбы (например, ель и растущая под ней кислица).
Естественным результатом противоречий между организмами и внешней средой является истребление части особей видов (элиминация). Борьба за существование, таким образом, и есть элиминирующий фактор.
Схема действия естественного отбора в системе вида по Дарвину сводится к следующему:
Изменчивость свойственна любой группе животных и растений, и организмы отличаются друг от друга во многих отношениях.
Число организмов каждого вида, рождающихся на свет, превышает число тех, которые могут найти пропитание и выжить. Тем не менее, поскольку численность каждого вида в естественных условиях постоянна, следует предполагать, что большая часть потомства гибнет. Если бы все потомки какого-либо вида выживали и размножались, то весьма скоро они вытеснили бы все другие виды на земном шаре.
Поскольку рождается больше особей, чем может выжить, происходит борьба за существование, конкуренция за пищу и место обитания. Это может быть активная борьба не на жизнь, а на смерть, или менее явная, но не менее действенная конкуренция, как, например, для растений в период засухи или холода.
Среди множества изменений, наблюдающихся у живых существ, одни облегчают выживание в борьбе за существование, другие же приводят к тому, что их обладатели гибнут. Концепция «выживания наиболее приспособленных» представляет собой ядро теории естественного отбора.
Выживающие особи дают начало следующему поколению, и таким образом «удачные» изменения передаются последующим поколениям. В результате каждое следующее поколение оказывается более приспособленным к среде обитания; по мере изменения среды возникают дальнейшие приспособления. Если естественный отбор действует на протяжении многих лет, то последние отпрыски могут оказаться настолько несхожими со своими предками, что их целесообразно будет выделить в самостоятельный вид.
Может также случиться, что некоторые члены данной группы особей приобретут одни изменения и окажутся приспособленными к окружающей среде одним способом, тогда как другие ее члены, обладающие другим комплексом изменений, окажутся приспособленными иначе; таким путем от одного предкового вида при условии изоляции подобных групп может возникнуть два и более видов.
Многоклеточные животные образуют самую многочисленную группу живых организмов планеты, насчитывающую более 1,5 млн. видов. Ведя свое происхождение от простейших, они претерпели в процессе эволюции существенные преобразования, связанные с усложнением организации.
Кишечнополостные: Кишечнополостных насчитывается свыше 9 тыс. видов. Это низшие, преимущественно морские, многоклеточные животные, прикрепленные к субстрату либо плавающие в толще воды. Тело мешковидное, образованное двумя слоями клеток: наружным - эктодермой, и внутренним -энтодермой, между которыми находится бесструктурное вещество -мезоглея.
Размножение происходит как бесполым, так и половым способом. Незавершенное до конца бесполое размножение - почкование - приводит у ряда видов к образованию колоний.
Губки- многоклеточные животные:
Губок характеризует модульное строение, зачастую сопряжённое с образованием колоний, а также отсутствие настоящих тканей и зародышевых листков. В отличие от настоящих многоклеточных животных губки лишены мышечной, нервной и пищеварительной систем. Тело составлено покровным слоем клеток, подразделяющимся на пинакодерму и хоанодерму, и желеобразным мезохилом, пронизанным каналами водоносной системы и содержащего скелетные структуры и клеточные элементы. Скелет в разных группах губок представлен различными белковыми и минеральными (известковыми или кремнекислыми) структурами. Размножение осуществляется как половым, так бесполым путём.
Многоклеточные:
Одной из важнейших черт организации многоклеточных является морфологическое и функциональное различие клеток их тела. В ходе эволюции сходные клетки в теле многоклеточных животных специализировались на выполнении определенных функций, что привело к формированию тканей.
Разные ткани объединились в органы, а органы - а системы органов. Для осуществления взаимосвязи между ними и координации их работы образовались регуляторные системы - нервная и эндокринная. Благодаря нервной и гуморальной регуляции деятельности всех систем, многоклеточный организм функционирует как целостная биологическая система.
Процветание группы многоклеточных животных связано с усложнением анатомического строения и физиологических функций. Так, увеличение размеров тела привело к развитию пищеварительного канала, что позволило им питаться крупным пищевым материалом, поставляющим большое количество энергии для осуществления всех процессов жизнедеятельности. Развившиеся мышечная и скелетная системы обеспечили передвижение организмов, поддержание определенной формы тела, защиту и опору для органов. Способность к активному передвижению позволила животным осуществлять поиск пищи, находить укрытия и расселяться.
С увеличением размеров тела животных возникла необходимость в появлении внутритранспортных циркуляторных систем, доставляющих удаленным от поверхности тела тканям" и органам средства жизнеобеспечения - питательные вещества, кислород, а также удаляющих конечные продукты обмена веществ.
Такой циркуляторной транспортной системой стала жидкая ткань - кровь.
Интенсификация дыхательной активности шла параллельно с прогрессивным развитием нервной системы и органов чувств. Произошло перемещение центральных отделов нервной системы в передний конец тела животного, в результате чего обособился головной отдел. Такое строение передней части тела животного позволило ему получать информацию об изменениях в окружающей среде и адекватно реагировать на них.
По наличию или отсутствию внутреннего скелета животные подразделяются на две группы -беспозвоночные (все типы, кроме Хордовых) и позвоночные (тип Хордовые).
В зависимости от происхождения ротового отверстия у взрослого организма выделяют две группы животных: первично- и вто-ричноротые. Первичноротые объединяют животных, у которых первичный рот зародыша на стадии гаструлы - бластопор - остается ртом взрослого организма. К ним относятся животные всех типов, кроме Иглокожих и Хордовых. У последних первичный рот зародыша превращается в анальное отверстие, а истинный рот закладывается вторично в виде эктодермального кармана. По этой причине их называют вторичноротыми животными.
По типу симметрии тела выделяют группу лучистых, или радиально-симметричных, животных (типы Губки, Кишечнополостные и Иглокожие) и группу двусторонне-симметричных (все остальные типы животных). Лучевая симметрия формируется под влиянием сидячего образа жизни животных, при котором весь организм поставлен по отношению к факторам среды в совершенно одинаковые условия. Эти условия и формируют расположение одинаковых органов вокруг главной оси, проходящей через рот до противоположного ему прикрепленного полюса.
Двусторонне-симметричные животные подвижны, обладают одной плоскостью симметрии, по обе стороны которой располагаются различные парные органы. У них различают левую и правую, спинную и брюшную стороны, передний и задний концы тела.
Многоклеточные животные чрезвычайно разнообразны по строению, особенностям жизнедеятельности, различны по размерам, массе тела и т. д. На основе наиболее существенных общих черт строения они подразделяются на 14 типов, часть из которых рассматривается в данном пособии.
У многоклеточных организмов онтогенез обычно начинается с момента образования зиготы и заканчивается смертью. При этом организм не только растёт, увеличиваясь в размерах, но и проходит ряд различных жизненных фаз, на каждой из которых имеет особое строение, по-разному функционирует, а в некоторых случаях кардинально отличается образом жизни. Процесс эмбрионального развития многоклеточных животных включает три основных этапа: дробление, гаструляцию и первичный органогенез. Начинается эмбриогенез с момента образования зиготы.
Рассмотрим стадии эмбрионального развития многоклеточного животного на примере лягушки озёрной. Уже через несколько часов (у других видов позвоночных даже через несколько минут) после внедрения сперматозоида в яйцеклетку начинается первый этап эмбриогенеза - дробление, представляющий собой ряд последовательных митотических делений зиготы. При этом с каждым делением образуются всё более мелкие клетки, которые называют бластомерами (от греч. бластос - росток, мерос - часть). Измельчение клеток происходит за счёт уменьшения объёма цитоплазмы. Причём процесс клеточных делений продолжается до тех пор, пока размеры образующихся клеток не сравняются с размерами других соматических клеток организмов этого вида. В результате масса зародыша на завершающем периоде и его объём остаются постоянными и примерно равными зиготе.
