Основные принципы систематики животных

 

История развития зоологии тесно связана с формирования основных принципов систематики животных (наука о многообразии фауны Земли).

В настоящее время царство животных принято делить на серию взаимоподчиненных систематических категорий - таксонов.

Основной таксон - вид. Для обозначения видов используется принцип бинарной номенклатуры, разработанный еще К. Линнеем.

Каждому виду присваивается латинское название из двух слов. Первое слово - существительное - название рода, в который объединена группа близких видов. Второе - обычно прилагательное - название вида (например, Медведь бурый) (рис. 1.3).

Близкородственные роды объединяются в семейства, семейства - в отряды, отряды - в классы, классы – в типы (высший таксон современной систематики).

Часто используются такие промежуточные таксоны как: подтипы, подклассы, надотряды и т.д., объединяющие в пределах данного таксона группы более низкого ранга.

Царство животных (Animalia) подразделяют на три подцарства (Parazoa, Mesozoa, Eumetazoa), либо на два подцарства (Одноклеточные и Многоклеточные), включающие свыше 30 типов.

 

Рис. 1.3. Пример классификации животного

1.7. Подцарство Одноклеточные (Простейшие) (Protozoa)

Общая характеристика Одноклеточных животных

Особенности внешнего строения

форма тела: одноклеточные животные и колониальные организмы

размеры: микроскопические

органоиды движения: жгутики, реснички, псевдоподии и др.

наружная мембрана – пелликула (плотная оболочка на поверхности цитоплазмы)

наличие скелета и раковин у некоторых простейших (Фораминиферы, Радиолярии)

симметрия: двусторонняя и радиальная, ассиметрия и т.д.

Особенности внутреннего строения

Одно или несколько ядер. В цитоплазме находятся как обычные органоиды, так и органоиды, свойственные только этой группе животных (стигмы, трихоцисты, аксостиль и другие).

Дыхание

Аэробное (кислородом, растворенным в воде) или анаэробное (бескислородное) при паразитическом существовании

Питание

Гетеротрофное. Пища может поступать в любом месте тела у одних, у других она проникает через специализированные органоиды: клеточный рот, клеточную глотку. Пищеварение внутриклеточное с помощью пищеварительной вакуоли. Имеются миксотрофные организмы (смешанный тип питания)

Выделение

Наличие у многих представителей сократительных вакуолей, непереваренные остатки выделяются или в любом месте тела, или через специальное отверстие — порошицу.

Размножение

Бесполое: митозом или амитозом, или множественное деление - шизогония, при котором образуется несколько дочерних клеток. Существуют половой процесс — конъюгация (у инфузорий) и половое размножение с копуляцией половых клеток(споровики)

Инцистирование

При наступлении неблагоприятных условий большинство простейших образуют цисты

Реакция на раздражение

Раздражимость проявляется в виде таксисов — движений всего организма, направленных либо в сторону раздражителя, либо от него.

Систематика

Типы Саркомастигофоры, Инфузории, Споровики и др. Около 40 тысяч видов

Экология

Среда обитания: морские и пресные водоемы, почва, организмы растений, животных и человека

Значение в природе

Положительное: компонент биоценоза в цепи питания, морские корненожки имеют известковую раковину и в процессе эволюции образовали осадочные горные породы – мел, известняк; по некоторым видам корненожек судят о существовании нефти, живут со многими животными в симбиозе

Отрицательное: паразитические амебы вызывают заболевания животных

Значение в жизни человека

Положительное: биологическая очистка воды, являются объектами лабораторных исследований, биологические индикаторы степени загрязненности воды

Отрицательное: паразитические амебы вызывают заболевания человека

1.8. Тип Саркомастигофоры (саркожгутиконосцы) (Sarcomastigophora)

 

Свободноживущие или паразитические представители, органоидами движения которых служат псевдоподии или жгутики. Тип состоит из 2классов: Саркодовые и Жгутиковые.

Класс Саркодовые

Амебы, ряд групп, строящих известковые и панцири из кремнезема. В течение жизненного цикла органоиды движения - псевдоподии. Наряду с морскими видами имеются пресноводные, почвенных и небольшое число паразитов. В пределах класса различается 3 подкласса:

Подкласс Корненожки

Корненожки характеризуются разнообразной формой, подвижными псевдоподиями и отсутствием дифференцировки тела на постоянные зоны. В подклассе различают 3 отряда:

Отряд Амёбы

Просто устроенные корненожки, лишенные скелета. Большинство амеб - обитатели пресных вод. Некоторые виды живут в море, а также в почве. Небольшое число - паразиты. Размеры амеб различны: от 10-15 мкм до 2-3 мм. Большинство амеб имеют в клетке одно ядро, но есть и многоядерные виды.

Вид Амеба протей (типичный представитель)

Особенности внешнего строения

форма тела – непостоянная,

размеры - около 0,5 мм

органоиды движения - псевдоподии, или ложноножки, движение составляет примерно 200 мкм в минуту

Дыхание

Кислородом, растворенным в воде

Питание

С помощью фагоцитоза (заглатывание пищи при обтекании ложноножками мелких простейших и одноклеточных водорослей) (рис. 1.4).

Выделение

Через всю поверхность тела непереваренных остатков и воды с помощью сократительной вакуоли (для регуляции осмотического давления внутри тела простейшего). У морских и паразитических форм, сократительные вакуоли обычно отсутствуют

Размножение

Бесполое, осуществляемое путем деления надвое. Этот процесс начинается с митоза. Ранее считали, что ядра амеб делятся путем амитоза, но эти суждения оказались ошибочными.

Полового процесса нет

Инцистирование

Происходит при наступлении неблагоприятных условий. В таком состоянии амебы могут сохраняться долгое время (месяцами), а затем вновь переходить к активной жизни.

Реакция на раздражение

Положительный и отрицательный хемотаксис (движение в сторону или от химического воздействия пищи)

Экология

Свободноживущее животное. Среда обитания – пресная вода

Значение в природе

Положительное: компонент биоценоза в цепи питания

 

 

Рис. 1.4. Амеба протей

 

В кишечнике человека и ряда позвоночных обитает большое количество видов паразитических амеб, которые питаются содержимым кишечника и не причиняют особого вреда хозяину (явление носительства). Примером может служить кишечная амеба человекаи дизентерийная амеба. Заражение происходит при попадании в организм цист из загрязненной воды, пищи или с рук (фекально-оральный способ передачи). Но в ряде случаев амебы начинают вести себя как паразиты, вызывая кишечный колит-амебиаз (кишечная амеба) (рис. 1.5) или амебную дизентерию (дизентерийная амеба). Паразиты имеют сложные циклы развития в организме человека.

 

Рис. 1.5. Кишечная амеба с захваченными эритроцитами

 

Отряд Раковинные амебы

Представители этого отряда отличаются от амеб защитной раковиной, из которого выдаются псевдоподии, имеющие у разных видов неодинаковую форму и длину.

Раковина у одних форм - тонкий слой плотного органического вещества, у других она образуется частицами (песчинки и т.п.), склеенными выделениями цитоплазмы (рис. 1.6).

 

 

Рис. 1.6. Раковинные амёбы

Отряд Фораминиферы

Фораминиферы, обитатели моря, устроены сложнее корненожек. Более 1000 видов. Форма раковины фораминифер чрезвычайно разнообразна, состоит из плотного органического вещества – псевдохитина, которое выделяется эктоплазмой. У других видов к этой тонкой пленке приклеиваются песчинки (рис. 1.7).

Большинство фораминифер живет на дне водоемов, иногда на глубинах в тысячи метров, питаясь разными мелкими организмами. Лишь немногие виды, например Globigerina (рис. 1.8), входят в состав планктона.

Раковинки этих видов снабжены обычно длинными радиальными шипами, сильно увеличивающими поверхность и позволяющими "парить" в толще воды.

 

Рис. 1.7. Фораминиферы

 

 

Рис. 1.8. Globigerina

 

Отряд Лучевики (Радиолярии)

Лучевики (радиолярии) (7000-8000 видов) - исключительно морские животные, ведущие планктонный образ жизни.

Они встречаются на всех глубинах (до 8000 м). Наиболее многочисленны они в теплых морях.

Отличительной особенностью их является наличие кремнеземового панциря -минерального сложно устроенного внутреннего скелета. От тела во все стороны отходят многочисленные нитевидные псевдоподии.

В скелете радиолярий сочетаются прочность и легкость и выполняет он двоякую функцию - защищает тело простейшего и способствует парению в воде в результате увеличения поверхности путем образования различных выростов (рис. 1.9).

В цитоплазме лучевиков часто имеются одноклеточные симбиотические водоросли. Эти симбионты снабжают лучевика кислородом, сами же частично перевариваются и служат источником питания.

 

Рис. 1.9. Радиолярии

 

Подкласс Солнечники

К солнечникам относятся несколько десятков видов пресноводных и морских простейших. Тело, чаще всего шаровидное. Имеются многочисленные радиально расположенные лучи. Большинство видов лишены минерального скелета. Один из известных представителей Actinosphaerium eichhorni (рис. 1.10).

 

 

Рис. 1.10. Actinosphaerium eichhorni

 

Класс Жгутиковые

 

Класс жгутиконосцев характеризуется наличием от одного до множества жгутиков, которые являются органоидами движения. У некоторых жгутик проходит вдоль тела и соединяется с последним при помощи цитоплазматической перепонки (ундулирующая мембрана), которая волнообразными колебаниями вызывает движение простейшего. В основе движения жгутика винтообразное движение. Жгутики служат не только для движения, но и способствуют захвату пищи.

У гамет саркодовых также имеются жгутики, но у них стадии со жгутиками временные. У жгутиконосцев жгутики присутствуют постоянно в течение большей части жизненного цикла. Наряду с этим у некоторых видов жгутиконосцев встречаются и псевдоподии. Все это указывает на отсутствие резкой границы между саркодовыми и жгутиконосцами, что дает основание объединять эти два класса в тип Саркожгутиковые.

Класс имеет два подкласса: растительные жгутиконосцы, способные к фотосинтезу и подкласс жгутиконосцы с гетеротрофным типом питания (животные жгутиконосцы).

Растительные жгутиконосцы способны к фотосинтезу. Зеленый пигмент хлорофилл находится в хроматофорах (разного вида и количества), имеющих подобное строение, как и хлоропласты высших зеленых растений. Доказано, что у некоторых видов эвглен существуют оба типа обмена веществ - аутотрофный и гетеротрофный. Они осуществляют и фотосинтез, и сапрофитное питание. Такой смешанный тип обмена называется миксотрофным. Это свидетельствует о том, что данные организмы находятся на границе между растительным и животным миром.

Представители класса жгутиконосцев широко распространены в природе. К нему относятся многочисленные свободноживущие морские и пресноводные, а также паразитические организмы. Размеры и форма тела жгутиконосцев довольно разнообразны. Иногда, как у представителей отряда Dinoflagellata, тело может приобретать различные выросты и принимать причудливую форму (рис. 1.11).

 

 

Рис. 1.11. Отряд Dinoflagellata

 

Выделительная функция выполняются у жгутиконосцев, как и у саркодовых, сократительными вакуолями, которые имеются у свободноживущих пресноводных форм и отсутствуют у большинства морских и у всех паразитических видов.

Для большинства известен только бесполый способ размножения делением надвое. Деление всегда происходит в продольном направлении.

Среди жгутиконосцев распространена способность формировать колонии, которые образуются в результате незавершенного деления (например, колонии Dinobryon, Volvox, Gonium) (рис. 1.12-1.14).

 

 

Рис. 1.12. Колонии динобриона Dinobryon

 

 

Рис. 1.13. Колонии вольвокса Volvox

 

Рис. 1.14. Колонии гониума Gonium

 

Половой процесс имеется не у всех жгутиконосцев. Он в основном распространен у растительных форм. Первые два деления зиготы представляют собой мейоз. Таким образом, диплоидна у них лишь зигота, все же остальные стадии жизненного цикла гаплоидны. У жгутиконосцев, следовательно, наблюдается зиготическая редукция в отличие от многоклеточных животных, где мейоз предшествует образованию гамет (гаметическая редукция) и все клетки тела, кроме зрелых половых, диплоидны.

В пределах класса жгутиконосцев наблюдаются различные формы полового процесса. У вольвокса Volvox, происходит формирование настоящих активно подвижных сперматозоидов и яйцеклеток

Автотрофные (растительные) жгутиконосцы играют важную роль в биологическом круговороте веществ биосферы как первичные продуценты органического вещества (планктонные организмы). Кроме того, многие жгутиковые (как окрашенные, так и бесцветные) служат биологическими индикаторами степени загрязненности вод. По видовому составу жгутиковых можно составить представление о степени загрязненности водоема органическими веществами.

Некоторые виды бесцветных жгутиконосцев, поглощая и усваивая органические вещества (наряду с другими простейшими), играют важную роль в процессе биологической очистки сточных вод.