Алканы угол связи. Что такое алканы: строение и химические свойства

Найденные ископаемые останки иглокожих существовали 500 миллионов лет назад, хотя вполне вероятно, что эти морские животные появились гораздо раньше. Главную причину того, что иглокожие благополучно дожили до наших дней, видят в наличии у них прочного скелета.

Движение

Если не считать морских лилий, ведущих несвободный донный образ жизни, все иглокожие могут двигаться с помощью десятка ножек, расположенных на той стороне их тела, что обращена ко дну. Благодаря особой системе пульсации воды в теле этих животных они могут то сжимать, то расправлять ножки и совершать таким образом медленные перемещения.

Среда обитания и распространение

Иглокожие водятся почти исключительно в морской воде, лишь немногие из них приспособились к жизни в пресных водах. Морские лилии - класс, к которому относятся главным образом глубоководные виды, - обитают на небольшой глубине, прикрепившись ко дну моря.

Общая характеристика

Все иглокожие, несмотря на самые разнообразные формы тела имеют один и тот же тип пятилучевой симметрии. Это означает, что тело иглокожих можно разделить на пять совершенно одинаковых частей, расходящихся от одной центральной оси, подобно спицам колеса.

Все представители остальных четырех классов живут и перемещаются по морскому дну как на мелководье, так и на больших глубинах.

Даже если долго и внимательно рассматривать морскую звезду или ежа, не сразу удастся определить, где у них голова, а где ноги, какая часть тела у них впереди, какая сзади.

Ежи представляют собой шар, покрытый шипами, а морские звезды - плоское блюдце с пятью внешне совершенно одинаковыми конечностями. Головы у иглокожих нет, рот и анальное отверстие расположены на одной оси, проходящей по центру тела, перпендикулярно поверхности земли; рот находится на стороне, обращенной ко дну, задний проход - на противоположной. Таким образом, эти животные имеют симметричное строение с общим центром, от которого лучами расходятся пять абсолютно идентичных частей. Так называемая пятилучевая симметрия хорошо видна у звезд, между тем как усмотреть ее в усеянных иглами «одеждах» ежей гораздо труднее. Однако, если посчастливится найти скелет ежа без «колючек», вы сразу же различите пять его симметричных частей.

При дальнейшем изучении внутреннего строения иглокожих обнаружится, что кожный покров их тела составляют три слоя: внешний, срединный и внутренний. Внешний слой - эпидермис - самый тонкий, он покрывает все тело. Срединный, представляющий собой соединительную ткань пористой известковой структуры, образует так называемый кожный скелет: у ежей он состоит из плотной скорлупы с иглами, а у морских звезд и других видов - из пластинок. Последний слой - эпителий - «облицовывает» внутреннюю полость, где расположены органы пищеварения и размножения, а также тянущиеся вдоль лучей тела иглокожих пять рядов полых трубочек - амбулакральные ножки. Эти ножки двигаются благодаря так называемой амбулакральной системе - сложному сплетению каналов, наполненных жидкостью. Каналы, напоминающие кровеносные сосуды, постоянно перегоняют жидкость, от этого ножки становятся упругими, что позволяет иглокожим ползать по морскому дну. Дыхание осуществляется благодаря все той же амбулакральной системе, производящей обмен кислорода в организме.

Кровеносная система состоит из сосудов-лакун, проникающих в органы и ткани и снабженных мускульными волокнами, сжатие которых заставляет циркулировать кровь. Нервная система в точности повторяет лучеобразную симметрию тела. Почти все иглокожие раздельнополые, довольно редко встречаются виды-гермафродиты; половые продукты, как правило, выметывают в воду.
Из яиц развиваются плавающие личинки с двусторонней симметрией; лишь после многочисленных метаморфозов взрослые особи принимают характерную пятилучевую форму.

Иглокожие делятся на пять классов.

Морские лилии объединяют около 80 современных видов; у них имеется ножка-стебелек, с помощью которой лилии прикрепляются ко дну. По форме их тело напоминает бокал или чашечку цветка с венчиком из цветных волокон. Некоторые виды морских лилий, преодолев стадию молодой особи, отделяются от ножки и свободно передвигаются по дну.

К морским ежам относятся 850 различных видов.

Голотурии, более известные как морские огурцы, насчитывают 500 видов; у них характерное вытянутое тело с известковыми пластинами и трубчатыми ножками.

Класс морских звезд представлен примерно 2000 видами.

К офиурам, или змеехвосткам, относится около 2000 видов. Они похожи на морских звезд, но у змеехвосток более тонкие, сильно удлиненные и очень подвижные конечности.

Виды

Ризокринус лофотензис - это морская лилия с тонкой ножкой длиной около 7 см и венчиком серых или желтоватых волокон. Распространена в северной части Атлантического океана на глубине от 140 до 1800 м.

Ценокринус астерия , морская лилия желтовато-бурого цвета со стволом 1,7 см в диаметре и руками до 10 см в длину, живет в западной части Индийского океана на глубине 200-600 м.

Антедон медитерания , очень распространенный в Средиземном море вид, живет среди водорослей на так называемых морских лугах, прикрепившись к рифам или коралловому дну, на глубине до 220 м от поверхности воды. Красивого красно-апельсинового цвета, эта морская лилия может оторваться от своего субстрата и свободно плавать в открытом море, быстро и изящно перебирая щупальцами.

У пелаготурии людвиги голотурии , живущей на большой глубине, верхняя часть ствола окружена мембраной в форме зонтика, натянутого на 13-16 щупальцев. Она позволяет этой голотурии плавать, как медуза.

Внушительное число морских огурцов живет, зарывшись в морское дно, что вызывает у многих видов значительные изменения в строении тела. Такова рофалодина лагениформис , которая закопана в песчаную лунку нижней частью тела, раздутой, как полный рюкзак; верхняя часть напоминает сильно утонченный хобот, выступающий из песка, чтобы набрать воды.

Линкия левигата , очень красивая морская звезда синего цвета с маленьким диском и длинными гибкими лучами цилиндрической формы, живет в морях у побережья Австралии. Линкия известна своей способностью к регенерации: она может нарастить все тело от одной-едиственной руки. Во время этого процесса звезда приобретает форму кометы - у основания одной большой руки располагаются четыре новых, развивающихся.

По сравнению с другими морскими звездами астропектен ауранциакус перемещается очень быстро. Подсчитано, что она может преодолеть дистанцию от 30 до 60 см всего за одну минуту. И это при том, что обычно морские звезды ползают по дну очень медленно.

Морская звезда пурпурно-красного цвета с белыми полосками, обитает на глубине до 1200 м в северной части Атлантического океана. У него 8-14 ног и широкий диск диаметром 34 см.

Фромия гардакана , яркая морская звезда, красная в белый горошек, водится в Красном море.

Офиуры относятся к числу самых красивых обитателей моря. Они очень похожи на морских звезд, хотя их родство с последними достаточно отдаленное. Гораздо более близкими родственниками офиур являются морские ежи. Их название происходит от греческого слова «офис», что значит «змея» - лучи офиур извиваются,как змеи. В отличие от других иглокожих, перемещающихся очень медленно, офиуры могут двигаться невероятно быстро и проплыть двухметровку за одну минуту.

У амфиликус андрофорус наблюдаются явные различия между полами: самка обычно довольно крупных размеров, самец же гораздо меньше - всю жизнь он проводит, прикрепившись к телу самки.

Мартастериас глациалис

У мартастериас глациалис большое крепкое тело. Ее пять лучей покрыты частыми конусовидными шипами, расположенными в шесть-семь рядов. Она обитает на большой глубине, поэтому имеет характерный темно-зеленый оттенок.

У других видов, не встречающихся па глубине больше 100 м, более яркий окрас - от розового до красного и бурого с белыми пятнами.

Как все морские звезды, мартастериас глациалис - жестокая хищница, охотящаяся на устриц, мидий и других двустворчатых моллюсков. Она крепко сжимает их сильными лучами, потом выворачивает через рот свой мускулистый желудок и высасывает содержимое раковины. Изголодавшаяся морская звезда может напасть и на крупных морских ежей. В отличие от своих сородичей, избегаюших дневного света, мартастериас глациалис, наоборот, тянутся к нему.

Эта книга завершает четырехтомный цикл рассказов о животных. Первая часть - беспозвоночные. Они обитают повсюду: пронизывают и воздух, и землю, и воды земные от поверхности до самых больших глубин. Как устроен осьминог и каковы его повадки? Может ли спрут потопить корабль? Миф или факт, что скорпион, окруженный кольцом из раскаленных углей, убивает себя? Об этом поведает книга. В «Ископаемых животных» рассказывается об эволюции некоторых представителей мира животных, включая человека. Как объяснить, что девонская рыба целакант сохранилась до наших дней, тогда как гигантские ящеры мезозоя вымерли? Сложный и загадочный путь эволюции животных рассматривается в контексте происхождения и развития жизни на Земле.

Книга:

<<< Назад

Вперед >>>

Разделы на этой странице:

Это своеобразная, ни на кого не похожая группа животных, происхождения древнего (еще в докембрии появились) и неясного. Русский ученый И. И. Мечников, изучая развитие иглокожих, правда, давно уже приводил доказательства, что пути эволюции иглокожих близки к хордовым животным. По этой причине некоторые исследователи даже производят хордовых, а от них и позвоночных от иглокожих животных. Но голоса их не для всех специалистов звучат убедительно.

Описано уже более шести тысяч видов иглокожих (и вдвое больше вымерших). Иглокожих классифицировали и классифицируют по-разному. Мы возьмем за основу принятую советскими учеными систему, которая насчитывает в типе иглокожих пять классов: морские лилии, морские кубышки, или голотурии, морские ежи, морские звезды и внешне похожие на них офиуры, или змеехвостки.

Общий обзор

Представители всех пяти названных классов довольно значительно отличаются друг от друга. Но есть у них и немало общих черт.

Первое и самое удивительное, чем природа наделила иглокожих, - это так называемая амбулакральная система, которой нет больше ни у кого из животных.

Главное назначение амбулакральной системы - передвижение. Однако у некоторых иглокожих несет она и другие функции, например осязательную, а у морских лилий, офиур и кое-каких ежей также и дыхательную. Состоит эта система из кольцевого канала, окружающего рот, и пяти отходящих от него радиальных каналов и наполнена жидкостью, почти не отличающейся от морской воды. От радиальных каналов более мелкие канальца подводят эту жидкость к амбулакральным ножкам животных, на конце которых, как правило, располагаются присоски.

Далее присущая всем иглокожим особенность - лучевой план строения, обычно кратный пяти. И амбулакральная система, и нервная, и кровеносная, и некоторые другие органы имеют кратный пяти лучевой план строения.

Наконец, скелет. Он в отличие от всех других беспозвоночных по происхождению внутренний (известковый) и возникает из крохотного, «едва заметного под микроскопом зернышка карбоната кальция», которое лежит внутри клетки кожи. Это зернышко со временем растет, выходит из породившей его клетки и в виде трехлучевой пластиночки лежит теперь в межклеточном пространстве. Лучи его ветвятся, соединяются с другими такими же ветками, края разросшихся пластинок сливаются и образуют достаточно прочный панцирь либо «более или менее рыхлую или плотную сеть, либо соединяются друг с другом подобно позвонкам» (З. И. Баранова). Однако у голотурий скелет иной: отдельные маленькие пластиночки, рассеянные в коже.

Как показывает название, кожа иглокожих вооружена разной длины иглами и бугорками. А у морских звезд и ежей на ее поверхности есть то, чего тоже нет ни у кого из других животных, - образовавшиеся из игл педицеллярии. Это своего рода небольшие клещи или щипчики, приводимые в движение особыми мышцами. Они сидят на подвижных ножках (у морских ежей) и способны, схватив какое-нибудь мелкое существо, попеременно склоняясь друг к другу, передавать его от одной педицеллярии к другой, расположенной ближе ко рту, и таким образом, как эстафету, доставляют пойманную добычу прямо в рот ежа. У некоторых ежей работают они и на оборону: наделены ядовитой железой, и тогда «укус» этих щипчиков небезопасен для не очень крупных врагов. Эти «клещи» у некоторых морских звезд настолько сильны, что, вцепившись в напавшего на них краба или червя, держат его и не отпускают несколько дней, пока тот не перестанет шевелиться. Однако главное назначение педицеллярий, как полагают, - очистка кожи от застрявшего между иглами всякого мусора.

Офиуры обычного облика

Офиура «голова горгоны Медузы»

Ланцетоиглый морской еж

Для защиты от врагов у иглокожих, в частности у морских звезд, есть более эффективное оружие. Это главным образом ядовитые вещества, которые содержатся в различных тканях и причиняют боль и даже смерть многим животным. Из таких отравляющих веществ морских звезд выделен, например, сапонин. Он опасен тем, что растворяет эритроциты крови. Рыба, помещенная в воду, в которой растворены «соки» тканей морских звезд, быстро умирает, обнаруживая явные признаки отравления.

«Вредные действия на человека замечены пока только у Acanthaster planci. Эта многорукая, сплошь покрытая длинными иглами морская звезда обитает почти по всем прибрежьям Индийского и западной части Тихого океана, от Красного моря до Большого Барьерного рифа в Австралии. Если уколется человек об ее иглу, сейчас же почувствует очень сильную боль, которая длится часами. Место укола опухает, теряет чувствительность и обнаруживает паралитические признаки. Иногда к горлу подступает тошнота, и начинается рвота. По-видимому, в клетках кожицы, покрывающей иглы, помещаются ядовитые железы, содержимое которых попадает при уколе в рану» (Губерт Фехтер ).

Установлено, что и у некоторых других видов морских звезд есть ядовитые иглы. То, что ими наделены морские ежи (например, родов ехинотрикс и диадема), давно известно. Иглы у них до 30 сантиметров длиной!

«Некоторые ежи с ядовитыми иглами при помощи… многочисленных глазков направляют свои иглы в ту сторону, откуда грозит опасность… Другие виды ежей не нацеливают свои иглы, а „на всякий случай“ все время волнообразно колышут ими взад и вперед. Когда на ядовитого морского ежа с большими иглами наступают ногой… то иглы не только вонзаются в тело человека, но и обламываются, вызывая вместе с отравлением еще и нагноение. Этот яд… вызывает у человека головокружение, немоту, расслабление мышц конечностей и лицевых, удушье» (Н. И. Тарасов ).

«Упадет тень на ежа-диадему - он сейчас же рывком поворачивает в ее сторону все иглы на затененной поверхности тела. Запирающий мускул на суставе, соединяющем иглы с панцирем, держит их прочно, точно примкнутые штыки. Шевельнется тень или прикоснется человек к ежу, тут же начинается устрашающее манипулирование длинными иглами, которые при этом часто плотно соединяются одна с другой в пикообразные пучки - под водой слышится словно лязг вязальных спиц. Тончайшие острия игл вонзаются глубоко в кожу и обламываются там. Место укола воспаляется и болит некоторое время, но серьезных последствий после этого обычно не бывает» (Губерт Фехтер ).

Интересно тут отметить, как ловко расправляется с ежом-диадемой рыба балистес. Осторожно схватив его за одну или несколько игл, поднимает со дна вверх и опять бросает на дно. Этот хитроумный маневр она повторяет раз за разом, пока еж не упадет ртом вверх. Вокруг рта у него нет колючек, и рыба смело вгрызается в это незащищенное место.

Пурпурный морской еж

Голубая морская звезда

Вещества, выделяемые морскими звездами в воду, обладают специфическим запахом, который обращает в немедленное бегство многих животных. Особенно пугает он многих улиток, ракушек, морских ежей и офиур.

Большинство иглокожих размножается только половым путем. Те, у которых нет заботы о потомстве, откладывают яйца прямо в воду, где и происходит их оплодотворение и развитие (есть, особенно в холодных водах, живородящие иглокожие). Из яиц выходят крохотные личинки (обычно не больше миллиметра, правда, у одной морской звезды личинка весьма велика - 1,5 сантиметра). В зависимости от вида животного, сезона размножения и других условий личинки иглокожих плавают в массе планктона, рассеянного в поверхностных слоях моря, от нескольких дней до двух-трех месяцев. Потом оседают на дно и превращаются в предназначенный им природой вид иглокожего.

Некоторые морские звезды, офиуры и голотурии размножаются и бесполым путем: одно животное делится на две или большее число частей. Потом каждый получившийся таким образом «кусок», наращивая ткани и органы, превращается в полноценное, полностью «укомплектованное» существо прежнего своего вида.

Неудивительно поэтому, что иглокожие способны к автотомии и последующей регенерации. Схваченная врагом, скажем, за луч, морская звезда сокращением мышц сама «отсекает» его от себя, как ящерица в таких случаях хвост. Голотурия, не задумываясь, без сожаления выбрасывает из себя и внутренности прямо навстречу готовой сожрать ее пасти и, пока хищник пожирает их, спешит поскорее скрыться, спрятаться в иле или песке. А некоторые иглокожие при серьезной опасности «иногда даже распадаются на части»!

«Компания» ежей-диадем

Разные морские ежи. Под № 2 изображен еж-диадема

Морские ежи, укрытые прочной броней, в таком чрезвычайном самокалеченье особенно и не нуждаются. Но и они как плату за жизнь отдают врагу свои гидравлические ножки, иглы и педицеллярии.

Позднее все утраченные в опасных ситуациях части тела будут восстановлены в более или менее короткий срок: у принесшей в жертву хищнику свои внутренности голотурии они вновь вырастут дней через девять - двенадцать. Отброшенная рука морской звезды, если не будет съедена врагом, обычно погибает, но у линкии продолжает жить и через некоторое время из нее, из одной отсеченной руки, вырастает новая целая морская звезда!

Забота о потомстве - одна из высших форм поведения животных. И что же вы думаете? Эти бездумные, казалось бы, совсем примитивные создания - голотурии, морские звезды и ежи - проявляют эту материнскую заботу. Не все, но многие. Например, некоторые голотурии всюду носят своих малых деток на спине. У других еще серьезнее дело поставлено: молодь сидит тоже на спине, но в особых выводковых камерах, прикрытых сверху известковыми пластиночками (совсем как у жабы-пипы!). Некоторые морские звезды и ежи, подобно паучихам тарантулам, тоже предоставляют детям свои спины в виде транспортного средства или, напротив, прикрывают их сверху своим телом, а у одного морского ежа детеныши находились около рта. У одного вида морских звезд молодь наполняет до отказа особые выросты желудка. Есть и такие морские звезды, у которых ко времени созревания яиц образуется на спине особая выводковая камера, прикрытая сверху пленкой с отверстиями, через которые циркулирует вода. Яйца, а затем молодь развиваются под этим своеобразным шатром. Лишь когда подрастут до полутора сантиметров, молодые звезды покидают свой детский приют.

Морские лилии - существа, почти все начисто лишенные свободы передвижения. Сидят всю взрослую свою жизнь на дне, прикрепленные к нему длинными, гибкими стебельками, сложив руки в неплотный пучок, действительно похожий на цветок лилии. Все прочие иглокожие безмятежно ползают по дну. Однако не только по горизонтальной поверхности они могут передвигаться. Почти все морские звезды и многие ежи заползают на отвесные скалы, а некоторые звезды даже по гладкой стеклянной стенке аквариума умеют взбираться. Только некоторые голотурии плавают в толще воды - ведут, как говорят, пелагический образ жизни. Есть и комменсалы (сожители) среди иглокожих. Например, иглы живых морских ежей нередко дают защиту, приют и пищу разным офиурам (а также рыбкам-кардиналам и некоторым креветкам). Они же, то есть офиуры, поселяются близко вокруг рта морских лилий, забирая у них часть пойманной пищи, но «не причиняя хозяевам заметного вреда».

Различные голотурии

Различные морские лилии

Все иглокожие (кроме неподвижных морских лилий) порой закапываются в ил. Илом же многие голотурии, морские ежи, звезды и кормятся.

«Большинство иглокожих питается животной пищей, но некоторые из них потребляют исключительно прибрежные водоросли или даже остатки наземной растительности» (З. И. Баранова ).

Морские ежи, как показали наблюдения за ними в аквариумах, всеядны. Пожирают они и мертвых рыб, и другую падаль, живых дафний, мелких морских звезд и улиток, ракушек, собственных сородичей, а также водоросли всех видов, салат, даже дерево и… масло земляного ореха.

С другой стороны, и голодать иглокожие могут подолгу. Некоторые морские звезды, например, ничего не ели по 18 месяцев и оставались живы.

«Скалы, даже гранитные или базальтовые, бывают иногда просверлены морскими ежами, там, где вода неглубока и силен прибой. Иногда эти пещерки рассчитаны только на одного жильца - ежа, иногда же это целые котлы в полметра глубиной и в треть метра диаметром, где сидит по нескольку десятков ежей величиной с яблоко или с кулак. Такой образ жизни спасает морских ежей от обсыхания при отливе или другом спаде воды, и от хищников, и от ударов прибоя» (Н. И. Тарасов ).

«Вполне понятно, что для сверления столь твердых пород, как гранит, ежи должны обладать весьма прочным сверлильным аппаратом. И действительно, их челюсти и зубы нечто удивительное. Уже самый вид жевательного аппарата, названного прежними учеными „Аристотелевым фонарем“, наглядно доказывает его назначение. Это настоящее сверло, вроде тех, что употребляются в металлических мастерских» (П. Е. Васильковский ).

Но этим своим сверлом морской еж лишь грызет гранит. Работа продвигается быстро, и вскоре высверленная в камне пещерка готова. Тогда еж приступает к ее более тщательной отделке. Он вертится, вертится внутри нее, его иглы скребут по грубо обтесанным ее стенкам, выскабливают их и полируют до блеска.

Морской еж, а внизу «Аристотелев фонарь», вооруженный грызущими, сверлящими, жующими и другими «зубами» ротовой аппарат

Иглокожие водятся только в морях и океанах на всех широтах и на всех глубинах - от литорали до абиссали (в 10 тысячах метров от поверхности).

«Все иглокожие… весьма чувствительны к малейшему опреснению воды. Они отсутствуют в Каспийском море, в Балтийском представлены всего тремя видами, а в Черном - только восемью видами, зато в Баренцевом, Карском, Чукотском и Охотском морях составляют основную часть донных животных» (З. И. Баранова ).

Но минимальные и максимальные пределы их роста весьма далеки друг от друга: самое маленькое иглокожее может быть длиной в несколько миллиметров, а самое большое (гигантская голотурия) - в пять метров!

Долголетие порядочное: у морских ежей в среднем 10–15 лет, возможно, и 35, у морских звезд - 20 лет и больше. Жизнь голотурий короче - лет пять, может быть, и больше.

Морская звезда

Не у всех морских звезд только пять лучей, но бывает и шесть, семь, восемь, шестнадцать… и даже пятьдесят! На конце каждого луча сидит крохотный глазок. Он видит очень плохо: только свет от тьмы отличает. Лучи у некоторых морских звезд очень короткие: едва выступают за края центрального диска-тела. Такие звезды похожи на пятиугольники.

Окрашены морские звезды обычно очень ярко: желтые, оранжевые, красные всех оттенков, реже серые, зеленые, синие или фиолетовые. Живут от прибрежий до самых больших глубин океана. Одну морскую звезду поймали в Филиппинской впадине - в 9990 метрах от поверхности!

Некоторые морские звезды очень велики: до метра в поперечнике.

Ни у одного животного нет таких интересных ножек, как у иглокожих: они у них, как мы уже знаем, «гидравлические». Крохотные, тонкие и растягиваются, словно резиновые. Ножки сидят на лучах, с нижней стороны. Когда морская звезда ползет, ножки набухают. Из амбулакральных органов в них под давлением накачивается вода. Вода растягивает ножку, она тянется вперед, присасывается к камням, а вода перекачивается в другие ножки. И те ползут дальше. Присосавшиеся ножки сжимаются и подтягивают морскую звезду вперед.

Конечно, морская звезда ползает медленно - 15–20 сантиметров в минуту (9–12 метров в час)! Но когда удирает или нападает, ползет вдвое быстрее. Обычно же в поисках пищи проползает за день всего каких-нибудь шесть метров. Однако добыча, за которой морские звезды охотятся, передвигается еще медленнее. Многие звезды едят ил, водоросли, другие - ракушек и улиток. Мелких целиком глотают, а если попадется большая ракушка, морская звезда обнимает ее лучами и начинает оттягивать створку от створки (развивая при этом силу тяги до 5,5 килограмма). Раковинка плотно закрыта, сразу морская звезда ее раскрыть не всегда может, но она не спешит - тянет час и два. Мускулы ракушки, которые держат створки, устают, и перламутровый домишко приоткрывается. Тогда морская звезда свой желудок высовывает через рот и запихивает в раковинку. Там желудок - прямо внутри раковины - и переваривает моллюска. Он очень растяжим, этот желудок, даже в малую щель в раковине (когда створки разойдутся всего на 0,2 миллиметра!) может протиснуться и в домик улитки почти до самой его вершины проникает.

Многорукая морская звезда

Небывалое дело: морская звезда, оказывается, может переваривать пищу не только внутри своего тела, но и снаружи - прямо в морской воде!

Морские звезды как-то умудряются набрасывать свой желудок даже на живых рыб. Рыба плавает и всюду таскает за собой морскую звезду. А та сидит у нее на спине, ножками присосалась и не спеша переваривает еще живую рыбу. Поистине чудеса, которые творит природа, чуднее чудес сказочных!

В это долго не верили, думали, что морские звезды едят только мертвых рыб: где же догнать им живую рыбу! Но доктор Гаджер из Американского музея естественной истории собрал очень веские доказательства, которые убедили скептиков. Теперь мало кто в этом сомневается. Морская звезда хватает случайно наткнувшуюся на нее рыбу за плавники. Чем хватает? Щипцами-педициллярами, которыми густо поросла ее спина. Потом луч с рыбой, попавшей в его капканчики, изгибается и подносит добычу ко рту хвостом вперед. Тогда выскакивает желудок и накрывает ее.

Морские звезды тихие, беззубые, едва ползают. А какие хищники! В море большой от них вред: все львы и тигры на Земле не съедят столько мяса, сколько поедают его морские звезды. И устриц едят, и жемчужниц, и рыб, и офиур, морских ежей, собственных своих сородичей, крабов… А пользы от звезд - никакой. На что их можно употребить? Разве что на тук для удобрений. А вот от морских ежей есть некоторая выгода людям.

Иглокожие и кулинария

Молоки и икра морских ежей - вот предмет вожделений кулинаров. И то, и другое очень питательные продукты. В икре морских ежей - до 34,9 процента жиров, белков - 19,2–20,3 процента. Ее и сырую едят, и подсоленную, жареную и маринованную.

Добывают съедобных морских ежей главным образом жители побережий Средиземного моря, Северной и Южной Америки, Новой Зеландии и Японии.

«Собранных ежей на берегу вскрывают, вынимают из скорлупы икру и варят ее в котле на слабом огне, пока она не будет иметь вид густой массы цвета пчелиного воска, после чего ее снова закладывают в очищенную скорлупу ежей. Панцири ежей с вареной икрой продаются разносчиками поштучно. Ежегодно креольское население потребляет столь большое количество ежей, что местами на острове их панцири образуют целые горы» (З. И. Баранова ).

Сами панцири морских ежей тоже годятся кое на что: краска, содержащаяся в них, очень стойка, не выгорает, не смывается. Поэтому скорлупу морских ежей не везде выбрасывают как ненужный мусор, а вываривают в котлах, чтобы приготовить краситель для кожи и сетей.

Эта же скорлупа, содержащая много кальция и фосфора, - хорошее удобрение для малоплодородных земель.

Трепанг - прославленный деликатес приморских стран Востока. Это голотурия (примерно сорок их видов, употребляемых в пищу). И, как типичная голотурия, трепанг очертаниями тела похож на огурец, поэтому нередко и называют этих животных морскими огурцами или кубышками. Трепанг напоминает огурец, когда лежит спокойно, но как начнет ползти, замечается в его движениях что-то червеобразное. Если коснетесь его, он может так сжаться, что превратится в шар. Кожа на спине у него с шипами (и чем длиннее они, тем выше цена трепанга на пищевом рынке). А на брюшной его стороне - множество маленьких амбулакральных ножек. Цветом он обычно темно-зеленый или темно-коричневый. Живет на каменистых россыпях или песчаном дне мелководий либо в зарослях морской капусты (обычно не глубже 50 метров).

Молодой, годовалый, трепанг весит граммов пятьдесят, подрастет - годам так к четырем-пяти - и всемеро увеличит свой вес (длиной такой трепанг около 30–40 сантиметров).

В мясе трепангов много белков и ценных минеральных солей. Йода, например, в 100 раз больше, чем в любом беспозвоночном животном моря и суши (и в 10 тысяч раз больше, чем в говядине!). Железа в трепанге в тысячу раз больше, чем в рыбе. В общем в изобилии насыщено мясо трепанга хлором, серой, фосфором, кальцием, марганцем, магнием, кобальтом, медью, железом, йодом и многими другими элементами, которыми так богата морская вода и бедна почва суши. Каким образом удается этой голотурии накопить в себе столько ценных веществ? Ведь кормится она только всякой мелкой живностью и детритом (проще говоря, илом)…

«Японские врачи прописывают переутомленным и ослабленным людям трепангов, которых в дальневосточных странах называют „морским женьшенем“… Мясо трепангов имеет плотную консистенцию, оно прозрачно и напоминает разваренные хрящи осетровых рыб» (Дары моря ).

Ловят трепангов тралами, драгами, острогами либо их собирают водолазы. Промышляют их в основном у берегов Японии, Китая, Малайи, Индонезии, Полинезии и Филиппин, а также в меньшем количестве - вдоль побережий Африки, Америки, Австралии, Италии и в Красном море.

Мировая добыча одного только вида трепанга - японского стихопуса - превысила в 1981 году 8 миллионов тонн! Если только это не опечатка, что-то уж очень много. Так сказано во всяком случае в главе об иглокожих животных во втором томе «Жизни животных» (2 изд. М.: «Просвещение», 1988).

Китай помимо пойманных его собственным населением импортирует ежегодно 3 тысячи тонн трепангов на сумму в 5–6 миллионов долларов.

Трепангов продают сушеными, вареными, солеными, копчеными, а также консервированными: в собственном соку, в масле, томате, в солевом растворе. Все это залито бульоном, получающимся из мяса трепанга, «что улучшает вкус и внешний вид консервов».

На Самоа трепангов едят сырыми, на Филиппинах - жареными.

В наших магазинах если и встретите в продаже трепангов, то скорее всего в сушеном виде. (Это настоящий белковый концентрат: протеинов в нем 81,8 процента!) Для приготовления всех описанных ниже блюд требуется следующая обработка сушеных трепангов: их надо хорошенько отмыть в теплой воде от угольного порошка, который применяют при сушке. Затем залить холодной водой и, меняя ее два-три раза, держать в ней трепангов 24–30 часов, пока они не разбухнут как следует. Тогда трепанга «разрезают вдоль брюшка», очищают от остатков внутренностей и варят еще два-три часа, пока мясо не станет мягким.

Теперь приведу пару рецептов приготовления трепангов, выбранных из многих рекомендаций в книге «Дары моря».

Трепанги по-дальневосточному. Нарежьте брусочками вареных трепангов. Так же нарежьте и свинину. Поджарьте ее на сковородке с луком и перцем, потом смешайте с трепангами, добавьте томатную пасту, муку, сметану и тушите это все пятьдесят минут. На гарнир советуют подавать картофель, годятся и свежие овощи, скажем, помидоры, огурцы и пр. (на 70 граммов сушеных трепангов - 250–300 граммов свинины, две-три луковицы, две столовых ложки топленого масла, одна чайная ложка муки, 100–150 граммов сметаны, одна столовая ложка томатной пасты, соль, специи).

Паштет из трепангов. Трепанги пропустите через мясорубку. К полученному фаршу «добавьте мелко нарезанный лук, обжаренный на растительном масле, растопленное сливочное масло, соль и перец… При подаче на стол посыпьте паштет мелко нарубленными крутыми яйцами» (на 50–60 граммов сушеных трепангов - две-три луковицы, одно яйцо, одна-две столовых ложки растительного масла, столько же сливочного, зелень, соль, специи по вкусу).

Как и в случае с кальмарами и другими моллюсками, готовят различные салаты с трепангами, запеканки, омлет, винегрет, супы, борщи, солянки, щи… Я думаю, что, опираясь на то немногое, что мной сказано о кулинарных изделиях из моллюсков и трепангов, умелая хозяйка быстро овладеет приготовлением названных блюд да еще изобретет и собственные. Мы мало едим морских продуктов, а потребность в них человеческого организма весьма настоятельная. Поэтому не пренебрегайте «дарами моря», а при каждом представившемся случае покупайте их.

<<< Назад

Вперед >>>

Иглокожие - вторичноротые .- обширная, около 5000 видов, группа морских донных животных, большей частью свободноподвижных, реже прикрепленных ко дну посредством особого стебелька, это морские звезды , морские ежи , голотурии ( рис. 514 ).

Тип Echinodermata характеризуется следующими признаками.

1. Иглокожие обладают радиальной и притом обычно пятилучевой симметрией, однако их предки были билатерально симметричными животными.

2. В подкожном соединительном слое иглокожих развивается скелет из известковых пластинок с торчащими на поверхности тела шипами, иглами и т. п.

3. Внутренние органы лежат в обширной полости тела (целоме).

Одной из наиболее оригинальных черт строения иглокожих следует считать сложную дифференциацию части целома на ряд систем, в том числе образование за счет целома амбулакральной (воднососудистой) системы органов движения.

4. Имеется кровеносная система; органы дыхания слабо развиты или отсутствуют; специальных органов выделения нет.

5. Нервная система примитивна и частью залегает непосредственно в толще кожного эпителия или в эпителии участков стенки тела, впятившихся внутрь.

6. Иглокожие раздельнополы. Яйца испытывают полное радиальное дробление. В развитии иглокожих имеется характерная личинка диплеврула, испытывающая сложный метаморфоз.

Отличительные признаки хордовых

Отличительные признаки хордовых Различные типы живых существ Тип хордовые цефализация

Последний большой тип животных, к которому принадлежит и человек, - это тип хордовых (Chordata). Для этого типа характерно наличие хорды, дорзально расположенной нервной трубки, парных глоточных мешков и жаберных щелей. Последние имеются у всех хордовых, если не во взрослом, то хотя бы в эмбриональном состоянии (у высших позвоночных). Помимо рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих, составляющих классы подтипа позвоночных (Vertebrata) и характеризующихся наличием хрящевого или костного позвоночного столба, к хордовым относятся два подтипа своеобразных мягкотелых морских животных, обладающие некоторыми признаками хордовых и представляющие чрезвычайно большой интерес как возможные связующие звенья между позвоночными и беспозвоночными.

Хорда представляет собой дорзально расположенный продольный тяж, состоящий из массы вакуолизированных клеток, заключенной в волокнистую оболочку. Тургесцентность этих клеток придает хорде значительную жесткость в сочетании с достаточной гибкостью. Хорда предотвращает укорочение тела при сокращении продольных мышц стенки тела и облегчает боковые волнообразные движения тела у рыб при плавании. Нервный тяж, лежащий над хордой, отличается от нервных тяжей беспозвоночных не только своим расположением, но и строением: он одиночный, а не двойной, и представляет собой полую трубку. У хордовых имеются также глоточные мешки, отходящие в стороны от передней части пищеварительного тракта по направлению к стенке тела; эти мешки могут прорываться наружу, образуя жаберные щели. Видимо, ранние хордовые добывали пищу, отцеживая ее из воды, и подобная система мешков и щелей позволяла выпускать воду наружу, концентрируя мелкие частицы пищи в кишке. Вместе с тем хордовые обладают рядом особенностей, общих с некоторыми беспозвоночными: у них три зародышевых листка, тело двусторонне-симметричное и построено по типу двух трубок, вложенных одна в другую, между которыми находится истинный целом, отделяющий кишку от стенки тела.

Позвоночные менее разнообразны и менее многочисленны, чем насекомые, но могут соперничать с ними в отношении приспособленности к разному образу жизни и, пожалуй, превосходят насекомых по способности воспринимать раздражения и отвечать на них. Позвоночные, как правило, - активные животные, у которых сильно выражена цефализация, т. е. важнейшие нервные центры и органы чувств сосредоточены в голове.

Не удовлетворен(а)

Ожидал(а) большего

Удовлетворен(а)

Более чем

Ваша оценка: Нет Средняя: 3.1 (185 votes)

Оболочники (Tunicata)

Различные типы живых существ Оболочники Тип хордовые

Первый подтип хордовых представлен оболочниками, большинство которых в отличие от остальных хордовых ведут сидячий образ жизни; примитивных представителей оболочников часто принимают даже за губок или кишечнополостных. Однако личинка оболочников, внешне похожая на головастика, обладает строением, типичным для хордовых: у нее есть глотка с жаберными щелями и длинный мускулистый хвост, содержащий нотохорд и спинную нервную трубку. Личинка в конце концов прикрепляется к морскому дну; она теряет хвост, нотохорд и большую часть нервной системы, так что у взрослых оболочников только жаберные щели указывают на возможную принадлежность их к хордовым.

У взрослых форм образуется туника, покрывающая все тело; у большинства видов она очень толстая. Интересно, что туника состоит главным образом из особого рода целлюлозы. В ней имеется два отверстия, или сифона: ротовой, через который вода и пища поступают внутрь, и клоакальный, через который вода, продукты выделения и гаметы выходят наружу.

На сколько Вы удовлетворены ответом на Ваш вопрос?:

Не удовлетворен(а)

Ожидал(а) большего

Удовлетворен(а)

Более чем

Ваша оценка: Нет Средняя: 4.1 (50 votes)

Бесчерепные (Cephalochordata)

Различные типы живых существ Бесчерепные Тип хордовые

У представителей второго подтипа хордовых - бесчерепных - все три признака хордовых хорошо выражены. У них имеется хорда, проходящая от кончика головы до кончика хвоста, обширная жаберная область со многими парами жаберных щелей и полая нервная трубка. Бесчерепные - небольшие (несколько сантиметров в длину) полупрозрачные рыбообразные животные с сегментированным, заостренным на обоих концах телом, обитающие по всему миру в мелководных участках морей; они либо свободно плавают, либо роются в песке у нижней границы приливной зоны. Питаются они, создавая при помощи ресничек ток воды в ротовую полость и отцеживая микроскопических животных и растительные организмы. Вода проходит через жаберные щели в атриум - полость, выстланную эктодермой. Атриум имеет отверстие - атриопор, расположенный на брюшной стороне тела, непосредственно перед анальным отверстием. Для выведения продуктов обмена служат снабженные ресничками протонефридии, открывающиеся в атриум в каждом сегменте тела. Внешне несколько похожие на рыб, эти животные гораздо примитивнее последних: у них нет парных плавников, челюстей, развитых органов чувств и головного мозга. Принято считать, что представитель бесчерепных ланцетник (Amphioxus) довольно похож на то примитивное животное, от которого произошли позвоночные. В отличие от беспозвоночных у ланцетника кровь течет в брюшном сосуде к переднему концу тела, а в спинном - к заднему.

На сколько Вы удовлетворены ответом на Ваш вопрос?:

Не удовлетворен(а)

Ожидал(а) большего

Удовлетворен(а)

Более чем

Ваша оценка: Нет Средняя: 3.9 (49 votes)

Позвоночные (Vertebrata)

Различные типы живых существ Позвоночные Тип хордовые

Позвоночные отличаются тем, что у них имеется внутренний хрящевой или костный скелет, укрепляющий или замещающий хорду. Хорда у всех хордовых представляет собой гибкий несегментированный скелетный тяж, идущий вдоль тела. У позвоночных хорду окружают сегментарные костные или хрящевые позвонки. У высших позвоночных хорду можно видеть лишь на ранних стадиях развития: позднее она полностью замещается позвонками. У позвоночных имеется череп - костная или хрящевая коробка, окружающая и защищающая головной мозг (расширенный передний конец спинной нервной трубки).

Позвоночные имеют пару глаз, развивающихся из боковых выростов мозга. У беспозвоночных, например у насекомых и головоногих моллюсков, могут быть хорошо развитые и отлично функционирующие глаза, но эти глаза развиваются из впячиваний кожи. Еще один признак позвоночных - это пара ушей, которые у самых низших позвоночных служат главным образом органами равновесия. Улитка, содержащая клетки, чувствительные к звуковым колебаниям, является более поздним приобретением.

Кровеносная система позвоночных характеризуется тем, что вся кровь заключена в сосуды и приводится в движение сокращением вентрально расположенного мышечного органа - сердца. Высшие беспозвоночные, такие, как членистоногие и моллюски, тоже имеют «сердце» (или сердца), но оно находится на спинной стороне тела и нагнетает кровь в открытые пространства тела, называемые гемоцелем. Позвоночные обладают так называемой замкнутой кровеносной системой; у членистоногих и моллюсков кровеносная система незамкнутая, так как у них не вся кровь находится в трубчатых кровеносных сосудах.

К подтипу позвоночных (Vertebrata) относятся следующие классы: круглоротые (Agnatha), к которым относятся миноги; самые ранние челюстные рыбы Placodermi, известные только по ископаемым остаткам; хрящевые рыбы (Chondrichthyes), т. е. акулы и скаты; костные рыбы (Osteichthyes); земноводные (Amphibia), например лягушки и саламандры; пресмыкающиеся (Reptilia), к которым относятся змеи, черепахи, крокодилы и множество ископаемых форм, например динозавры; птицы (Aves) и, наконец, млекопитающие (Mammalia) - теплокровные животные, покрытые шерстью и выкармливающие своих детенышей молоком. Agnatha, Placodermi, Chondrichthyes и Osteichthyes объединяют в надкласс Pisces (рыбы), а Amphibia, Reptilia, Aves и Mammalia - в надкласс Tetrapoda (четвероногие). Мы не располагаем ископаемыми остатками, относящимися к предкам хордовых, поскольку эти предки, несомненно, имели небольшие размеры и мягкое тело. В Шотландии в силурийских отложениях был обнаружен отпечаток животного, похожего на ланцетника. Некоторые палеонтологи видят в этой форме, получившей название Iamoytius, примитивное позвоночное.

Теории происхождения хордовых приходится строить на данных иного рода. Наиболее распространена теория, согласно которой иглокожие, полухордовые и хордовые имеют общее происхождение. Она основана на поразительном сходстве между личинкой баланоглосса торнарией и личинкой морской звезды бипиннарией, а также на общем сходстве способа образования мезодермы и целома у представителей этих трех типов.

На сколько Вы удовлетворены ответом на Ваш вопрос?:

Не удовлетворен(а)

Ожидал(а) большего

Удовлетворен(а)

Более чем

Круглоротые (Agnatha)

Различные типы живых существ Круглоротые Тип хордовые

Самые ранние ископаемые остатки позвоночных принадлежат щитковым (Ostracodermi) и найдены в ордовикских отложениях. Это были небольшие рыбообразные животные, не имевшие челюстей и парных плавников и покрытые панцирем, они жили на дне пресных водоемов и добывали пищу, отцеживая ее из воды. Их панцирь состоял из тяжелых костных пластинок на голове и толстых чешуй на туловище и хвосте; вероятно, он служил для защиты от гигантских водных рако-скорпионов (Eurypterida). Щитковые продолжали существовать в силурийском и девонском периодах, и от них произошли первые рыбы, обладавшие челюстями, - панцирные рыбы (Placodermi).

На сколько Вы удовлетворены ответом на Ваш вопрос?:

Не удовлетворен(а)

Ожидал(а) большего

Удовлетворен(а)

Более чем

Ваша оценка: Нет Средняя: 4.1 (47 votes)

Панцирные рыбы (Placodermi)

Различные типы живых существ Тип хордовые Панцирные рыбы

В силуре и девоне у некоторых потомков щитковых появились челюсти и парные плавники, и эти формы из донных планктоноядных животных превратились в активных хищников. Самыми ранними из рыб, обладавших челюстями, были панцирные акулы, относящиеся к классу Placodermi, - большей частью мелкие, покрытые панцирем пресноводные формы с непостоянным числом парных плавников (до 7 пар). Один из самых известных представителей этой группы - Dunkleosteus - достигал чудовищных размеров - до 9 м в длину; голова и передняя часть туловища у него были покрыты костным панцирем, но другие части тела оставались незащищенными. Превращение части скелета жаберных дуг в челюсти дало возможность панцирным акулам и их потомкам приспособиться к новому хищному образу жизни. Вымирание щитковых, несомненно, было следствием успешной эволюции позвоночных, обладавших челюстями.

На сколько Вы удовлетворены ответом на Ваш вопрос?:

Не удовлетворен(а)

Ожидал(а) большего

Удовлетворен(а)

Более чем

Ваша оценка: Нет Средняя: 4 (39 votes)

Хрящевые рыбы (Chondrichthyes)

Различные типы живых существ Тип хордовые Хрящевые рыбы

Ostracodermi и Placodermi были главным образом пресноводными рыбами; лишь немногие их представители перешли в океан. Хрящевые рыбы появились в девоне, успешно развивались в море и в большинстве своем остались обитателями океана, хотя несколько видов вторично вернулись в пресные воды.

У хрящевых рыб, к которым принадлежат акулы и скаты, скелет состоит из хряща; иногда скелет бывает пропитан известью. Этот хрящевой скелет представляет собой сохранившийся у взрослых форм эмбриональный признак, так как предки хрящевых рыб во взрослом состоянии имели костный скелет. Собачья акула - обычный объект, используемый на занятиях по биологии, так как основные характерные признаки позвоночных выявляются у нее в простой, ничем не осложненной форме. У всех хрящевых рыб имеется пара челюстей и две пары плавников. Кожа содержит большое количество чешуй, состоящих из наружного слоя - эмали и внутреннего слоя - дентина. Выстилка ротовой полости несет такие же чешуи, только более крупные, которые служат зубами. Зубы высших позвоночных гомологичны этим чешуям акул.

У всех рыб, от миног до высших костных рыб, имеются жабры с густой сетью кровеносных сосудов и большой поверхностью для поглощения кислорода и отдачи двуокиси углерода. У некоторых рыб жабры, кроме того, выделяют соли для поддержания осмотического равновесия между кровью и окружающей водой. Вода входит через рот, омывает жабры и выходит через жаберные щели, непрерывно снабжая организм рыбы растворенным кислородом. У хрящевых рыб имеется от 5 до 7 пар жабр.

У хрящевых рыб нет плавательного пузыря, а их удельная масса выше 1; поэтому, для того чтобы держаться в воде, они должны активно плавать. При этом подъемная сила создается большими грудными плавниками, а отчасти также хвостом, который совершает гребные движения.

Китовая акула, достигающая 20 м в длину, - самая крупная среди известных рыб, хотя она питается микроскопическими ракообразными и другими планктонными организмами. Акулы - хищники с удлиненным обтекаемым телом, они активно плавают и ловят других рыб. Скаты - медлительные существа с уплощенным телом; они живут, частично зарывшись в песок и питаясь двустворчатыми моллюсками. Огромные грудные плавники ската, волнообразно изгибаясь, перемещают его вперед у самого дна. Скат Dasyatis akajei обладает бичевидным хвостом с зазубренным шипом на конце, которым он может нанести болезненную рану. У электрического ската по обе стороны головы лежат электрические органы; это видоизмененные мышцы, которые могут произвести электрический разряд, достаточно сильный для того, чтобы оглушить довольно крупную рыбу. Кожу акул дубят и используют для изготовления обуви и дамских сумок, а жир из печени акул служит важным источником витамина А. Некоторых акул и скатов употребляют в пищу.

На сколько Вы удовлетворены ответом на Ваш вопрос?:

Не удовлетворен(а)

Ожидал(а) большего

Удовлетворен(а)

Более чем

Костные рыбы (Osteichthyes)

Различные типы живых существ Тип хордовые Костные рыбы

К костным рыбам относится множество разнообразных пресноводных и морских рыб, от таких мелких, как гуппи, до таких крупных, как осетры, которые могут весить больше тонны. Ископаемые остатки указывают на то, что костные рыбы произошли от Placodermi независимо от хрящевых рыб и возникли приблизительно в одно время с ними, т. е. костные рыбы не являются прямым продолжением эволюционной линии хрящевых рыб.

Костные рыбы первоначально возникли в пресных водах, но впоследствии вышли в моря, где тоже стали преобладающей группой. К середине девона у них наметилось разделение на три основных типа: двоякодышащих, кистеперых и лучеперых. У всех этих рыб имелись легкие и панцирь из костных чешуй. Несколько видов двоякодышащих дожили до наших дней, а лучеперые после медленной эволюции на протяжении оставшейся части палеозоя и начала мезозоя разветвились на множество групп и дали начало современным костистым рыбам (Teleostei). Кистеперые рыбы, которых считают предками наземных позвоночных, к концу палеозоя почти вымерли. Раньше считалось, что они исчезли в мезозое, однако в 1939 и в последующие годы в глубинных водах у восточного побережья Южной Африки было поймано несколько экземпляров живых кистеперых рыб почти двухметровой длины.

У большинства костных рыб тело имеет красивую обтекаемую форму; они плавают главным образом за счет сокращений мышц тела и хвоста, в результате которых хвост движется из стороны в сторону наподобие кормового весла. Плавники используются преимущественно в качестве рулей. Почти у всех костных рыб имеется плавательный пузырь - наполненный газом мешок, расположенный в дорзальной части полости тела. Выделяя в плавательный пузырь газы или вновь всасывая их, рыба может изменять среднюю удельную массу своего тела и, таким образом, «парить» в воде на той или иной глубине. Жабры у костных рыб прикрыты твердой защитной костной пластинкой, так называемой жаберной крышкой. Скелет состоит большей частью не из хряща, а из кости; голова защищена многочисленными костными пластинками, образующими череп. В коже у костных рыб имеются накладывающиеся друг на друга защитные костные чешуйки, которые отличаются от чешуи акул.

Многие костные рыбы, особенно тропические формы, имеют красивую яркую окраску, в которой встречаются красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и черный цвета. Некоторые рыбы, например камбала, способны изменять тон и рисунок окраски тела в соответствии с цветом и характером субстрата и таким образом становятся незаметными для хищников. В процессе эволюции рыб возникло огромное разнообразие размеров, форм и окраски и был выработан ряд интересных приспособлений. Например, у самца морского конька имеется специальная сумка, в которой он носит икру, пока из нее не выведутся мальки; у некоторых глубоководных рыб имеются светящиеся органы, служащие для привлечения добычи; самец колюшки строит гнездо из травинок и водорослей, соединяемых нитями из выделяемого им материала, а затем охраняет икру, находящуюся в этом гнезде; угри из рек Северной Америки и Европы мигрируют для нереста в Атлантический океан, в район Бермудских островов. Таких примеров можно привести множество.

Одно время предполагали, что предками наземных позвоночных были двоякодышащие рыбы, но по расположению костей черепа, характеру зубов, строению костного скелета плавников и типу позвонков кистеперые рыбы очень напоминают примитивных амфибий, тогда как двоякодышащие такого сходства не обнаруживают.

На сколько Вы удовлетворены ответом на Ваш вопрос?:

Не удовлетворен(а)

Ожидал(а) большего

Удовлетворен(а)

Более чем

Ваша оценка: Нет Средняя: 3.9 (55 votes)

Земноводные, или амфибии (Amphibia)

Различные типы живых существ Тип хордовые Земноводные

Наземных позвоночных, обладающих четырьмя конечностями, - земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих - объединяют иногда в надкласс Tetrapoda (четвероногие). Правда, не у всех «четвероногих» имеется четыре ноги (у змей, например, совсем нет ног), однако все они произошли от четвероногих предков. Некоторые четвероногие в настоящее время живут в море (например, киты и тюлени), но их предки были наземными формами.

Первыми позвоночными, успешно закрепившимися на суше, были древние амфибии лабиринтодонты, весьма похожие на своих предков, кистеперых рыб, но развившие конечности, достаточно сильные для того, чтобы выдерживать массу своего тела на земле. Эти конечности были пятипалыми, и такое строение конечностей сохранилось у всех основных групп высших позвоночных. Существовало много различных групп древних амфибий, но все они вымерли в первой половине мезозоя. От лабиринтодонтов (это были животные различной величины, некоторые достигали размеров крокодила) произошли другие группы примитивных амфибий, а также современные лягушки, тритоны и саламандры и, наконец, ранние рептилии - котилозавры. Современные хвостатые и бесхвостые амфибии появились во второй половине мезозоя. Саламандры и тритоны сохранили больше сходства с древними амфибиями, тогда как лягушки и жабы сильно изменились в результате специализации к прыганью.

Хотя некоторые амфибии во взрослом состоянии вполне приспособлены к наземной жизни и могут обитать в сравнительно сухих местах, для размножения им приходится возвращаться в воду. Откладка яиц и выделение спермы, как правило, происходят в воде: оплодотворенные икринки вначале развиваются, используя для питания свой желток, а затем, достигнув стадии личинок или головастиков, дышат жабрами и питаются водными растениями. Через некоторое время происходит метаморфоз, и личинка превращается в молодую взрослую лягушку или саламандру, имеющую легкие и конечности. Метаморфоз регулируется тироксином - гормоном, выделяемым щитовидной железой; если удалить щитовидную железу или гипофиз, выделяющий тиреотропный (стимулирующий щитовидную железу) гормон, то метаморфоза не происходит. Во время метаморфоза из соответствующих зачатков вырастают конечности; жабры и жаберные щели исчезают, хвост резорбируется; происходит укорочение пищеварительного тракта, рот расширяется, развивается язык; появляются барабанные перепонки и веки, изменяется форма хрусталика. Кроме того, происходит множество биохимических изменений, необходимых для перехода от водного образа жизни к водно-наземному.

У взрослых амфибий функцию газообмена несут не только примитивные легкие: влажная кожа, обильно снабженная сосудами, тоже служит дыхательной поверхностью. Кожа хвостатых амфибий и лягушек лишена чешуи и иногда бывает ярко окрашена. Лягушки способны изменять свою окраску из светлой в темную и обратно. Изменение окраски регулируется интермедином (гормоном, стимулирующим меланоциты), выделяемым промежуточной долей гипофиза. Хвостатые амфибии в отличие от лягушек обладают значительной способностью к регенерации утраченных конечностей и хвоста. У некоторых видов лягушек и жаб оплодотворенные яйца развиваются не в воде, а вынашиваются на спине самки, во рту самца или в особом шнуре, намотанном на задние конечности самца.

У многих лягушек, жаб и хвостатых амфибий имеются кожные железы, выделяющие ядовитые вещества. Возможно, что это способствует сохранению вида, отпугивая хищников.

Существует небольшая группа тропических безногих, червеобразных амфибий (Apoda), которые живут во влажной земле.

На сколько Вы удовлетворены ответом на Ваш вопрос?:

Не удовлетворен(а)

Ожидал(а) большего

Удовлетворен(а)

Более чем

Пресмыкающиеся или рептилии (Reptilia)

Различные типы живых существ Тип хордовые Пресмыкающиеся

К классу рептилий относится гораздо больше вымерших видов, чем ныне живущих. Это настоящие наземные животные, которым не нужно возвращаться для размножения в воду, как амфибиям. Зародыш развивается в водной среде, заключенной в яйце, которое защищено скорлупой, образующейся в организме самки. Так как сперматозоид не мог бы проникнуть через эту скорлупу, то оплодотворение должно произойти в теле самки до того, как образуется скорлупа. А в связи с этим неизбежно должны были выработаться какие-то средства для перенесения спермы из организма самца в тело самки. У рептилий имеется пенис - мужской половой орган, служащий для этой цели.

Тело рептилий покрыто сухой роговой чешуей, которая защищает животное от потери воды и от хищников. Рептилии дышат только легкими, так как сухая чешуйчатая кожа не может служить органом дыхания. Подобно рыбам и земноводным, рептилии не обладают механизмом регулирования температуры тела и поэтому имеют такую же температуру, как и окружающая среда. В жаркую погоду температура тела у них высокая, обмен веществ протекает интенсивно и они вполне активны. В холодную погоду температура тела понижается, обмен замедляется и животные очень малоподвижны. В связи с этим в странах с теплым климатом рептилии являются гораздо более преуспевающей группой, нежели в холодных странах. К современным пресмыкающимся относятся черепахи, крокодилы, змеи, ящерицы, а также новозеландская гаттерия.

Первые рептилии - котилозавры - появились во второй половине каменноугольного периода и были похожи на своих предков - лабиринтодонтов. Это были медлительные, ящерицеобразные животные с короткими, напоминающими обрубки ногами, отходившими от тела в горизонтальном направлении. От этих ранних предковых рептилий произошли пеликозавры - хищники с более стройным телом, чем у котилозавров; как полагают, от них в свою очередь по прямой линии произошли млекопитающие. В позднепермское время пеликозавры дали начало другой группе рептилий - терапсидам, обладавшим уже некоторыми признаками млекопитающих. Один из представителей этой группы - Cynognathus - был стройным, легким животным длиной около 1,5 м; его зубы в отличие от однотипных конических, свойственных рептилиям, дифференцировались на резцы, клыки и коренные зубы.

В течение мезозоя возникло много различных типов пресмыкающихся, которые затем дивергировали, дав начало еще большему разнообразию форм, и в конце концов вымерли. Известно шесть главных эволюционных ветвей пресмыкающихся. К самой примитивной ветви относятся, помимо древних цельночерепных (котилозавров), черепахи, возникшие в перми. У черепах сформировался самый сложный (среди наземных животных) панцирь; он состоит из пластин эпидермального происхождения, сросшихся с лежащими под ними ребрами и грудной костью. С этим защитным приспособлением как морские, так и сухопутные черепахи сохранились со времен, предшествовавших эпохе динозавров, претерпев лишь некоторые изменения структуры. Ноги у черепах отходят от тела в горизонтальном направлении, что затрудняет и замедляет движение; этот признак без изменений перешел к ним по наследству от древних цельночерепных.

Вторая группа рептилий, идущая со сравнительно незначительными изменениями от предковых цельночерепных, - это ящерицы (наиболее многочисленные из современных рептилий), а также змеи. У большинства ящериц сохранился примитивный тип передвижения при помощи горизонтально расходящихся ног, хотя многие из них быстро бегают. Как правило, ящерицы имеют небольшие размеры, хотя индонезийский варан достигает 4 м в длину, а некоторые ископаемые формы имели длину 8 м. Мозазавры мелового периода были морскими ящерицами до 12 м в длину, с длинным хвостом, использовавшимся при плавании. В течение мелового периода от предков-ящериц произошли змеи. Существенным отличием змей от ящериц является не утрата ног (у некоторых ящериц также нет ног), а определенные изменения в строении черепа и челюстей, которые позволяют змеям открывать рот достаточно широко, чтобы заглатывать более крупных животных, чем они сами. Представителем древней ветви, как-то ухитрившимся дожить до наших дней в Новой Зеландии, является гаттерия (Sphenodon punctatum). У нее сохранилось несколько признаков от ее предков - котилозавров; один из таких признаков - наличие третьего глаза на верхушке черепа.

Основную группу мезозойских рептилий составляли архозавры, единственными ныне живущими представителями которых являются аллигаторы и крокодилы. На одной из ранних стадий своей эволюции архозавры, достигавшие тогда 1 м в длину, приспособились к хождению на двух ногах. Их передние ноги укоротились, а задние удлинились, укрепились и сильно изменили свою форму. Эти животные отдыхали и ходили на всех четырех ногах, но в критических обстоятельствах становились на дыбы и бежали на двух задних ногах, используя свой довольно длинный хвост в качестве балансира. От ранних архозавров произошло много различных специализированных форм, причем некоторые из них продолжали передвигаться на двух ногах, а другие возвратились к хождению на всех четырех. В число этих потомков входят фитозавры - водные, аллигатороподобные рептилии, распространенные в триасе; крокодилы, которые появились в юре и заменили фитозавров в качестве водных форм, и, наконец, птерозавры, или летающие рептилии, к которым принадлежали животные размером с малиновку, равно как и самое крупное из когда-либо летавших животных - Pteranodon с размахом крыльев до 9 м. Летающие рептилии делились на две группы: у одних был длинный хвост, снабженный на конце рулевой лопастью, а у других хвост был короткий. Представители обеих групп, по-видимому, питались рыбой и, вероятно, пролетали большие расстояния над водой в поисках пищи. Ноги этих животных не были приспособлены для стояния, и поэтому предполагается, что они, подобно летучим мышам, отдыхали в подвешенном состоянии, прицепившись к какой-нибудь опоре.

Из всех ветвей пресмыкающихся наиболее знамениты динозавры, что в переводе означает «ужасные ящеры». Они делились на две основные группы: птицетазых и ящеротазых.

Saurischia (ящеротазые) впервые появились в триасе и существовали вплоть до мела. Ранние ящеротазые были быстрыми, хищными двуногими формами размером с петуха, добычей которым, вероятно, служили ящерицы и уже появившиеся тогда млекопитающие. В течение юрского и мелового периодов эта группа проявляла тенденцию к увеличению размеров, достигшую своего наивысшего выражения в гигантском меловом хищнике тираннозавре. Другие Saurischia, появившиеся в позднетриасовое время, перешли на растительную пищу, снова начали ходить на четырех ногах и в течение юры и мела дали ряд гигантских форм, ведших земноводный образ жизни. К этим самым крупным из когда-либо живших четвероногих животных принадлежат бронтозавры длиной до 20 м, диплодок, достигавший длины свыше 25 м, и брахиозавр, масса которого оценивается в 50 т.

Другая группа динозавров, Ornithischia (птицетазые), была травоядной, вероятно, с самого начала своей эволюции. Хотя некоторые из них ходили на задних ногах, большинство передвигалось на всех четырех ногах. Вместо отсутствующих передних зубов у них выработался крепкий роговой чехол, похожий на птичий клюв, который у некоторых форм был широким и плоским, как у уток (отсюда название «уткоклювые» динозавры). Для этой группы характерны перепончатые лапы. У других видов тело было одето панцирем из крупных пластин, защищавшим их от хищных ящеротазых. Анкилозавр имел широкое плоское тело, покрытое костными пластинами и крупными, выступающими на боках шипами. Наконец, у некоторых птицетазых мелового периода сформировались костные пластины вокруг головы и шеи. Один из них, Triceratops имел два рога над глазами и третий над носовой областью.

К двум другим группам мезозойских рептилий, отличающимся как друг от друга, так и от динозавров, принадлежат морские плезиозавры и ихтиозавры. Первые характеризовались чрезвычайно длинной шеей, составлявшей более половины длины животного (около 15 м). Туловище у них было широким, плоским, напоминающим туловище черепахи, а хвост коротким. Плезиозавры плавали при помощи ластообразных конечностей. Ихтиозавры (рыбоящеры) внешне походили на рыб или китов с короткой шеей, большим спинным плавником и хвостом такого типа, как у акулы. Они плавали при помощи быстрых движений хвоста, используя конечности только в качестве рулей. Предполагают, что детеныши ихтиозавров появлялись на свет живыми, вылупившись из яйца в теле матери, так как взрослые особи были слишком специализированы и не могли выходить на сушу для откладки яиц, а в воде яйца пресмыкающихся тонут. Нахождение скелетов детенышей в брюшной полости взрослых ископаемых подтверждает эту теорию.

В конце мела вымерло множество пресмыкающихся. Они, очевидно, не смогли приспособиться к значительным изменениям условий среды. По мере того как климат становился холодней и суше, исчезали многие растения, служившие пищей травоядным пресмыкающимся. Некоторые травоядные рептилии были слишком громоздки, чтобы передвигаться по суше, когда высохли болота. Более мелкие, теплокровные млекопитающие, которые уже появились, имели преимущество в борьбе за пищу, а многие из них даже питались яйцами рептилий. Вымирание многих рептилий, вероятно, явилось результатом совместного воздействия целого ряда факторов, а не какого-либо одного.

«Класс - птицы»

Птицы - высокоорганизованные позвоночные животные. Способность к длительному полету, теплокровность и другие особенности жизнедеятельности дали им возможность широко расселиться на Земле. Жизнь птиц связана с лугами, полями, болотами, берегами водоемов, открытыми участками воды. Однако большая часть их видов - обитатели леса. В кронах деревьев и кустарников обычны синицы, корольки, клесты, на стволах деревьев - дятлы, поползни, пищухи, на земле - тетерева, рябчики, глухари. По числу видов класс птиц самый крупный среди наземных позвоночных (около 9 тыс. видов).

Особенности строения и жизнедеятельности птиц

Способность к полету наряду с другими способами передвижения определила многие специфические черты внешнего и внутреннего строения птиц.

Внешнее строение. У птиц сравнительно небольшая голова, длинная подвижная шея, компактное туловище. На голове имеется клюв, состоящий из костных челюстей и роговых чехлов. На надклювье расположены ноздри. Крупные глаза имеют подвижные веки и мигательную перепонку. На голове (ближе к затылку) находятся слуховые отверстия.

Тело птиц покрыто перьями: контурными, пуховыми, пухом. Контурное перо состоит из стержня, плотной пластинки - опахала, свободной части стержня - очина. Опахало образовано бородками первого и второго порядка, сцепляющимися между собой микроскопическими крючочками бородок второго порядка. Пуховое перо не имеет плотного опахала. Пух - перья с очень коротким стержнем и пучком отходящих от него бородок. Контурные перья придают обтекаемость телу птицы, защищают от ветра. Самые крупные из них образуют летательную поверхность крыльев (маховые перья) и хвоста (рулевые перья). Пуховые перья и пух препятствуют отдаче тепла. Птицы клювом восстанавливают целостность расщепившихся опахал, смазывают их жиром. Износившиеся перья заменяются новыми в период сезонных линек.

Кожа у птиц тонкая, сухая. У большинства имеется только копчиковая железа (вырабатывает маслянистую жидкость, которой птицы смазывают перья). На ногах птиц имеются роговые чешуйки.

Особенности скелета. Скелет у птиц легкий (большинство костей заполнено воздухом) и прочный (многие кости срастаются между собой на ранних стадиях зародышевого развития). Шейный отдел включает от 11 до 25 позвонков (голова может поворачиваться почти на 180 градусов). Грудные позвонки срослись между собой. С ребрами и грудиной они образуют грудную клетку. У большинства птиц на грудине имеется вырост - киль. Он увеличивает площадь прикрепления грудных мышц.

Последний грудной позвонок, все поясничные, крестцовые и передние хвостовые срослись в сложный крестец. Хвостовой отдел состоит из нескольких подвижно соединенных позвонков и позвонков, образовавших копчиковую кость, служащую местом прикрепления хвостовых перьев.

В скелете крыла сохранилось 3 недоразвитых пальца, мелкие кости кисти срослись в единую кость - пряжку. Пояс передних конечностей состоит из парных лопаток, ключиц (срослись нижними концами) и вороньих костей. В скелете ног несколько мелких костей стопы срослись в единую кость - цевку, что позволяет птице ходить. Пояс задних конечностей - таз образован двумя тазовыми костями, сросшимися со сложным крестцом.

Мускулатура птиц. Мышцы у птиц достигли высокого развития, особенно большие грудные мышцы, опускающие крылья. У хороших летунов они составляют 1/5 часть массы тела. Среди мышц задних конечностей (до 35 отдельных мышц) имеются мышцы с длинными сухожилиями. Когда птица садится на ветку, то сухожилия натягиваются и сжимают пальцы.

Особенности строения органов полости тела. Пищевод у многих птиц имеет расширение - зоб, где пища накапливается, размягчается и частично переваривается. Желудок состоит из двух отделов: железистого и мускульного. В железистом пища обрабатывается пищеварительными соками, в мускульном перетирается мелкими камешками, заглатываемыми птицами. Толстая кишка короткая, и птицы часто испражняются (приспособление к облегчению массы тела). У птиц сохранилась клоака.

Легкие птиц - плотные губчатые тела. Воздух проходит по трахее, двум бронхам, которые ветвятся и заканчиваются тонкостенными пузырьками, оплетенными капиллярами. Часть ветвей бронхов выходит за пределы легких и образует воздушные мешки, основная роль которых - участие в механизме дыхания во время полета. При подъеме крыльев объем полости тела увеличивается, что ведет к растяжению воздушных мешков. При этом воздух из легких переходит в передние воздушные мешки, а воздух из внешней среды по дыхательным путям идет в легкие и в задние мешки. В легких в это время происходит газообмен. При опускании крыльев объем полости тела уменьшается и под давлением внутренних органов воздух, содержащий много кислорода, из задних воздушных мешков переходит в легкие, а воздух из передних мешков - в трахею и выводится наружу. Таким образом воздух через легкие проходит и при вдохе, и при выдохе. Чем интенсивнее полет, тем лучше вентилируются легкие. При передвижении по суше и в покое дыхание у птиц происходит без участия воздушных мешков.

Сердце у птиц четырехкамерное (два предсердия и два желудочка). Большой и малый круги кровообращения полностью разобщены (в большой круг кровообращения из сердца поступает артериальная кровь, а в малый - венозная). Скорость кровообращения у птиц чрезвычайно велика, что связано с большой частотой сокращения сердца.

Органы выделения птиц - бобовидные почки. Образовавшаяся моча стекает по мочеточникам в клоаку и с испражнениями выводится наружу.

Обмен веществ. Совершенное дыхание, потребление большого количества пищи и быстрое ее переваривание, высокая частота сердечных сокращений и быстрое снабжение тканей питательными веществами и кислородом обеспечили у птиц высокий уровень обмена веществ. Благодаря перьевому покрову значительно уменьшилась отдача теплоты во внешнюю среду и температура птиц стала высокой (до 43°С) и постоянной.

Нервная система. У птиц сильно развиты полушария переднего мозга, средний мозг и мозжечок. С развитием полушарий переднего мозга связано быстрое образование разнообразных условных рефлексов, со средним мозгом совершенствование зрения, с мозжечком - координация сложных движений, особенно во время полета. Поведение птиц отличается большой сложностью, которая проявляется в выборе мест для гнездования, постройке гнезд, охране гнездовых территорий, выведении и выкармливании птенцов, взаимоотношениях взрослых особей между собой и пр.

Размножение и развитие птиц

Особенности органов размножения. У самок большинства птиц правый яичник недоразвит и функционирует только левый. Яйца в яичнике созревают не одновременно. Развившееся яйцо, проходя по яйцеводу, оплодотворяется сперматозоидами, введенными самцом в клоаку самки.

Строение яйца. Большую часть яйца занимает собственно яйцо - желток с зародышевым диском (всегда обращен кверху). После оплодотворения желток покрывается белком, двуслойной подскорлуповой оболочкой (в тупом конце яйца расслаивается и образует воздушную камеру), известковой скорлупой с многочисленными порами, тончайшей надскорлуповой оболочкой, защищающей яйцо от проникновения микробов.

Развитие зародыша. Самки большинства птиц откладывают яйца в заранее построенные гнезда. Гнездо, даже ямка в почве, способствует компактному расположению яиц, сохранению тепла и влажности воздуха под насиживающей птицей. Развитие зародыша в яйце происходит при высокой температуре (около 39°С) и определенной влажности. Сформировавшийся птенец просовывает клюв в воздушную камеру и вдыхает воздух. На его клюве имеется роговой зуб. Пробив им скорлупу, птенец выходит наружу.

Типы развития птенцов. По степени развитости птенцов, вылупляющихся из яиц, птиц делят на выводковых и птенцовых. У выводковых птиц (тетерева, рябчики, куры, утки) птенцы появляются на свет зрячие, покрытые густым пухом. Наседка водит их выводком, согревает теплом своего тела, подает сигналы опасности, созывает к найденной пище и пр. У птенцовых птиц (голуби, скворцы, синицы) птенцы вылупляются слепыми, голыми или с редким пухом.

Родители согревают их в гнезде своим теплом, приносят им корм, защищают от врагов.

Сезонные явления в жизни птиц

Гнездование птиц. Весной птицы выбирают гнездовые участки, строят или ремонтируют гнезда, самки откладывают в них яйца, а затем насиживают их. Чаще всего птицы гнездятся отдельными парами и охраняют выбранную территорию от вторжения особей своего и близких видов. При ограниченном выборе мест для гнездования и возможности собирать корм с большой территории некоторые птицы (грачи, береговые ласточки, озерные чайки) гнездятся колониями. У некоторых птиц колониальное гнездование возникло как приспособление к совместной защите от врагов.

Послегнездовой период. Второе важное сезонное явление в жизни птиц линька. Как правило, она происходит постепенно, и птицы не теряют способность к полету. Лишь у некоторых (гуси, утки, лебеди) при линьке выпадают сразу все маховые перья, и птицы не могут летать несколько недель. В послегнездовой период птицы собираются в небольшие стаи и кочуют в поисках корма. Некоторые из них (кедровка, сойка) запасают пищу на зиму. В конце лета и осенью послегнездовые кочевки усиливаются и постепенно у одних видов птиц переходят в осенние и зимние кочевки, а у других - в осенний перелет. По развитости сезонных перемещений птиц делят на оседлых, кочующих и перелетных.

Оседлые и кочующие птицы. Оседлые птицы (домовый воробей, галка, сизый голубь) живут в одной и той же местности, приспособились к переходу с одного вида корма на другой, использованию кухонных отходов человека. К оседлым птицам близки сорока, тетерев, глухарь, рябчик, синицы.

Кочующие птицы (дятлы, поползни, снегири) удаляются от летних мест обитания на десятки и даже тысячи километров. Постоянных мест зимовок и повторяющихся путей перемещения у них не бывает. К концу зимы кочующие птицы обычно приближаются к прежним местам гнездования.

Перелетные птицы (иволги, стрижи, утки, гуси, журавли) на зимовку и к местам гнездования летят сложившимися веками пролетными путями. Основным сигналом перелета служит уменьшение дня.

Способы изучения миграций птиц. Знания о местах зимовки и пролетных путях птиц были получены методом кольцевания. В последнее время используются миниатюрные датчики, прикрепляемые к спине птицы. Знания о перелетах птиц необходимы для их охраны и рационального промысла.

Возникновение перелетов птиц. Ученые считают, что перелеты птиц возникли несколько сот тысячелетий назад, когда на Земле с изменением климата в умеренных широтах стали устанавливаться времена года. Основная причина возникновения перелетов - недостаток или отсутствие корма в местах гнездования в холодное время года.

Происхождение и важнейшие отряды птиц

Признаки сходства современных птиц и пресмыкающихся. Современные птицы и пресмыкающиеся имеют ряд признаков сходства: сухая кожа, чешуйчатый покров (у птиц на ногах), клоака, яйца богаты желтком и имеют пергаментообразные или известковые оболочки, развитие без превращения. У современных тропических птиц гоацинов птенцы имеют пальцы, которыми они цепляются за ветки деревьев. Все это свидетельствует о том, что современные птицы и пресмыкающиеся - родственные группы животных и имеют общих предков.

Первоптицы. Важным доказательством происхождения птиц от древних пресмыкающихся служат найденные окаменевшие отпечатки скелета и перьев одной из древних птиц, названной первоптицей, или археоптериксом. Первоптица была размером с сороку. Челюсти с зубами, длинный хвост с 20 позвонками напоминали пресмыкающихся. Передние конечности у них имели все признаки птичьих крыльев. На задних конечностях была развита цевка, пальцы располагались, как и у птиц, - три пальца вперед, а один назад. Первоптицы произошли примерно 180 млн лет назад от древних пресмыкающихся, которые бегали по земле на задних ногах, могли влезать на деревья, перепрыгивать с ветки на ветку.

Важнейшие отряды птиц. В классе птиц выделено около 30 отрядов. Самый крупный из них отряд воробьинообразных. Он включает разные виды жаворонков, воробьев, ласточек, трясогузок, скворцов, ворон, сорок, дроздов. Наиболее многочисленны воробьинообразные в лесах. Ноги птиц этого отряда четырехпалые (три пальца направлены вперед и один назад). В период гнездования они живут парами, строят искусные гнезда. Птенцы появляются на свет голыми, беспомощными.

Из других отрядов птиц наиболее крупные по числу видов ржанкообразные, гусеобразные, курообразные, соколообразные, аистообразные. К отряду ржанкообразных относятся вальдшнеп, чибис, зуек, перевозчик и другие кулики - мелкие и средней величины птицы с длинными ногами и тонким длинным клювом. Живут они на заболоченных местах, по берегам рек и других водоемов. Кулики - выводковые птицы. Питаются они в основном беспозвоночными животными.

К отряду гусеобразных относятся гуси, утки, лебеди. Эти водоплавающие птицы имеют плотное оперение с развитым пухом, крупную копчиковую железу, плавательные перепонки между пальцами ног. Края широкого клюва с зубцами или с поперечными пластинками, образующими фильтрующий аппарат. Многие хорошо ныряют, добывая пищу со дна водоема.

Отряд курообразных (рябчики, тетерева, глухари, перепела, куропатки, фазаны, дикие банкивские и домашние куры, индейки) включает птиц с сильными ногами, приспособленными к разгребанию почвы или лесной подстилки при добывании корма, короткими и широкими крыльями, обеспечивающими стремительный взлет и непродолжительный полет. Ведут в основном оседлый или кочующий образ жизни. Курообразные - выводковые птицы. Птенцы питаются преимущественно насекомыми, червями и другими беспозвоночными, взрослые в основном растительноядны.

Отряд аистообразных (аисты, цапли, выпи) объединяет птиц средних и крупных размеров с длинной шеей и длинными ногами. Кормятся на сырых лугах, болотах или в прибрежных частях водоемов земноводными, мелкой рыбой, моллюсками. Гнездятся обычно колониями.

Отряд соколообразных включает соколов, ястребов, коршунов, орлов. У них сильные ноги с острыми загнутыми когтями, клюв, загнутый крючком, острое зрение. Крылья либо узкие, острые, способствующие быстрому полету, либо широкие, позволяющие парить в воздухе в поисках добычи. Птенцы у этих птиц вылупляются из яиц зрячие, покрытые густым пухом.

К отряду дятлообразных относятся большой и малый пестрые дятлы, зеленый дятел, черный дятел (желна), вертишейка. У них острый долотообразный клюв, длинный острый с зазубринами язык, упругие и загнутые в сторону опоры концы хвостовых перьев, ноги с двумя пальцами, направленными вперед, и двумя - назад, что позволяет хорошо удерживаться на стволах деревьев. Исключение составляет вертишейка, у которой прямой и слабый клюв, стержни хвоста неупругие. Дятлы - птенцовые птицы, дупло-гнездники.

Экологические группы птиц

Основные экологические группы птиц. То или иное местообитание населяют птицы разных отрядов. В связи с приспособлением к жизни в сходных условиях у них развились сходные особенности строения и поведения, сформировались экологические группы птиц: птицы леса, птицы болот, пресных водоемов и их побережий, птицы открытых пустынно-степных пространств, птицы открытых воздушных пространств, дневные хищники.

Птицы леса живут в пространствах, ограниченных деревьями и кустарниками. В таких условиях у них развивались приспособления к быстрому взлету и точной посадке на ветви, лавированию между деревьями (укороченные широкие крылья, довольно длинный хвост).

Мелкие птицы, кормящиеся в основном в кронах деревьев и кустарников (синицы, корольки), имеют тонкие и острые клювы, цепкие с острыми коготками пальцы ног. У дятлов и некоторых воробьинообразных (пищух и поползней) жесткие с острыми вершинами перья хвоста, довольно крепкий клюв, короткие ноги с цепкими пальцами, способствующими удержанию на стволах деревьев при добывании пищи. У птиц нижнего яруса леса (глухари, тетерева, рябчики) развились приспособления к питанию на земле.

Птицы болот, побережий и открытых участков пресных водоемов. Одни из птиц этой группы (цапли, выпи, аисты) обычно кормятся на болотах, сырых лугах, в прибрежной части водоемов. У них длинная шея, тонкие длинные ноги. Птицы, добывающие пищу на открытых участках водоемов (утки, чирки, гуси), имеют плотное оперение, сильно развитый пух и подкожный слой жира, развитую копчиковую железу, короткие ноги с плавательными перепонками, широкий клюв с цедильным аппаратом.

Птицы степей и пустынь (африканский страус, дрофа, стрепет) имеют зоркое зрение, длинную шею, хорошо развитые ноги, позволяющие вовремя замечать опасность и скрываться от врагов. Обитающие в степях нашей страны дрофа (масса тела самцов до 16 кг) и стрепет (масса тела до 1 кг) - редкие птицы. Основные причины этого - распашка степей и браконьерство.

Птицы открытых воздушных пространств - ласточки (деревенская, городская, береговая), стрижи - большую часть активной жизни проводят в воздухе. Стремительному полету этих птиц способствуют длинные узкие крылья, сильно развитые грудные мышцы, выемчатый хвост - руль при полете. На лету они ловят насекомых широко раскрывающимся ртом.

Дневные хищники (орлы, соколы, ястребы, коршуны) живут в различных местах обитания - в лесах, горах, на равнинах. Любого дневного хищника можно узнать по крепкому крючковидному клюву, мощным ногам с крепкими пальцами и загнутыми когтями. Среди них имеются и падалыцики, например стервятники и грифы.

Виды домашних птиц. Домашние птицы

Значение птиц в природе и жизни человека. Птицы сдерживают увеличение численности насекомых - вредителей растений, переносчиков возбудителей заболеваний животных и человека, мелких грызунов. Многие из них уничтожают семена сорных растений, способствуют распространению семян рябины, кедровой сосны, желудей дуба и др. Они и откладываемые ими яйца входят в цепи питания многих зверей, некоторых пресмыкающихся.

У человека большой интерес вызывают утки, гуси, вальдшнепы, бекасы, дупели, перепела, фазаны как объекты спортивной охоты, рябчики, тетерева, глухари и некоторые другие птицы как объекты промысла.

Охрана птиц. С целью сохранения численности птиц в нашей стране установлены строго определенные сроки охоты, запрещена добыча птиц во время их размножения и линьки. Места, где водятся редкие птицы, стали заповедными. В последние годы особое внимание уделяется охране таких редких птиц, как дрофа, стрепет, белый журавль, орлан-белохвост.

Проявлять заботу о птицах должен каждый человек. Самые доступные способы заботы - изготовление и развешивание искусственных гнездовий (дуплянок, щелянок, синичников), посадка вокруг садов живых изгородей из колючих кустарников, в которых гнездятся различные насекомоядные птицы, подкормка птиц в зимнее время.

Виды домашних птиц. Человек одомашнил небольшое число видов птиц, прежде всего с целью получения мяса, яиц, перьев и пуха. Наибольшее значение в хозяйстве человека имеют куры, утки, гуси, индейки, цесарки. Первое место среди домашних птиц занимают куры. Они имеют нежное вкусное мясо, несут много яиц, их можно содержать на ограниченной территории. Предок домашних кур - дикая банкивская курица. Она и сейчас живет в лесах Индии, Бирмы и Малайского архипелага.

Класс Млекопитающие

Общая характеристика класса.Млекопитающие -высокоорганизованный класс хордовых животных, насчитывающий около 4,5 тыс. видов. Его представители заселили все среды жизни, включая поверхность суши, почву, морские и пресные водоемы, приземные слои атмосферы.

Ведя свое происхождение от звероподобных пресмыкающихся верхнего карбона, млекопитающие достигли расцвета в кайнозойскую эру.

Характерные черты их организации следующие:

Тело подразделено на голову, шею, туловище, парные передние и задние конечности, хвост. Конечности расположены под туловищем, благодаря чему оно приподнято над землей, что дает возможность животным передвигаться с большой скоростью.

Кожа относительно толстая, прочная и эластичная, покрытая волосяным покровам, хорошо удерживающим вырабатываемое организмом тепло. В коже расположены сальные, потовые, млечные и пахучие железы.

Мозговой отдел черепа крупнее, чем у пресмыкающихся. Позвоночник состоит из пяти отделов. В шейном отделе всегда семь позвонков.

Мускулатура представлена сложной системой дифференцированных мышц. Имеется грудобрюшная мышечная перегородка -диафрагма. Развитая подкожная мускулатура обеспечивает изменение положения волосяного покрова, а также различнуюлицевую мимику. Виды передвижения разнообразны: ходьба, бег, лазание, прыжки, плавание, полет.

Пищеварительная система сильно дифференцирована. Слюна содержит пищеварительные ферменты. Зубы на челюстных костях сидят в лунках и по строению и назначению подразделяются на резцы, клыки и коренные. У растительноядных животных значительно развита слепая кишка. У большинства клоака отсутствует.

Сердце четырехкамерное, как и у птиц. Имеется левая дуга аорты. Все органы и ткани тела снабжаются чистой артериальной кровью. Сильно развито губчатое вещество костей, красный костный мозг которого является кроветворным органом.

Органы дыхания -легкие - имеют большую дыхательную поверхность за счет альвеолярного строения. В дыхательных движениях, кроме межреберных мышц, участвует и диафрагма. Интенсивность процессов жизнедеятельности высокая, вырабатывается много тепла, поэтому млекопитающие -теплокровные (гомойотермные) животные (как и птицы).

Органы выделения -тазовые почки. Моча выводится по мочеиспускательному каналу наружу.

Головной мозг, как и у всех позвоночных животных, состоит из пяти отделов. Особенно велики размеры больших полушарий переднего мозга, покрытых корой (у многих видов извилистой), имозжечка. Кора становится высшим отделом центральной нервной системы, координирующим работу других отделов мозга и всего организма. Формы поведения сложные.

Органы обоняния, слуха, зрения, вкуса, осязания имеют большую разрешающую способность, что позволяет животным легко ориентироваться в среде обитания.

Млекопитающие -раздельнополые животные с внутренним оплодотворением. Зародыш развивается вматке (у большинства). Питание и газообмен происходит через плаценту. После рождения детеныши вскармливаются молоком.

Особенности строения и процессов жизнедеятельности. Внешний облик и размеры млекопитающих весьма разнообразны в зависимости от условий и образа жизни. Масса тела колеблется от 1,5 г (землеройка-крошка) до 150 т (синий кит). Длинные передние и задние конечности расположены под туловищем и способствуют быстрому передвижению, благодаря чему животныене имеют себе равных по скорости передвижения. У гепарда, например, она достигает 110 км/ч.

Кожа у млекопитающих более толстая и эластичная, чем у животных других классов. Клетки наружного слоя - эпидермиса, постепенно снашиваясь и ороговевая, замещаются новыми, молодыми. Внутренний слой кожи - дерма - хорошо развит, в его нижней части откладывается жир. Производным эпидермиса являются нитевидные роговые образования - волосы. Волосяной покров, как и оперение птиц, - совершенное приспособление для терморегуляции. Его основу составляют тонкие, мягкие пуховые волосы, образующие подшерсток. Между ними развиты более длинные, жесткие и редкие остевые волосы, защищающие пуховые волосы и кожу от механических повреждений. Кроме того, у многих млекопитающих на голове, шее, груди и передних конечностях развиты длинные и жесткие чувствительные волосы - вибриссы. Волосяной покров периодически меняется. Периодичность и время линьки у разных видов млекопитающих различны.

Производными эпидермиса являются ногти, когти, копыта, чешуя и полые рога (например, у быков, козлов, баранов, антилоп). Костные рога оленей, лосей развиваются из внутреннего слоя кожи - дермы.

Кожные покровы снабжены железами - потовыми, сальными, пахучими, млечными. Испарение потовых выделений животного способствует его охлаждению. Сальные выделения предохраняют волосы от намокания, а кожу - от иссушения. Секреты пахучих желез позволяют особям одного вида отыскивать друг друга, метить территории, отпугивать преследователей (хорек, скунс и др.). Млечные железы выделяют молоко, которым самки выкармливают своих детенышей.

Скелет млекопитающих по строению в основном сходен со скелетом наземных позвоночных, однако имеются некоторые различия: число шейных позвонков постоянно и равно семи, череп более объемный, что связано с большими размерами головного мозга. Кости черепа срастаются довольно поздно, что обеспечивает возможность увеличения головного мозга по мере роста животного. Конечности млекопитающих построены по пятипалому типу, характерному для наземных позвоночных. Способы передвижения млекопитающих различны - ходьба, бег, лазание, полет, копание, плавание, - что отражается в строении конечностей. Так, у наиболее быстро бегающих млекопитающих число пальцев сокращено: у парнокопытных развиты два (третий и четвертый) пальца, а у непарнокопытных - один (третий). У животных, ведущих подземный образ жизни, например у крота, увеличена и своеобразно устроена кисть. Животные, способные к планированию (белки-летяги, летучие мыши), имеют удлиненные фаланги пальцев и кожистые перепонки между ними.

Пищеварительная система. Зубы сидят в ячейках челюстных костей и подразделяются на резцы, клыки и коренные- Их число и форма различны и служат важным систематическим признаком животных. У насекомоядных большое количество слабо дифференцированных зубов. Для грызунов характерно сильное развитие одной только пары резцов, отсутствие клыков и плоская жевательная поверхность коренных зубов. У хищных сильно развиты клыки, служащие для схватывания и умерщвления добычи, а коренные зубы имеют режущие жевательные вершины. У большинства видов млекопитающих зубы меняются один раз в жизни. Ротовое отверстие окружено мясистыми губами, что свойственно только млекопитающим в связи со вскармливанием молоком. В ротовой полости пища, кроме прожевывания зубами, подвергается химическому воздействию ферментов слюны, а затем последовательно переходит в пищевод и желудок. Желудок у млекопитающих хорошо обособлен от других отделов пищеварительного тракта и снабжен пищеварительными железами. У большинства видов млекопитающих желудок разделен на большее или меньшее число отделов. Наиболее сложен он у жвачных парнокопытных. Кишечник имеет тонкий и толстый отделы. На границе тонкого и толстого отделов отходит слепая кишка, в которой происходит сбраживание клетчатки. Протоки печени и поджелудочной железы открываются в полость двенадцатиперстной кишки. Скорость переваривания пищи высокая. По характеру питания млекопитающие подразделяются на растительноядных, плотоядных и всеядных.

Органы дыхания. Дышат млекопитающие легкими, которые имеют альвеолярную структуру, благодаря которой дыхательная поверхность превосходит поверхность тела в 50 раз и более. Механизм дыхания обусловлен изменением объема грудной клетки за счет движения ребер и свойственной млекопитающим особой мышцы - диафрагмы.

Кровеносная система млекопитающих принципиальных отличий от таковой у птиц не имеет. В отличие от птиц, у млекопитающих от левого желудочка отходит левая дуга аорты. Кроме того, кровь обладает большой кислородной емкостью в связи с наличием дыхательного пигмента - гемоглобина, заключенного в многочисленных мелких безъядерных эритроцитах. Благодаря высокой интенсивности процессов жизнедеятельности и высокоразвитой системе терморегуляции в организме млекопитающих, как и у птиц, поддерживается постоянная высокая температура.

Выделение. Тазовые почки млекопитающих сходны по строению с таковыми птиц. Моча с большим содержанием мочевины оттекает от почек по мочеточникам в мочевой пузырь, а из него выходит наружу.

Головной мозг млекопитающих имеет относительно крупные размеры из-за увеличения объема полушарий переднего мозга и мозжечка. Развитие переднего мозга происходит за счет разрастания его крыши - мозгового свода, или коры мозга.

Из органов чувств у млекопитающих лучше развиты органы обоняния и слуха. Обоняние тонкое, позволяющее опознавать врагов, отыскивать пищу и друг друга. Орган слуха у большинства млекопитающих развит достаточно хорошо: кроме внутреннего и среднего отделов сформировались наружный слуховой проход и ушная раковина , усиливающая восприятие звуков. В полости среднего уха, кроме стремечка, как и у земноводных, пресмыкающихся и птиц, у млекопитающих находятся еще две слуховые косточки - молоточек и наковальня. Во внутреннем ухе развит чувствительный звуковоспринимающий кортиев орган.

Зрение для млекопитающих менее значимо, чем для птиц. Острота зрения и развитость глаз различны, что связано с условиями существования. У животных, обитающих на открытых пространствах (антилопы), глаза большие и зрение острое, у подземных видов (крот) глаза редуцированы. Функцию осязания выполняют вибриссы.

Размножение млекопитающих характеризуется внутренним оплодотворением, мелкими размерами яиц (0,05-0,2 мм), лишенных запасных питательных веществ, живорождением (за исключением немногих видов), устройством большинством видов для деторождения специальных гнезд, а также выкармливанием новорожденных молоком.

У большинства видов млекопитающих внутриутробное развитие (беременность) связано с образованием у самок плаценты (или детского места). Через плаценту устанавливается связь между кровеносными сосудами детского и материнского организмов, что позволяет- осуществлять газообмен в теле эмбриона, приток питательных веществ и удаление продуктов распада.

Продолжительность внутриутробного развития у разных видов различна: от 11-13 суток (у серого хомяка) до 11 месяцев (у кита). Количество детенышей в помете также сильно варьирует: от 1 до 12 -15.

У небольшой группы млекопитающих плацента не развивается, и они размножаются откладкой яиц. Но и в том и в другом случае детеныши вскармливаются молоком, которое содержит необходимые для развития органические и минеральные вещества.

После завершения молочного вскармливания связь между родителями и потомством еще некоторое время сохраняется. Она необходима для передачи индивидуального опыта родителей потомству. Пары у большинства млекопитающих образуются на один сезон размножения, реже на несколько лет (волки, обезьяны).

Происхождение млекопитающих. Предками млекопитающих были примитивные малоспециализированные палеозойские пресмыкающиеся - зверозубые. Зубы у них были дифференцированы на резцы, клыки и коренные и располагались в ячейках. В триасе одна из групп зверозубых ящеров стала приобретать черты прогрессивной организации и дала начало млекопитающим.

Разнообразие млекопитающих и их значение. Класс подразделяется на два подкласса: Яйцекладущие, или Первозвери, и Настоящие звери, или Плацентарные.

Подкласс Яйцекладущие, или Первозвери. Сюда относятся наиболее примитивные и древние из современных млекопитающих. В отличие от большинства млекопитающих, они откладывают крупные яйца, богатые желтком, которые либо насиживают (утконос), либо вынашивают в выводковой сумке (ехидна). Детеныши выкармливаются молоком, слизывая его с железистых полей кожи языком (губы у них отсутствуют), так как млечные железы не имеют сосков. Развита клоака. Температура тела низкая и непостоянная (26-3 5°С).

Животные распространены преимущественно в Австралии и на прилегающих к ней островах. Утконос ведет полуводный образ жизни. Тело его покрыто густой шерстью, не намокаемой в воде. Пальцы лап соединены плавательной перепонкой, хвост уплощен. При помощи широкого клюва, покрытого изнутри роговыми пластинами, утконос процеживает воду, как утка.

Ехидна - наземное роющее млекопитающее, вооруженное длинными сильными когтями. Тело покрыто жестким волосяным покровом и острыми иглами. Живет в норах, питается насекомыми, извлекая их длинным, покрытым клейкой слюной языком.

Подкласс Настоящие звери, или Плацентарные. К этому подклассу относятся отряды Сумчатые, Насекомоядные, Рукокрылые, Грызуны и т. д.

Отряд Сумчатые образует группу низших зверей. Для них характерно отсутствие или слабое развитие плаценты. Детеныши после короткого срока беременности рождаются маленькими (1,5-3 см) и слаборазвитыми. Длительное время они вынашиваются в кожистой сумке на брюхе, где прикрепляются к соску.

Распространены в Австралии и на прилегающих к ней островах. К ним принадлежат кенгуру, сумчатый медведь - коала, сумчатый волк, сумчатая белка и др.

В группу высших зверей входят подавляющее большинство современных млекопитающих, распространенных на всех континентах. У них развита плацента, и детеныши рождаются способными самостоятельно сосать молоко. Температура тела высокая и относительно постоянная. Зубы обычно дифференцированы на резцы, клыки и коренные. У большинства животных молочные зубы заменяются постоянными.

Отряд Насекомоядные объединяет наиболее примитивных плацентарных зверей. Мозг их относительно мал, кора гладкая, без извилин, у большинства зубы слабо дифференцированы. Морда вытянута в длинный подвижный хоботок. Размеры тела средние и мелкие. Питаются насекомыми и их личинками. Представители - крот, землеройка, еж, выхухоль.

Отряд Рукокрылые -многочисленный отряд летающих млекопитающих, распространенных везде, кроме Арктики и Антарктиды. Летают рукокрылые благодаря наличию кожистых перепонок, натянутых между длинными пальцами передних конечностей, бокамитела, задними конечностями и хвостом. Как и птицы, на грудине они имеют киль, к которому прикрепляются мощные грудные мышцы, приводящие крылья в движение. Ведут сумеречный или ночной образ жизни, ориентируясь в воздушном пространстве с помощью звуковой локации. В большинстве случаев приносят пользу, поедая вредных насекомых (летучие мыши). Некоторые из них сосут кровь животных (вампиры).

Отряд Грызуны - самый многочисленный среди млекопитающих (около 2 тыс. видов). Грызуны распространены повсеместно. Для них характерны отсутствие клыков и сильно развитые резцы. Резцы, а у многих и коренные зубы не имеют корней и растут всю жизнь. Между резцами и коренными зубами широкое пространство, лишенное зубов.

К отряду принадлежат полевки, белки, суслики, сурки, бобры, хомяки, сони, тушканчики. Некоторые грызуны имеют промысловое значение, например белка, ондатра, бобр, нутрия и др. Многие виды грызунов (мыши, полевки, крысы) являются вредителями сельского хозяйства и переносчиками ряда опасных заболеваний человека и домашних животных (чумы, туляремии, клещевого возвратного тифа, энцефалита и др.).

Отряд Хищные включает 240 видов. Они играют важную роль в биоценозах и имеют большое практическое значение. Основной их особенностью является строение зубов: резцы малы, клыки всегда хорошо развиты, коренные бугорчатые зубы с острыми режущими вершинами. В основном это плотоядные, реже всеядные животные. Главные семейства -- псовые (песец, лисица, волк, собака), куньи (соболь, горностай, хорек, куница, барсук, выдра), кошачьи (лев, тигр, рысь, леопард, дикие и домашние кошки), медвежьи (бурый и белый медведи). Бурый медведь и рысь занесены в Красную книгу Республики Беларусь.

Многие виды служат объектами пушного промысла или разводятся на звероводческих фермах (американская норка, соболь, голубой песец, серебристо-черная лисица). Численность наиболее опасных хищников (волки) регулируется человеком.

Отряд Ластоногие включает 30 видов. Большую часть жизни они проводят в воде, а на сушу или лед выходят для размножения и линьки. Благодаря обтекаемой форме тела, укороченным и видоизмененным в ласты конечностям, а также большим подкожным жировым отложениям ластоногие хорошо приспособлены к жизни в водной среде. Питаются в основном рыбой. Являются ценными объектами промысла и дают жир, кожу, мясо, пушнину. К отряду принадлежат тюлени, морские котики, моржи.

Отряд Китообразные включает 80 видов. Исключительно водные млекопитающие, имеющие рыбообразную форму тела с горизонтально расположенным хвостовым плавником. Передние конечности превращены в ласты, задние отсутствуют. Не имеют шерстного покрова и ушных раковин. Подкожный слой жира мощный, достигает 50 см. Удельный вес крупных китообразных близок к удельному весу воды. Зубатые киты (дельфин, кашалот) имеют большое число зубов одинакового строения. Питаются рыбой. У беззубых усатых китов (синий кит) на месте зубов развит цедильный аппарат в виде роговых пластин (китовый ус), сидящих по бокам нёба и свешивающихся в ротовую полость. Отцеживают планктон, реже питаются рыбой. Ежесуточно синий кит (масса 150 т, длина 33 м) поедает 4-5 т пищи.

Усатые киты с давних пор важные объекты промысла, поэтому их запасы сократились из-за интенсивного истребления. Многие виды китообразных занесены в Красную книгу Международного союза охраны природы и природных ресурсов (МСОП).

Отряд Парнокопытные включает 170 видов. К ним относятся копытные млекопитающие с одинаково сильно развитыми третьим и четвертым пальцами. Первый палец отсутствует, второй и пятый развиты слабо или полностью отсутствуют. Различают нежвачных и жвачных парнокопытных. У нежвачных (свиньи, бегемоты) желудок простой, и пищу для повторного пережевывания они не отрыгивают. Жвачные парнокопытные (коровы, овцы, козы, олени, верблюды, лоси, антилопы, жирафы и др.) имеют сложный желудок, состоящий из четырех отделов: рубца, сетки, книжки и сычуга. В рубец попадает масса грубых, не измельченных зубами растительных кормов, где они подвергаются брожению под влиянием деятельности бактерий и инфузорий. Из рубца пища переходит в сетку, откуда путем отрыгивания попадает в рот для повторного пережевывания. Смешанная со слюной полужидкая масса проглатывается и попадает в книжку, а оттуда в сычуг (настоящий желудок), где обрабатывается кислым желудочным соком, который переваривает белковую часть корма.

К этому отряду принадлежат все (кроме яка и буйвола) разводимые породы крупного рогатого скота. Они выведены от нескольких видов диких быков. Одним из них был тур, широко распространенный в Европе и Азии и исчезнувший 350 лет назад. Разведение и селекция домашнего скота шли в направлении создания рабочих, молочных, мясных и мясомолочных пород.

Отряд Непарнокопытные включает 16 видов. К отряду принадлежат лошади, носороги, ослы, зебры. На ногах сильно развит один (третий) палец.

До настоящего времени сохранился только один вид дикой лошади -лошадь Пржевальского, которая обитает в небольших количествах в горных пустынях Монголии.

Лошадь появилась среди домашних животных намного позднее собаки, свиньи, овцы, козы, быка. Человек направлял отбор в сторону создания верховых, легко- и тяжелоупряжных пород лошадей. Среди пород верховых лошадей, отличающихся большой выносливостью и способностью проходить за сутки до 300 км, в СНГ известны орловские рысаки и донские лошади. Владимирские тяжеловозы отличаются мощным экстерьером, силой и большой работоспособностью. Они могут возить груз до 16 т. На транспортных и сельскохозяйственных работах используют лошадей местных пород. Кобылье молоко используют для приготовления вкусного и целебного кумыса. В степях Средней Азии до настоящего времени сохранились близкие к лошади куланы.

Отряд Обезьяны, или Приматы, включает 190 видов. Головной мозг сравнительно больших размеров. Полушария переднего мозга очень большие, имеют многочисленные извилины. Глазницы направлены вперед. Пальцы имеют ногти. Большой палец конечностей противопоставлен остальным. Одна пара сосков расположена на груди.

Живут в тропических и субтропических лесах, ведут как древесный, так и наземный образ жизни. Питаются растительной и животной пищей. Семейство человекообразных обезьян (орангутан, шимпанзе, горилла) обитает в лесах экваториальной и тропической Африки.

Итак, несмотря на сравнительно небольшое видовое разнообразие, млекопитающие играют исключительную роль в природных биоценозах. Это определяется высоким уровнем процессов жизнедеятельности, а также большой подвижностью. Млекопитающие - основные составляющие цепей и сетей питания разнообразнейших биоценозов. Их пищевая деятельность способствует ускорению биологического круговорота веществ и преобразованию ландшафтов. Так, широкое распространение в Северной Америке получил «бобровый ландшафт». Сурки в горных степях неузнаваемо преображают их облик, копытные в саваннах обеспечивают существование устойчивых и очень продуктивных растительных сообществ. Млекопитающие, вступая в сложные взаимосвязи с растительностью, другими животными, почвой, являются существенным фактором средообразования.

Большое число видов млекопитающих необходимо и полезно для человека. Они являются поставщиками пищи, пушнины, технического и лекарственного сырья, источником дл.я одомашнивания и хранителями генетического фонда для улучшения пород домашних животных. Вместе с тем многие виды млекопитающих, в частности грызуны, наносят большой вред народному хозяйству, уничтожая и повреждая культурные растения и разные виды сельскохозяйственной продукции. Они являются переносчиками ряда опасных инфекционных заболеваний человеку и домашних животных. Хищные млекопитающие (волки) нередко наносят ощутимый ущерб животноводству, нападая на домашний скот.

Чрезмерная эксплуатация многих видов промысловых млекопитающих, преобразование и загрязнение естественных биогеоценозов в ходе хозяйственной деятельности человека явились причи-ной резкого снижения численности многих видов. Угроза исчезновения с лика планеты нависла над многими десятками видов в нашей стране. Во второе издание Красной книги Беларуси, вышедшее в 1993 г., дополнительно включены 6 видов, млекопитающих при общем количестве охраняемых видов, равном 14.

Общие свойства вирусов

19.10.2010 23:27

В общем виде вирусы представляют собой субмикроскопические образования, состоящие из белка и нуклеиновой кислоты и организованные в форме вирусных частиц, часто называемых вирусными корпускулами, вирионами, вироспорами или нуклеокапсидами.

Размеры вирусных частиц составляют от 15-18 до 300-350 нм. Их можно увидеть только с помощью электронного микроскопа. Исключение составляют лишь вирус оспы и некоторые другие крупные вирусы, которые можно увидеть в высокопрецизионном световом микроскопе.

Одиночные вирусы тех или иных видов представляют собой образования различной формы (округлой, палочковидной или другой формы), внутри которых содержится нуклеиновая кислота (ДНК или РНК), заключенная в белковую оболочку (капсид).

Вирусный капсид построен из полипептидных цепей (разных белков), сложенных в несколько слоев. У отдельных вирусов капсид окружен дополнительной мембраной, построенной из сложных вирусоспецифических белков (гликопротеидов) и двойного слоя липидов, идентичных липидам плазматической мембраны клетки-хозяина. Эту вирусную мембрану часто называют супер-капсидом.

Функциональное значение капсида определается тем, что он предохраняет вирусный геном (нуклеиновую кислоту) от повреждений, а также содержит рецепторы, обеспечивающие адсорбцию вирусных частиц на поражаемых ими клетках.

Внутреннее содержимое вирусов, часто называемое геномом или вирусной хромосомой, состоящей из нескольких генов, представляет собой ДНК или РНК в разных формах. Например, геном бактериальных вирусов MI3 и XI74 представлен одноцепочечной кольцевой молекулой ДНК, тогда как у парвовирусов, к которым относят многие вирусы крупного рогатого скота, свиней, кошек, крыс и других животных, он представлен одноцепочечной линейной молекулой ДНК. Геном вирусов полиомы и SV40 представлен двухцепочечной кольцевой молекулой ДНК, но у аденовирусов двухцепочечная кольцевая ДНК имеет на 5"-концах цепей ковалентно присоединенный белок, а у вируса оспы двухцепочечная ДНК характеризуется тем, что концы ее цепей ковалентно «сшиты» фосфодиэфирными связями.

Геном вирусов мозаичной болезни табака, полиомиелита и некоторых бактериальных вирусов представлен одноцепочечной РНК, тогда как геномом реовируса служит двухцепочечная РНК-Воспроизводство вирусов происходит в клетках хозяина и состоит из нескольких стадий, а именно: адсорбция и проникновение вирусов в клетки, синтез вирусных белков, необходимых для репликации вирусной нуклеиновой кислоты, репликация нуклеиновой кислоты, синтез белков капсида, сборка вирусов и выход из клетки «готовых» вирусных частиц.

ДНК-содержащие вирусы имеют либо собственные ферменты репликации (в капсиде), либо в их геноме закодирована информация о синтезе вирусных ферментов, обеспечивающих репликацию вирусной нуклеиновой кислоты. Количество этих ферментов различно в применении к разным вирусам. Например, в геноме бактериального вируса Т4 закодирована информация о синтезе около 30 вирусных ферментов. Далее геном крупных вирусов кодирует нуклеазы, разрушающие ДНК клетки-хозяина, а также белки, воздействие которых на клеточную РНК-полимеразу сопровождается тем, что «обработанная» таким образом РНК-полимераза транскрибирует на разных стадиях вирусной инфекции разные вирусные гены. Напротив, малые по размерам ДНК-содержащие вирусы в большей мере зависят от ферментов клеток-хозяев. Например, синтез ДНК аденовирусов обеспечивается клеточными ферментами.

Репликация ДНК-содержащих вирусов начинается с 0-пункта их хромосомы, к которому прикрепляются белки клетки-хозяина, «притягивающие» к себе как вирусные, так и клеточные ферменты репликации.

У некоторых РНК-содержащих вирусов в геноме закодированы РНК-зависимые транскриптазы (обратные транскриптазы). Поэтому репликация генома РНК-содержащих вирусов катализируется собственной обратной транскриптазой, которая упаковывается в капсиде при каждой репликации вирусов в клетке-хозяине. Такие РНК-содержащие вирусы получили название ретровирусов (от лат. retro - возврат назад).

К ретровирусам относят вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), являющийся причиной синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИДа). Однако РНК вируса полиомиелита служит в качестве мРНК.

Классификация вирусов является сложной и часто противоречивой. Тем не менее ДНК-содержащие и РНК-содержащие вирусы обычно классифицируют раздельно на разные семейства. Например, среди ДНК-содержащих вирусов животных классифицируют семейства парвовирусов (вирусы крыс, кошек и др. животных), паповавирусов (вирусы бородавок человека, полном и другие), аде-новирусов (вирусы фарингитов и конъюнктивитов человека, вирусы млекопитающих), поксвирусов (вирусы оспы человека и животных), вирусы герпеса (вирусы герпеса, опоясывающего лишая человека, ларинготрахеита птиц и др.), иридовирусы (вирусы оспы свиней, африканской чумы свиней и др.).

Среди РНК-содержащих вирусов животных классифицируют семейства пикорнавирусов (риновирусы человека, вирус полиомиелита человека, полиовирусы животных, вирус ящура животных и др.), реовирусов (вирусы тендосиновита кур и др.), миксовиру-сов (вирусы гриппа, кори, бешенства человека, чумы плотоядных и др.), арбовирусов (вирусы клещевого и японского энцефалитов, желтой лихорадки человека и Др.). Подобные классификации существуют и в случае вирусов растений; что касается фагов, то их классифицируют на основе того, какие бактерии они лизируют. Например, кишечные фаги - это фаги, лизирующие кишечные бактерии, дизентерийные фаги - это фаги, лизирующие дизентерийные бактерии и т. д.

Вирусы животных, растений и бактерий

19.10.2010 23:30

Поскольку вирусы обнаружены в клетках организмов разных систематических групп, мы рассмотрим здесь вирусы человека, животных (млекопитающих), растений и бактерий раздельно. Вирусы человека и животных являются наиболее изученными по сравнению с вирусами другого происхождения. Они вызывают болезни, многие из которых характеризуются большей тяжестью лечения и высокой смертностью. Наиболее известными вирусными болезнями человека являются грипп, полиомиелит, бешенство, оспа, клещевой энцефалит и другие, а домашних животных - бешенство, ящур, чума, оспа, энцефаломиелит и др., отдельные из которых являются повальными болезнями.

Морфология вирусов человека и животных довольно разнообразна, но в общем они являются овальными образованиями, диаметр которых составляет несколько десятков нанометров (рис. 40).

Как уже отмечено, репродукция вирусов происходит только в живых клетках, т. е. синтез как вирусного генома (нуклеиновой кислоты), так и белков капсида происходит только в клетках. В клетках осуществляется также и сборка из вирусной нуклеиновой кислоты и белков новых инфекционных вирусных частиц.

Вирусная инфекция человека (животных) начинается с того, что инфицирующий вирус связывается с цитоплазматической мембраной клеток, после чего в результате эндоцитоза проникает внутрь клеток. Внутри клеток вирусные частицы оказываются или в ядре или в цитозоле, где их нуклеиновая кислота освобождается от капсида. Например, ДНК вируса герпеса человека освобождается от капсида в ядре. Там же происходит и сборка новых нуклеокапси-дов, после чего они покидают клетку. Напротив, РНК некоторых РНК-содержащих вирусов освобождается от капсида в цитозоле, после чего она транслируется на рибосомах клетки-хозяина с образованием кодируемой вирусом РНК-полимеразы. Последняя синтезирует РНК, отдельные из копий которой выполняют роль мРНК, транслируемой в мембранные и капсидные белки. Сборка вирусных частиц идет затем на плазматической мембране, после чего они покидают клетку.

Выход вирусных частиц из клеток характеризуется особенностями, определяемыми видом вирусов. Вновь образованные вирусные частицы могут выходить из клеток наружу постепенно. В этом случае структура клеток не нарушается, в них продолжается синтез новых вирусных частиц. Однако после инфекции клеток генетический материал вирусов может включаться в их геном и находиться там неопределенно долгое время в активном состоянии. В данном случае вирус ведет себя по типу так называемой латентной (скрытой) инфекции. Дальнейшее развитие латентных вирусов может наступить в результате какого-либо воздействия, после которого вирусы освобождаются из клеток с лизисом их или без лизиса.

Помимо способности вызывать инфекционные болезни человека и животных, отдельные виды вирусов обладают свойством индуцировать образование опухолей. Таким свойством обладают как ДНК-содержащие, так и РНК-содержащие вирусы (ретровирусы). Вирусы, способные вызывать опухоли, получили название опухо-леродных или онкогенных вирусов, а процесс изменения клеток и превращение их в раковые называют вирусной неопластической трансформацией.

В случае ДНК-содержащих вирусов человека и животных их свойство вызывать опухоли зависит от отношения вирусной ДНК к хромосомам клетки. Вирусная ДНК может оставаться подобно ллазмидам в клетке в автономном состоянии, реплицируясь вместе с клеточными хромосомами. При этом регуляция деления клеток не нарушается. Однако вирусная ДНК может включиться в одну или несколько хромосом клетки-хозяина. При таком исходе деление клеток становится нерегулируемым. Другими словами, инфицированные ДНК-содержащим вирусом клетки превращаются в раковые. Примером онкогенных ДНК-содержащих вирусов является вирус SV40, выделенный много лет назад из клеток обезьян. Онкогенное действие этих вирусов зависит от того, что отдельные вирусные гены действуют как онкогены, активизируя клеточную ДНК и побуждая клетки к вступлению в 8-фазу с последующим неконтролируемым делением. РНК-содержащие вирусы из-за включения их РНК в одну или несколько хромосом клетки-хозяина также обладают онкогенным действием. В геноме этих вирусов также есть онкогены, однако они существенно отличаются от онкогенов ДНК-содержащих вирусов тем, что в геноме клеток-хозяев присутствуют их гомологи в виде протоонкогенов. Когда РНК-содержащие вирусы инфицируют клетки, они «захватывают» в свой геном протоонкогены, которые представляют собой последовательности ДНК, контролирующие синтез белков (киназ, факторов роста, рецепторов факторов роста и др.), участвующих в регуляции клеточного деления. Однако известно, что существуют и другие способы превращения клеточных протоонкогенов в вирусные онкогены.

К настоящему времени установлено очень большое количество протоонкогенов. Примерами онкогенных РНК-содержащих вирусов являются вирус саркомы кур Рауса, а также вирусы сарком птиц, мышей, кошек, обезьян и других животных (табл. 1).

Данные об онкогенных вирусах имеют огромное значение не только для понимания многообразия жизни, но и для поисков эффективных путей лечения и профилактики злокачественных новообразований у человека и животных.

Наконец, как уже отмечено ВИЧ или HIV (Human immunodeficiency virus) способен вызвать СПИД или AIDS (acquired immunodeficiency syndrom), который в конечном итоге смертелен для человека. В отличие от других ретровирусов, ВИЧ в своем геноме содержит пять дополнительных открытых рамок чтения, которые кодируют белки, активирующие или репрессирующие вирусный белковый синтез и, возможно, другие функции. Летальный эффект этого вируса связан с тем, что, убивая специализированные хелперные клетки СДЧ (клетки Т), он повреждает иммунную систему человека, т. к. без этих клеток В-клетки не могут размножаться в ответ на поступление в организм нового антигена (см. § 96). Механизм инфицирующего и летального воздействия ВИЧ на клетки СДЧ в общем виде состоит в том, что при инфицировании клеток его капсидный белок связывается с трансмембранным клеточным белком, после чего вирусный капсид сливается с мембраной клетки, а вслед за этим вирусная РНК освобождается в клетку, где она после конверсии в двухцепочечную ДНК, включается в хромосому в качестве провируса. Белок, синтезируемый под контролем про-вируса, позволяет инфицированным Т-клеткам сливаться с неинфицированными Т-клетками, что ведет к гибели всех этих клеток. Следовательно, человек умирает от неспособности защититься иммунологически от тех инфекций, которые сами по себе не являются смертельными.

Впервые ВИЧ был выделен в 1959 г. в Заире, после чего второй случай выделения этого вируса (в США) датируется 1969 г. С тех пор был выделен ряд штаммов ВИЧ. Открытие ВИЧ позволило по-новому взглянуть на мир вирусов, с одной стороны, и на характер общения между людьми, с другой стороны.

Вирусы, растений также широко распространены в природе, вызывая болезни растений разной видовой принадлежности. Как уже отмечено, первым открытым вирусом оказался МБТ-вирус мозаичной болезни табака (рис. 41), повреждающий листья растений этого вида. Помимо вируса мозаичной болезни табака широко известны вирусы некроза табака, желтой карликовости картофеля, желтой мозаики репы, а также вирусы, поражающие многие другие культурные и дикие растения.

Форма вирусов растений в основном бывает палочковидной и округлой. Размеры вирусов палочковидной формы составляют 300-480 х 15 нм, а размеры тех, которые имеют округлую форму, равны 25-30 нм.

Основными путями передачи вирусов от больных растений к здоровым является физический контакт между растениями, прививки растений, перенос вирусов через почву, а также перенос насекомыми.

Вирусные болезни растений приносят значительный ущерб сельскому хозяйству.

Вирусы бактерий, или бактериофаги (фаги), поражают бактерии, принадлежащие к разным систематическим группам. В молекулярной биологии в начале ее развития выдающаяся роль в качестве экспериментальных моделей принадлежала бактериофагам так называемой Т-группы, к которым чувствительны клетки Е. coli. Эти бактериофаги сейчас

являются самыми изученными, и все, что известно о бактериофагах, обязано в основном Т-бактериофагам.

Бактериофаги Т-группы имеют форму барабанных палочек размером 100 х 25 нм. Их геном представлен ДНК. Они являются вирулентными фагами, т. к. после инфипирования ими бактериальных клеток последние лизируются с освобождением большого количества вновь синтезированных фаговых частиц.

В противоположность вирулентным фагам, известны так называемые фаги умеренного действия, или просто умеренные фаги. Типичным представителем таких фагов является фаг К, который тоже использовался и используется в качестве экспериментальной модели для выяснения многих вопросов молекулярной генетики. Фагу X присущи два важных свойства. Подобно вирулентным фагам он может инфицировать бактериальные клетки, размножаться вегетативно, продуцируя в клетках сотни копий и лизировать клетки с освобождением зрелых фагочастиц. Однако ДНК этого фага может включаться в бактериальную хромосому, превращаясь в про-фаг. При этом происходит так называемая лизогенизация бактерий, а бактерии, содержащие профаг, называют лизогенными. Лизогенные бактериальные клетки могут обладать профагом бесконечно долгое время, при этом не лизируясь. Лизис с освобождением новых фагочастиц отмечается после воздействия на лизоген-ные бактерии какого-либо фактора, например УФ-излучения, которое индуцирует развитие профага в фаг. Изучение лизогенных бактерий позволило получить ряд новых данных о роли разных белков в действии фаговых генов.

Бактериофаги используют в медицине в качестве лечебного и профилактического средства в случае отдельных бактериальных болезней.

По вопросу о происхождении вирусов высказывались разные предположения. Одни авторы считали, что вирусы являются результатом крайнего проявления регрессивной эволюции бактерий или других одноклеточных организ­мов. Гипотеза регрессивной эволюции не может объяснить разнообразия генетического материала у вирусов, некле­точной их организации, дисъюнктивного способа репро­дукции и отсутствия белок-синтезирующих систем. Поэ­тому в настоящее время эта гипотеза имеет скорее исто­рическое значение и не разделяется большинством вирусологов.

Согласно второй гипотезе вирусы являются потомками древних, доклеточных форм жизни - протобионтов, пред­шествовавших появлению клеточных форм жизни, с ко­торых и началась биологическая эволюция. Эта гипотеза также не разделяется в настоящее время большинством вирусологов, так как она не объясняет тех же вопро­сов, разрешить которые оказалась бессильной первая гипотеза.

Третья гипотеза предполагает, что вирусы произошли от генетических элементов клеток, ставших автономными, хотя не ясно, какие из этих элементов дали начало столь большому разнообразию генетического материала у виру­сов. Эта гипотеза, которую иронически назвали гипотезой «взбесившихся генов», находит наибольшее число сторон-" ников, однако не в том первоначальном виде, в каком она была высказана, так как и она не объясняет наличие у вирусов форм генетического материала (однонитчатая ДНК, двунитчатая РНК), отсутствующих в клетках,обра­зование капсида, существование двух форм симметрии и т. п.

Вероятно, вирусы действительно являются дериватами генетических элементов клеток, но они возникали и эволю­ционировали вместе с возникновением и эволюцией клеточ­ных форм жизни. Природа как бы испробовала на вирусах все возможные формы генетического материала (разные виды РНК и ДНК), прежде чем окончательно остановила свой выбор на канонической его форме - двунитчатой ДНК, общей для всех клеточных форм организмов, начиная от бактерии и кончая человеком. Будучи, с одной стороны, автономными генетическими структурами, с дру­гой стороны, неспособными развиваться вне клеток, виру­сы на протяжении миллиардов лет биологической эволю­ции проделали настолько разнообразные пути развития, что^ отдельные их группы не имеют преемственной связи между собой. По-видимому, разные группы вирусов воз­никали в исторически разные времена из разных генетических элементов клеток и поэтому существующие в на­стоящее время разные группы вирусов имеют полифиле-тическое происхождение, т. е. не имеют единого общего предка. Тем не менее, "универсальность генетического кода распространяется и на вирусы, свидетельствуя тем самым, что и они являются порождением органического мира земли.

Обмен веществ и энергии. Питание. Анаболизм. Катаболизм . Обмен веществ и энергии лежит в основе всех проявлений жизнедеятельности и представляет собой совокупность процессов превращения веществ и энергии в живом организме и обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой. Для поддержания жизнедеятельности в процессе обмена веществ и энергии обеспечиваются пластические и энергетические потребности организма. Пластические потребности удовлетворяются за счет веществ, используемых для построения биологических структур, а энергетические - путем преобразования химической энергии поступающих в организм питательных веществ в энергию макроэргических (АТФ и другие молекулы) и восстановленных (НАДФ Н - никотин-амид-адениндинуклеотидфосфат) соединений. Их энергия используется организмом для синтеза белков, нуклеиновых кислот, липидов, а также компонентов клеточных мембран и органелл клетки, для выполнения деятельности клеток, связанной с использованием химической, электрической и механической энергии. Обмен веществ и энергии (метаболизм) в организме человека - совокупность взаимосвязанных, но разнонаправленных процессов: анаболизма (ассимиляции) и катаболизма (диссимиляции). Анаболизм - это совокупность процессов биосинтеза органических веществ, компонентов клетки и других структур органов и тканей. Анаболизм обеспечивает рост, развитие, обновление биологических структур, а также непрерывный ресинтез макроэргических соединений и их накопление. Катаболизм - это совокупность процессов расщепления сложных молекул, компонентов клеток, органов и тканей до простых веществ (с использованием части из них в качестве предшественников биосинтеза) и до конечных продуктов метаболизма (с образованием макроэргических и восстановленных соединений). Взаимосвязь процессов катаболизма и анаболизма основывается на единстве биохимических превращений, обеспечивающих энергией все процессы жизнедеятельности и постоянное обновление тканей организма. Сопряжение анаболических и катаболических процессов в организме могут осуществлять различные вещества, но главную роль в этом сопряжении играют АТФ, НАДФ Н. В отличие от других посредников метаболических превращений АТФ циклически рефосфорилируется, а НАДФ Н - восстанавливается, что обеспечивает непрерывность процессов катаболизма и анаболизма. Обеспечение энергией процессов жизнедеятельности осуществляется за счет анаэробного (бескислородного) и аэробного (с использованием кислорода) катаболизма поступающих в организм с пищей белков, жиров и углеводов. В ходе анаэробного расщепления глюкозы (гликолиза) или ее резервного субстрата гликогена (гликогенолиза) превращение 1 моля глюкозы в 2 моля лактата приводит к образованию 2 молей АТФ. Лактат - промежуточный продукт обмена. В химических связях его молекулы аккумулировано значительное количество энергии. Энергии, образующейся в ходе анаэробного обмена, недостаточно для осуществления процессов жизнедеятельности животных организмов. За счет анаэробного гликолиза могут удовлетворяться лишь относительно кратковременные энергетические потребности клетки. В организме животных и человека в процессе аэробного обмена органические вещества, в том числе продукты анаэробного обмена, окисляются до конечных продуктов - С02 и Н20. Общее количество молекул АТФ, образующихся при окислении 1 моля глюкозы до С02 и Н20, составляет 25,5 моля. При окислении молекулы жиров образуется большее количество молей АТФ, чем при окислении молекулы углеводов. Так, при окислении 1 моля пальмитиновой кислоты образуется 91,8 моля АТФ. Количество молей АТФ, образующихся при полном окислении аминокислот и углеводов, примерно одинаково. АТФ играет в организме роль внутренней «энергетической валюты» и аккумулятора химической энергии клеток. Основным источником энергии восстановления для реакции биосинтеза жирных кислот, холестерина, аминокислот, стероидных гормонов, предшественников синтеза нуклеотидов и нуклеиновых кислот является НАДФ Н. Образование этого вещества осуществляется в цитоплазме клетки в процессе фосфоглюконатного пути катаболизма глюкозы. При таком расщеплении из 1 моля глюкозы образуется 12 молей НАДФ Н. Процессы анаболизма и катаболизма находятся в организме в состоянии динамического равновесия или временного превалирования одного из них. Преобладание анаболических процессов над катаболическими приводит к росту, накоплению массы тканей, а катаболических - к частичному разрушению тканевых структур, выделению энергии. Состояние равновесного или неравновесного соотношения анаболизма и катаболизма зависит от возраста. В детском возрасте преобладают процессы анаболизма, а в старческом - катаболизма. У взрослых людей эти процессы находятся в равновесии. Их соотношение зависит также от состояния здоровья, выполняемой человеком физической или психоэмоциональной деятельности.

Поступление питательных веществ в клетку

Поступление веществ в клетку и выделение продуктов обмена в окружающую среду происходит у микроорганизмов через всю поверхность тела путем осмоса или адсорбции. На интенсивность этих процессов оказывают различные факторы: разность концентрации питательных веществ в клетке и за ее пределами, а также проницаемость для них плоуменной оболочки.

Осмос представляет собой диффузию веществ в растворах через полупроницаемую мембрану.

Возникает осмос под действием разности осмотических давлений в растворах по обе стороны полупроницаемой мембраны. Величина осмотического давления раствора зависит от молярной концентрации растворенных в нем веществ.

Оболочка клетки проницаема и задерживает лишь микромалекулы. Цитоплазматическая мембрана клетки обладает полупроницаемостью: она является осмотическим барьером, регулируя поступление в клетку и выход из нее растворенных веществ. Вещества не растворимые в воде, белки, не могут быть использованы клеткой. Они могут проникнуть в нее лишь после расщепления на более простые, что происходит с помощью экзоферментов микробов.

Таким образом, при осмотическом проникновении пит.веществ в клетку движущей силой служит разность осмотических давлений между средой и клеткой. Такой пассивный перенос веществ не требует затраты энергии и протекает до выравнивания концентрации с наружным раствором.

Поступившие в клетку вещества включаются в реакцию конструктивного и энергетического обмена, концентрация некоторых из них будет ниже, чем в среде, и поступление данных веществ возможно до полного исчерпания их из субстрата.

Если микроорганизм попадает в субстрат, осмотическое давление которого выше, чем в клетке, то цитоплазма отдает воду во внешнюю среду. Питательные вещества в клетку не поступают, содержимое клетки уменьшается в объеме и протопласт отстает от клеточной оболочки. Это явление называется плазмолизом клетки.

При чрезмерном низком осмотическом давлении внешней среды может наступить плазмоптис клетки - явление обратное плазмолизу, когда вследствии высокой разности осмотических давлений цитоплазма переполняется водой и приводит к разрыву клеточной оболочки.

Второй путь поступления веществ в клетку - активный. Путем переноса их особыми, локализованными в цитоплазматической мембране веществами ферментной природы. Эти перегсчики, называемые пермеазами, обладают субстратной специфичностью.

Каждый транспортирует только определенное вещество. На внешней стороне цитоплазматической мембраны переносчик адсорбирует вещество вступает с ним во временную связь и отдает на внутренней стороне ее транспортируемое вещество в цитоплазму.

Фотосинтез и хемосинтез

Фотосинтез

Фотосинтез - процесс синтеза органических соедине­ний из неорганических веществ, идущий за счет энергии света (рис. 2.2).

Все живое современной биосферы зависит от этого процес­са. Фотосинтез делает энергию Солнца и углерод доступными для живых организмов и обеспечивает обогащение кислородом атмосферы Земли. Процесс фотосинтеза описывается суммар­ным уравнением

6СО2 + 6Н2О + солнечная энергия → С6Н12О6 + 6О2

Русский ученый К. А. Тимирязев показал, что для осу­ществления фотосинтеза необходим хлорофилл - вещество зелёного цвета, поглощающее солнечные лучи в красной и сине-фиолетовой частях спектра. У высших растений хлорофилл находится во внутренних мембранах хлоропластов - специ­ализированных органелл растительной клетки, где происхо­дят реакции фотосинтеза.

Фотосинтез протекает в две фазы - световую и темновую. (потовая фаза идет только на свету, при этом под действием спета молекулы хлорофилла теряют электроны и переходят и возбужденное состояние. Под влиянием положительно заря­женных молекул хлорофилла по уравнению

2Н20→4Н+ + О2 Т + 4е

происходит фотолиз воды с образованием молекулярного кис­лорода, электронов и протонов. Энергия солнечного излучения и световой фазе фотосинтеза используется хлоропластами для синтеза АТФ из аденозиндифосфата (АДФ) и фосфата, для восстановления НАДФ (никотинамидадениндинуклеотид-фосфата) до НАДФ Н2.

Углеводы, получавшиеся в процессе фотосинтеза, исполь­зуются далее как исходный материал для синтеза других орга­нических соединений.

Хемосинтез

Хемосинтез - синтез органических соединений из неорга­нических веществ с использованием химической энергии, выде­ляющейся в реакциях окисления неорганических веществ.

Процесс хемосинтеза открыт русским ученым-микробиоло­гом С. Н. Виноградским в 1887 г. Некоторые группы бактерий - нитрифицирующие, железобактерии, серобактерии способны накапливать освобождающуюся в процессах окисления энер­гию и затем использовать ее для синтеза органических веществ. Процесс хемосинтеза протекает без участия хлорофилла, для его осуществления не обязательно наличие света.

Например, нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до азотистой кислоты.

Освобождающаяся энергия накапливается в молекулах АТФ и используется для синтеза органических веществ, проте­кающего по типу реакций темновой фазы фотосинтеза. Хемо-синтезирующие бактерии играют важную роль в круговороте веществ. Нитрофицирующие бактерии способствуют накопле­нию в почве нитратов.

Тип Иглокожие (Echinodermata)

Иглокожие - древняя группа вторичноротых животных, наиболее примитивная и вместе с тем крайне своеобразная. Это морские животные, ведущие прикрепленный или малоподвижный образ жизни. Внешне иглокожие не похожи на других животных. Своеобразие их облика отражено в названиях иглокожих: морские звезды, морские лилии, змеехвостки, морские ежи, морские огурцы (рис. 384). Известно около б тыс. современных видов иглокожих, которые распространены во всех полносоленых морях на разных глубинах. Еще большее число видов иглокожих известно в ископаемом состоянии. Несмотря на большое морфоэкологическое многообразие, иглокожие имеют общий план строения и характеризуются следующими особенностями.

1. У иглокожих сочетается исходная билатеральная симметрия со вторичной - радиальной, чаще всего пятилучевой. Строение иглокожих таково, что через их тело можно провести только одну плоскость симметрии, проходящую через рот, анус и особую мадрепоровую пластинку. Но многие системы органов иглокожих радиально-симметричны. В процессе онтогенеза иглокожих наблюдается переход от билатеральной симметрии к лучевой, что отражает эволюционную направленность типа.
2. Иглокожие обладают внутренним известковым скелетом, который образуется в соединительнотканном слое кожи. Эта особенность отражена в названии типа. Скелет защищает тело иглокожих от хищников, механических повреждений, а также служит опорой для прикрепления внутренних органов. Скелетные производные могут участвовать в образовании особых двигательных органов: "суставчатых" лучей у морских лилий и офиур. Иглы морских ежей служат для защиты от врагов и для движения. Скелетные образования - педицеллярии, напоминающие по форме щипчики, очищают тело иглокожих от налипающих частиц.
3. Вторичная полость тела (целом) иглокожих представлена рядом систем органов, выполняющих разные функции. К производным целома относятся: внутренняя полость тела (собственно целом), амбулакральная и псевдогемальная системы, а также половой синус и полость гонад. Целомическая полость, в которой расположены внутренние органы, выполняет функцию гомеостаза внутренней среды, частично опорную функцию, особенно у видов с мягкими покровами, а также транспортную. Амбулакральная система - в основном двигательная. Она обеспечивает гидравлическое движение иглокожих на амбулакральных ножках, которые также служат для дыхания и подачи пищи ко рту. Псевдогемальная система сопровождает нервную систему и обеспечивает транспорт питательных веществ к нервным клеткам. Это узкоспециализированный участок целома. Половой синус и образующиеся из него гонады выполняют половую функцию.

Рис. 384. Иглокожие (по Барнсу): А, Б, В - морские звезды, Г - змеехвостка или офиура, Д - морской еж, Е - морской огурец, или голотурия, Ж - морская лилия

1. Кровеносная система лакунарного типа и у большинства иглокожих слабо развита.
2. Дыхание иглокожих осуществляется преимущественно всей поверхностью кожи. Для дыхания служат кожные жабры, амбулакральные ножки, щупальца. А у многих голотурий имеются еще особые "водные" легкие - производные задней кишки.
3. Специальных органов выделения у иглокожих нет. Особые клетки - амебоциты, продуцируемые железой осевого органа, поглощают из целома экскреты, которые затем удаляются через кожу.
4. Нервная система иглокожих примитивна и представлена тремя отделами, каждый из которых состоит из нервного кольца и отходящих от него радиальных нервных стволов. Органы чувств многообразны, но примитивны морфологически.
5. Большинство иглокожих раздельнополые. Половой диморфизм выражен слабо. Оплодотворение наружное.
6. Развитие с метаморфозом. Ранняя личинка всех иглокожих - диплеврула с двусторонней симметрией.

Имеются живородящие виды, у которых отсутствуют свободноплавающие личинки и развитие зародышей происходит в выводковых камерах самок.

Общая морфофункциональная характеристика иглокожих

Внешняя морфология . Размеры иглокожих колеблются от нескольких миллиметров до 2 м (голотурии). Форма тела разнообразна и может быть шаровидной, дискообразной, звездообразной, червеобразной или чашевидной с ветвистыми лучами. У иглокожих по-разному проявляется сочетание билатеральной и радиальной симметрии. У лилий, звезд, офиур и шаровидных ("правильных") ежей радиальная симметрия преобладает над билатеральной, а у голотурий, сердцевидных и плоских ("неправильных") ежей в большей степени выражена билатеральная симметрия.

Радиальная симметрия проявляется в повторяемости многих органов по секторам. Тело иглокожих состоит из радиальных секторов, число которых обычно кратно пяти; в каждом из них повторяются различные органы и структуры: лучи, ряды ножек, скелетных пластинок, гонады, печеночные выросты и др. Нарушения радиальной симметрии проявляются различным образом в разных группах иглокожих. Наличие одной мадрегюровой пластинки и одного осевого комплекса у звезд, офиур и ежей позволяет провести лишь одну плоскость симметрии через их тело. У голотурий радиальную симметрию нарушает наличие одной гонады, иногда развитие боковых выступов тела, недоразвитие амбулакральных ножек на спинной стороне. У многих лилий и у неправильных ежей асимметрично расположены анус и рот, что также позволяет провести через их тело лишь одну плоскость симметрии. Главная ось тела, соединяющая рот и анус, расположена по вертикали у звезд, офиур и правильных ежей. Рот у них обращен к субстрату. У голотурий ось тела горизонтальна субстрату; у них можно различить передний конец тела со ртом и задний - с анусом. У морских лилий ось тела петлевидно изогнута, при этом рот и анус находятся на верхней стороне тела по отношению к субстрату.

Покровы, скелет. Стенка тела иглокожих состоит из поверхностного ресничного эпителия, лежащего под ним соединительнотканного слоя кожи со скелетными элементами, мышц и подстилающего слоя целомического эпителия (рис. 385).

В наружном слое кожи, кроме обычных эпителиальных клеток с ресничками, имеются пигментные, железистые и чувствующие клетки. Движение ресничек эпителия обеспечивает токи воды по коже, служащие для кожного дыхания, очищения тела и подачи пищи ко рту. Железистые клетки выделяют слизь, иногда ядовитую, с защитными свойствами. У ежей могут быть ядовитые железы у основания игл. Пигментные клетки определяют окраску тела иглокожих, которая может быть криптической под фон грунта или яркой. По коже рассеяны осязательные, обонятельные сенсиллы. У некоторых иглокожих имеются глазки.

Кожные производные иглокожих многообразны. К ним относятся кожные жабры, околоротовые щупальца - у голотурий, выводковые камеры у живородящих видов.

В соединительнотканном слое кожи образуется внутренний известковый скелет мезодермального происхождения. Отдельные скелетные элементы первоначально формируются внутриклеточно, путем биокристаллизации. При этом в каждой клетке - склеробласте образуется трехлучевая игла. В дальнейшем иглы выпадают в межклеточное пространство, где продолжается их рост. Отдельные известковые элементы склеиваются и образуют решетчатые или целостные пластинки разнообразной формы, специфичной для каждого вида.

У большинства морских звезд скелет лучше развит на нижней - оральной стороне тела и представлен в каждом луче двумя рядами амбулакральных пластинок с отверстиями для ножек, по бокам от которых расположены по одному ряду адамбулакральных и по два ряда краевых пластинок. На аборальной поверхности тела звезд имеются лишь отдельные скелетные элементы, образующие решетчатое сплетение. Скелет большинства морских ежей сильно развит и образует сплошной панцирь из радиально расположенных парных рядов амбулакральных и интерамбулакральных пластинок (рис. 386). Сплошной панцирь характерен и для коротколучевых и шаровидных звезд, морских лилий. У офиур амбулакральные пластинки погружены внутрь лучей, и из них образуются суставчатые "позвонки", к которым прикрепляются мышцы. Это обеспечивает двигательную способность лучей у офиур. Подобное строение имеют лучи морских лилий. У голотурий скелет представлен отдельными мелкими скелетными элементами.

К скелетным образованиям относится мадрепоровая пластинка с мелкими порами, ведущими в каменистый канал амбулакральной системы. Мадрепоровая пластинка расположена в одном из интеррадиусов, чаще на аборальной стороне тела у звезд и ежей или на оральной - у офиур. У некоторых видов может быть пять мадрепоровых пластинок (некоторые лилии).

У иглокожих с сильно развитым скелетом, например у ежей, мышцы развиты слабее, а у голотурий, скелет которых представлен лишь отдельными пластинками, сильно развит кожно-мускульный мешок.

Своеобразными и уникальными скелетными производными иглокожих являются педицеллярии - "щипчики", которыми они очищают тело. Особенно их много у морских звезд и ежей.

Типы питания иглокожих. Пищеварительная система . Иглокожим свойственны четыре основных типа питания: зоофагия, фитофагия, детритофагия и сестонофагия. Типичными зоофагами (хищниками) являются морские звезды, питающиеся главным образом моллюсками и другими малоподвижными беспозвоночными. К фитофагам относится большинство морских ежей, соскабливающих водоросли со скального грунта. Детритофаги питаются органическими частицами и мелкими организмами, содержащимися в донном грунте. Этот тип питания типичен для большинства голотурий и офиур. Сестонофаги используют в пищу "дождь трупов" (сестон), т. е. оседающих из толщи воды мелких организмов, и частично ловят планктон. Сестоном питаются все морские лилии, ветвистолучевые офиуры - горгонцефалы и некоторые ветвистощупальцевые голотурии. Часть иглокожих сочетает несколько типов питания.

Пищеварительная система иглокожих разнообразна по морфофункциональным особенностям в связи с разными типами питания (рис. 387).

Рис. 387. Схема строения кишечника у разных иглокожих (из Догеля): А - цистодея, Б - голотурия, B - морская звезда, Г - офиура, Д - морской еж; 1 - рука, 2 - рот, 3 - анус, 4 - кишечник, 5 - амбулакральная система, 6 - мадрепоровая пластинка, 7 - полнев пузырь, 8 - амбулакральная ножка, 9 - щупальца, 10 - иглы

Кишечник большинства иглокожих состоит из трех отделов: переднего, среднего и заднего. Лишь у некоторых видов (офиуры) задняя кишка редуцирована. Степень развитости отделов кишечника варьирует у разных групп иглокожих. Как правило, у хищников кишечник короткий, а у фитофагов и большинства детритофагов, сестонофагов - длинный. Так, у хищных звезд кишечник представлен коротким пищеводом, большим складчатым желудком, в который впадает несколько пар (чаще пять) печеночных придатков, и короткой задней кишкой с двумя ректальными железками (рис. 388). В процессе питания звезда либо заглатывает добычу целиком, либо выворачивает желудок наружу и его стенками плотно охватывает жертву. Под влиянием пищеварительных соков, выделяемых стенкой желудка, пища распадается на мелкие частички, а затем поступает в печеночные придатки, где происходит внутриклеточное пищеварение. Непереваренные скелетные остатки жертв выбрасываются из желудка преимущественно через рот. Таким образом, у иглокожих сочетается полостное и внутриклеточное пищеварение.

Своеобразны адаптации к питанию у фитофагов. Шарообразные "правильные" ежи питаются главным образом растительной пищей в прибрежной полосе моря. У морских ежей имеется уникальный в животном мире жевательный аппарат - аристотелев фонарь, описанный известным древнегреческим ученым и мыслителем Аристотелем. Аристотелев фонарь представляет сложное скелетное радиально-симметричное образование, состоящее из 25 известковых пластинок, и по форме он напоминает китайский фонарик. В его состав входят пять вертикальных пластинок, которые заканчиваются зубами, выступающими из рта. По мере стирания зубов они нарастают с базальных концов. Фонарь растянут на мышцах, прикрепленных к стенкам панциря. Сокращение мышц приводит фонарь и зубы в движение. Зубы на концах покрыты эмалью и приспособлены к соскребанию и измельчению растительной и животной пищи, например зеленых, бурых водорослей, мшанок, гидроидов.

Сквозь фонарь проходит кишечник. Рот ведет в пищевод, который переходит в длинную среднюю кишку, делающую два полных оборота в полости тела: первый - по часовой стрелке, а второй в обратном направлении. Короткая задняя кишка открывается анусом на аборальном полюсе. Кишечник подвешен на брыжейке и туго набит пищей. Переваривание пищи происходит за счет ферментов, выделяемых стенкой средней кишки и фагоцитов.

Иглокожие-детритофаги отличаются тем, что имеют аппарат для собирания пищи со дна. Так, у голотурий вокруг рта находятся щупальца, которые могут сильно вытягиваться. Налипающие на них органические частицы они отправляют в рот. У неправильных ежей - детритофагов на нижней поверхности тела имеются ветвящиеся бороздки с ресничным

Рис. 389. Амбулакральная система морской звезды (из Кестнера): 1 - мадрепоровая пластинка, 2 - каменистый канал, 3 - осевой синус, 4 - оральное кольцо амбулакральной системы, 5 - радиальный канал, 6 - ампулы ножек, 7 - оральное кольцо псевдогемальной системы, 8 - половой столон

эпителием, по которым мелкие органические частицы транспортируются в рот.

Амбулакральная система иглокожих уникальна среди животного мира. Основная функция этой системы двигательная. Это одно из производных целома. Система состоит из околоротового кольцевого канала, от которого отходят радиальные каналы с боковыми канальцами (рис. 389, 390). Каждый боковой каналец заканчивается полой ножкой с ампулой. Ампулы находятся в полости тела, а ножки проходят через покровы и отверстия в известковых амбулакральных пластинках наружу. Ножки располагаются сдвоенными рядами в радиальных амбулакральных бороздках.

У большинства иглокожих (звезды, ежи, офиуры) от кольцевого канала амбулакральной системы в одном из промежутков между радиальными каналами (интеррадиусе) отходит непарный каменистый канал, открывающийся наружу мелкопористой мадрепоровой пластинкой.

Рис. 390. План строения морского ежа (по Хадорну): 1 - рот, 2 - "зуб" жевательного аппарата, 3 - нервное кольцо, 4 - скелет аристотелева фонаря, 5 - полнев пузырь, 6 - кольцо амбулакральной системы, 7 - каменистый канал, 8 - радиальный канал амбулакральной системы, 9 - нервный тяж, 10 - амбулакральная ножка, 11 - скелетная пластинка, 12 - игла, 13 – гонады

Связь амбулакральной системы с внешней средой через мадрепор обеспечивает регуляцию полостного давления, что особенно необходимо для животных - обитателей приливно-отливной зоны. У видов, не имеющих мадрепоровой пластинки (многие лилии, голотурии), связь амбулакральной системы с внешней средой осуществляется непосредственно через покровы или пористость скелета.

У ряда иглокожих на кольцевом канале амбулакральной системы в интеррадиусах располагаются особые резервуары - полиевы пузыри.

Амбулакральная система заполнена полостной жидкостью, близкой по составу к морской воде. Принцип двигательной функции системы - гидравлический. Сокращением ампул жидкость перегоняется в ножки, которые под ее напором сильно вытягиваются и присасываются к субстрату при помощи концевых присосок. Затем сокращается мускулатура ножек, а жидкость снова переходит в ампулы. Так передвигаются на многочисленных ножках с присосками звезды, ежи, голотурии. Сила присасывания ножек к субстрату велика и может достигать 4-5 кг/см 2 . Поэтому при помощи амбулакральных ножек звезды могут, например, раскрывать створки раковин моллюсков или доставать из грунта добычу. У морских лилий и офиур ножки без присосок и служат для дыхания и передачи пищи ко рту.

Псевдогемальная, или ложнокровеносная, система иглокожих также целомического происхождения. В эмбриогенезе она обособляется от общего целома. Синусы псевдогемальной системы имеют продольную перегородку, преставляющую собой мезентерий (брыжейку), в котором проходят лакуны кровеносной системы. Кровеносная система у большинства иглокожих развита слабо, и ее транспортную функцию в значительной мере выполняют целом и псевдогемальная система.

Псевдогемальная система состоит из околоротового (циркуморального) кольцевого канала, от которого отходят радиальные каналы (рис. 391). На аборальном полюсе также имеется кольцо псевдогемальной

системы с радиальными каналами. Оральное и аборальное кольца псевдогемальной системы связаны между собой особым осевым органом, который расположен рядом с каменистым каналом амбулакральной системы. Осевой орган состоит из двух синусов псевдогемальной системы, между которыми находится железистое образование с многочисленными лакунами кровеносной системы. В осевом органе продуцируются амебоидные клетки, выполняющие выделительную функцию.

Псевдогемальная система сопровождает нервную систему, которая также имеет радиальное строение. По синусам псевдогемальной системы происходит транспорт питательных веществ к нервным клеткам.

Кровеносная система лакунарного типа. Лакуны кровеносной системы представляют собой остаток первичной полости тела. Они расположены в перегородке (мезентерий) псевдогемальной системы и поэтому имеют сходное с ней расположение. Имеются кольцевые и радиальные лакуны кровеносной системы на оральной и аборальной сторонах тела, связанные между собой осевым органом. Веточки кровеносной системы отходят к гонадам и другим органам. Наиболее хорошо развита кровеносная система у голотурий. Основная функция кровеносной системы иглокожих - транспортная, как и у псевдогемалъной системы.

Дыхание у большинства иглокожих осуществляется через кожу. У морских звезд и ежей на аборальной стороне тела имеются кожные жабры, представляющие собой выпячивания стенки тела. Они имеют форму сосочков, кустиков. Роль кожных жабер выполняют также тонкостенные амбулакральные ножки, а также околоротовые щупальца голотурий.

Специфично дыхание у некоторых зарывающихся голотурий. Роль водных "легких" у них выполняют задняя кишка или особые парные выпячивания задней кишки. Голотурии выставляют задний конец тела из грунта, и через анальное отверстие вода поступает в заднюю кишку и в ее отростки, где и происходит газообмен. Ритмические дыхательные движения задней кишки обеспечивают "вдох" - поступление воды в кишечник и "выдох" - ее выталкивание.

Выделительную функцию у иглокожих выполняют амебоциты, находящиеся в целомической полости. Амебоциты захватывают из целома экскреты, а затем выводят их через покровы наружу. Чаще всего амебоциты с экскретами выходят через стенки кожных жабер. Возобновление амебоидных клеток происходит в осевом органе и в особых тидема-новых железах, которые располагаются на амбулакральном кольце по бокам от полиевых пузырей. Частично жидкие продукты диссимиляции поступают в амбулакральную и псевдогемальную системы.

Осевой комплекс органов представляет совокупность образований, проходящих по вертикали от мадрепоровой пластинки к оральной стороне тела (у звезд, ежей и офиур). В состав осевого комплекса входят каменистый

канал с мадрепоровой пластинкой, два синуса псевдогемальной системы, осевой орган с лакунами кровеносной системы и половой синус. Осевой комплекс обычно один и потому нарушает радиальность строения иглокожих. Исключение составляют некоторые лилии с пятью осевыми комплексами.

Нервная система и органы чувств . Нервная система иглокожих имеет радиальное строение. Она состоит из нервных тяжей, в состав которых входят как нервные клетки, так и аксоны, что свидетельствует о примитивности строения нервной ткани иглокожих, у которых еще не произошла дифференциация ганглиев.

У морских звезд наиболее развита нервная система на оральной стороне тела. Она представлена околоротовым.нервным кольцом, залегающим в наружном эпителии, и радиальными нервными тяжами, число которых равно числу лучей. Это эктоневральная нервная система. Глубже эктоневральной системы находится слабее развитая гипоневральная система, состоящая также из кольца и нервных тяжей. На аборальной стороне тела имеется еще одна радиальная нервная система - периневральная. Таким образом, нервная система иглокожих складывается как бы из трех "этажей" или отделов, каждый из которых выполняет особую функцию. Сходное строение имеет нервная система и у других иглокожих. Эктоневральная система регулирует движение лучей, амбулакральных ножек, гипоневральная - функции внутренних органов, а периневральная - органы чувств. Все три отдела нервной системы функционально взаимосвязаны и обеспечивают целостность функций организма (рис. 392).

Органы чувств иглокожих многообразны, но примитивны по строению. Диффузно распределены по коже различные чувствующие клетки, выполняющие функции осязания, химического чувства. Их особенно много на амбулакральных ножках, концах лучей у звезд и офиур, на околоротовых щупальцах голотурий. Светочувствительные клетки также многочисленны у всех иглокожих, однако специальные органы зрения - глазки имеются у немногих. У морских звезд глазки расположены на концах лучей, у ежей - на аборальном полюсе на пяти глазных пластинках вокруг ануса. Глазки имеются и у некоторых голотурий. Отоцисты - органы равновесия известны для некоторых глубоководных голотурий.

Рис. 392. Нервная система морской звезды (из Догеля): 1 - эктоневральная, 2 - гипоневральная, 3 - периневральная

Половая система, размножение . Большинство иглокожих раздельнополы, но половой диморфизм слабо выражен. У большинства видов имеется пять пар гонад, или их больше в соответствии с порядком радиальной симметрии. Парные отверстия половых протоков открываются в интеррадиусах - у звезд, офиур, лилий. У морских ежей протоки каждой пары гонад сливаются и открываются непарным половым отверстием на одной из половых пластинок, окружающих анус. Радиальность строения половой системы нарушается у неправильных ежей, у которых сохраняется лишь одна пара гонад. А у голотурий имеется лишь одна непарная гонада.

Оплодотворение наружное. Иглокожие обычно живут большими скоплениями и в период размножения выпускают половые продукты в воду, где и происходит оплодотворение. Из них развиваются планктонные личинки. В некоторых случаях оплодотворенные яйца развиваются в особых карманах на теле матери - выводковых камерах. Это живородящие виды, у которых из выводковых камер выходит вполне сформировавшаяся молодь. Некоторое время молодые животные держатся на теле матери. Так проявляется забота о потомстве у некоторых звезд, ежей, голотурий.

У иглокожих хорошо выражена способность к регенерации, особенно у звезд, офиур, голотурий. Из отчлененного луча звезды с частью диска может восстановиться все тело. Некоторые виды звезд, офиур и голотурий могут размножаться бесполым путем в результате распадания материнского тела на отдельные части, из которых развиваются дочерние особи.

Иглокожим свойственно явление аутотомии (самокалечение) с последующей регенерацией. При опасности со стороны хищников звезды и офиуры могут отламывать свои лучи, а голотурии отчленяют заднюю часть туловища или выбрасывают через анальное отверстие все внутренности.

Эмбриональное и постэмбриональное развитие иглокожих . Развитие иглокожих происходит со сложным метаморфозом.

Оплодотворенные яйца претерпевают полное радиальное дробление. Развитие зародыша детерминированное. Уже на фазе зиготы заметны границы трех слоев цитоплазмы, из которых в дальнейшем образуются экто-, энтодерма и мезенхима (рис. 393, 1). Первые три деления зиготы равномерные. Но уже на фазе 16 бластомеров на анимальном полюсе различимы восемь средних по размеру клеток, представляющих зачаток эктодермы; четыре крупные клетки, из которых развивается энтодерма, и четыре микромера на вегетативном полюсе - будущая мезенхима (рис. 393, 4).

Дальнейшее дробление клеток приводит к образованию бластулы с ресничками. На этой фазе развития начинает образовываться личиночная мезенхима путем иммиграции клеток - потомков микромеров внутрь бластоцеля (рис. 393, 6).

Следующий этап в эмбриональном развитии иглокожих - это образование гаструлы путем инвагинации на вегетативном полюсе. Образуется двуслойный зародыш с бластопором, из которого затем формируется анальное отверстие (рис. 393, 7).

Далее происходит энтероцельная закладка мезодермы путем отшнуровывания целомических мешков от первичной энтодермальной кишки. Этот процесс может происходить по-разному в различных группах иглокожих. В одних случаях отшнуровывается концевой участок первичной кишки, который затем распадается на два боковых целомических мешка, а каждый из последних потом перешнуровывается еще на три мешка (рис. 394). В других случаях три пары целомических мешков отшнуровываются самостоятельно из боковых выпячиваний кишечника. Но в итоге всегда

Рис. 393. Эмбриогенез морского ежа (из Натали): 1-4 дробление, 5 - бластула, 6 - начало иммиграции клеток мезенхимы, 7 - гаструла

образуются три пары целомических мешков, расположенных справа и слева от кишечника по главной оси тела. Затем на анимальном полюсе образуется эктодермальное впячивание - зачаток передней кишки, который соединяется с первичной энтодермальной кишкой зародыша. Кишечник становится сквозным. Бластопор на вегетативном полюсе приобретает функцию ануса, а из отверстия кишечника на анимальном полюсе образуется вторичный рот.

Так завершается образование первой личиночной фазы развития - диплеврулы, имеющей сходное строение у всех иглокожих. Диплеврула удлиненно-овальной формы, выпуклая со спинной стороны и слегка вогнутая с брюшной. Рот и анус располагаются на брюшной поверхности. Около рта располагается венчик ресничек. Диплеврула характеризуется билатеральной симметрией. Это свидетельствует о происхождении иглокожих от билатерально-симметричных животных с метамерным целомом.

В последующем развитии диплеврула преобразуется во вторую личиночную фазу, которая различается у разных классов иглокожих. Так, у ежей образуется личинка - эхиноплутеус, у офиур - офиоплутеус, у звезд - бипиннария, у голотурий - аурикулярия, а у лилий - долиолярия. Почти у всех этих личинок имеются радиальные отростки, окаймленные ресничным шнуром. У некоторых иглокожих образуется еще несколько личиночных фаз. У живородящих видов свободноплавающих личинок нет.

Метаморфоз - превращение личинок во взрослую фазу сопровождается у иглокожих кардинальными изменениями плана строения, типа симметрии, внешней формы и внутренней организации (катастрофический метаморфоз).

Из эктодермы образуются кожный эпителий, нервная система, органы чувств, передняя и задняя кишка. Личиночная мезенхима дает начало соединительнотканному слою кожи, скелету и мускулатуре. Энтодермальной остается лишь средняя кишка и ее производные.

Сложно преобразуется целом. Из задней пары целомических мешков формируется целомическая полость взрослого животного. Два правых передних мешка, как правило, редуцируются. Из передних левых мешков образуется главным образом амбулакральная система. Исходно эти мешки соединены между собой, а передний из них открывается гидропорой наружу. В дальнейшем развитии оба слитных мешочка подковообразно изгибаются, охватывают переднюю кишку и образуют кольцевой канал амбулакральной системы. На кольцевом канале возникают пять карманообразных выпячиваний, которые затем сильно вытягиваются и образуют радиальные каналы с амбулакральными ножками. Из части переднего мешочка с гидропорой формируется каменистый канал с мадрепоровой пластинкой.

Около каменистого канала из части общего целома образуются осевой орган, псевдогемальная система и половой синус - зачаток будущей половой системы. В перегородке каналов псевдогемальной системы из остатков первичной полости тела возникает кровеносная система.

Дальнейший метаморфоз личинок во взрослую форму связан с перемещением главной оси тела. Так, у звезд и ежей мадрепор, ранее находившийся около рта, оказывается рядом с переместившимся анусом на бывшей спинной стороне тела, а рот занимает центральное положение на брюшной стороне Таким образом, спинная сторона тела становится аборальной, а брюшная - оральной. При этом развивается радиальная симметрия в строении почти всех систем органов.

Из краткого описания развития иглокожих можно заключить, что наиболее характерными особенностями их эмбриогенеза являются радиальное детерминированное дробление, энтероцельная закладка мезодермы, образование вторичного рта В процессе постэмбрионального развития иглокожих образуется личинка диплеврула с билатеральной симметрией, а в дальнейшем она преобразуется в другие типы личинок с элементами радиальности строения (рис 395). Формирование взрослого животного из личинок происходит катастрофически, с преобразованием билатеральной симметрии в радиальную с перемещением главной оси тела.

Среди всех животных только у иглокожих происходит неоднократная смена типов симметрии в онтогенезе: от радиальной на ранних фазах (бластула, гаструла) к билатеральной (диплеврула) и снова к радиальной - у взрослых форм.

Обзор морфофункциональных особенностей иглокожих показывает, что в организации типа своеобразно сочетаются прогрессивные черты вторичноротых животных с примитивностью строения многих систем органов: нервной, кровеносной, половой. У иглокожих отсутствуют специальные органы дыхания, выделения. О их примитивности свидетельствуют и такие особенности, как преобладание внутриклеточного пищеварения над полостным, способность к бесполому размножению.

Своеобразие типа иглокожих проявляется в наличии уникальных систем органов: амбулакральной, псевдогемальной, сложного кожного скелета. Специализация к малоподвижному образу жизни выражается в радиальной симметрии, защитных приспособлениях (скелет, ядовитые железы, аутотомия), способах движения на амбулакральных ножках, иглах, лучах, в адаптациях к питанию, наличии расселительных стадий развития.

Тип Иглокожие (Echinodermata) подразделяется на два подтипа, которые включают пять современных классов:

Подтип Прикрепленные (Pelmatozoa)

Класс Морские лилии (Crinoidea) Подтип Подвижные (Eleutherozoa)

Класс Морские звезды (Asteroidea)

Класс Офиуры (Ophiuroidea)

Класс Морские ежи (Echinoidea)

Класс Голотурии (Holothurioidea)

Подтипы резко отличаются по внешней морфологии. Прикрепленные постоянно или временно прикрепляются к субстрату и обращены ртом вверх в связи с поглощением пищи из толщи воды. Подвижные передвигаются по дну и добывают пищу на поверхности или в толще грунта. Их тело обращено ртом к субстрату, или они передвигаются передним - ротовым концом тела вперед.