Естествознание

Большинство простейших обладает способностью переносить неблагоприятные  условия в состоянии покоящейся стадии — цисты. При этом клетка округляется, втягивает или отбрасывает  органоиды движения и покрывается плотной защитной оболочкой. Стадия цисты дает возможность простейшему не только переживать в неактивном состоянии неблагоприятные условия, но и расселяться. Попав в благоприятные условия, простейшее покидает оболочку цисты и начинает питаться и размножаться.

Простейшие подразделяются на классы: — Корненожки.

И— Жгутиковые.

И— Споровики.

Корненожки (приложение рис. №6) (Rhizopoda), подкласс простейших животных; образуют временные цитоплазматические выросты — ложноножки, которые служат для передвижения и захвата пищи (некоторые амёбы могут временно образовывать жгутики; гаметы К. также имеют жгутики). Ложноножки бывают лопастными, нитевидными, лучевидными, могут анастомозировать и образовывать сети. Размеры К. от нескольких микрон до 3 мм (современные) и до 5 см. В теле К. различают поверхностный прозрачный слой — эктоплазму и внутренний зернистый, содержащий ядро, — эндоплазму. 5 отрядов:

1. Амебы — широко  распространены в пресных и  морских водоёмах, в почвах. Род  Entamoeba паразитирует в кишечнике человека и животных.

2. Раковинные амёбы  — обитатели пресных вод. 

3. Фораминиферы — морские  формы, чаще донные, но есть  и пелагические; обладают сложным  жизненным циклом со сменой  полового и бесполого размножения. 

4. Солнечники — жители  пресных вод.

5. Радиолярии — живут  только в океанах. Раковинки  К. хорошо сохраняются в ископаемом  состоянии, широко используются  в стратиграфии.

Класс жгутиковые (приложение рис. №7) насчитывает 6 – 8 тыс. видов. Органеллами движения служат жгутики. Их может быть 1 – 8. Тело покрыто пелликулой, и поэтому жгутиковые имеют постоянную форму. Среди жгутиковых встречаются формы, соединяющие в себе признаки и животных, и растительных организмов (автотрофный и гетеротрофный тип ассимиляции). Например, эвглена зеленая, подобно растениям, содержит хлорофилл и обладает способностью к фотосинтезу.

Среди жгутиковых встречаются  колониальные формы, имеющие сложное  строение и представляющие собой  как бы переходные формы от одноклеточных  к многоклеточным.

Жгутиковые обитают как в морских, так и в пресноводных водоемах. Многие жгутиковые паразитируют в организме животных и человека. Средой обитания паразитических форм может быть жидкая часть (плазма) крови, спинномозговая жидкость, кишечник, кожа, мочеполовая система.

В качестве представителя свободноживущих жгутиковых, ведущих одиночный образ жизни, можно рассмотреть эвглену зеленую. Эвглена обитает в загрязненных водоемах, лужах. Тело эвглены длиной около 0,05 мм, веретеновидной формы, покрыто пелликулой. На переднем конце находится жгутик. Передвижение происходит благодаря жгутику, совершающему вращательные движения, в результате чего эвглена как бы ввинчивается в окружающую среду. Жгутик – тонкий цитоплазматический вырост, состоящий из тончайших фибрилл. Своим основанием он прикреплен к базальному тельцу или кинетосоме. На переднем конце находится глотка, ведущая в резервуар. Сбоку от резервуара располагается органелла ярко-красного цвета – светочувствительный глазок, или стигма.

Осморегуляция и выделение  осуществляются сократительной вакуолью, расположенной  на  переднем  конце тела. Жидкость поступает в вакуоль по проводящим канальцам.

В задней части тела эвглены  расположено крупное ядро. В цитоплазме находится большое количество хроматофоров, содержащих хлорофилл. Благодари присутствию хлорофилла эвглена способна к фотосинтезу. В темноте она может питаться, как животное, готовыми органическими веществами (загоняя мелкие частицы, т.е. бактерии, в глотку) или осмотически. Эвглена является как автотрофным, так и гетеротрофным организмом. Такие организмы называются миксотрофными, т.е. имеющими смешанный тип питания.

Размножается эвглена  бесполым путем – продольным делением. Сначала делится ядро, удваиваются базальное тельце, хроматофоры, затем делится цитоплазма. Жгутик отпадает или переходит к одной особи, а у другой он образуется заново. При неблагоприятных условиях эвглена инцистируется.

Кроме одиночных жгутиковых в классе встречаются и колониальные формы. Колония представляет собой  группу организмов, ведущих совместное существование. Колония вольвокса, например, - это шар, состоящий из большого числа отдельных особей (от 50 до 50 000) Все особи колонии расположены по поверхности шара в один ряд и соединены цитоплазматическими мостиками. В середине шара находится студенистое вещество. Отдельная особь колонии называется зооидом. Каждый зооид имеет два жгутика, ядро, стигму и хроматофор с хлорофиллом. Питается каждая особь самостоятельно, перемещение колонии происходит согласованным движением жгутиков.

В колонии вольвокса  существует специализация. Небольшая часть особей (генеративные зооиды) связана с воспроизведением. Остальные особи, соматические, не способны к размножению. Колонии вольвокса свойственны бесполое размножение и половой процесс – копуляция. Бесполое размножение происходит весной, когда генеративные особи погружаются внутрь колонии и там начинают делиться (митозом). Каждая особь образует два, четыре, . зооидов, которые связаны между собой. Внутри материнской колонии образуются дочерние колонии, состоящие из многих зооидов. Затем материнская колония разрушается и дочерние существуют самостоятельно.

Осенью из генеративных зооидов образуется два вида половых  особей (макротметы – женские, микрогаметы – мужские ). Макрогаметы не делятся, а растут. Они неподвижны. Особи, дающие микрогаметы, многократно делятся и образуют большое количеств о подвижных    двужгутиковых гамет. Микрогаметы активно отыскивают неподвижные макрогаметы и сливаются с ними. Оплодотворенная макрогамета (зигота) окружается плотной оболочкой. При благоприятных условиях диплоидная зигота делится мейозом и далее гаплоидные зооиды образуют новую колонию.

Среди жгутиковых есть много  паразитических форм, вызывающих заболевания  человека: лямболия обитает в верхнем  отделе тонкой кишки и в желчевыводящих протоках и вызывает заболевание лямблиоз, лечшмипия паразитирует внутри клеток и тканей и вызывает болезнь лейшминчоз и др.

К типу Споровики (приложение рис. №8) относят около 3600 видов, ведущих паразитический образ жизни. В связи с этим они не имеют органелл передвижения, пищеварительных, сократительных вакуолей; питание и выделение происходит осмотически. Жизненный цикл сложный и связан со сменой хозяев.

Бесполое размножение  осуществляется множественным делением, при котором ядро делится сразу  на несколько частей, затем на столько же частей – цитоплазма и образуется соответствующее число дочерних особей. Бесполое размножение происходит в теле позвоночных животных и человека, а половое – в организме беспозвоночных (например, малярийного комара).

Паразиты человека относятся к отряду кровяных споровиков. Наибольший интерес представляет малярийный плазмодий, вызывающий заболевание человека – малярию. Заболевание малярией заключается в повторяющихся с определенной частотой приступах лихорадки, сопровождающихся подъемом температуры. Малярия распространена на территориях с жарким и влажным климатом, где обитает малярийный комар. Заражение человека происходит при укусе самками малярийного комара содержащими малярийный плазмодий на стадии спорозоита. Током крови плазмодии разносятся по телу и внедряются в клетки печени, где превращаются в шизонтов, размножающихся бесполым путем (множественным делением – шизогонией). В результате этого образуются меризоиты, которые внедряются в эритроциты, где снова растут и делятся.

Правильное чередование приступов при малярии связано с периодичностью шизогонии в эритроцитах. Начало приступа (озноб) совпадает с распадом эритроцитов и поступлением в плазму крови мерозоитов и продуктов их жизнедеятельности, вызывающих интоксикацию организма.

После нескольких циклов бесполого размножения (шизогонии) начинается подготовка к половому процессу. При этом мерозоиты, находящиеся  в эритроцитах, дают начало гамонтим (подготовительная стадия образования  гамет). Из макрогамонтов образуются впоследствии женские половые клетки – макрогаметы; из микрогамонтов – мужские – микрогаметы. Образование половых клеток в крови у человека не происходит, так как человек – промежуточный хозяин в цикле развития малярийного плазмодия.

Развитие плазмодия  осуществляется дальше, если гамонты с кровью попадают в желудок малярийного комара при сосании. Малярийные комары – окончательные хозяева в цикле развития малярийного плазмодия. В желудке комара гамонты превращаются в крупные неподвижные макрогаметы и мелкие подвижные микрогаметы. Происходит копуляция гамет, в результате чего образуется подвижная зигота (оокинета), которая внедряется в стенку желудка комара и инцистируется на стороне, обращенной в полость тела, превращаясь в ооцисту. Ядро зиготы многократно делится. Ооциста распадается на большое количество (до 10 000) спорозоитов. Оболочка ооцисты разрушается, и спорозоиты попадают в полость тела комара, а затем в его слюнные железы. Малярийный комар вновь может заражать человека. Диагноз ставят при нахождении малярийных плазмодиев в крови. Кровь берут непосредственно после приступа малярии. Профилактика связана с уничтожением мест обитания малярийных комаров.

2.2. МНОГОКЛЕТОЧНЫЕ

Многоклеточные животные образуют самую многочисленную группу живых организмов планеты, насчитывающую более 1,5 млн. видов. Ведя свое происхождение от простейших, они претерпели в процессе эволюции существенные преобразования, связанные с усложнением организации.

Одной из важнейших черт организации многоклеточных является морфологическое и функциональное различие клеток их тела. В ходе эволюции сходные клетки в теле многоклеточных животных специализировались на выполнении определенных функций, что привело к формированию тканей.

Разные ткани объединились в органы, а органы — в системы органов. Для осуществления взаимосвязи между ними и координации их работы образовались регуляторные системы — нервная и эндокринная. Благодаря нервной и гуморальной регуляции деятельности всех систем, многоклеточный организм функционирует как целостная биологическая система.

Процветание группы многоклеточных животных связано с усложнением  анатомического строения и физиологических  функций. Так, увеличение размеров тела привело к развитию пищеварительного канала, что позволило им питаться крупным пищевым материалом, поставляющим большое количество энергии для осуществления всех процессов жизнедеятельности. Развившиеся мышечная и скелетная системы обеспечили передвижение организмов, поддержание определенной формы тела, защиту и опору для органов. Способность к активному передвижению позволила животным осуществлять поиск пищи, находить укрытия и расселяться.

С увеличением размеров тела животных возникла необходимость  в появлении внутритранспортных циркуляторных систем, доставляющих удаленным от поверхности тела тканям и органам средства жизнеобеспечения — питательные вещества, кислород, а также удаляющих конечные продукты обмена веществ.

Такой циркуляторной  транспортной системой стала жидкая ткань — кровь.

Интенсификация дыхательной  активности шла параллельно с  прогрессивным развитием нервной системы и органов чувств. Произошло перемещение центральных отделов нервной системы в передний конец тела животного, в результате чего обособился головной отдел. Такое строение передней части тела животного позволило ему получать информацию об изменениях в окружающей среде и адекватно реагировать на них.

По наличию или отсутствию внутреннего скелета животные подразделяются на две группы — беспозвоночные (все типы, кроме Хордовых) и позвоночные (тип Хордовые).

В зависимости от происхождения  ротового отверстия у взрослого организма выделяют две группы животных: первично- и вторичноротые. Первичноротые объединяют животных, у которых первичный рот зародыша на стадии гаструлы — бластопор — остается ртом взрослого организма. К ним относятся животные всех типов, кроме Иглокожих и Хордовых. У последних первичный рот зародыша превращается в анальное отверстие, а истинный рот закладывается вторично в виде эктодермального кармана. По этой причине их называют вторичноротыми животными.

По типу симметрии  тела выделяют группу лучистых, или радиально-симметричных, животных (типы Губки, Кишечнополостные и Иглокожие) и группу двусторонне-симметричных (все остальные типы животных). Лучевая симметрия формируется под влиянием сидячего образа жизни животных, при котором весь организм поставлен по отношению к факторам среды в совершенно одинаковые условия. Эти условия и формируют расположение одинаковых органов вокруг главной оси, проходящей через рот до противоположного ему прикрепленного полюса.

Двусторонне-симметричные животные подвижны, обладают одной плоскостью симметрии, по обе стороны которой располагаются различные парные органы. У них различают левую и правую, спинную и брюшную стороны, передний и задний концы тела.

Многоклеточные животные чрезвычайно разнообразны по строению, особенностям жизнедеятельности, различны по размерам, массе тела и т. д. На основе наиболее существенных общих черт строения они подразделяются на 14 типов, часть из которых рассматривается в данном пособии.

Среди многоклеточных можно выделить:  — Млекопитающие.

— Членистоногие.

Млекопитающие — наиболее высокоорганизованный класс позвоночных. Первые представители появились на Земле, по-видимому, в триасовом периоде. Предками древних млекопитающих являются неспециализированные палеозойские рептилии, еще не утратившие некоторых черт, присущих амфибиям: слабое ороговение кожи, наличие эпидермальных желез и ряд других признаков. Такой предковой группой считают зверозубых рептилий, вымерших к середине юрского периода. В процессе эволюции первые млекопитающие дивергировали на две крупные ветви, одна из которых дала начало, в конце триаса, однопроходным, или первозверям, а вторая, в меловом периоде, уже была представлена группами более высокоорганизованных настоящих зверей — сумчатыми и плацентарными.