Файл: Блохин и Александров Зоология.pdf

Рис. 2. Конвергенция:

аакула; б — ихтиозавр; в — дельфин

фу 11 кции находит подтверждение в морфологии и физиологии. В настоя11 ice время физиология как наука имеет множество направлений, базирующихся на учении И. П. Павлова о нервной системе, объединяющей организм в единое целое.

Эмбриология (от греч. embryon — зародыш) — наука о зародышевом развитии животных. Сравнительная эмбриология позволяет установить закономерности в развитии зародышей разных животных, понять взаимосвязь онтогенеза и филогенеза. Пройденные исторические этапы в эволюционном развитии животных в какой-то степени проявляются у современных видов на эмбриональных стадиях их развития. 11 менно в раннем периоде развития у зародышей разных видов животных наблюдается наибольшее сходство. Такая закономерность была сформулирована К. Бэром как закон зародышевого сходства. Сущность >того закона заключается в том, что в эмбриональном периоде развития раньше других закладываются признаки типа, к которому принадлежит животное, затем признаки класса, позднее признаки отряда и, наконец, оформляются признаки вида. Эта закономерность повторения в онтоrci [езе стадий филогенеза была обобщена Э. Геккелем в форме биогенетического закона: онтогенез есть краткое повторение филогенеза.

Экология (от греч. oikos — жилище, местообитание) изучает животпых в связи с местом и условиями их жизни, закономерности во взаимосвязях организмов со средой обитания. Одной из задач экологии яв- л яется исследование приспособительных черт в строении животных, в их жизненных отправлениях, в поведении. Появляется новая наука — этология (от греч. Sthos — характер, нрав), которая позволяет раскрыть многие закономерности жизнедеятельности сообществ животных, взаимоотношения отдельных видов, и в частности конкуренцию, паразитизм и т. п. Данные экологии и этологии ценны не только для разра-

9

ботки теоретических проблем общебиологического характера, но несут и весьма ценную информацию для животноводов-практиков, охотоведов, работников зоопарков, заповедников и т. д.

Зоогеография изучает закономерности географического распространения животных на нашей планете. Исследования в области зоогеографии, экологии и этологии создают предпосылки к практическому использованию всех полученных результатов для обоснования мер по реконструкции фауны, для научного подхода к разработке и осуществлению проектов, затрагивающих целые регионы страны (строительство авто- и железнодорожных магистралей, переброска рек и т. п.).

Палеонтология (от греч. palaios — древний) изучает вымерших животных (палеозоология) и растений (палеоботаника), восстанавливает по окаменелостям облик вымерших животных и растений. Ж. Кювье дал научное обоснование распределения окаменелостей по слоям осадочных пластов Земли разного геологического возраста. В. О. Ковалевский призывал палеонтологов не только констатировать различия в фаунах разных эпох, но и искать среди ископаемых остатков сходство между животными смежных напластований.

Филогенетика (от греч. phylon — племя, род; genesis — происхождение) занимается изучением исторических связей в мире животных и растений. В результате изучения родственных отношений животных было построено родословное древо животного мира.

Систематика (от греч. systematikos — упорядоченный) на основе данных всех зоологических наук разрабатывает классификацию животных и естественную систему животного мира, отражающую родственные связи различных групп животных. Естественная система базируется на том, что все организмы постоянно развиваются. Эта система призвана отражать генеалогические связи организмов, ибо для объединения животных в ту или иную категорию основанием служит степень сходства как отражение родства. К одному виду относят животных, наиболее близко родственных (что и объясняет их морфологическое сходство), свободно скрещивающихся между собой с получением плодовитого потомства и имеющих общее географическое распространение. Видовые признаки стойкие и отличаются исключительной консервативностью.

В результате внутривидовой изменчивости образуются подвиды и разновидности. Общеизвестны различия в окраске, опушенности, в размерах и т. п. у животных одного вида, но обитающих в разных географических зонах. Особенно большая пластичность свойственна моллюскам и насекомым.

Особенности организма животных. Эволюция живой природы на Земле привела к образованию животных и растений. Важное различие между ними заключается в характере обмена веществ, который обусловлен типом питания. Если растения в большинстве своем автотрофные организмы, то животные, как правило, гетеротрофные организмы. В темноте растения погибают, а животные способны жить.

Большинство животных ведут активный образ жизни, свободно перемещаясь в пространстве или совершая разнообразные движения.

10

Гас гения обычно неподвижны. Клетки животных не имеют плотных | неточных стенок, построенных из целлюлозных волокон, и не содержа! вакуолей с клеточным соком, которые свойственны клеткам растеши!. Но провести резкую границу между животными и растениями не - возможно; особенно это трудно сделать для низших их форм, сохраняющих черты, общие для двух царств природы. Одна из кардинальных оОщих черт животных и растений — их клеточное строение.

Клетка. Клетка представляет собой основную структурыофункциоплльную единицу всех живых организмов. В теле многоклеточных животпых клетки дифференцированы в зависимости от выполняемых ими функций, что обусловливает их различия не только по размерам, но также по форме и строению. Все клетки организма взаимосвязаны и взаимодействуй гг друг с другом; такая связь и взаимодействие осуществляются через их

I ижерхностную мембрану. В клетках протекают процессы обмена веществ.

Типичная животная клетка содержит цитоплазму, клеточное ядро (ими ядра) и различные органоиды, или органеллы; сама клетка ограII ичена наружной мембраной, которую называют плазматической мем- (>раной или плазмалеммой (рис. 3).

Рис. 3. Строение клетки эукариот:

/ — плазматическая мембрана; 2 — митохондрии; 3 — кариоплазма; 4 — ядерная оболочка; 5 — лизосома; 6— цитоплазма; 7— пиноцитозный пузырек; 8— аппарат Гольджи; У — центриоли; 10 — ядро; 11 — ядрышко; 12 — эндоплазматическая сеть

11

Плазматическая мембрана представляет собой сложный белко- во-липидный комплекс. Она очень тонка и не только защищает клетку от внешних воздействий, но и участвует в обмене веществами между клеткой и окружающей средой.

Цитоплазма — это сложная коллоидная система, в которой находятся структурные образования, такие как митохондрии, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, рибосомы и растворенные вещества.

Митохондрии, имеющие вид мелких удлиненных телец, служат энергетическими центрами клетки, регулирующими биохимические реакции превращения энергии.

Эндоплазматическая сеть, штэндоплазматическийретикулум, представляет собой систему тончайших трубочек, пронизывающих всю цитоплазму клетки, и пузырьков. По тончайшим канальцам эндоплазматической сети осуществляется внутриклеточный обмен веществ.

Аппарат Гольджи близок по своему строению к строению эндоплазматической сети и служит для временного хранения продуктов внутриклеточного синтеза (в основном гормонов и ферментов) и передачи их через эндоплазматическую сеть для вовлечения в обменные процессы всего организма.

Рибосомы в виде мельчайших зерен расположены в основном на поверхности мембран эндоплазматической сети; они участвуют в синтезе белков, которые по каналам сети транспортируются внутри клетки.

Часто в цитоплазме клеток животных имеются различные тончайшие нити и волоконца, которые служат опорным каркасом клеток (тонофибриллы), могут сокращаться (миофибриллы) или проводить нервные импульсы (нейрофибриллы). В цитоплазме постоянно наблюдают временные включения в виде капелек жира, зерен и глыбок резервных белков, пигментов и т. д., которые возникают и исчезают в процессе обмена веществ.

Лишь немногие специализированные клетки (эритроциты млекопитающих) не имеют ядра. Ядра клеток разнообразны по форме и величине. Снаружи ядро ограничено двухслойной мембраной, или ядерной мембраной, внутри которой находится кариоплазма. Ядерная мембрана пронизана порами, от которых в сторону цитоплазмы и кариоплазмы отходят небольшие тончайшие канальцы. В кариоплазме находятся хромосомы и ядрышко. Хромосомы являются носителями наследственной информации.

Ткани организма. В животном организме все клетки, кроме половых, находятся в составе тканей. Ткани — это сложившиеся в процессе филогенеза многоклеточных организмов структуры, образованные клетками. Ткани входят в состав органов, участвуя в выполняемых ими функциях. Многообразие функций тела животного отражено в строении органов и тканей. Различают четыре типа тканей: нервную, эпителиальную, соединительную и мышечную.

Нервная ткань воспринимает и передает раздражения, поступающие как из внешней, так и из внутренней среды организма. Раздражимость — одно из свойств, характеризующих живую материю. Нервная

12

II .in I, состоит из нервных клеток, или нейронов, клеток глии и межклеHi'iiioro вещества. В зависимости от выполняемой функции нейроны пенится на чувствительные и двигательные. Каждый нейрон имеет

• •/•nil или несколько отростков. Короткие разветвленные отростки на- п.шлются двндритами, а один длинный отросток называется нейритом и in аксоном. Концевые разветвления аксона чувствительной клетки nix принимают раздражение и называются рецепторами. Их много на поиерхности тела и во внутренних органах. От рецептора возбуждение III сдается по аксону к телу нейрона, а затем по его дендритам — к ден- Ч'птам двигательного нейрона. В результате возникает соответствую- м 1,1 и реакция — двигательная, секреторная и т. п.

Эпителиальная ткань представляет собой пласты клеток, плотно прилегающих друг к другу и соединенных межклеточными контактами. Под эпителиальным пластом располагается слой межклеточного пещества, называемого базальной мембраной. Эпителий бывает одно- | мойным (его клетки лежат в один ряд) и многослойным (его клетки располагаются в несколько рядов). Для эпителия характерна высокая

• I к к:обность к регенерации, поскольку его клетки из-за своего положения (на поверхности тела или на внутренней поверхности полых органон, например пищевода) быстро изнашиваются, погибают и должны «ч.| п> заменены новыми.

Кожный эпителий находится в постоянном контакте с внешней средой, что определяет его специфику у разных видов животных. Например, кожа рыб обильно снабжена слизистыми клетками, а у насекомых эпителий пропитан хитиновым веществом, защищающим тело 111 пысыхания. Вместе с тем энтодермальный эпителий кишечника выиожен в один слой клетками цилиндрической формы, через этот эпи- I слий осуществляется избирательное всасывание переваренной пищи.

Соединительная ткань относится к системе тканей внутренней сре- /и.|. Для соединительной ткани характерно наличие большого количества межклеточного вещества и сравнительно небольшого числа клеток. И кости межклеточное вещество плотное, а в крови — жидкое. Соединительная ткань выполняет многообразные функции: трофическую (связанную с питанием организма), опорную, защитную и др. В зависимости от выполняемых функций соединительную ткань делят на: I) собственно соединительную ткань, 2) жировую ткань, 3) кровь, •t) хрящевую ткань, 5) костную ткань и 6) мезенхиму, которую можно I тссматривать как соединительную ткань зародыша.

В состав крови входят ее жидкая часть (плазма) и форменные элементы — клетки крови. Форменные элементы у животных разных типов существенно различаются. У позвоночных это эритроциты (красные кровяные клетки), лейкоциты (белые кровяные клетки) и тромбо- I и «ты. Главным органом кроветворения является костный мозг. Особая роль принадлежит эритроцитам, поглощающим кислород и транспортирующим его к тканям. Лейкоциты наиболее разнообразны у позво- I ючных по форме и по выполняемым функциям, среди которых важное место принадлежит нейтрализации ядов и чужеродных тел.

13

Наряду с кровеносной системой у позвоночных имеется лимфатическая система. Представлена она лимфатическими узлами и лимфатическими сосудами. Лимфоциты, циркулирующие по лимфатической системе, играют важную роль в защитной функции организма.

Ретикулярная ткань в виде рыхлого скопления звездчатых клеток является основой селезенки. Наличие большого количества лимфоцитов способствует процессам фагоцитоза, определяя защитные функции этой ткани.

Рыхлая волокнистая соединительная ткань входит в состав многих органов и подкожной клетчатки. Плотная волокнистая соединительная ткань составляет основу связок (эластиновые волокна) и нижнего слоя кожи (коллагеновые волокна).

Хрящевая ткань входит в состав скелета позвоночных и ряда беспозвоночных животных. Она составляет основу ушных раковин, образует межпозвоночные диски. Из костной ткани сформированы кости. Костная ткань состоит из клеток и межклеточного вещества, построенного из коллагеновых волокон и аморфной массы, пропитанной минеральными солями. Костная ткань — это живая ткань; в ней находятся кровеносные сосуды и нервы. Кости в организме служат депо кальция, фосфора и других минеральных элементов.

Мышечная ткань. Мышцы делятся на гладкие и поперечно-полоса- тые. Основу мышц составляют тончайшие мышечные волоконца — миофибриллы. Гладкие мышцы характеризуются плавностью сокращения и расслабления. Они находятся во внутренних органах. Попе- речно-полосатые мышцы способны совершать быстрые сокращения и выносить большую нагрузку. При этом скорость их сокращения может колебаться в значительных пределах. Поперечно-полосатые мышцы обычно прикреплены к костям наружного или внутреннего скелета и относятся к мышцам произвольного сокращения.

Из тканей формируются различные органы многоклеточного животного. Функционирование любого органа происходит в тесном взаимодействии со всеми другими органами, что свидетельствует о целостности всего организма. То же самое наблюдается и в деятельности различных органелл у одноклеточных животных; особенно четко это прослеживается у высших простейших — инфузорий. Каждый орган функционирует как неразрывная часть единого организма.

Особенности строения и функционирования различных органов изучаются в разделах систематики животных.

Размножение — это свойство живых организмов воспроизводить себе подобных особей. Животные размножаются бесполым и половым путем. Бесполое размножение характерно в основном для низших животных. При бесполом размножении от материнской особи либо отделяется часть ее тела, либо вся материнская особь делится на две или большее число частей. При этом каждая часть в дальнейшем развивается в самостоятельное животное. Существует несколько способов бесполого размножения: деление, почкование и шизогония.

14