История развития зоологии беспозвоночных

 

Зоология - одна из классических биологических наук. Ее за­рождение, не считая первоначального накопления сведений о животных, связано с античными временами. Великий ученый и мыслитель Древней Греции Аристотель, считающийся родона­чальником ряда наук, в IV в. до н. э. впервые систематизировал накопленные знания о животных и разделил все известные ему виды на две группы  - животных, имеющих кровь, и животных без крови. К первой группе им были отнесены позвоночные жи­вотные (звери, птицы, земноводные, пресмыкающиеся, рыбы), ко второй  -  беспозвоночные (насекомые, пауки, раки, моллюс­ки, черви). Аристотель впервые выдвинул идею о соподчинении частей организма, которая много позже будет воплощена в уче­нии о корреляциях.

Эпоха Римской империи оставила нам многотомный труд Плиния Старшего (23-79 гг. н. э.) «Естественная история», в которой два тома посвящены живым организмам. Правда, большей частью это были сведения, почерпнутые из работ Аристотеля.

Падение Римской империи и установление господства христи­анской церкви привели к упадку наук. В эту эпоху, получившую название средневековья, занятие естественными науками не только не поощрялось, но прямо преследовалось. Признавались лишь библейские догмы о сотворении мира.

Накопление зоологических знаний возобновляется только в последовавшую за средневековьем эпоху Возрождения, с XV в. Ученых интересовало главным образом строение организма, по­этому наибольшие успехи были достигнуты в области анатомии. Знаменитый художник и ученый Леонардо да Винчи (1452-1519), изучая кости и суставы, установил сходство в строении костей ноги лошади и человека, несмотря на их внешнюю непохожесть. Тем самым он открыл явление гомологии, которое в дальнейшем объединило многих внешне различных животных и помогло зало­жить основу теории эволюции.

Своего расцвета природоведение эпохи Возрождения достигло в трудах швейцарца Конрада Геснера (1516-1565), сообщившего много сведений о животных, хотя зачастую не оригинальных, а почерпнутых из трудов древних ученых. В XVI-XVII вв. большой вклад в изучение анатомии животных, а также человека внесли врачи. Крупнейшим анатомом эпохи Воз­рождения был Андреас Везалий (1514-1564), опубликовавший первую наиболее точную работу по анатомии человека. Габриеле фаллопий (1523-1562) изучал органы размножения. Ему принад­лежит описание труб, идущих от яичников к матке. Бартоломео Эустихио (1510-1574) открыл трубу, соединяющую ухо с горлом. Изучая кровообращение, Уильям Гарвей (1578-1657) обнаружил существование в сердце односторонне действующих клапанов и доказал, что кровь течет по венам в сердце и затем поступает в артерии, т.е. постоянно движется в одном направлении. Книга Гарвея «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» (1628) вызвала полный переворот в зоологии.

Огромное значение для развития зоологии имело изобретение микроскопа. Голландец Антон Левенгук (1632-1723) при помощи изготовленного им микроскопа дал первое описание кровяных телец и капилляров, его помощник первым увидел сперматозои­ды, но главным было открытие простейших, сделанное при рас­сматривании под микроскопом капли воды. В этот же период анг­лийский ученый Роберт Гук (1635-1703) выполнил ряд тонких микроскопических работ и в 1665 г. опубликовал книгу «Микрография», в которой впервые в истории биологии была изображе­на клетка. Это открытие имело важные последствия.

В конце XVII - первой половине XVIII в. были заложены осно­вы систематики животного мира. Первую попытку в этом направ­лении сделал английский натуралист Джон Рей (1628-1705). В книге «Систематический обзор животных», вышедшей в 1693 г., Рей предложил классификацию животных, базирующуюся на сово­купности внешних признаков, к примеру, по наличию когтей и зубов. Так, млекопитающих он разделил на две группы: животных с пальцами и животных с копытами. Последние, в свою очередь, были разделены на однокопытных (лошадь), двукопытных (коро­ва) и трехкопытных (носорог). Были выделены и более дробные единицы.

Несмотря на несовершенство классификации Рея, принцип, положенный в ее основу, получил развитие в трудах знаменитого шведского ученого Карла Линнея (1707-1778). В 1735 г. Линней опубликовал книгу «Система природы», в которой изложил свою классификацию растений и животных. Он по праву считается ос­нователем систематики, изучающей классификацию видов живых организмов. Близкие виды Линней группировал в роды, близкие роды -  в отряды, а близкие отряды - в классы. Все известные виды животных были сгруппированы в 6 классов: млекопитаю­щие, птицы, амфибии (объединивший пресмыкающихся и зем­новодных), рыбы, насекомые и черви. Каждый вид у Линнея имел двойное латинское название: первое слово в нем — название рода, второе -  вида. Форма бинарной (двойной) номенклатуры сохра­нилась до сих пор. Линней стоял на позиции неизменяемости ви­дов, хотя в конце концов был вынужден допустить возможность образования новых видов путем гибридизации.

В конце XVIII - начале XIX в. французский зоолог Жорж Кю­вье (1769-1832) разработал основы сравнительной анатомии жи­вотных и, в частности, учение о корреляциях. Кювье был осново­положником палеонтологии. На основе этих работ в 1825 г. Анри Бленвиль ввел в систему понятие «тип» - высшую таксономиче­скую единицу.

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

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

Против идеи неизменяемости видов в этот же период выступи­ли русские ученые К. Ф. Рулье (1814-1858) и К.М.Бэр (1792-1876). Рулье призывал изучать животных в их естественном окру­жении и во взаимодействии со средой обитания. Его по праву можно считать провозвестником экологии. К. М. Бэр - автор выдающих­ся исследований в области эмбриологии животных, создатель уче­ния о зародышевых листках.

Значительное влияние на развитие зоологии оказала сформи­ровавшаяся в конце 30-х годов XIX в. клеточная теория. Ее со­здатели - М. Шлейден (1804-1881) и Т. Шванн (1810-1882). Эта теория убедительно показала единство живых организмов на кле­точном уровне.

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

Идеи Ч.Дарвина стали использоваться зоологами для разра­ботки истории животного мира. Наибольший вклад в развитие фи­логении животных в XIX в. внесли такие ученые, как Э. Геккель (1834-1919) и Ф.Мюллер (1821-1897). Последний, будучи эмб­риологом, установил закономерности во взаимоотношениях ин­дивидуального развития (онтогенеза) и филогенеза животных. В 1866 г. Э. Геккель сформировал свой «биогенетический закон», согласно которому зародыши в процессе развития повторяют в сокращенном виде эволюционный путь, пройденный их предка­ми («онтогенез повторяет филогенез»).

Доказательства эволюции, приведенные Ч.Дарвином, возбу­дили большой интерес к сравнительному изучению различных групп животных, в связи с чем, возникают такие науки, как эво­люционная сравнительная анатомия и эволюционная сравнитель­ная эмбриология. В создании последней, ведущая роль принадле­жит русским зоологам И.И.Мечникову (1845-1916) и А.О.Ко­валевскому (1840-1901). Выводы сравнительной эмбриологии, основанные на эволюционном учении, служили веским доказа­тельством в пользу единства происхождения всех типов животно­го царства. Уже в начале XX в. было детально выяснено эмбрио­нальное развитие большинства типов животных. В это же время В.О.Ковалевский (1842-1883) работами по ископаемым копыт­ным заложил основы эволюционной палеозоологии. Чрезвычайно быстро развиваются систематика и зоогеография. Еще в додарвиновские времена Н. А. Северцов (1827-1885) установил связь меж­ду особенностями фауны и физико-географическими условиями, в которых развивается эта фауна. Тем самым была заложена осно­ва экологической зоогеографии.

Вторая половина XIX в. отмечена появлением новой науки - экологии. Русские зоологи сформулировали многие главные поло­жения и методические принципы теоретической экологии. Мос­ковский профессор К. Ф. Рулье одним из первых показал значе­ние изучения животных в сообществе с другими организмами и фактически сформулировал понятие о популяции. В конце XIX - начале XX в. были проведены обширные исследования, в которых применялись экологические принципы при разработке про­блем в области охотничьего хозяйства и борьбы с вредителями (М.Н.Богданов, Л.П.Сабанеев, А. А. Силантьев, Б.М.Житков и др.).

В XX в. зоология развивалась чрезвычайно активно. Здесь мы отметим кратко только вклад отечественных ученых. В XX в. про­водились основные исследования фауны Мирового океана. Фун­дамент наших знаний о зоогеографии северных морей заложил К. М. Дерюгин, а картину состава и биоценотического распре­деления данной фауны Черного моря дал в классическом труде «К вопросу об изучении жизни Черного моря» (1913) С.А.Зернов. Экспедиционными судами «Витязь» (Россия) и «Галатея» (Да­ния) изучены глубины Мирового океана до 11 тыс. м и сделаны выдающиеся зоологические открытия. Эти работы продолжает научно-исследовательский флот Российской академии наук. К числу замечательных открытий следует отнести находку «живого иско­паемого» - моллюска из класса моноплакофор, расшифровку си­стематического положения и установление нового типа морских животных -  погонофор (А. В. Иванов) и многие другие.

Отечественные зоологи продолжали разработку проблем фи­логенеза животных на основе сравнительной анатомии и эмбри­ологии (В. Н. Беклемишев, П. П. Иванов, В. А. Догель, А. В. Ива­нов, Н.А.Ливанов, И. И. Шмальгаузен, Д. М. Федотов). Большое внимание уделялось изучению паразитических животных - про­стейших, червей и членистоногих. Научные школы В. А. Догеля, К. И. Скрябина и Е. Н. Павловского внесли большой вклад в раз­работку учения о природной очаговости трансмиссивных заболе­ваний, гельминтологии, экологической паразитологии.

Очень велик объем выполненных нашими учеными энтомоло­гических работ. Насекомые - крупнейшая группа во всем живот­ном царстве. Среди них много вредных видов, переносчиков забо­леваний человека и домашних животных, но имеется немало и полезных - опылителей цветковых растений, производителей ценных продуктов (мед, шелк, воск). В области энтомологии ве­лик вклад таких ученых, как А. А. Штакельберг, А. С. Мончадский, Г. Я. Бей-Биенко, С. И. Медведев, О. Л. Крыжановский, Г. С. Мед­ведев. Большое значение имели почвенно-экологические исследо­вания научной школы академика М. С. Гилярова.

 1.3 Структура зоологии беспозвоночных

 

Разнообразие животного мира земного шара, разносторонность задач и многообразие методов исследования привели к выделе­нию многих самостоятельных зоологических дисциплин.

Морфология животных изучает внешнее (собственно морфоло­гия) и внутреннее (анатомия) строение. К ней же относятся гис­тология; изучающая микроскопическое строение тканей и орга­нов; цитология, исследующая структурные особенности клеток животных; эмбриология - наука о закономерностях индивиду­ального развития. Большинство морфологических дисциплин ос­новано на сравнительном изучении строения различных живот­ных, что позволяет называть их сравнительной анатомией, сравнительной эмбриологией и т. д.

Физиология животных - наука о жизненных процессах, прохо­дящих в организме животных, таких, как питание и пищеварение, дыхание, кровообращение, выделение, нервная деятельность и т. д. В наше время все эти процессы изучаются также в сравнительном плане, и поэтому физиология стала сравнительной физиологией.

Поведение животных изучает этология - относительно моло­дая зоологическая дисциплина, хотя в числе ее основоположников числится знаменитый исследователь поведения насекомых Анри Фабр, работавший в XIX в.

Экология животных как часть общей экологии исследует взаи­моотношение животных с окружающей средой и все разнообра­зие приспособлений животных к среде, обеспечивающих их вы­живание, расселение, размножение и развитие.

Генетика животных изучает применительно к животным орга­низмам закономерности наследственности и изменчивости.

Систематика животных вместе с филогенетикой - фундамен­тальный раздел зоологии, синтезирующий данные всех отраслей биологии, изучающих животных. Систематика отражает естествен­ную систему организмов с их объективно существующими род­ственными взаимоотношениями. Исходный раздел систематики - фаунистика - изучает состав и особенности животного мира нашей планеты. С другой стороны, фаунистику можно считать частью зоогеографии - науки о географическом распростране­нии животных.