Многообразие животного мира (одноклеточные и многоклеточные животные)

Среда обитания и паразитизм простейших.

Простейшие обитают в самых  различных условиях среды. Большинство из них - водные организмы, широко распространенные в пресных и в морских водоемах. Многие виды их живут в придонных слоях воды. Большой интерес представляет приспособление простейших к жизни в толще песка, в толще воды (планктон).

Небольшое число видов Protozoa приспособилось к жизни в почве. Их средой обитания являются тончайшие пленки воды, окружающие почвенные частицы и заполняющие просветы в почве. Даже в песках пустыни Каракумы живут простейшие. Эта своеобразная реликтовая фауна в песках Каракумов впервые была обнаружена профессором Л. Л. Бродским при изучении воды, взятой из колодцев пустыни.

Свыше 3, 5 тыс. видов простейших — паразиты. Хозяевами их являются самые различные животные и растения. Многие паразитические простейшие живут в организме человека, домашних и промысловых животных, нанося им большой вред. Один из классов типа простейших - споровики - целиком состоит из паразитов.

Практическое значение простейших для человека велико. В особенности  это относится к паразитам. До настоящего времени в тропических  зонах земного шара широко распространена малярия. Возбудитель этого заболевания относится к классу споровиков типа простейших. Тяжелым заболеванием человека в Центральной Африке является сонная болезнь, вызываемая паразитом из класса жгутиконосцев. Большой ущерб наносят животноводству заболевания домашних животных, вызываемые простейшими. Сюда относятся различные пироплазмозы, кокцидиозы и многие другие.

Имеется ряд простейших паразитов  из отряда кощидий, поражающих домашнюю птицу, в особенности кур. Борьба с этими многочисленными и  опасными заболеваниями требует детального изучения биологии возбудителей, их циклов развития.

Некоторый практический интерес представляют и свободноживущие простейшие. Разные виды их приурочены к определенному  комплексу внешних условий, в  частности к различному химическому составу воды.

Определенные виды простейших живут  при разной степени загрязненности пресных вод органическими веществами. Поэтому по видовому составу простейших можно судить о свойствах воды водоема. Эти особенности простейших используют для санитарно-гигиенических целей при так называемом биологическом анализе воды.

В природном круговороте веществ простейшие играют заметную роль. В водоемах многие из них являются энергичными пожирателями бактерий и других микроорганизмов. Вместе с тем сами они служат пищей для более крупных животных организмов. В частности, выклевывающиеся из икринок, мальки многих видов рыб на ранних этапах своей жизни питаются по большей части простейшими.

Тип жгутиковые. Эвглена зелёная.

К жгутиковым относятся в основном свободноживущие организмы. Наиболее распространенный вид это эвглена зеленая.

Эвглены зелёные - это одноклеточные простейшие животные, встречаются эвглены в основном в пресных водах, канавах, болотах. Тело эвглены зелёной имеет разную форму, но чаще всего она имеет плотную оболочку, придающую ей постоянную веретеновидную форму тела. Также при изучении строения эвглены, видно, что она состоит из одной микроскопической клетки и передвигается с помощью жгутика. Внутри тела эвглены имеются ядро, хлоропласты, сократительная вакуоль, светочувствительный глазок.

Рисунок 5. Эвглена зелёная

Передвижение эвглены. Эвглен и других простейших, имеющих жгутики, относят к жгутиковым, потому что передвижение осуществляется с помощью длинного и тонкого протоплазматического выроста – жгутика, расположенного на переднем конце тела эвглены. Благодаря жгутику эвглена передвигается. Жгутик производит винтообразные движения, как бы ввинчиваясь в воду. Действие его можно сравнить с действием винта моторной лодки. Такое движение более совершенно, чем передвижение с помощью ложноножек.

Питание эвглены. Рассматривая эвглену под микроскопом, можно заметить в протоплазме её тела большое количество маленьких зелёных телец овальной формы - хроматофоры, в которых находится хлорофилл. Этим эвглена напоминает зелёные растения. Она с помощью хлорофилла может усваивать углерод из углекислого газа, образуя в своём теле органические вещества из неорганических. Эвглена может питаться не только растительным питанием, но и готовыми органическими веществами, которые всегда находятся в растворенном состоянии в воде сильно заросших или загрязненных водоемов. Эти вещества она переваривает с помощью пищеварительных вакуолей, как это делает амёба обыкновенная. Следовательно, эвглена питается миксотрофным способом.

Характер  ее питания зависит от наличия или отсутствия света в водоемах, в которых обитает это животное. Днем, при наличии света, эвглена питается как автотроф, а при отсутствии света способ ее питания изменяется: подобно животным, эвглена питается готовыми органическими веществами, как гетеротроф. При таком питании имеющийся в хроматофорах хлорофилл исчезает, эвглена обесцвечивается и начинает питаться, как животное.

Миксотрофный способ питания эвглены – чрезвычайно интересное явление. Оно указывает на общее происхождение растений и животных.

Размножение эвглены. Размножаются эвглены, как и малярийные паразиты - продольным делением. Сначала делится ядро, а затем и протоплазма. Материнская особь дает начало двум дочерним, которые при благоприятных условиях жизни быстро растут, и уже через сутки происходит их деление. Иногда эвглена, размножаясь в огромных количествах, вызывает красное, коричневое, кирпично-красное или зелёное «цветение» воды.

Рисунок 6. Размножение эвглены зелёной.

Сохранение при  неблагоприятных условиях жизни. В цисты превращаются многие саркодовые и жгутиковые, в том числе эвглена зеленая. При не благоприятных условиях, например при высыхании водоёма, эвглены, подобно амёбам, образуют цисты. В таком виде они могут разноситься с пылью.

Многообразие многоклеточных. Подцарство многоклеточные животные (Metazoa).

Многоклеточные животные – потомки  древних простейших. Их тело состоит из большого числа клеток. Группы этих клеток имеют разнообразное строение и выполняют свои функции, образуя различные ткани. Из тканей образуются различные органы, из органов - системы органов. У низших представителей этого подцарства ткани и органы находятся ещё в стадии формирования. Для многоклеточных животных характерно индивидуальное развитие - процессы сложных преобразований, происходящие от зарождения особи до конца ее жизни.

Многоклеточные животные более полно по сравнению с одноклеточными приспособлены к различным условиям окружающей среды. Считается, что появление многоклеточных животных это новый этап в развитии животного мира на Земле.

Многоклеточные организмы включают 30 типов животных.

К многоклеточным животным относятся  все типы животных, кроме простейших. Различия между самыми простыми и наиболее сложными многоклеточными животными очень велики. В течение эволюции происходило разделение тела животных на различные группы клеток, то есть ткани, а затем на органы, состоящие из разных тканей. Благодаря этому совершенствовалось выполнение функций, усиливалась связь между разными частями тела, обеспечивалось лучшее приспособление организмов, как целостных систем к неорганическим и органическим условиям среды обитания.

Многоклеточные животные произошли от простейших животных. Это заключение подтверждается следующими соображениями:

• Простейшие как более простые организмы возникли раньше многоклеточных животных и некоторые из них могли стать их предками;
• Строение клеток и процессы их преобразования при бесполом и половом размножении у простейших и многоклеточных животных в основном очень сходны, что свидетельствует о родстве обоих подразделений царства животных;
• Первые стадии эмбрионального развития многоклеточных животных, сходны по строению с некоторыми одноклеточными и колониальными простейшими, что свидетельствует (согласно биогенетическому закону) о происхождении самых низших многоклеточных животных от предков из типа простейших.

Предки Metazoa принадлежали, по мнению большинства ученых, активному классу гетеротрофных жгутиковых типа Protozoa.

Гипотезы о происхождении Metazoa.

Гипотез о происхождении Metazoa было предложено много, из которых наибольшее распространение получили две: известного немецкого зоолога Э. Геккеля (1834—1919) и выдающегося русского биолога И. И. Мечникова (1845—1916). В основе этих гипотез лежит использование биогенетического закона, так как организмы, промежуточные между жгутиковыми и самыми простыми многоклеточными животными, не имели твердых частей, способных сохраниться в ископаемом состоянии, и судить об их строении можно путем изучения начальных стадий эмбрионального развития многоклеточных животных. Необходимо помнить стадии развития:

• Развитие многоклеточных животных начинается с зиготы, которая делится на 2, 4, 8, 16 и большее количество клеток, или бластомеров, остающихся соединенными.
• В результате описанных процессов деления бластомеров образуется кучка клеток, часто называемая морулой.
• Деление бластомеров продолжается, и возникает шарообразная (или другой формы) бластула с полостью (бластоцелем) внутри, окруженной одним слоем клеток.
• Стадии развития от зиготы до бластулы включительно принято называть дроблением зиготы.

В 70-х годах прошлого столетия, когда Геккель разрабатывал свою гипотезу на основании исследований эмбрионального развития разных групп животных, было установлено, что бластула вследствие впячивания части клеток в бластоцель и прилегания их к оставшимся снаружи клеткам превращается в зародыши с двухслойными стенками, окружающими полость с отверстием наружу. По окончании эмбрионального развития, полость превращается в кишечную, а отверстие ее становится ртом. Эта стадия получила название гаструлы. Наружный слой ее принято называть эктодермой, а внутренний, окружающий кишечную полость, - энтодермой. На основании изложенных данных Геккель предположил, что предками многоклеточных животных были одноклеточные простейшие, затем колонии в виде кучек клеток, похожие на морулу, далее шарообразные колонии, сходные с бластулами и названные бластеями, и наконец, самые простые многоклеточные животные, похожие на гаструл и названные гастреями. Однако Геккель не учел, что эмбриологические данные других ученых, которыми он пользовался для обоснования своей гипотезы, относились к зародышевому развитию уже более сложных многоклеточных животных. В начальных стадиях их онтогенеза могли произойти серьезные изменения, вплоть до выпадения какой-нибудь стадии, как это иногда наблюдается в связи с необходимостью сокращения эмбрионального развития. Кроме того, согласно гипотезе Геккеля, гастреи были уже не примитивными многоклеточными животными, а имели кишечную полость и резко отличались от бластей. Очевидно, между шарообразными колониями и самыми простыми многоклеточными должна была быть стадия более примитивных многоклеточных животных, чем гастреи.

И. И. Мечников, который в течение  многих лет занимался исследованиями эмбрионального развития различных  групп многоклеточных животных, вскоре после опубликования гипотезы Геккеля обратил особое внимание на изучение зародышевого развития низших современных типов Metazoa - губок, кишечнополостных и примитивных плоских червей. Он доказал, что у этих животных отдельные клетки развившейся бластулы проникают внутрь бластоцеля и заполняют его. В результате образуется зародыш, состоящий из двух разных слоев - наружного и внутреннего, не имеющий рта и кишечной полости. Мечников назвал эту стадию паренхимулой и предложил следующую гипотезу происхождения первых многоклеточных животных.

Бластей были планктонными колониями простейших, состоящих из одинаковых с тонкими оболочками клеток, которые могли выпускать ложноножки, превращающиеся в простые жгуты, и выполняли все функции (движение, захват мелких организмов и органических кусочков, переваривание их и многие другие). Соединения этих клеток были рыхлыми, между ними имелись поры, и клетки могли менять свое положение в колонии. Подобные передвижения клеток наблюдаются у низшего типа многоклеточных животных - губок и даже у представителей более сложных типов. Поэтому отдельные клетки бластей, захватившие ложноножками мелкие организмы или органические кусочки, могли мигрировать в бластоцель и там переваривать захваченную пищу, после чего возвращались на поверхность колоний. При описанных миграциях клеток в бластеях намечалось разделение функций, но только временное: одни и те же клетки, находясь на поверхности колонии, выполняли одни функции, а внутри нее - другие. Такое разделение функций недостаточно. Клетки, обеспечивающие движение и защиту, должны иметь хорошо развитые жгуты и плотную оболочку, а клетки, захватывающие пищу, - тонкую оболочку, позволяющую выпускать ложноножки. Поэтому в результате длительного естественного отбора выжили те потомки бластей, у которых закрепилось более или менее постоянное разделение функций между клетками.

И. И. Мечников назвал этих предполагаемых первичных многоклеточных животных паренхимеллами, имея в виду их сходство с паренхимулами. Рассматриваемая гипотеза была поддержана на основании разносторонних глубоких исследований эволюции тканей многоклеточных животных А. А. Заварзиным (1886—1945), получила развитие в трудах А. В. Иванова и других ученых. Особенно важно отметить, что в 70—80-е годы текущего столетия было доказано существование в настоящее время многоклеточных животных, названных трихоплаксами. Это морские животные малых размеров (2—4 мм), имеющие форму тонких пластинок, окруженных одним слоем жгутикового эпителия. Вся внутренность этих животных заполнена амебовидными и другими клетками. Трихоплаксы, медленно меняя свою форму, ползают по поверхности водорослей и других субстратов. Брюшная сторона обращена к субстрату и отличается по строению от противоположной спинной. Передний и задний концы тела не выражены.