Biologia_kospekt
.pdfЗазначені відмінності виникли в процесі еволюції у результаті розбіжності ознак. Разом з тим між рослинами й тваринами спостерігається багато спільних рис:
1)усі вони мають клітинну будову і подібний хімічний склад;
2)спільність походження одноклітинних форм;
3)обмін речовин і енергії (живлення, дихання, виділення);
4)ріст і способи розмноження;
5)подразливість;
6)передача спадкової інформації.
Схожість доводиться спорідненням та спільністю походження. Класифікація тварин. Наукова класифікація тварин дуже подібна до
класифікації рослин. Як і рослини, усі тварини одного виду близькі за будовою. Це не випадково: вона залежить від близького споріднення, від спільного предка. Тварини одного виду ведуть однаковий спосіб життя і в природі живуть на певній території, можуть схрещуватися і давати плодюче потомство, схоже за будовою і способом життя з батьками. Провідна систематична одиниця – вид. Близькі види тварин поєднують у роди, близькі роди – у родини. Подібні родини поєднують у ряди, а ряди – у класи. Найбільш велика систематична одиниця (таксон) – тип, який містить у собі декілька споріднених класів. У систематиці окремих груп тварин виділяються ще допоміжні категорії (таксони), назва яких починається з префіксів "під" або "над": підтип, підряд і т. ін. Наприклад, у царстві тварин виділяються два підцарства: одноклітинні багатоклітинні.
Як і в рослин, у систематиці тварин прийнята бінарна номенклатура. За кількістю видів царство Тварин набагато перевищує всі інші царства. Воно вміщує більше20 типів, які складають два підцарства: Одноклітинні та Багатоклітинні.
3.5.1 ПІДЦАРСТВО ОДНОКЛІТИННІ, АБО НАЙПРОСТІШІ
Загальна характеристика. До них відносяться тварини, тіло яких складається із однієї клітини, яка за своїми функціями є самостійним організмом. Загальна кількість видів Найпростіших перевищує 30 тисяч. Середовище мешкання Найпростіших надзвичайно різноманітне. Багато з них ведуть вільний образ життя, живуть у морях та прісних водах. Існують види, які мешкають у вологому ґрунті. Широке розповсюдження отримав паразитизм. Багато видів – паразитів викликають тяжкі форми хвороб людини, домашніх та промислових тварин, а також рослин. Відомі хижі Найпростіші, які нападають на представників інших видів. Найпростіші реагують на світло, температуру, солоність і т.ін. Відповіддю на роздратування є таксис (від фактора – негативний, до нього – позитивний).
163
Розміри цих організмів коливаються у дуже широких межах. Найдрібніші з них – паразити у крові ссавців, не перевищують 2-4 мікрони. Деякі інфузорії досягають 1,5 мм у довжину, а паразитичні Найпростіші – грегарини – до 1см; черепашки форамініфер (морські корененіжки), які мешкають на невеликих глибинах, можуть досягати 5-6см у діаметрі.
Важлива біологічна особливість Найпростіших – здібність переносити несприятливі умови у вигляді цист. При утворенні цисти органоїди руху зникають і клітина покривається щільною оболонкою. Тварини переходять
устан спокою і тільки з наступом сприятливих умов повертаються до активного життя.
Широке розповсюдження Найпростіших свідчить про те, що ця група знаходиться у стані біологічного прогресу. Процвітання їх обумовлене як пристосуванням до різноманітних умов середовища (ідіоадаптація), так і виникненням внаслідок еволюції ряду ароморфозів: збільшення кількості органоїдів руху (війки у інфузорій), ускладнення ядерного апарату (збільшення кількості ядер та їх поліплоїдизація), поява ядер з різними функціями як у інфузорій.
Будова тіла. Форма їхнього тіла різноманітна і може бути постійною, як у інфузорії, або мінливою, як у амеби. Відносна постійність форми тіла
уНайпростіших обумовлена наявністю багатошарової зовнішньої оболонки, до складу якої входять фібрили. Тіло найпростіших може бути вкрито панцером або черепашкою (зовнішній скелет) з вуглекислого кальцію або органічної речовини. Деякі найпростіші мають внутрішній скелет з кремнезему або сернокислого стронцію (променяки, радіолярії)
Основні компоненти тіла найпростіших – ядро і цитоплазма. Цитоплазма клітини поділена на два шари. Зовнішній шар щільний і прозорий має назву ектоплазма. внутрішній – ендоплазма – більш рідкий, зернистий, містить клітинні органели та включення. У цитоплазмі найпростіших поряд із загальноклітинними органоїдами (мітохондрії, рибосоми, апарат Гольджі та ін.) є спеціальні органоїди – травна і скоротлива вакуолі. За допомогою травної вакуолі здійснюється процес травлення. Неперетравлені залишки їжі виводяться у будь-якому місці до якого підходить травна вакуоля або через спеціальні утвори – відхідник. Скоротливі вакуолі характерні для більшості прісноводних одноклітинних. Вони регулюють осмотичний тиск. Концентрація солей у клітині значно більша, ніж у воді. Тому до неї постійно потрапляє вода, її залишки а також токсичні продукти метаболізму виводяться за допомогою скоротливих вакуолей. Майже всі найпростіші здатні активно пересуватися. Рух здійснюється за допомогою псевдоніжок (у амеби та інших корененіжок), джгутиків (евглена зелена) або війок (інфузорії).
Живлення. За типом живлення Найпростіші бувають гетеротрофи або міксотрофи. Міксотрофи мають у цитоплазмі органели , подібні до хлоропластів – хроматофори. Завдяки їм вони здібні до процесу
164
фотосинтезу. Тому можуть поєднувати автотрофне, як у рослин, і гетеротрофне, як у тварин, живлення (евглена зелена). Живляться одноклітинні іншими одноклітинними, водоростями, бактеріями, органічними рештками рослин та тварин. Є паразити людини, тварин, рослин. Вони здібні всмоктувати органічні речовини всією поверхнею тіла. Найпростіші здатні захоплювати тверді частинки (амеба), що називають
фагоцитозом.
Розмноження. Безстатеве та статеве. Основна форма ділення ядер Найпростіших – мітоз. Поряд з безстатевим розмноженням шляхом ділення спостерігається і статевий процес, який полягає або в утворенні зиготи з наступним безстатевим розмноженням шляхом мітозу, або у формі обміну генетичним матеріалом при контакті двох особин –
кон’югації.
Значення у природі та житті людини. Найпростіші грають важливу роль у кругообігу речовин в природі. Морські одноклітинні, які мають твердий мінеральний скелет, поряд з іншими організмами утворюють осадкові відкладення (вапно, крейда). Черепашок окремих видів використовують для визначення віку гірських порід. Радіолярії,вольвокс входять до складу планктону. Найпростіші, які мешкають у ґрунті, підвищують його родючість.
Водні одноклітинні приймають участь у біологічному очищенні води. Вони є їжею для багатьох інших видів тварин. Деякі найпростіші можуть служити біоіндикаторами ступеня забруднення поверхневих вод, тому широко використовуються в екології для біотестування джерел водопостачання. Багато серед найпростіших паразитів людини, тварин,
рослин. Це малярійний плазмодій, трипаносома (викликає сонну хворобу), дезинтерійна амеба, кокцидії, споровики, тощо (більше 3.5 тис. видів).
Вони здатні викликати важкі захворювання. Одночасно вони виступають як регулятори чисельності багатьох видів в популяціях. Серед одноклітинних є симбіонти жвачних тварин та комах. Вони допомагають у перетравленні клітковини.
Класифікація Найпростіших. Слід зазначити, що нині існує кілька систем Найпростіших:деякі вчені традиційно розглядають їх як тип, інші (їх більшість) – як підцарство, що охоплює різну кількість типів – 5, 7 або 9. Міжнародний комітет по систематиці Найпростіших у 1980 році виділив 7 типів: Саркомастигофори (Саркоджугиконосці), Лабіринтули, Апікомплекси, Мікроспоридії, Асцетоспорові, Міксоспоридії, Інфузорії (Війчасті). Ця класифікація є найбільш прийнятою.
165
ТИП САРКОМАСТИГОФОРА
Більшість представників Саркодових – мешканці морів. Поряд з морськими є прісноводні, які мешкають у ґрунті, та невелика кількість паразитів. Всі вони характеризуються непостійною формою тіла, органоїди руху – псевдоніжки. Живлення у них гетеротрофне, дихання здійснюється всією поверхнею тіла, розмноження безстатеве, шляхом мітозу. Існує і статевий процес.
Амеба – типовий представник Саркодових класу Корененіжки (рис.3.13). Амеба звичайно мешкає у прісних водах. Розмір її 0,5 мм. Форма тіла мінлива, рухається за допомогою псевдоніжок, ними ж захоплює їжу. Живиться бактеріями, одноклітинними водоростями, дрібними Найпростішими. Її тіло обвиває поживні частинки з усіх боків і вони опиняються всередині цитоплазми. Виникає травна вакуоля, у яку із цитоплазми проникають ферменти, які здійснюють внутрішньоклітинне травлення. Продукти розщеплення органічних речовин поступають у цитоплазму. Вакуоля з неперетравленими залишками їжі переміщується до поверхні тіла і вони викидаються назовні. Спосіб поглинення оформлених часток їжі за допомогою псевдоніжок називають фагоцитозом. Розчинні речовини із навколишнього середовища поглинаються шляхом піноцитозу. В тілі амеби є також скорочувальні або пульсуючі вакуолі. Функції їх – регуляція осмотичного тиску всередині тіла найпростішого. Концентрація розчинених речовин у тілі амеби вище, ніж у навколишньому середовищі. Завдяки різниці осмотичного тиску всередині і поза тілом амеби вода безперервно поступає у цитоплазму через зовнішню мембрану. Лишок води виводиться назовні за допомогою скорочувальної вакуолі. Разом з водою виділяються назовні і продукти обміну речовин. Розмноження безстатеве, шляхом мітозу. Деякі види амеб, які паразитують у кишечнику людини і тварин, можуть бути – причиною захворювань (приклад – дизентерійна амеба).
Псевдоніжки Цитоплазма
Ядро |
Скоротлива вакуоля |
Рис.3.13. Амеба звичайна.
166
Евглена зелена – типовий представник класу Джгутикових (рис.3.14). Він також відноситься до типу Саркомастигофори. У неї, як у всіх представників цього класу органоїдами руху є джгутики – один, або два, рідше більше. Вони розташовані на передній частині тіла. Тіло евглени зеленої покрито еластичною оболонкою, яка утворюється за рахунок ущільнення зовнішнього шару цитоплазми і надає їй постійну форму. Серед джгутикових зустрічаються організми, які здібні до фотосинтезу. Саме такою є евглена зелена, у її тілі є зелені пластиди. Але ж вона об’єднує автотрофне та гетеротрофне живлення. Безстатеве розмноження, яке характерне для більшості джгутикових, проходить шляхом ділення надвоє. Зустрічаються паразитичні форми (трихомонади, лямблії, трипаносоми) та симбіонти, які живуть у кишечнику термітів та тарганів.
Вічко Хлоропласти Ядро Оболонка
Джгутик |
Скоротлива |
Запасні поживні |
|
вакуоля |
речовини |
Рис.3.14. Евглена зелена.
ТИП ІНФУЗОРІЇ (ВІЙЧАСТІ)
Цей тип об’єднує найбільш високоорганізованих Найпростіших. Вони ведуть вільноплаваючий, або ж прикріплений образ життя, мешкають як у прісних водах, так і у морях. Серед них є багато симбіонтів та паразитичних форм. Характерна особливість їх будови – наявність війок – органоїдів руху. Коливання війок нагадують веслові пасування, при кімнатній температурі вони здійснюють до 30 помахів у секунду. Рух війок, узгоджений завдяки мережі скорочувальних волоконець, розташованих у цитоплазмі. Збудження, яке проходить по волоконцям, синхронізує скорочення.
В усіх Інфузоріях не менш як два ядра. У інфузорії – туфельки їх два. Одне з них більш велике, друге – менших розмірів . Маленьке грає основну роль у статевому процесі; велике ядро регулює усі життєві процеси, крім статевого. Форма тіла інфузорії – туфельки постійна внаслідок того, що вона покрита тонкою гнучкою еластичною та міцною оболонкою. Під
167
оболонкою розташовуються чисельні тільця, орієнтовані перпендикулярно поверхні тіла – трихоцисти. При механічному або хімічному роздратуванні вони викидаються назовні, перетворюються у тонкі нитки, які служать для нападу та захисту. Органоїди живлення починаються з клітинного рота. Попаданню їжі у ротову порожнину сприяє коливання війок, які викликають рух води із бактеріями та іншими частинками, що у ній знаходяться. Клітинний рот переходить у глотку, у куті якої утворюється травна вакуоля; вона утворюється кожної хвилини, якщо багато їжі. Неперетравлені залишки їжі виводяться назовні через відхідник – спеціальне утворення. Функція виділення здійснюється скорочувальними вакуолями. Статевий процес здійснюється через обмін генетичним матеріалом між двома особинами. Статевий процес підвищує спадкоємну мінливість та збільшує можливості організму пристосовуватись до зовнішнього середовища. Від Джгутикових Найпростіших через ряд колоніальних форм з’явилися усі багатоклітинні тварини.
3.5.2 ПІДЦАРСТВО БАГАТОКЛІТИННІ ТВАРИНИ
Багатоклітинні організми характеризуються тим, що тіло їх складається із величезної кількості клітин. Клітини цих організмів диференційовані як за формою, так і за функціями. Вони втратили самостійність і є частинами цілісного організму. Клітини виконують різні функції, утворюючи тканини. З тканин утворюються органи, з органів – системи органів
Характерна особливість багатоклітинних – складний індивідуальний цикл розвитку, в процесі якого із заплідненої яйцеклітини утворюється дорослий організм. Серед сучасних багатоклітинних виділяють 2 великі групи: променеві або двошарові, та двобічносиметричні або тришарові.
Для променевих характерним є декілька площин симетрії та радіальне розміщення органів навколо головної осі симетрії. У тілі променевих існує одна головна ось симетрії, навколо якої у радіальному порядку розміщуються органи тварин. Від кількості органів, які повторюються, залежить порядок симетрії. Наприклад, якщо навколо повздовжньої осі розміщуються 4 однакових комплекти органів, то це 4-променева симетрія, якщо 6, то 6–променевА і т.д. Через тіло променевої тварини можна провести декілька площин симетрії (2,4,6,8 і т.д.) тобто площин, якими тіло ділиться на частини, що дзеркально відображають одна одну. Багатоклітинні організми містять 30 типів тварин.
168
ТИП КИШКОВОПОРОЖНИННІ
Представники цього типу відносяться до нижчих багатоклітинних тварин. Їх більш ніж 9000 видів, характеризуються променевою симетрією та двошаровою будовою тіла. Вони ведуть виключно водяний спосіб життя, мешкають, в основному, в морях, де досягають великих глибин. Серед представників типу кишковопорожнинних, що живуть у морях, зустрічаються сидячі форми — поліпи і вільноплаваючі — медузи. Тіло циліндричної форми (у гідри) або стиснуте у напрямку головної осі ( медуза ). Ротовий отвір, оточений щупальцями, веде у сліпо замкнену травну порожнину, яка часто утворює розгалужені канали. Неперетравлені залишки їжі викидаються через ротовий отвір. Характерною рисою Кишковопорожнинних є наявність жалких клітин у ектодермі. В інших типах вони не зустрічаються. У Кишковопорожнинних вперше з’являються
залозисті, нервові, епітеліально – м’язові й статеві клітини, а також
нервова система, яка складається з розкинутих нервових клітин, з’єднаних відростками і утворюючих нервову мережу, яка називається дифузною. Дихання здійснюється усією поверхнею тіла. Розмноження статеве і безстатеве. Дозрілі статеві продукти (гамети) виводяться у воду. Запліднення зовнішнє. Багато Кишковопорожнинних роздільностатеві, але зустрічаються і гермафродити. Живуть або окремими особинами, або утворюють колонії. Тип Кишковопорожнинних включає класи: 1) гідроїдних, 2) сцифоїдних медуз, 3) коралових поліпів.
Клас Гідрозої або Гідроїдні
Відомо близько 9 000 видів. Найбільш типовим представником є прісноводна гідра. За образом життя вона хижак, живиться дрібними тваринами, переважно рачками.
У прісноводного поліпа гідри тіло довжиною до 1см має вигляд мішечка (рис.3.15), стінки якого складаються з двох шарів клітин: зовнішнього – ектодерми і внутрішнього – ентодерми. На одному кінці тіла розташовується рот, оточений щупальцями, ними гідра захоплює поживу і направляє її в рот.
Іншим кінцем – підошвою – гідра прикріплюється до підводних предметів, веде нерухомий спосіб життя. Іноді може пересуватися, вигинаючи тіло в той чи інший бік і переміщуючи підошву на інший предмет, до якого і прикріплюється. Основну масу ектодерми складають шкірно–м'язові клітини, у основі яких є скоротливі м'язові волоконця. При їх скороченні тіло гідри стискується в грудочку, однобічне скорочення призводить до вигину тіла. У основі шкірно–м'язових клітин лежать нервові клітини зірчастої форми з довгими відростками (дифузна нервова система).
169
На тілі гідри, особливо на щупальцях, розташовані жалкі клітини, що мають капсулу із жалкою ниткою. Із жалкої клітини назовні виступає жалкий волосок, при зіткненні з яким у тіло здобичі встромляється жалка нитка, її отрута вбиває тварину, яку потім щупальцями гідра заковтує.
1
2
3
5
4
6
Рис.3.15. Будова прісноводної гідри: 1– Ротовий отвір; 2– Кишкова
порожнина; 3– Зовнішній шар клітин; 4– Внутрішній шар клітин; 5– Щупальце; 6– Молода гідра, що розвивається
Основна функція ентодерми – перетравлення поживи. Частина її клітин виділяє травний сік, під впливом якого в кишковій порожнині відбувається часткове перетравлення поживи. Неперетравлені залишки поживи видаляються через рот. Ентодермальні клітини виконують ще й видільну функцію. Дихає гідра усією поверхнею тіла.
Гідрі властиве як безстатеве, так і статеве розмноження.
Безстатеве розмноження називають пупкуванням. Воно відбувається при сприятливих умовах. На стінках тіла гідри утворюються випини – пупки, на кінцях котрих з'являються щупальця, а між ними – рот. Маленькі гідри відділяються і живуть самостійно.
При статевому розмноженні в ендодермі на тілі гідр утворюються горбики, в яких в одних особин утворюються дрібні рухомі клітини – сперматозоїди, на інших великі – яйцеклітини. Дозрілі сперматозоїди підпливають до гідри з яйцеклітиною і проникають усередину – ядра статевих клітин зливаються. Відбувається запліднення. Яйцеклітина перетворюється в яйце, вкрившись щільною оболонкою. Гідра гине, яйце потрапляє на дно водоймища і зберігається там. Весною з нього розвивається маленька гідра.
У гідри високо розвинена здатність поновлювати втрачені й ушкоджені частини тіла – регенерація.
170
Клас Сцифомедузи
Сцифоїдні медузи зустрічаються в усіх морях. Тіло їх має форму дзвону або парасольки, діаметр їх від кількох сантиметрів до двох метрів. По краях дзвону знаходиться нервове коло, на щупальцях велика кількість жалких клітин. Організація медуз у порівнянні з гідроїдними складніша і виявляється у більш досконалій будові травної порожнини (наявність шлунка і мережі розгалужених каналів), в кращому розвитку нервової системи, появленні світлочутливих вічок та органів рівноваги. Рух їх здійснюється шляхом скорочення ―парасольки‖, яке забезпечують мускульні волокна. Деякі медузи (коренерот, хрестовичок) небезпечні для людини. Інші мають промислове значення, наприклад, ропілема, яка в Китаї та Японії вживається в їжу. Поряд із дрібними медузами зустрічаються і великі форми. Так, аурелія досягає 25–40 см у діаметрі, а північна медуза ціанея має діаметр понад 2м з довжиною щупалець до 30м.
Клас Коралові поліпи
Це сама велика група Кишковопорожнинних. Їх біля 6000 видів. Це винятково морські тварини, вони ведуть прикріплений образ життя. Серед поліпів є поодинокі і колоніальні форми. До поодиноких морських поліпів належить актинія. Вона за допомогою м'язової ноги може повільно пересуватися по дну. Одним із способів пересування на великі відстані в актинії є симбіоз – співжиття її з раком-самітником: рак-самітник менш помітний на дні, якщо на його черепашці знаходиться актинія, актинія ж отримує можливість пересуватися на великі відстані, що збільшує для неї можливість отримувати поживу.
Колоніальні коралові поліпи можуть бути різноманітними за формою (кулеподібні, деревоподібні), мають зовнішній або внутрішній скелет із вапна або рогоподібних органічних речовин різного забарвлення, їх використовують для виготовлення ювелірних виробів. Вони живуть, в основному, на мілководді тропічного поясу і лише деякі проникають у холодні води на велику глибину. Поліпи володіють усіма характерними рисами Кишковопорожнинних. В них є рот, оточений щупальцями. Він веде у глотку, травну порожнину, яка ділиться на велику кількість камер, чим досягається збільшення її поверхні. Щупальця захоплюють дрібних риб, черв’яків, ракоподібних. Нервова система дифузного типу, нервових клітин більше у ротовому отворі. Розмножуються безстатевим та статевим шляхом, однак у них нема чергування поколінь. Можуть бути роздільностатеві і гермафродити. Запліднення здійснюється з потоком води. Личинки формуються там же, а потім виносяться через рот в навколишнє середовище і осідають на дно. Характерна особливість поліпів
– наявність захисних утворювань – твердого вапняного скелету або
171
скелету, складеного із рогоподібної речовини. Колоніальні поліпи утворюють на мілководді густі поселення – коралові рифи і коралові острови – атоли, які нерідко є небезпечною перешкодою для судноплавства.
Предками Кишковопорожнинних були примітивні багатоклітинні.
Рис. 3.16. Різноманітні пристосування морських кишковопорожнинних: мешканці товщі води: 1 – сцифоїдні
медузи, предки яких у стародавні часи перейшли до вільного плавання; мешканці середніх глибин: 2 – поодинокі корали актинії; мешканці тих ділянок морів, куди не доходить хвилювання: 3 – деревоподібні розгалужені коралові поліпи; мешканці зони прибою: 4 – масивні рифоутворювальні коралові поліпи.
ТИПИ ЧЕРВ'ЯКІВ
Раніше систематики поєднували всіх черв'яків в один тип на основі спільної для них ознаки – наявності шкірно–м'язового мішка. У наш час черв'яки поділяються на три типи: плоскі, круглі, кільчасті, оскільки вони різко відрізняються за способом життя й будовою. Деякі основні ознаки всіх типів черв'яків указані в табл. 3.3.
Однією з важливих характерних особливостей типів черв'яків є особливість побудови їхнього тіла. Дійсно, плоских черв'яків відносять до тришарових тварин, оскільки в зародковому розвитку в них закладаються
172