Роль беспозвоночных животных в жизни и хозяйстве человека

 

Животные играют значительную роль в жизни человека. На заре своего существования человек был простым собирателем, затем охотником, скотоводом, наконец, земледельцем. И в каждую из этих эпох он так или иначе исполь­зовал животных как источник высококалорийного белка. В раз­личных климатических зонах процент животного белка в пище людей значительно колеблется. Различны и сами объекты.

Среди беспозвоночных издавна употребляются в пищу глав­ным образом ракообразные (раки, крабы, креветки) и моллюски (устрицы, мидии, улитки и др.). Особенно интенсивно использу­ются морские беспозвоночные жителями прибрежных районов Средиземного моря и Тихого океана, где в пищевой рацион вхо­дят даже морские ежи, голотурии и морские черви (палоло). Ми­ровой промысел морских беспозвоночных уже превысил 10 % ми­ровой добычи рыбы и продолжает расти. Осваиваются новые пищевые объекты, например криль (эвфаузиевые рачки, которы­ми питаются усатые киты). Проводятся исследования по исполь­зованию морского планктона.

Продукты жизнедеятельности животных ис­пользуются с глубокой древности, большое значение имеют медо­носная пчела и тутовый шелкопряд.

Шелководство возникло около 5 тыс. лет назад в Китае и уже в средние века распространилось в Европе. Тутовый шелкопряд раз­водят для получения из его коконов натурального шелка. Поскольку гусеницы тутового шелкопряда питаются только листьями тутов­ника (шелковицы), шелководство возможно лишь в южных райо­нах, где растет это дерево. Шелководством успешно занимаются в Средней Азии, Закавказье, на юге Украины и Молдавии.

Медоносных пчел разводят ради получения меда и воска, а в последнее время также пчелиного молочка (апилака) и пропо­лиса - клеящего вещества. Широкое распространение получил также пчелиный яд, на основе которого готовят лекарства для лечения невралгических и сердечно-сосудистых заболеваний. Натуральный мед обладает очень ценными качествами. Это пере­работанный пчелами нектар цветов, обогащенный ферментами и другими полезными веществами. В его состав входят сахара (глю­коза, сахароза, фруктоза), органические кислоты, эфирные масла и витамины. Как источник углеводов мед стоит на одном из первых мест среди продуктов питания. Он обладает антибиотиче­скими свойствами, полезен при ряде кишечных и простудных за­болеваний и применяется также для лечения ран и язв. Воск упот­ребляется в промышленности и медицине. Только в России заготовляется свыше 2 тыс. т воска в год.

Хотя экономическое значение продуктов пчеловодства очень велико, значение пчел как опылителей цветковых растений неиз­меримо выше. В опылении растений принимают участие также дикие пчелы, шмели и в меньшей степени мухи и бабочки. Осо­бая ценность шмелей как опылителей заключается в их способно­сти посещать и опылять цветки клевера и люцерны - лучших кормовых трав, которые неохотно посещаются другими опылите­лями. Еще Дарвин писал о связи урожая семян клевера с наличи­ем шмелей.

Для исследовательских и учебных целей во всех научных лабо­раториях разводят многих животных. Среди них есть и беспоз­воночные (многие простейшие, черви-планарии, ракообразные и насекомые, особенно мушка дрозофила  -  излюбленный и очень удобный объект генетических исследований).  

Отрицательная роль животных в жизни и хозяйстве человека велика и разнообразна. К таким животным мы относим парази­тов, переносчиков возбудителей болезней, вредителей сельскохозяйственных растений и продуктов хране­ния и т. д.

Целый ряд болезней вызывается простейшими. К ним относятся дизентерия, лямблиоз и многие другие. В большинстве случаев воз­будители заболеваний попадают в организм человека через укус кровососа-переносчика. Одно из наиболее распространенных и тя­желых заболеваний человека - малярия - вызывается малярийными плазмодиями (одноклеточными из класса споровиков). Одну часть своего жизненного цикла плазмодии проходят в теле кома­ров. При укусе комара плазмодии попадают в кровь человека. Че­рез укусы москитов человек заражается кожным лейшманиозом (пендинкой). Сонная болезнь вызывается паразитированием в че­ловеке трипаносом (простейших из класса жгутиконосцев), а по­падают они в кровь при укусах мухи цеце.

Хранителями и переносчиками возбудителей природно-очаговых болезней (вирусного клещевого энцефалита, клещевого возврат­ного тифа и др.) служат кровососущие, клещи - иксодовые и аргасовые. Возбудителей сыпного и возвратного тифа переносят вши, а основными переносчиками чумного микроба являются блохи.

Многие из перечисленных заболеваний имеют природно-очаговый характер, т. е. приурочены к определенным районам или частям земного шара. Они передаются от больных животных (до­норов) к здоровым (реципиентам) переносчиками - кровососу­щими насекомыми или клещами. Такие природные очаги существуют долгие годы. Учение о природной очаговости трансмиссивных за­болеваний развил советский ученый академик Е. Н. Павловский.

Ощутимый вред здоровью человека (и домашних животных) наносят паразитические черви  -  гельминты. Паразиты истощают своих хозяев, отравляют их токсическими выделениями, что не­редко приводит к тяжелым последствиям, а иногда и к смерти. Изучением биологии и жизненных циклов паразитических червей занимается наука гельминтология. В России крупнейшим гельмин­тологом был академик К. И. Скрябин. Он же предложил и основ­ные методы профилактики борьбы с гельминтозами.

Среди животных немало ядовитых, укусы которых опасны для людей. Это ядовитые пауки - тарантул и каракурт, скорпионы, крупные сколопендры, жалящие осы.  Большинство из них встречаются только на юге России. Опасны и ожо­ги стрекательных батарей многих медуз и сифонофор.

Чрезвычайно существенный вред причиняют беспозвоночные животные (на­секомые, клещи) сельскохозяйственным растениям. Практически каждая сельскохозяйственная культура имеет набор специфических вредителей. Многие из них вредят целому ряду рас­тений, являясь многоядными. Такова, к примеру, саранча. Особые убытки причиняют вспышки массового размножения вредных на­секомых. Только в США ущерб от вредных насекомых исчисляется ежегодно 4 млрд долларов. Изучением биологии, вредоносности насекомых и разработкой мер борьбы против них занимается спе­циальная наука - сельскохозяйственная энтомология.

В наше время разработан ряд мероприятий по регуляции чис­ленности вредных животных. Широкое развитие получил хи­мический метод борьбы, при котором применяются стойкие и высокотоксичные ядохимикаты. К сожалению, использование пестицидов зачастую приводит к нежелательным побочным ре­зультатам - истреблению наряду с вредителями и полезной фау­ны, а также к загрязнению среды обитания. Включаясь в кругово­рот веществ в биосфере, пестициды усваиваются растениями, накапливаются в тканях растительноядных животных и попадают в пищевые продукты человека. Поэтому ученые большинства раз­витых стран давно работают над проблемой ограничения хими­ческой борьбы с вредителями и замены ее биологическими мето­дами. Биологическая борьба с вредителями предусматривает применение против них хищных, паразитических или патогенных организмов. Метод этот экологичен: он основан прежде всего на природных связях в биоценозе, таких как отношения хищника с жертвой или паразита с хозяином. Кроме того, такой метод не вносит изменений в круговорот веществ в биосфере, не загрязня­ет среду обитания человека.

Этот краткий обзор многообразных связей животных с чело­веком и его хозяйством показывает, что зоология беспозвоночных является од­ной из самых актуальных биологических наук, так как ее данные и выводы широко применяются в медицине, ветеринарии, агро­номии, животноводстве и другой хозяйственной деятельности человека.

 

Планы строения животных

 

При сравнении представителей разных систематических групп создается впечатление, что они необычайно разнообразны. Тем не менее,  различия животных не бесконечны.

Как было показано Ч. Дарвином, множество родственных групп животных произошло от одной предковой линии. «Спускаясь» от кончиков ветвей родословного древа животных к узлам ветвле­ния и в конечном итоге к стволам, мы улавливаем общность многих организмов в их планах строения. Ученые установили несколько таких планов, в кото­рые укладывается большое число вариантов. Следует помнить, что план строения - это то, общее, что характерно для множества групп. Варианты же - это част­ности, детали, которые первыми бросаются в глаза и нередко мас­кируют принадлежность живот­ного к определенному типу. Об­щность планов строения указы­вает на гомологию - сходство, основанное на родстве организ­мов. За немногими исключениями, животные отличаются симмет­ричным строением. Различают два типа симметрии - радиаль­ную, или лучевую, и билатераль­ную, или двустороннюю. Оба этих типа одновременно встре­чаются только у беспозвоночных животных. Позвоночные - все­гда билатеральны.

В теле радиально-симметричного животного (рис. 1) можно различить главную продольную ось, вокруг которой в радиаль­ном (лучевом) порядке располо­жены органы.

Порядок радиальной симмет­рии зависит от числа повторяю­щихся органов. Если вокруг этой воображаемой главной оси рас­положено 5 одинаковых органов, то симметрия называется пятилу­чевой, если 4 - четырехлучевой и т. д. Вследствие этого через тело животного (его центр) можно провести строго определенное число плоскостей симметрии, которыми тело делится на две по­ловины, зеркально отображающие друг друга. Радиальная сим­метрия имеет две разновидности: радиально-лучевую и радиально-осевую симметрии.

Радиально-лучевая симметрия наблюдается у многих организ­мов, взвешенных в воде (ряда одноклеточных, а также колони­альных одноклеточных и некоторых колоний многоклеточных), у которых со всех сторон среда

обитания одинакова.

Радиально-осевая симметрия наблюдается у нескольких групп беспозвоночных (кишечнополостных, иглокожих и др.), которые характеризуются тем, что ведут (или их предковые формы вели) прикрепленный образ жизни. Значит, сидячий образ жизни спо­собствует развитию лучевой симметрии (Догель, 1981). Биологи­ческое объяснение такого строения заключается в следующем. Си­дячие животные одним полюсом (аборальным) прикрепляются к субстрату, другой же полюс (оральный), на котором находится ротовое отверстие, свободен. Этот полюс со всех сторон постав­лен в идентичные условия по отношению к факторам окружаю­щей среды. Поэтому различные органы одинаково развиваются на радиально расположенных частях тела, а главная ось соединяет оба полюса.

 

 

Билатеральная симметрия тела животного характерна тем, что через его тело можно провести только одну плоскость симмет­рии, делящую его на две равные (зеркально отражающие друг друга) половины  -  левую и правую. Двусторонняя симметрия возникла у животных при переходе их планктонных предков к жизни и передвижению на дне. При этом кроме переднего и зад­него конца тела у них стали различаться спинная (дорсальная) и брюшная (вентральная) стороны. Примерами билатерально-сим­метричных животных могут служить черви, членистоногие, все хордовые животные, в том числе и человек. Биологическое объяснение билатеральности заключается в следующем.

При переходе к ползающему (на дне) образу жизни две сто­роны животного - брюшная и спинная - попадают в разные условия по отношению к факторам среды. Один конец тела ста­новится передним и к нему сдвигается ротовое отверстие, а также органы чувств. Главная ось тела проходит от переднего полюса, на котором оказывает­ся рот, до заднего, где расположено анальное отверстие. Боко­вые части находятся в равном положении. Единственную плос­кость симметрии можно провести, только «разрезав» животное на левую и правую половины вдоль главной оси тела.

 

Система животного мира

 

В систематике животных используется целый ряд иерархически соподчиненных систематических категорий - таксонов. Основным таксоном является вид, для обозначения которого используется латинское название из двух слов. Первое из них обозначает род, к которому относится этот вид, а второе - название вида. Род объ­единяет группу родственных видов. Роды объединяются в семей­ства, а далее по восходящей линии по такому же принципу сле­дуют отряд, класс, тип. Для обобщения сходств и различий между большими группами животных используются также таксоны бо­лее высокого уровня, чем тип, -   раздел и царство. Кроме того, применяются дополнительные категории с приставками под- и над- (подвид, надкласс, надсемейство, надотряд и т. п.) и неко­торые другие (например, инфракласс, триба и пр.).

Царство животных (Animalia) делится на два полцарства: од­ноклеточные (Protozoa) и многоклеточные (Metazoa).

 

    2 Подцарство простейших или одноклеточные (PROTOZOA)

 

Одноклеточные - это животные на клеточном уровне органи­зации. В подавляющем большинстве они микроскопически малы, поэтому и стали известны только после изобретения микроскопа. Число современных видов свыше 40 тыс. Хотя одноклеточные со­стоят из одной клетки, они обладают всеми функциями организ­ма. В теле их можно найти мембрану, ядро, цитоплазму с органо­идами - митохондриями, рибосомами, -  эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи и др., а также со специальными органеллами. К ним относятся вакуоли, фиблярные образования и др. Однокле­точным присущ жизненный цикл - совокупность всех стадий раз­вития, которая в существовании каждого вида повторяется с оп­ределенной закономерностью. Обычно цикл начинается с зиготы, соответствующей оплодотворенному яйцу многоклеточных. За этой стадией следует однократное или несколько раз повторяющееся деление клетки - бесполое размножение. После этого образуются половые клетки - гаметы, которые сливаются попарно, снова дают зиготу, и цикл завершается. В жизненном цикле нередко на­блюдается инцистирование - переход к покоящейся стадии.

Одноклеточные обитают во всех средах и имеют всесветное рас­пространение. Среди них много паразитов животных и человека.

Подцарство разделяется на 7 типов (табл. 1).

Классификация простейших

Тип Саркомастигофоры — Sarcomastigophora (25000 видов)

Подтип Саркодовые - Sarcodina

Надкласс Корненожки - Rhizopoda

Надкласс Актиноподы - Actinopoda

Класс Акантарии - Acantharea

Класс Полицистинеи - Polycystinea

Класс Феодарии - Phaeodaria

Класс Солнечники - Heliozoa

Подтип Жгутиконосцы - Mastigophora

Класс Растительные жгутиконосцы - Phytomastigophorea

Класс Животные жгутиконосцы - Zoomastigophorea

Подтип Опалины - Opalinata

Класс Опалины - Opalinatea

Тип Апикомплексы - Apicomplexa (4800 видов)

Класс Перкинсеи - Perkinsea

Класс Споровики - Sporozoea

Подкласс Грегарины - Gregarinia

Подкласс Кокцидии - Coccidia

Подкласс Пироплазмы - Piroplasmia

Тип Миксоспоридии - Myxozoa (875 видов)

Класс Миксоспоридии - Myxosporea

Класс Актиноспоридии - Actinosporea

Тип Микроспоридии - Microspora (800 видов)

Тип Асцетоспоридии - Ascetospora (30 видов)

Тип Лабиринтулы - Labirinthomorpha (35 видов)

Тип Инфузории - Ciliophora (7500 видов)

Класс Ресничные - Ciliata

Класс Сосущие - Suctoria

 

Таблица 1 - Сравнительная характеристика типов простейших

 

Типы		Органеллы движения	Ядра	Половой процесс	Споры	Образ жизни
I.Sarcoma­stigophora		жгутики, псевдопо­дии	одинако­вые, редко дуализм	копуляция	нет	свободно-ивущие, реже пара­зиты
II. Apicom­plexa		жгутико­вые гаметы	одинако­вые и много­ ядерные	тоже	споры со спорозоитами, без стрека­тельных капсул	паразиты
III. Myxo­zoa		нет	ядерный дуализм, много­ ядерные	автогамия	многокле­точные споры с амебоидными зародыша­ми и стре­кательны­ми капсу­лами	тоже
IV. Microspora	нет		одинако­вые одно­ядерные	автогамия	одноклеточ­ные споры с амебоид-ными за­родышами и стрека­тельной нитью	паразиты
V. Ascetospora	тоже		одинако­вые много­ ядерные	—	Споры многокле­точные, без стрекатель­ных капсул	тоже

Продолжение таблицы 1

Типы	Органеллы движения	Ядра	Половой процесс	Споры	Образ жизни
VI. Labirin-thomorpha	зооспоры со жгути­ками	одинако­вые в много­клеточной структуре	-	нет	свободно-живущие
VII. Ciliophora	реснички	ядерный дуализм, много­ ядерные	конъюга­ция	тоже	свободноживущие, редко паразиты

 

Тип саркомастигофоры  (SARCOMASTIGOPHORA)

 

К типу саркомастигофор относятся как свободноживущие, так и паразитические одноклеточные, двигающиеся при помощи не­постоянных выростов цитоплазмы - псевдоподий или жгутиков. Иногда эти органеллы присутствуют одновременно. В типе три подтипа - саркодовые, жгутиконосцы и опалины.

Подтип саркодовые (SARCODINA)

К подтипу саркодовых принадлежат одно- или многоядерные одноклеточные, органеллами движения которых служат ложноножки, или псевдоподии. Форма тела меняющаяся, иногда по­стоянная. Многие обладают скелетом из минерального или орга­нического вещества. Обитают в морях, пресных водах, почве, не­которые - паразиты (табл. 2). Общее число видов - около 10 тыс. В подтипе два надкласса: Корненожки и Актиноподы.