Царство Animalia (животные)
Биология — Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. 1 том — 2013
- 2.8.3. Тип Platyhelminthes (плоские черви)
- 2.8.4. Тип Nematoda (нематоды, или круглые черви)
- 2.8.5. Тип Annelida (аннелиды, или кольчатые черви)
- 2.8.6. Тип Arthropoda (членистоногие)
2.8.1. Эволюционные тенденции
Животные составляют одну четвертую часть царства эукариот (рис. 2.4). Все они многоклеточные, поскольку одноклеточные организмы, подобные животным, относятся к царству Protoctista. От растений животные отличаются тем, что они не автотрофны, а гетеротрофны. От грибов, тоже многоклеточных гетеротрофных эукариот, животные отличаются способом добывания пищи. Грибы можно охарактеризовать, как организмы, всасывающие пищу, животных же — как организмов, заглатывающих пищу. Грибы переваривают пищу вне организма и затем всасывают образующиеся после переваривания продукты, у животных же питание обычно включает заглатывание пищи (т. е. прием пищи внутрь организма) с последующим ее перевариванием внутри тела. Вся непереваренная пища выделяется (выбрасывается из тела). В процессе эволюции у животных выработался ряд различных стратегий пищевого поведения, а именно хищничество, растительноядность, всеядность и паразитизм. И если грибы в буквальном смысле слова растут на своей пище, то животным нередко приходится ее искать. В этом случае они должны обладать способностью к локомоции, чтобы перемещаться из одного места в другое, а это в свою очередь требует наличия высокоразвитой нервной системы, органов чувств и эффекторов. Кроме того, локомоция крупных животных требует наличия мышц и скелета, выполняющих к тому же еще и опорную функцию. При изучении животных необходимо учитывать эволюционные тенденции, обусловливавшие появление все более и более сложных уровней организации в строении тела. Только у одной группы животных, у губок (рис. 2.46), не произошло образования настоящей ткани (табл. 2.12), но у всех других животных ткани образуются.
Тканью называют группу клеток, часто схожих по строению и происхождению, и работающих совместно для выполнения какой-либо специальной функции. При этом возможно образование различных тканей, каждая из которых выполняет свою особую функцию. Приобретение тканью своей особой функции называют дифференцировкой. Этот же принцип действует и на субклеточном уровне, где различные клеточные органеллы специализированы для выполнения различных функций. Разделение труда, как правило, повышает эффективность работы. Существуют более высокие уровни организации, чем ткани. Несколько работающих совместно тканей образуют орган, например желудок; группа же работающих совместно органов образует систему, такую, в частности, как пищеварительная. Сочетание различных систем органов в совокупности и составляет организм. Точно так же, как в пределах ткани координируется активность клеток, должна быть координирована работа органов их систем. За это отвечают гормоны и нервная система. Как мы увидим далее, появление в процессе эволюции более сложных тканей, органов и систем органов сопровождалось важными изменениями в плане строения тела, и в конце концов возникла необходимость появления транспортных систем, в частности кровеносной. Кровь — это жидкая ткань, циркулирующая по всему организму благодаря сокращению кровеносных сосудов или сердца. Ниже мы рассмотрим наиболее важные из этих путей развития на примере представителей основных типов царства животных.
2.8.2. Тип Cnidaria
Систематика и основные признаки типа Cnidaria приведены в табл. 2.13. К книдариям относятся медузы, актинии и кораллы.
Двуслойные животные
План строения тела относительно прост. Тело образовано двумя слоями клеток: наружным — эктодермой и внутренним — энтодермой. Это — так называемый двуслойный уровень организации. Эктодермальные клетки контактируют с внешней средой, а энтодермальные клетки обращены внутрь, выстилая кишечную, или гастральную полость. Эта полость сообщается с внешней средой через единственное отверстие («рот»). Питание осуществляется с помощью щупалец, расположенных вокруг ротового отверстия и загоняющих в полость тела пищевые частицы. И заглатывание пищи, и выброс непереваренных остатков осуществляется через это единственное отверстие. Клетки до некоторой степени специализированы, поэтому в данном случае можно говорить о наличии некоторой организации на уровне тканей. В эктодерме щупалец, например, имеются группы стрекательных клеток, называемых нематобластами. Эти клетки способны выбрасывать нити трех типов, одни из которых вонзаются в жертву, другие удерживают ее и третьи умерщвляют.
В эктодерме находятся также чувствительные клетки, контактирующие с нервными клетками; эти последние образуют коммуникационную сеть, располагающуюся в мезоглее. Клетки, содержащие сократительные, подобные мышечным, волокна, обеспечивают двигательную активность тела и щупалец, а также локомоцию свобдноплавающих медуз. В энтодерме имеются клетки, специализированные для переваривания пищи и всасывания питательных веществ. Радиальная симметрия Тело книдарий характеризуется радиальной симметрией. Иными словами, если тело книдарии разрезать по любому диаметру, то две образующиеся половины окажутся идентичными. Радиальная симметрия, как правило, ассоциируется с организмами, не способными к локомоции. Большинство животных обладает двусторонней симметрией (что связано с подвижным образом жизни), обусловливающей не только удлиненную и обтекаемую форму тела, но и более высокую специализацию различных его частей.
Полипы, медузы и полиморфизм
Для книдарий характерны два основных типа строения тела — полип и медуза (рис. 2.47). По лип имеет цилиндрическую форму и ведет при крепленный образ жизни. Такие организмы остаются прикрепленными к поверхности, например к скале, на протяжении всей своей жизни. Способность к передвижению у них очень ограничена, либо вовсе отсутствует. Медуза — свободноплавающее животное, напоминающее по форме зонтик. В жизненном цикле определенных книдарий наблюдается чередование поколений, и тогда медузы обеспечивают расселение животного. В этом случае полипы размножаются бесполым путем, отпочковывая медузы, а медузы размножаются половым путем с образованием личинок, из которых развиваются полипы. Индивидуальные полипы в одной колонии могут различаться по форме. Например, одни из них могут быть специализированы для захвата пищи, другие — для бесполого размножения. Наличие в пределах одно го вида особей, существующих в двух или более различных формах, называется полиморфизмом.
Размеры
Книдарии относительно небольшие животные. Немногие крупные медузы в основном состоят из мезоглеи, в образовании которой живые клетки не участвуют. Питательные вещества могут быстро диффундировать только в пределах двух слоев — энтодермы и эктодермы. К тому же все клетки книдарий находятся в прямом контакте с окружающей их водой, что обеспечивает возможность очень эффективного газообмена путем диффузии. Соотношение поверхность тела/объем у этих животных велико. На рис. 2.48 показаны различные книдарии; обелия, аурелия и актиния обитают в морях. На примере жизненного цикла обелии легко проиллюстрировать полиморфизм, при котором поколение колониальных полипов чередуется с поколением мелких медуз. Они встречаются обычно на мелководье, прикрепляясь к скалам, раковинам, листьям морских водорослей и т. п. Актиния обычно встречается вблизи побережья Великобритании, особенно в таких защищенных местах, как расщелины и заводи в прибрежных скалах.
2.8.7. Тип Mollusca (моллюски)
Систематика и характерные признаки типа Mollusca суммированы в табл. 2.18 (рассмотрены данные только для трех из шести классов). Этот тип объединяет различные группы организмов, включая медленно ползающих улиток и слизней, относительно оседлых двустворчатых, таких как съедобные морские моллюски розинька, венерка и др., и очень подвижных головоногих (рис. 2.63).
Этот тип насчитывает более 80 000 ныне живущих и около 35 000 ископаемых видов; по своей численности моллюски занимают второе место, уступая только членистоногим. Один из моллюсков — гигантский кальмар — является самым крупным беспозвоночным, масса которого оценивается в несколько тонн, а длина составляет 16 м. Формирование защитной раковины и использование жабр или легких для газообмена позволили моллюскам освоить как водные, так и наземные местообитания и заселить самые разнообразные экологические ниши. Однако, придвижении раковина может служить помехой, и у наиболее подвижных моллюсков раковина либо редуцировалась, либо исчезла совсем.
2.8.8. Тип Echinodermata (иглокожие)
Известно свыше 6000 видов иглокожих. Слово «echinodermata» буквально означает «колючая кожа»; у большинства иглокожих на поверхности тела имеются твердые выросты — колючие или напоминающие бородавки. Все иглокожие — морские животные и ведут главным образом придонный образ жизни, встречаясь в прибрежной полосе и на морских отмелях. Для взрослых форм характерна пятилучевая симметрия (форма радиальной симметрии), хотя их предки имели, согласно существующим представлениям, двустороннюю симметрию. Систематика и характерные признаки иглокожих приведены в табл. 2.19, а конкретные примеры — на рис. 2.64.
2.8.9. Тип Chordata (хордовые)
Систематика и характерные признаки типа Chordata суммированы в табл. 2.20. Главная отличительная особенность хордовых — это наличие продольного дорсального тяжа хорды, которая располагается между спинной нервной трубкой и кишкой (рис. 2.65).
Хорда служит внутренней опорой для тела и усиливает локомоторные способности животного. Хордовые, вероятно, произошли от плавающих личиночных форм своих древних предков. В виде, несколько напоминающем ее исходную форму, хорда имеется у некоторых сохранившихся до наших дней групп беспозвоночных хордовых. Однако в процессе эволюции у большинства хордовых она в основном заменилась костными позвонками, образующими позвоночный столб, или позвоночник. Животных с позвоночным столбом называют позвоночными, всех остальных — беспозвоночными. Здесь мы рассмотрим лишь позвоночных хордовых. Это столь важная естественная группа, что ей присвоен статус подтипа (Vertebrata).Основной план строения тела хордовых показан на рис. 2.65, А и Б, а репрезентативные примеры позвоночных — на рис. 2.66. В табл. 2.21 приводятся эволюционно важные ключевые признаки различных животных.
