Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Царство Животные. Онтогенез. Гипотезы происхождения многоклеточных




Царство животных очень многообразно, оно самое многочисленное, насчитывает около 2 млн. видов. Животные, живущие на Земле, разнообразны по размеру и форме тела: это и синий кит, масса которого достигает 150 тыс. тонн, и микроскопическая одноклеточная амеба.

Несмотря на различия в формах и размерах, все животные имеют общие признаки – клеточное строение и способность к питанию, дыханию, росту, развитию и размножению – как и другие живые организмы, но у животных есть и особые признаки, которые не свойственны другим организмам.

У животных много общих черт с представителями других царств. Например, животные и растения имеют клеточное строение, сходный химический состав (углеводы, липиды, белки, нуклеиновые кислоты, АТФ и др.), многие общие свойства (обмен веществ, наследственностъ, изменчивость, раздражимость).

Однако животным свойственны особые черты организации, которые отличают их от растений. Наиболее глубокое различие заключается в характере питания этих организмов: растения — автотрофы, а животные — гетеротрофы. Подавляющее большинство животных — подвижны, им присущи сложные поведенческие реакции, отсутствующие у растений. Однако среди них есть прикрепленные и малоподвижные формы, распространение которых осуществляется подвижными личинками.

 

Рост большинства животных имеет ограничение и осуществляется преимущественно только в определенный период их развития. Лишь немногие из них (некоторые раки, крокодилы, черепахи) растут на протяжении всей жизни.

Клетки животных, в отличие от растений, не имеют клеточной стенки, пластид, вакуолей. Запасной углевод— гликоген, а конечные продукты азотистого обмена —аммиак, мочевина, мочевая кислота.

 

Мир животных велик и разнообразен. К настоящему времени описано более 1,5 млн. видов животных, приспособленных к жизни на поверхности суши, почве, пресной и морской воде, в воздушной среде.

Значение животных а природе огромно. Как потребители готового органического вещества, т. е. консументы, они являются важнейшими звеньями цепей и сетей питания. В результате процессов жизнедеятельности и подвижности животные потребляют, перераспределяют в биосфере огромные количества вещества и энергии и благодаря этому ускоряют течение биологического круговорота веществ, причем колесо биологического круговорота «крутится» тем быстрее, чем меньше размеры животного.

 

Велика роль животных (в особенности насекомых) как опылителей цветковых растении, распространителей семян и плодов. Неоспорим их вклад в почвообразовательные процессы (черви, личинки насекомых, роющие грызуны), в формирование ландшафтов (роющие животные, копытные, бобры).

 

Значительная роль животных в жизни человека связана прежде всего с использованием многих видов в качестве объектов питания и поставщиков разнообразных форм сырья. Животная пища обогащает рацион человека высококалорийными, легко усвояемыми полноценными белками. Ее поставщиками являются различные виды ракообразных, моллюсков, рыб, охотничье-промысловые и разводимые человеком домашние животные. Пушно-меховое сырье поставляют многие виды зверей: соболь, куница, белка, бобр, песец, калан, котик. Натуральный шелк человек получает в результате разведения тутового шелкопряда. Поставщиками ценного лекарственного сырья являются пчелы, змеи. Железы некоторых животных используют при производстве гормональных препаратов. Многие животные незаменимы для человека как средство передвижения и на физических работах (лошадь, верблюд, олень, буйвол, слон). Некоторые представители животного мира используются в качестве лабораторных объектов при проведении учебных и экспериментальных работ, являются объектами научных исследований (амебы, инфузории, жуки, насекомые, лягушки, голуби, крысы, мыши, морские свинки, кошки, собаки и др.).

 

Велика и отрицательная роль некоторых видов животных для человека. Так, многие виды насекомых-вредителей, клещей, грызунов в период массового размножения причиняют большой ущерб сельскохозяйственным культурам, снижая их продуктивность и качество. Ряд видов животных являются возбудителями болезней (паразитические простейшие, черви, членистоногие), переносчиками возбудителей болезней человека и животных (мухи, собачий клещ и др.). Яд некоторых животных опасен для

Животный мир оказывает огромное влияние на жизнь биосферы и поэтому требует пристального внимания к проблемам его охраны. Разрушение среды обитания и загрязнение биосферы наносит непоправимый ущерб всему живому. Многие виды животных в результате прямого истребления и ряда косвенных причин уже исчезли. Значительной части животных угрожает такая же участь, о чем свидетельствует перечень видов, занесенных в Красные книги. Человек должен приложить немало усилий и материальных средств для спасения генофонда животного мира нашей планеты.

 

Согласно современной системе, царство Животные подразделяют на два подцарства: Одноклеточные, или Простейшие, и Многоклеточные.

Подцарство простейших (одноклеточных)

 

Морфологически простейшее — клетка, функционально — организм. Отсюда следует двойственность их природы. Функции органов и тканей у простейших несут отдельные участки клеток—органеллы. К простейшим относятся около 15000 видов, среди которых есть морские, пресноводные, сухопутные и паразитические формы.

К одноклеточным, или простейшим, относятся животные, тело которых состоит из одной клетки, но эта клетка - целостный организм, ведущий самостоятельное существование. Такая клетка - организм может существовать самостоятельно, так как она, способна к обмену веществ, саморегуляции, приспособлена к окружающей среде, размножается и имеет жизненный цикл.

 

Подцарство многоклеточных

 

Все остальные животные принадлежат полцарству многоклеточных. Напомним, что у растений нет резкой грани между одноклеточностью и многоклеточностью. Многоклеточность неоднократно возникает независимо друг от друга в разных типах растений. У животных, однако, эта грань выражена резко.

 

Животные отличаются от растений и грибов тем, что:

 

► питаются готовыми органическими веществами;

► не способны к фотосинтезу;

► подавляющее большинство способно перемещаться и совершать различные активные движения;

► имеются системы органов: пищеварительная, дыхательная, нервная, выделительная, опорно-двигательная.

Размножаются многоклеточные в основном половым путем, у примитивных многоклеточных – вегетативное и бесполое размножение. У некоторых животных происходит партеногенез (однополое, девственное размножение).

 

По признаку отсутствия или наличия внутреннего скелета, животные подразделяются на две группы: беспозвоночные и позвоночные. Самыми высокоорганизованными животными являются птицы и млекопитающие.

Животные адаптированы к средам обитания:

• наземно-воздушной — млекопитающие, птицы, рептилии, амфибии, брюхоногие моллюски, пауки, насекомые;

• почвенной — черви, многоножки, медведки, первично-бескрылые насекомые;

• водной — рыбы, водные млекопитающие, ракообразные, моллюски, иглокожие, черви — полихеты, пиявки;

• паразитизму в других организмах — простейшие, плоские и круглые черви, членистоногие.

 

Современная классификация животных позволяет определить место каждого вида в системе животного мира. Основные таксоны для классификации: тип, класс, отряд, семейство, род, вид.

Онтогенез – это индивидуальное развитие организма от момента образования зиготы до смерти. В ходе онтогенеза проявляется закономерная смена фенотипов, характерных для данного вида.

 

Различают два типа онтогенеза:

1. Прямой:

– неличиночный (рыбы, птицы, пресмыкающиеся, яйцеклетки богаты питательными веществами, значительная часть онтогенеза в яйце во внешней среде)

– внутриутробный (млекопитающие, обеспечение жизненных функций и развития зародыша материнским организмом через плаценту, роль провизорных органов).

2. Непрямой – когда организм проходит через стадию личинки – зародыша, способного к самостоятельному существованию (насекомые, амфибии, иглокожие), для этого типа онтогенеза характерен метаморфоз – превращение в зрелую особь. Метаморфоз:

– неполный (яйцо-личинка-имаго) – свойствен тараканам, саранчовым, клопам. У этих насекомых из яйца выходит личинка, похожая на взрослое насекомое (нимфа) и после каждой линьки происходит постепенный рост имеющихся крыльев и органов размножения. У стрекоз и подёнок личинки живут в водной среде, дышат жабрами и лишены крыльев. При метаморфозе они превращаются в крылатых насекомых, дышащих с помощью дыхалец.

 

– полный (яйцо-личинка-куколка-имаго): у бабочек, жуков, комаров, пчёл, мух и др. развитие протекает с полным метаморфозом, когда питание осуществляется на стадии личинки, а расселение и размножение – на взрослой стадии. При этом в ходе превращений происходит последовательная смена не похожих друг на друга форм: из яйца вылупляется червеобразная личинка, которая после нескольких линек превращается в малоподвижную куколку, а из куколки выходит крылатое взрослое насекомое с тремя парами конечностей. У двоякодышащих рыб личинка, имеющая наружные жабры, превращается во взрослую особь с жабрами, лежащими в полости тела, а также имеющую лёгкое.

У земноводных похожий на малька рыб головастик, обитающий в воде, превращается в лягушонка с лёгкими, конечностями, костными зубами, который выходит на сушу.

Этапы онтогенеза:

 

1. Пренатальный (дородовой, эмбриональный) – от образования зиготы до выхода из яйцевых оболочек или рождения; организм не способен к самостоятельному существованию, развивается внутри материнского организма и полностью зависит от него.

 

Стадии:

– зиготы;

– бластулы – стадия развития многоклеточного зародыша после дробления зиготы (митотического деления с самоудвоением ДНК, но без роста клеток). Все ядра клеток-бластомеров диплоидные, с абсолютно одинаковой генетической информацией. Обычно бластула состоит из 64 бластомеров. Зигота в процессе бластуляции не увеличивается в размерах, увеличивается число клеток, из которых она состоит; образуется однослойный зародыш, покрытый бластодермой, формируется первичная полость тела – бластоцель;

– гаструлы – стадия образования зародышевых листков – эктодермы, энтодермы (у двухслойных кишечнополостных и губок) и мезодермы (у трехслойных многоклеточных животных). У кишечнополостных животных на этой стадии формируются специализированные клетки, такие как стрекательные, половые, кожно-мускульные и т.д. Процесс образования гаструлы называется гаструляцией.

– Нейрулы – стадии закладки отдельных органов.

– Гисто– и органогенеза – стадии появления специфических функциональных, морфологических и биохимических различий между отдельными клетками и частями развивающегося зародыша. У Позвоночных животных в органогенезе можно выделить:

а) нейрогенез – процесс формирования нервной трубки (головного и спинного мозга) из эктодермального зародышевого листка, а также кожного покрова, органов зрения и слуха;

б) хордогенез – процесс формирования из мезодермы хорды, мышц, почек, скелета, кровеносных сосудов;

в) процесс формирования из энтодермы кишечника и связанных с ним органов – печени, поджелудочной железы, легких. Последовательное развитие тканей и органов, их дифференцировка происходит благодаря эмбриональной индукции – влиянию одних частей зародыша на развитие других частей. Это связано с деятельностью белков, которые включаются в работу на определенных стадиях развития зародыша. Белки регулируют активность генов, определяющих признаки организма. Таким образом, становится понятным, почему признаки определенного организма появляются постепенно. Все гены никогда не включаются в работу вместе. В конкретное время работает лишь часть генов.

2. Постнатальный (послеродовой, постэмбриональный) – с момента рождения до смерти; самостоятельное питание, передвижение и т.д.

Важнейшим событием онтогенеза является возможность осуществления размножения, по этому признаку выделяют следующие периоды постнатального этапа онтогенеза:

– дорепродуктивный (особь не способна к размножению) подразделяют на эмбриональный и ювенильный;

– репродуктивный (наиболее стабильное состояние);

– пострепродуктивный – связан со старением, характерно прекращение участия в размножении, устойчивость снижается. Различают внешние признаки старости (снижение эластичности кожи, поседение волос, развитие дальнозоркости) и внутренние (обратное развитие органов, снижение эластичности кровеносных сосудов, нарушение кровоснабжения мозга, деятельности сердца и др.). Все это приводит к снижению жизнеспособности и повышению вероятности гибели.

Постэмбриональный период человека подразделяется на следующие периоды:

 

– грудничковый (от рождения до 4 недель);

– грудной (от 4 недель до года);

– дошкольный (ясельный, средний, старший);

– школьный (ранний, подростковый);

– репродуктивный (молодой до 45 лет, зрелый до 65 лет);

– пострепродуктивный (пожилой до 75 лет и старческий – после 75 лет).

Онтогенез - индивидуальное развитие организма, состоит из 3 периодов:

Прогенез - созревание гамет и их слияние с образованием зиготы.

Эмбриональный период (или эмбриогенез) – с момента образования зиготы до рождения или выхода организма из яйцевых оболочек. Этапы эмбриогенеза: дробление, в результате которого образуется бластула; гаструляция, в процессе которой возникают зародышевые листки (эктодерма, энтодерма и мезодерма); образование тканей и органов. Способ дробления зиготы зависит от количества желтка и характера его распределения в цитоплазме яйцеклетки. Различают полное и неполное дробление. Полное дробление может быть равномерным и неравномерным, а неполное – дискоидальным и краевым. Процесс гаструляции осуществляется разными способами и зависит от строения бластулы, т.е., в конечном счете, от количества желтка в яйцеклетке. Для гаструляции характерны перемещения и дифференцировка клеток, в результате чего образуется двух- или трехслойный зародыш. После завершения гаструляции происходит развитие осевого комплекса: хорды, нервной трубки, туловищной мезодермы; стадия нейрулы. Процесс дифференцировки клеток определяется многими механизмами, среди которых важную роль играет эмбриональная индукция.

Постэмбриональный период начинается после рождения или выхода организма из яйцевых оболочек. В нем различают прямое развитие, которое проходит без личиночной стадии, и непрямое развитие, при котором имеется личиночная стадия, заканчивающаяся превращением (метаморфозом) во взрослую особь.

Происхождение многоклеточных животных

Относительно происхождения многоклеточных животных существует несколько гипотез. Гипотезы подразделяются на две группы: колониальные и полиэнергидные.

Колониальные гипотезы базируются на признании предками многоклеточных колониальных простейших. Ими являются:

1. Гипотеза «гастреи» Э.Геккеля (1874 г.). В процессе эволюции происходит впячивание стенки однослойного бластулоподобного предка.

Такой двухслойный организм плавал, питался и стал предком кишечнополостных животных.

2. Гипотеза «плакулы» О.Бючли (1884 г.). Согласно его представлениям предком была пластинчатая колония одноклеточных

животных. Путем расщепления пластинки на два слоя возникает плакула, а гастрея образуется путем прогибания двухслойной пластинки.

3. Гипотеза «фагоцителлы» И.И.Мечникова (1882г.). Многоклеточные возникли из колоний жгутиконосцев, образование

внутреннего пласта происходит вследствие вползания отдельных клеток стенки колонии в ее внутреннюю полость. Этот процесс связан с внутриклеточным пищеварением. Такой организм напоминает паренхимулу губок.

4. Гипотеза «синзооспоры» А.А.Захваткина (1949г.). Многоклеточные возникли из колониальных простейших с голозойным

типом питания и имели гаметическую редукцию хромосом. Фагоцителла И.И.Мечникова является личинкой многоклеточного – синзооспорой. Взрослые являлись сидячими колониальными животными, подобными губкам.

5. А.В.Иванов (1967г.) за основу принимает гипотезу фагоцителлы. Предком многоклеточных является колония воротничковых жгутиконосцев с голозойным способом питания. Моделью фагоцителлы является трихоплакс. Фагоцителла дала начало двум типам: губкам и пластинчатым животным.

Полиэнергидные гипотезы.

1. Гипотеза «целлюляризации» И.Хаджи (1963г.). Впервые высказана Иорингом. Многоклеточные животные возникли изодноклеточных полиэнергидных животных (типа инфузорий) путем образования клеточных границ вокруг ядер и прилегающих к ним участков цитоплазмы.

 







Дата добавления: 2015-06-12; просмотров: 778. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия