Лекции по "Зоологии "

У самцов органы размножения представлены семенниками, выносящими протоками и придаточными железами. У ряда форм имеются различно устроенные копулятивные органы.

Полиморфизм. В колониях общественных насекомых имеются особи, отличающиеся друг от друга по строению, по физиологии и поведению. В гнездах пчел, муравьев и термитов присутствует, как правило, только одна самка, способная откладывать яйца (матка или царица). Самцы в колонии присутствуют либо постоянно, либо появляются по мере истощения у матки запаса сперматозоидов от предыдущего спаривания. Все остальные особи называются рабочими, которые являются самками с угнетенной половой функцией. У термитов и муравьев рабочие особи разделены на касты, каждая из которых выполняет определенную функцию (сбор пищи, защита гнезда и т.д.). Появление в гнезде самцов и полноценных самок происходит только в определенное время.

Биология питания. Населяя практически все биотопы, членистоногие приспособились питаться самой разнообразной пищей. Среди них выделяется несколько основных групп: хищники, паразиты, растительноядные, сапрофаги, некрофаги и др. Некоторые членистоногие относятся к многоядным, способным употреблять пищу как растительного происхождения, так и животного (тараканы). Для ряда форм характерно внекишечное пищеварение. В этом случае животные пред употреблением пищи подвергают ее действию пищеварительных ферментов слюнных желез, и лишь затем всасывают разжиженный субстрат. Так поступают, например, пауки. Некоторые насекомые приспособились переваривать такие малопригодные для этого вещества, как рог, шерсть, воск и др.

Биология размножения. Как уже говорилось, членистоногие являются раздельнополыми животными. Однако среди них нередки случаи партеногенеза (тли, дафнии). Иногда спариванию предшествует ритуал ухаживания, и даже драки самцов за самку (у жуков-оленей). После спаривания самка иногда съедает самца (богомолы, некоторые пауки).

Чаще всего происходит откладка яиц группами или по одному. У некоторых членистоногих развитие яиц и личинок происходит в  организме самки.  В этих случаях имеет место живорождение (скорпионы, некоторые мухи). В жизни многих видов членистоногих имеет место забота о потомстве.

Плодовитость членистоногих колеблется в очень широких пределах и зависит очень часто от экологических условий. У некоторых тлей, например, самки откладывают только одно зимующее яйцо. Матка медоносной пчелы способна отложить до 3000 яиц в день, а матка термитов до 30000 в день. За свою жизнь эти насекомые откладывают миллионы яиц. В среднем же плодовитость составляет несколько десятков или сотен яиц.

Развитие. У большинства членистоногих развитие происходит с метаморфозом, то есть с превращением. Из яйца выходит личинка, которая после нескольких линек личинка превращается во взрослое животное (имаго). Часто личинка сильно отличается от имаго как по строению, так и по образу жизни.

В цикле развития ряда насекомых присутствует фаза куколки (бабочки, жуки, мухи). В этом случае говорят о полном метаморфозе. У других (тли, стрекозы, клопы) такой фаза нет, и метаморфоз этих насекомых называется неполным.

У некоторых членистоногих (пауков, скорпионов) развитие прямое. В этом случае из яиц выходят вполне сформированные молодые животные.

Продолжительность жизни членистоногих исчисляется обычно несколькими неделями или месяцами. В ряде случаев развитие затягивается на годы. Например, личинки майских жуков развиваются около 3 лет, жуков оленей – до 6 лет.  У цикад личинки живут в почве до 16 лет и только после этого превращаются во взрослых цикад. Личинки поденок живут в водоемах 1-3 года, а взрослое насекомое живет всего несколько часов, за которые успевает спариться и отложить яйца.

Распространение и экология. Представители типа членистоногие встречаются практически в любом биотопе. Они встречаются на суше, в пресных и соленых водоемах, а так же в воздухе. Среди членистоногих есть как широко распространенные виды, так и эндемики. К первым можно отнести бабочку капустную белянку, рачков – дафний, почвенных клещей. К эндемичным видам относятся, например, крупная и очень красивая бабочка брамея, которая встречается только в Колхидской низменности.

Распространение отдельных  видов ограничивают различные экологические  факторы.

Из абиотических факторов самыми важными являются температура и влажность. Температурные пределы активного существования членистоногих лежат в пределах от 6 до 42°С. При понижении или повышении температуры животные впадают в состояние оцепенения. Разные фазы развития членистоногих по-разному переносят температурные колебания.

Влажность среды так  же во многом определяет возможность  существования членистоногих. Чрезмерно низкая влажность среды, как и высокая,  может привести к гибели. Для водных членистоногих наличие жидкой влаги является необходимым условием для активного существования.

К биотическим факторам относится в первую очередь наличие пищи, а так же присутствие паразитов и хищников.

На распространение  членистоногих большое влияние  оказывает и человеческая деятельность (антропогенное влияние). Изменение экологических условий ведет к смене видового состава. В результате промышленной и сельскохозяйственной деятельности человека одни виды исчезают, а другие виды чрезвычайно бурно размножаются, становясь при этом вредителями.

Происхождение. Большинство исследователей сходятся в том, что членистоногие произошли от предков, близких к кольчатым червям. Предполагается, что ракообразные, хелицеровые и вымершие трилобиты произошли от кольчецов одним общим корнем, а многоножки и насекомые  - другим.

Палеонтологический материал по членистоногим очень обширен. Благодаря хитиновой кутикуле остатки их достаточно хорошо сохраняются в окаменевшем виде. Исключительно хорошо сохранились наземные членистоногие и в янтаре. Однако, не смотря на это точно проследить эволюцию членистоногих сложно: отдаленные предки членистоногих в геологических слоях не сохранились. Поэтому основными методами исследования этого вопроса являются сравнительно-анатомические и сравнительно-эмбриологические.

Значение членистоногих в природе переоценить невозможно. Населяя в огромном количестве все биотопы, они, прежде всего, служат звеньями (зачастую основными) в сложнейших пищевых цепях, являясь консументами различных уровней. Многие цветковые растения существуют лишь благодаря насекомым-опылителям. Среди членистоногих много паразитов и переносчиков возбудителей заболеваний, что является фактором, ограничивающим распространение и численность многих видов животных. Насекомые и почвенные клещи играют огромную роль в почвообразовании, утилизируя экскременты и трупы животных.

В практической деятельности человека принято различать полезные и вредные виды.

К полезным относятся паразиты и хищники, истребляющие вредителей, опылители, пчелы, тутовый шелкопряд, карминный червец (выращивают для получения краски кармина). Ряд видов непосредственно употребляются человеком в пищу – раки, крабы, креветки и др.

Вредные членистоногие оказывают отрицательное воздействие на хозяйственную деятельность. К таким относятся вредители сельскохозяйственных и лесных растений, вредители строительных материалов (древесины), вредители запасов, паразиты  и переносчики возбудителей заболеваний человека и животных, ядовитые виды (скорпионы, осы).

Общая характеристика типа Хордовые

Хордовые – это  двусторонне-симметричные, вторичноротые  животные со вторичной полостью тела. На ранних этапах онтогенеза у хордовых выражена метамерия, которая со временем частично исчезает. Известно около 40000 современных видов.

Основные признаки хордовых:

1. Наличие ХОРДЫ, которая тянется вдоль тела животного и расположена в спинной части. Это соединительно-тканное образование представляет собой  внутренний осевой скелет. У одних хорда сохраняется в течение всей жизни (ланцетник, осетровые рыбы), у других в процессе развития полностью исчезает (асцидии)  или замещается позвоночником (позвоночные).
2. Центральная нервная система представляет собой нервную трубку с полостью (невроцелем). Трубка эта эктодермического происхождения и   расположена всегда над осевым скелетом (хордой или позвоночником). На переднем отделе нервной трубки формируется головной мозг.
3. Стенки переднего отдела пищеварительной системы (глотки) пронизаны жаберными щелями. У одних животных они сохраняются в течение всей жизни и выполняют дыхательную функцию, у других они существуют только на эмбриональном или личиночном этапе развития.

По современной классификации  тип ХОРДОВЫЕ делится на три подтипа.

1. Оболочники (Личиночнохордовые)
2. Бесчерепные
3. Позвоночные

Полухордовых животных сейчас относят к отдельному типу животных, хотя в некоторых руководствах и учебниках они принадлежат  к подтипу Hemichordata типа Хордовых. Это объясняется наличием у этих организмов нотохорда (зачатка хорды) и глотки, пронизанной жаберными щелями. Нотохорд представляет собой выпячивание кишечника. При этом нужно сказать, что у хордовых в процессе онтогенеза хорда образуется при выпячивании спинной стенки первичной кишки. Полость тела вторичная. Кровеносная система замкнутая. Нервная система в виде окологлоточного кольца и нервных тяжей, имеющих внутри полость (гомолог невроцеля). Органы чувств не обнаружены. Полухордовые раздельнополы. Развитие происходит с превращением. Известно и почкование. К полухордовым относятся исключительно морские червеобразные животные, ведущие колониальный или одиночный образ жизни. Одни из них неподвижны, другие -  роющие или плавающие организмы. По своему строению эти животные обнаруживают сходство  с одной стороны с беспозвоночными (иглокожими, а в ряде позиций даже с червями), а с другой стороны с хордовыми. Это позволяет рассматривать полухордовых животных, как самых примитивных вторичноротых. Окаменевшие остатки полухордовых встречаются в очень древних слоях (300-600 млн. лет) в том числе и на территории Ленинградской области (ордовикские известняки, горючие сланцы).

Подтип Личиночнохордовые

К этому подтипу относят  асцидий, сальп, пиросом и аппендикулярий. Асцидии ведут прикрепленный образ жизни, а остальные – свободноплавающий (пелагический). Оболочники могут быть как колониальными, так и одиночными животными.

Снаружи мешковидное  тело покрыто студенистой оболочкой (туникой), в состав которой входит вещество, близкое по строению с растительной клетчаткой.

Оболочники имеют два  сифона – ротовой и клоакальный, которые сближены или расположены  на разных концах. Пищеварительная  система, начинающаяся ротовым сифоном, состоит из объемистой глотки,  пищевода, желудка и кишечника. Глотка пронизана жаберными щелями, которые открываются либо в окружающую среду, либо в особую окологлоточную полость, образованную складками мантии – особых боковых выростов. С помощью глотки оболочники отфильтровывают из воды мелкие морские организмы, которые остаются в глотке и направляются далее по пищеварительному тракту, а вода выходит наружу через клоакальный сифон.

Нервная система у  оболочников представлена либо  нервной трубкой, либо вторично упрощается,  превращаясь в ганглии с нервными тяжами. Органы чувств развиты слабо. У ряда форм есть светочувствительные клетки или глазки, а так же органы равновесия – статоцисты.

Кровеносная система  незамкнутая и состоит из сердца с отходящими от него двумя сосудами. Сердце делает до 250 сокращений в минуту, проталкивая кровь попеременно то в одном, то в другом направлении.

Специальных выделительных  органов нет. Их роль выполняют специальные  клетки, накапливающие продукты распада  в виде твердых конкреций. Причем у одних видов эти клетки остаются в организме до смерти животного, а у других конкреции переносятся в полость кишки и выбрасываются наружу. У некоторых видов асцидий такие клетки объединяются в особый мешкообразный орган, в котором конкреции обрастают мицелием особого грибка, который утилизирует продукты распада организма асцидии.

Оболочники гермафродиты. Но при этом самооплодотворение невозможно, так как женские и мужские  гаметы образуются в разное время. Оплодотворение может быть как внутренним, так  и наружным. Часто встречается  и бесполое размножение – почкование или фрагментация; хорошо развита способность к регенерации. У Ряда форм наблюдается чередование поколений.

Из яйца асцидий развивается хвостатая личинка, напоминающая головастика, которая ведет подвижный образ жизни. Она обладает всеми характерными признаками хордовых: имеется хорда, над хордой располагается нервная трубка с мозговым пузырьком и глотка, пронизанная жаберными щелями. Органы чувств хорошо развиты. Через некоторое время (2-30 часов) личинка прикрепляется специальными сосочками к неподвижному предмету и с этого момента ведет неподвижный образ жизни. Личинка асцидии во время превращения в половозрелую особь претерпевает регрессивный метаморфоз. При этом хвост, хорда и большая часть центральной нервной системы атрофируются. Мозговой пузырек превращается в ганглий, органы чувств исчезают. Разрастается глотка и образуется околожаберная полость. Ротовое отверстие (сифон) перемещается по спинной стороне на задний отдел тела. Так постепенно формируется взрослая особь.

Аппендикулярии в своем развитии практически не претерпевают регрессивного метаморфоза.

У пирозом каждая особь колонии образует только по одному яйцу, из которого вовсе не образуется личинки, подобной личинке асцидии. В яйце развивается зародыш, который по строению соответствует взрослой асцидии. Будучи еще в яйцевых оболочках, происходит бесполое размножение животного, которое при выходе из материнского организма формирует «многоэтажную» колонию.