Вопросы по биологии

1. Предмет биологии, уровни организации жизни
2. Характеристика биологической классификации
4. Общая характеристика бактерий, их роль в природе
5. Характеристика лишайников, их экологическое значение.
6. Общая характеристика грибов
13. Бобовые и розоцветные.
14. Характеристика злаков.
16. Общая характеристика сложноцветных.
17. Общая характеристика царства животных.
18. Кишечно полостные, их роль в эволюции.
21. Характеристика губок, их роль в эволюции.
22. Общаяя характеристика членистоногих.
23. Ракообразные и паукообразные.
24. Общая характеристика насекомых, крупные отряды.
25. Характеристика хордовых.
26. Характеристика рыб, хрящевые рыбы.
27. Костистые рыбы. Крупные отряды.
29. Характеристика рептилий, их роль в эволюции.
31. Классификация птиц.
33. Общая характеристика млекопитающих.
34. Клоачные (Первозвери).
35. Сумчатые.

Вопрос №1. Предмет биологии, уровни организации жизни

Биология — наука о жизни. Ее название возникло из сочетания двух греческих слов: bios (жизнь) и logos (слово, учение). Биология изучает строение, проявление жизнедеятельности, среду обитания всех живых организмов: бактерий, грибов, растений и животных.

Живое на Земле представлено множеством видов живых существ. Известно около

· 500 тыс. видов растений,

· 1,5 млн. видов животных,

· 100 тыс. видов грибов и около

· 25 тыс. видов бактерий.

Ученые постоянно обнаруживают и описывают новые виды как существующие в современных условиях, так и вымершие в минувшие геологические эпохи.

Раскрытие общих свойств живых организмов и объяснение причин их многообразия, выявление связей между строением и условиями окружающей среды относятся к основным задачам биологии.

Биологию подразделяют на отдельные науки по предмету изучения. Так, существуют микробиология, изучающая мир бактерий; ботаника, исследующая строение и жизнедеятельность растений; зоология, предме­том которой являются животные и т. д. Вместе с тем выделились и развиваются области биологии, изучающие общие свойства живых организмов: закономерности наследования признаков (генетика), пути пре­вращения органических молекул (биохимия), взаимоотношения популяций с окружающей средой (экология). Функции живых организмов изучает физиология.

Мир живой природы представляет собой совокупность биологических систем разного уровня организации и различной соподчиненности. Они находятся в непрерывном взаимодействии.

· Молекулярный наиболее древний уровень структуры живой природы, граничащий с неживой природой. Изучение химического состава и строения молекул сложных органических веществ, входящих в состав клетки (белков, нуклеиновых кислот и др.). Выявление роли нуклеиновых кислот в хранении наследственной информации, белков — в образовании клеточных структур, в процессах жизнедеятельности клетки.

· Клеточный уровень жизни, включающий в себя молекулярный. Сложное строение клетки, наличие в ней оболочки, плазматической мембраны, ядра, цитоплазмы и других органоидов; присущие ей разнообразные процессы жизнедеятельности: рост, развитие, деление, обмен веществ. Сходное строение и жизнедеятельность клеток организмов растений, животных, грибов и бактерий.

· Организменный уровень, включающий в себя молекулярный и клеточный. Сходство организмов разных царств живой природы — их клеточное строение, сходное строение клеток и протекающих в них процессов жизнедеятельности. Различия между растениями и животными в строении и способах питания. Связь организмов со средой обитания, их приспособленность к ней.

· Популяционно-видовой — надорганизменный уровень жизни, включающий в себя организменный уровень. Пищевые, территориальные и родственные связи между особями вида, связь их с факторами неживой природы. Приуроченность экологических закономерностей и эволюционных процессов к этому уровню.

· Биоценотический уровень жизни, представляющий собой сообщество особей разных видов на определенной территории, связанных различными внутривидовыми и межвидовыми взаимоотношениями, а также факторами неживой природы. Проявление на этом уровне экологических закономерностей и эволюционных процессов.

· Биосферный — высший уровень организации жизни. Биосфера — биологическая оболочка Земли, совокупность всего живого населения. Круговорот веществ и превращение энергии в биосфере — основа ее целостности, роль живых организмов в нем. Роль солнечной энергии в круговов хранении наследственной информации, белков — в образовании клеточных структур, в процессах жизнедеятельности клетки.

Вопрос №2. Характеристика биологической классификации

В биологии введено понятие таксон. Все таксоны по существу условны, кроме вида.

Вид — совокупность особей, сходных по ряду признаков, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, занимающих в природе определенный ареал и обитающих в сходных экологических условиях. Примеры видов: лютик едкий и лютик кашубский, большой пестрый дятел и малый пестрый дятел.

Критерии вида:

· сходство внешнего и внутреннего строения особей вида, например, сходство внешнего и внутреннего строения особей бурого медведя, отличия бурого и белого медведей, относящихся к разным видам;

· сходство процессов жизнедеятельности у особей вида. Например, замедление обмена веществ во время зимнего сна у всех особей бурого медведя;

· способность особей одного вида скрещиваться и давать плодовитое потомство. Нескрещиваемость особей разных видов, отсутствие у них потомства при скрещивании или появление бесплодного потомства. Пример: гибрид зайца-беляка и зайца-русака — заяц-тумак бесплоден;

· определенный набор хромосом, их форма и размеры в клетках организмов каждого вида. Пример: наличие в клетках человека 46 хромосом (2п = 46), дрозофилы — 8 хромосом (2л = 8);

· определенный ареал (территория), занимаемый видом в природе. Например, обитание белого медведя в Арктике, а бурого медведя — в лесотаеж-ной зоне;

· совокупность факторов внешней среды, определенные экологические условия, в которых существует вид. Например, обитание всех особей лютика кашубского в смешанных и лиственных лесах, а лютика едкого — на увлажненных лугах.

Вопрос №4. Общая характеристика бактерий, их роль в природе

1. Бактерии — доядерные организмы (прокариоты). Отсутствие в клетках бактерий оформленного ядра. Наличие нуклеоида, рассеянного в цитоплазме ядерного вещества. Роль нуклеоида в делении бактериальной клетки. Отсутствие в клетках бактерий митохондрий. Особенности строения оболочки (клеточной стенки), ее отличия по химическому составу от растений, грибов, животных.

2. Бактерии — в основном гетеротрофы по способу питания. Подавляющее большинство бактерий — сапрофиты (сапротрофы) — разрушители органических веществ. Существование бактерий — автотрофов, способных образовывать органические вещества из неорганических. Бактерии — паразиты болезнетворные (туберкулезная палочка, дизентерийная палочка и др.). Образование бактериями спор — приспособление к перенесению неблагоприятных условий.

3. Роль бактерий в природе. Участие в круговороте многих химических элементов: углерода, азота, фосфора, железа. Бактерии — разрушители органических веществ до неорганических, важное звено в цепи питания. Роль клубеньковых бактерий в повышении плодородия почвы, улучшении азотного питания растений. Участие бактерий в образовании полезных ископаемых; селитры — ценного азотного удобрения, железных руд, серы и др. Большинство бактерий — разрушители органических веществ до неорганических. Их участие в образовании гумуса, повышении плодородия почвы, круговороте веществ в природе. Улучшение некоторыми бактериями азотного питания растений. Использование человеком бактерий для получения кефира, сметаны, столового уксуса, для квашения капусты и засолки огурцов. Существование многих болезнетворных бактерий, вызывающих заболевания растений, животных и человека, например туберкулез, дизентерию, тиф и др. Порча продуктов питания бактериями гниения.

Вирусы — неклеточная форма жизни, особенности их строения и функционирования. Вирусы — возбудители заболеваний.

1. Вирусы — живые существа или неживые объекты? Особенность — неклеточное строение вирусов; состоят из молекулы ДНК или иРНК, окруженной молекулами белка подобно оболочке.

2. Проявление вирусами признаков жизнедеятельности только в клетках других организмов, отсутствие собственного обмена веществ, способности самостоятельно размножаться вне клеток других организмов, существование в форме кристалла.

3. Вирусы — внутриклеточные паразиты. Механизм их проникновения в клетку хозяина: прикрепление к оболочке клетки-хозяина, ее частичное растворение и проникновение нуклеиновой кислоты внутрь клетки, образование на ее основе новых вирусов, гибель клетки и выход из нее вирусов, заражение ими новых клеток.

4. Вирусы — возбудители многих тяжелых заболеваний: СПИДа, бешенства, полиомиелита, гриппа, оспы и др., инфекционность— характерный признак вирусов.

5. Пути заражения ВИЧ-инфекцией, бешенством, полиомиелитом, оспой и меры профилактики заболеваний, вызываемых вирусами

Вопрос №5. Характеристика лишайников, их экологическое значение.

1. Место лишайников в системе органического мира: самостоятельная группа комплексных симби-отических организмов, которых нельзя отнести ни к растениям, ни к животным, ни к грибам. Строение лишайника: тело — слоевище состоит из нитей гриба, между которыми находятся одноклеточные водоросли. Симбиоз гриба и водоросли. Гетероавтотроф-ное питание лишайника: водоросли синтезируют органические вещества из неорганических с использованием солнечной энергии, а гифы гриба поглощают из окружающей среды воду и минеральные соли.

2. Размножение лишайников — вегетативное, частями слоевища. Приспособленность лишайников к обитанию в тех местах, где не могут жить высшие растения: на скалах, камнях, раскаленных песках, на гниющих пнях, стволах деревьев и кустарников. Чувствительность лишайников к загрязнению окружающей среды, поэтому они служат показателем загрязнения атмосферы.

3. Роль лишайников в природе: участвуют в образовании почв, служат кормом для северных оленей. Роль лишайников в жизни человека: сырье для получения красок, дубильных веществ, лакмуса

Вопрос №6. Общая характеристика грибов

1. Строение грибов. Грибы — особое царство организмов, имеющих черты сходства и различия как с растениями, так и с животными. Грибы, как и растения, неподвижны, растут в течение всей жизни, всасывают питательные вещества всей поверхностью тела, а не заглатывают их, как животные. Наличие у клетки гриба твердой оболочки, как у растений и бактерий. Отсутствие в клетках грибов хлоро-пластов, в связи с чем в них не происходит фотосинтез. Грибы, как и животные, гетеротрофы (питаются готовыми органическими веществами). Содержание в оболочке клеток грибов хитина, как и в наружном скелете многих животных. Почти все грибы многоклеточные, тело их состоит из тонких нитей — гифов, которые часто ветвятся и образуют мицелий, или грибницу, а у некоторых грибов, например у шляпочных, и плодовые тела, в которых гифы плотно прилегают друг к другу. Сложное строение грибной клетки — наличие оболочки мембраны, цитоплазмы с органоидами и ядра с хромосомами.

2. Жизнедеятельность грибов. Грибы-гетеротро-фы всасывают органические вещества поверхностью гифов. Грибы-сапротрофы питаются органическими соединениями мертвых организмов. Грибы-паразиты используют для питания живые ткани организма хозяина. Симбиоз шляпочных грибов с деревьями — срастание гифов грибов с древесными корнями и образование микоризы. Поглощение грибами воды и раствора минеральных солей из почвы — снабжение ими растений. Использование грибами органических веществ, созданных растениями. Размножение грибов в основном бесполым путем — многочисленными спорами, очень легкими, далеко разносящимися ветром. Прорастание спор в благоприятных условиях и образование грибницы. Вегетативное размножение грибов частями грибницы, а одноклеточных грибов, например дрожжей, — почкованием. Грибам свойственно и половое размножение.

3. Многообразие грибов. Самые высокоорганизованные грибы — шляпочные: белые, подберезовики, опята, маслята, шампиньоны и др. Развитие грибницы в почве, на пнях, в тканях деревьев. Образование плодовых тел на грибнице шляпочных грибов. Быстрый рост при невысокой температуре, большой влажности, притоке воздуха. Съедобные и ядовитые шляпочные грибы (бледная поганка, мухомор, желчный гриб, ложные опята). Необходимость сохранения грибницы при сборе съедобных грибов (белого, подосиновика, сыроежки и др.). Плесневые грибы — небольшие по размерам, нетребовательные к пище и среде обитания, с высокой скоростью размножения, часто поселяющиеся на продуктах питания при хранении их в теплом, сыром месте: мукор, пеницилл. Разрушение ими органических веществ и порча продуктов. Плесневые грибы, поселяющиеся на деревянных постройках, кожаных изделиях, промышленных материалах. Плесневые грибы — возбудители заболеваний растений, животных и человека. Использование плесневых грибов: пеницилла (для производства пенициллина), а также грибов, использующихся для производства витаминов, антибиотиков, лимонной кислоты, сыра. Использование дрожжей в хлебопечении, виноделии, для производства спирта.

4. Роль грибов в природных сообществах. Симбиоз шляпочных грибов с деревьями, роль грибов в водном обмене и минеральном питании растений. Плесневые грибы, выполняющие роль санитаров, разрушают органические вещества мертвых остатков организмов до неорганических веществ. В природных сообществах важна роль грибов — разрушителей органических соединений, что способствует круговороту веществ, значит, и существованию биосферы.

Вопрос №13. Бобовые и розоцветные.

Бобовые. Деревья, кустарники, травянистые растения. Стебли прямостоячие, вьющиеся, стелющиеся. Листья сложные с прилистниками. Строение цветка типичное: чашечка из 5 чашелистиков (3 + 2), венчик из 5 лепестков (задний — парус, два боковых — весла, два нижних, срастающихся в верхней части, — лодочка). Тычинок 10 (из них 9 срастаются и образуют несомкнутую тру­бочку). Пестик один. Завязь верхняя, одногнездная. Плод — боб. Опыляются насекомыми

верблюжья ко­лючка (полукус­тарник), вика, горох, клевер, люцерна, фасоль, соя, люпин

Пищевые, кормовые, медоносные, декоративные растения. Благодаря клубеньковым бактериям — сидера-ты. Пищевые и кормовые качества снижаются из-за высокой концент­рации гликозидов (глициризин, ку­марин, ононин) и алкалоидов (цити-зин, спартеин). Играют заметную роль в формировании растительного покрова

Розоцветные. Распространены в странах с субтропическим и уме­ренным климатом. Очень разнообразны по строению цветка, соцветий, плодов и листьев. Характерная осо­бенность — своеобразное строение гинецея и цветоложа. Цветоложе имеет тенденцию к разрастанию. У некото­рых видов растений части цветка, которые окружают пестик, срастаются основаниями и образуют со срос­шимся цветоложем мясистую чашу — гипантий. Цветки всегда актиноморфные, циклические, с двойным пяти-членным околоцветником, тычинок много, расположены они по кругу (их количество кратно 5), пестик один или несколько. Завязь верхняя, нижняя или средняя. Пло­ды — костянки, орешки, часто ложные или сборные. Насекомоопыляемые растения

Шиповник, розы (полиан-товые, чайные), малина, земляни­ка, я'блоня, гру­ша, рябина, слива, вишня, абрикос, персик, миндаль

Плоды содержат много витамина С, 1 — 8% сахара, до 2% крахмала, 1 — 5% азотистых веществ. Исполь­зуются в пищу как лекарственные препараты. Корни богаты дубильны­ми веществами. Используется в пи­щевой и парфюмерной промышлен­ности Декоративные культуры. Исполь­зуются в пищевой, парфюмерной, фармакологической промышлен­ности

Вопрос №14. Характеристика злаков.

Травянистые растения (исключение — бамбук). Стеб­ ли простые, иногда ветвистые, цилиндрические или сплюснутые, разделенные узлами. Листья линейные или ланцетные, с влагалищем в основании. В месте пере­ хода влагалища в пластинку находится вырост - язычок, форма которого является признаком при опре­ делении злаков. Цветки желтовато-зеленые, мелкие, собраны в колоски, которые образуют колос, иногда кисть, метелку. У основания каждого колоска прикреп­ лены две колосковые чешуи,'прикрывающие колосок. В колоске 2—5 цветков. Околоцветник состоит из двух цветочных чешуи, двух пленок — лодикул. В двуполом цветке содержатся три тычинки и пестик с двумя ле- ристыми рыльцами. В отдельных случаях встречается I__ б колосковых и цветочных чешуи, 2—6, редко 40 ты­ чинок. Плод — зерновка (орешек или ягода). По харак­ теру кущения злаки разделяются на три группы: 1) кор­ невищные, в узле кущения которых развиваются 1 побега, растущих перпендикулярно к главному стеблю и располагающихся на глубине 3—5 (иногда 20) см от поверхности почвы; 2) неплотнокустистые — боковые побеги из узла кущения отходят под острым углом к главному побегу (у тимофеевки, лисохвоста, райграса, ежи сборной); 3) плотн окует истые — имеют уз&л кущения выше поверхности почвы (щучка, белоус). П~1о соотношению побегов в кусте злаки разделяются на верховые, у которых преобладают генеративные побеги, покрытые листьями (костер безостый, пырей ползучий), и низовые, у которых больше вегетативных побегов .(тонконог луговой, овсяница)

Пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, рис, сорго, могар, сахарный трост­ник Овсяница, тон­коног, мятлик, тимофеевка

Тростник, бам­бук Пырей ползу­чий, овсюг, ще­тинник, ежовник Лук, чеснок, спаржа Ландыш, алоэ, чемерица Лилия, лан­дыш, тюльпан, гиацинт

Хлебные, технические культуры (получают сахар, спирт, пиво) Кормовые травы Стебли используют в строитель­стве для получения бумаги, как топ­ливо. Злаки играют значительную роль в закреплении песков, скло­нов, в декоративном цветоводстве Сорняким Овощные культуры Сырье для лекарств Декоративные культуры

Вопрос №16. Общая характеристика сложноцветных.

Однолетние и многолетние травы, полукустарники,кустарники, небольшие деревья. Листья очередные илисупротивные, без прилистников. Типичный признак —соцветие корзинка. На плоском или выпуклом дне кор-зинки расположены отдельные цветки. Корзинка имеетобщую обертку, состоящую из видоизмененных верху-шечных листьев. Типичные цветки двуполые, с нижнейзавязью, к которой прикреплена видоизмененная чашеч-ка: венчик языч.крвый, — трубчатый норонкпкилныйокраска белая, синяя, желтая, голубая и др. Встречают-ся цветки однополые (мужские или женские), крайниецветки часто бесплодные. Тычинок 5, они срастаютсяпылинками в трубочку, через которую проходит столбик,несущий рыльце. Плод — обычная семянка с волосис-тым хохолком или пленчатой коронкой. Опыление лере- ^ крестно_е или самоопыление

Салат, цикорий артишок Подсолнечник Топинамбур Одуванчик, полынь, череда, тысячелистник, ромашкаГеоргины, бар-хатцы, хризан-темыОсот, молочай,василек синий.горчак ползучий

Пищевые культуры„Масличная культураКормовая культураЛекарственные растенияДекоративные растенияСорняки

Вопрос №17. Общая характеристика царства животных.

1. Характеристика царства животных. Разнообразие животных на Земле: около 2 млн видов. Их широкое расселение, обитание во всех средах: водной, наземно-воздушной, почвенной и в других организмах. Существенные различия в строении и поведении животных. Их общие признаки: активное передвижение большинства животных, питание готовыми органическими веществами, так как они ге-теротрофы: не могут сами создавать органические вещества из неорганических. Отсутствие в клетках целлюлозной оболочки, пластид и вакуолей с клеточным соком (как у растений). Определение принадлежности к царству животных не по одному признаку (например, способу питания), а по группе признаков. Например, коралловые полипы внешне похожи на растения и не могут передвигаться, но по роду других признаков они относятся к животным. 2. Роль в биосфере. Тесная связь животных с растениями и другими организмами, их большая роль в биосфере: опыляют растения, распространяют семена в природе, обогащают почву органическими веществами, а воздух углекислым газом, создавая условия для жизни растений. Животные — организмы-потребители органических веществ, важное звено в цепи питания: преобразуют органические вещества и делают их доступными для потребления другими организмами. Растительноядные животные, питающиеся растениями, нередко являются добычей хищников. Растительноядные и хищные животные могут служить средой обитания для паразитов; трупы животных — пища для организмов-сапротрофов. Выполнение животными, которые питаются трупами других животных, роли санитаров в природе

Эволюция млекопитающих сопровождалась целым рядом аромор-фозов:

1. Высоким развитием нервной системы, в особенности коры болыш полушарий, обеспечившей приспособление к условиям существования п} тем изменения поведения; 2. Дифференцировкой позвоночного столба четко выраженные отделы и перемещением конечностей с боков под голе, 3. Возникновением органов, обеспечивающих развитие зародыша в геле матери, и выкармливание детенышей молоком; 4. Появлением шерстног покрова, позволяющего сохранить тепло; 5. Полным разделением кругов кровообращения и возникновением теплокровности; 6. Возникновением альвеолярных легких, повысивших интенсивность газообмена и как след­ствие общий уровень обменных процессов.

Современные млекопитающие представлены тремя подклассами: одно­проходных (первозверей), сумчатых и плацентарных.

К однопроходным относятся только утконос, ехидна и близкая к ней проехидна (рис. 240). Первозвери характеризуются очень при­митивными чертами: 1. Размножаются посредством откладывания крупных (около 14 мм в диаметре), богатых питательным желтком яиц; 2. Кишеч­ник и мочеполовой синус открываются наружу не самостоятельными от­верстиями, а впадают в клоаку; 3. Соски отсутствуют, и млечные железы, имеющие строение типичных трубчатых желез, открываются многочислен­ными отверстиями на особом железистом поле, с которого молоко дете­нышами слизывается; 4. Плечевой пояс сходен с плечевым поясом пре­смыкающихся; 5. Правое отверстие в сердце снабжено лишь одним кла­паном; 6. Температура тела низкая и колеблется от 26 до 34 °С. Только у ехидны имеется выводковая сумка — складка кожи на брюхе, в которую открываются млечные железы и которая образуется только на время рач-множения. Мягкие губы отсутствуют, и челюсти покрыты роговым клювом.

Однопроходные распространены только в Австралии, Тасмании и Покой Гвинее.

Сумчатые обладают рядом своеобразных черт: 1. Плацента, за ред­ким исключением, отсутствует, и детеныши рождаются недоразвитыми и очень мелкими. Они не могут сосать, и молоко впрыскивается им r рот благодаря сокращениям особой мышцы; 2. Мозг очень прими гимен; 3. У самок имеются две матки; 4. Температура тела, хотя и выше, чем у однопроходных, но ниже, чем у плацентарных, и не постоянная.

Распространены сумчатые в Австралии, на соседних с ней островах, в Южной и Центральной Америке (рис. 241). Один вид широко распри странен в Северной Америке. Сумчатые насчитывают около 180 совре­менных видов. Благодаря почти полному отсутствию в Австралийской об­ласти плацентарных млекопитающих сумчатые образовали здесь целый ряд конвергентных с ними групп. Так, сумчатый волк очень похож на настоящего хищника из семейства собачьих, сумчатая белка — на белку-летягу, вомбат — на сурка, а сумчатый крот — на настоящего крота.

К плацентарным относится огромное большинство современных млекопитающих, которые распадаются на многочисленные и разнообраз­ные отряды, включающие 4,5 тыс. видов. Благодаря высокой организации коры мозга плацентарные смогли расселиться не только по всей суше земного шара, но и по всему Мировому океану, проникли в воздушную среду (летучие мыши), где выдерживают конкуренцию с птицами.

Экология. Широкое разнообразие млекопитающих способствовало рас­селению плацентарных практически во всех экологических нишах. Разные направления эволюции в пределах класса—сочетание дивергенции и па­раллелизма — привело к формированию множества экологических групп животных: землерои (землеройки, слепыши); авиабионты - рукокрылые, грызущие млекопитающие (грызуны и зайцеобразные); хищные звери; гидробионты, приспособленные к водному образу жизни (ластоногие); хтонобионты приспособились к быстрому бегу (парнокопытные и непарно­копытные): лошадь, зебра, бегемот, буйвол и др.; хоботные (индийский и африканский слоны); древолазы (полуобезьяны и обезьяны, рис. 24(>).

Наиболее высокоорганизованными млекопитающими являются высшие приматы, среди которых особое место занимает вид Человек разумный. Его преобладание в царстве животных обусловлено сильным развитием коры больших полушарий, формированием приспособительного поведения, способности к труду и общественным отношениям, базирующимся на совместной трудовой деятельности.

Общая экологическая характеристика царства животных, среды обитания животных, значение многообразия животных для сохранения жизни на Земле. Простейшие, экологическая характеристика, среда обитания, адаптация к смене климатических факторов. Значение простейших в экосистеме.

Кишечнополостные, их роль в экосистеме, значение для определения состояния окружающей среды. Плоские, круглые и кольчатые черви, их адаптации к среде обитания взаимоотношения, роль в экосистеме. Моллюски, характеристика, приспособления к среде обитания, роль моллюсков для определения загрязнений окружающей среды. Насекомые, приспособления к средам обитания, адаптации, современное распространение насекомых, важная роль в экосистеме, значение для человека. Хордовые, рыбы их многообразие, экологическая характеристика в связи со средой обитания, роль в природе, значение многообразия для жизни на Земле. Земноводные, экологическая характеристика, особенности развития земноводных, Роль в круговороте веществ и превращении энергии.

Пресмыкающиеся, многообразие, экологическая характеристика, особенности в связи со средой обитания, адаптации, роль в экосистеме. Птицы, многообразие, экологическая характеристика биотопов птиц, приспособления к полету и среде обитания. Экологические ниши, роль в природе. Млекопитающие, экологическая характеристика, адаптации к среде обитания, экологические взаимосвязи в экосистеме.

Роль животных в природных сообществах. Характеристика водных, наземных, почвенных экосистем. Пути сохранения естественных экосистем. Красная Книга. Животные Родного края, занесенные в Красную Книгу и находящиеся под охраной. Нормы экологической этики при проведении экскурсии в естественные экосистемы, с целью изучения экологии животных.

Дополнительный вопрос - Плацента

Во время развития эмбриона в матке млекопитающих формируется очень характерное для них образование, известное под названием детского места или плаценты. Она возникает вследствие срастания наружной стенки аллантоиса с серозой, в результате чего формируется губчатое образование хорион (рис. 245). Хорион образует выросты—ворсинки, коюрые соединяются или срастаются с разрыхленным участком эпителия ма1ки. В этих местах кровеносные сосуды зародышевого и материнского организмов сплетаются (но не сливаются). Таким образом устанавливает­ся связь между кровяными руслами эмбриона и матери, в результате чего обеспечивается газообмен в теле зародыша, его питание и удаление продукте обмена.

Вопрос №18. Кишечно полостные, их роль в эволюции.

К кишечнополостным относят более 9 тыс. видов, ведущих исключи­тельно водный, преимущественно морской образ жизни. Среди них встреча­ются свободно плавающие формы и сидячие, прикрепленные ко дну или подводным предметам организмы. Появление в морях кишечнополостных относят к протерозойской эре. Предками кишечнополостных считают пер­вичные многоклеточные организмы типа фагоцителлы.

Возникновение кишечнополостных сопровождалось крупными аромор-фозами, существенно расширившими возможности их обладателей в ис­пользовании среды обитания: 1. Многоклеточность; 2. Образование первых тканей — экто- и энтодермы; 3. Лучевая симметрия как форма внутрен­ней упорядоченности; 4. Дифференцировка клеток на ряд специализиро­ванных клеточных типов; 5. Возникновение нервной системы, состоящей из отдельных клеток, соединенных между собой. отростками; 6. Появление частично внутриполостного пищеварения.

Строение. Кишечнополостные — двуслойные животные, в большинстве

эем имеющие лучевую симметрию. Эктодерма покрывает тело снаружи,

'тодерма выстилает пищеварительную (гастральную) полость. В эту по- лость через ротовое отверстие попадает пища. Через это же отверстие Не переваренные остатки пищи извергаются наружу. В пищеварительную по лость клетками энтодермы выделяются пищеварительные ферменты.

В эктодерме большинства представителей типа имеются стрекательны (крапивные) клетки, служащие для защиты и нападения. Между Экто и энтодермой имеется или тонкая базальная мембрана, или толстый сту­денистый неклеточный слой—мезоглея, которая выделяется клетками обо­их слоев стенки тела.

Многие кишечнополостные обладают наружным или внутренним скеле­том, расположенным в мезоглее. В большинстве случаев он известковый реже — роговой.

Нервная система у многих кишечнополостных диффузная, но некоторые свободноплавающие представители имеют уже скопления нервных эле­ментов, отдаленно напоминающие нервные узлы.

Для многих кишечнополостных характерно образование колоний. Коло­нии возникают в результате бесполого размножения особей путем почко­вания. У всех животных, относящихся к этому типу, бесполое размножение сочетается с половым..

^1 К типу кишечнополостных относятся классы гидроидных, сцифоидных и коралловых полипов.

Вопрос №21. Характеристика губок, их роль в эволюции.

Губки — наиболее примитивные многоклеточ­ные животные. Современная фауна включает бо-'" лее 5 тыс. видов. Появление первых представи­телей типа относят к протерозойской эре. Пола­гают, что губки произошли от колониальных жгу­тиковых типа фагоцителлы. Возникновение гу­бок сопровождалось рядом крупных ароморфо-зов. Среди них многоклеточность; возникновение радиальной симметрии как способа внутренней упорядоченности; дифференцировка клеток на ряд клеточных типов; появление специализированных для размножения половых клеток.

Строение. Форма тела губок напоминает бокал или мешок (рис. 199). Все тело губки пронизано порами. Сквозь них проникает вода с растворен­ным кислородом и плавающими мелкими организ­мами, которые губка использует как пищу. Выхо­дит вода через выводное отверстие — устье, рас­положенное на свободном конце тела губки.

Наружный слой тела—эктодерма — состоит, из плоских поверхностных клеток. Внутренний слой — энтодерма — построен из клеток/снабженных жгутиками,— хоаноци-тов, подобных клеткам колониальных жгутиковых. Хоаноциты захва­тывают пищу, которая затем переваривается внутри клеток. Кроме того, специальные подвижные .амебоидные клетки также могут захватывать пищу и переваривать ее. Следовательно, пищеварение у губок внутрикле­точное (пищеварительной системы еще нет). Между наружным и внутрен­ним слоем клеток находится студенистое вещество — мезоглея. В ней нахо­дятся разные по функциям клетки амебоидные, которые служат для пище­варения, зрелые и незрелые гаметы, скелетобласты, т. е. клетки, образую­щие скелет.

Экология. Губки — главным образом морские животные, ведущие при-крепленный* образ жизни. Число пресноводных видов невелико. В морях они живут в основном в пределах шельфа, но встречаются и на глубинах до 10—11 км. В природе они имеют существенное значение как биофиль-траторы. Замечено, что в водоемах со значительной концентрацией органи­ческих остатков развиваются -многочисленные колонии губок, играющих немалую роль в биологической очистке водоемов.

Практическое значение губок невелико. Ряд морских губок, получивших название туалетных, с древнейших времен добывают со дна моря и после высушивания применяют для мытья. В наших пресных водах встречается губка бодяга, образующая наросты на подводных предметах. Бодяга при­меняется в медицине при некоторых заболеваниях, раньше служила объек­том интенсивного промысла.

Вопрос №22. Общаяя характеристика членистоногих.

Членистоногие — наиболее богатый видами тип животных, включающий свыше 1 млн. видов. К членистоногим относятся водные и сухопутные фор­мы, обладающие членистыми конечностями и сегментированным телом.; Первые членистоногие возникли в море и произошли в протерозое от свободноживущих примитивных многощетинковых червей. Уже в кембрий­ском периоде палеозойской эры морские членистоногие широко распростра­нились.

Появление первых представителей типа было обусловлено многочис­ленными ароморфоза-ми:

1 Концентрация органов, которая выражается 1в влиянии сегментов в !Ы тела; 2. Появление членистых конечностей; 3. Возникновение по-юречнополосатой мускулатуры, заменившей гладкую соматическую муску­латуру, " формирование мышечных пучков, обеспечивших разнообразие Л в"ысокую точность движений; 4. Появление наружного скелета хити­нового покрова как места для прикрепления мышц; 5. Прогрессивное развитие пищеварительной системы]

Экология. Тип членистоногих — самый многочисленный и разнообраз­ный тип животных, что связано с необычайной пластичностью этой группы. Атмосфера, поверхность и глубины морских и пресных водоемов, разные слои почвы, снежные поля и вечные льды — все эти биотопы населены членистоногими, среди которых имеются паразиты животных и растений, живущие на покровах тела хозяина, а также в различных органах и тка­нях. Паразитизм распространен очень широко и иногда приводит к тому, что животное утрачивает даже признаки типа (см. рис. 109). В таких слу­чаях лишь его онтогенетическое развитие указывает на принадлежность к членистоногим.

Тип членистоногие включает ряд подтипов, состоящих из нескольких классов. Среди классов членистоногих наиболее широко представлены ра­кообразные, паукообразные, насекомые и многоножки.

Вопрос №23. Ракообразные и паукообразные.

Ракообразные — наиболее древние из рассматриваемых членистоно­гих — составляют существенную часть водной фаунц.' Известных видов насчитывается 30—35 тыс. Размеры их тела колеблются в широких пределах — от долей миллиметра до 3 м,

Представителей класса объединяют в две крупные группы низших (рис. 216) и высших ракообразных, (рис. 217).

Строение. Ракообразные характеризуются рядом признаков, указываю­щих на их происхождение от кольчатых червей. К ним относятся метамер-ное строение тела, двуветвистые конечности, брюшная нервная цепочка, наличие кутикулы.

Класс Паукообразные

Класс Паукообразные объединяет до 60 тыс. видов животных. Пауко­образные первыми среди членистоногих вышли на сушу и в процессе при­способления к наземным условиям существования дивергировали на мно­жество форм. К ним относятся такие разные животные, как скорпионы, пауки, клещи и мн. др.

Строение. Для представителей этой группы животных характерно пр^' образование первой пары конечностей головогруди в органы для размель­чения и раздавливания пищи — хелицеры. На основе этого признака пауко­образных относят к группе (подтипу) хелицеровых, к которым помимо них, относятся мечехвосты и вымершие палеозойские ракоскорпионы.

Паукообразные дышат легкими или при помощи трахей. Тело пауко­образных чаще всего состоит из головогруди и брюшка (рис. 218). Голово­грудь несет шесть пар конечностей. Две передние нары участвуют в захва­те и размельчении пищи и называются хелицграми и педипальпами. Хе­лицеры располагаются впереди рта, чаще всего в виде коротких клешней. Конечности второй пары — педипальпы состоят из нескольких члеников. Жевательным выростом на основном членике псдииальп размельчается и разминается пища. У представителей некоторых отрядов (например, у скорпионов) педипальпы превращены в мощные длинные клешни, у дру­гих похожи на ходильные ноги. Остальные четыре пары головогрудных конечностей состоят из 6—7 члеников, заканчиваются коготками и исполь­зуются для передвижения. У взрослых наукообразных брюшко лишено ти­пичных конечностей, хотя они произошли от предков, обладавших хорошо развитыми ножками на передних брюшных сегментах, так как у эмбрионов многих паукообразных (скорпионов, пауков) на брюшке закладываются зачатки ножек, которые впоследствии регрессируют.

Наружный покров хелицеровых состоит из кутикулы, предохраняющей организм от потери влаги. Это позволило им заселить самые засушли­вые районы земного шара. Прочность кутикуле придает хитин.

Нервная система у паукообразных по строению разнообразна. Ме-тамерность брюшной нервной цепочки четко проявляется у скорпионов, а у пауков нервные ганглии сливаются. Наконец, у клещей нет четкого разграничения между головным мозгом и головогрудным ганглием, так что нервная система образует вокруг пищевода сплошное кольцо.

Органы зрения представлены простыми глазами, имеющимися у боль­шинства паукообразных. Они расположены на спинной поверхности голо­вогруди и обычно их бывает несколько— 12, 8, 6, реже 2. У скорпионов, например, имеется пара срединных крупных- глаз и 2—5 пар маленьких боковых. У пауков чаще всего 8 глаз.

Вопрос №24. Общая характеристика насекомых, крупные отряды.

Наиболее специализированные членистоногие образуют обширный класс насекомых., включающий более 1 млн. надои. Насекомые — наземные животные, возникновение которых относят к девонскому периоду. Предка­ми этой группы, по-видимому, были неспециализированные членистоно­гие, напоминающие современных многоножек.

Характерная особенность насекомых — способность к полету. Крылья расположены на II (среднегрудь) и III (заднегрудь) сегментах и пред­ставляют собой складки стенки тела. Крыло имеет вид тонкой пластинки оно двуслойно. В него, как и во все участки тела, заходят трахейные стволы и нервы. В местах их залегания образуются характерные труб­чатые утолщения — жилки, их расположение строго определено у каждого вида. В различных отрядах насекомых передние и задние крылья могут быть развиты в неодинаковой степени. Только у наименее специализи­рованных насекомых (стрекозы) обе пары крыльев развиты одинаково хотя и различаются по форме. Для жуков характерно преобразование передних крыльев в толстые и твердые надкрылья, которые обеспечивают защиту спинной стороны тела. Участвуют в полете лишь задние крылья, которые в покоящемся состоянии спрятаны под надкрыльями. Некоторые .насекомые (двукрылые) имеют только переднюю пару крыльев, тогда как от задней остаются лишь рудименты в виде жужжалец. Среди насекомых имеются и бескрылые. Бескрылость - свойство в большинстве случаев вто­ричное, возникшее, как правило, вследствие приспособления к паразити­ческому образу жизни.

Классификация. Класс насекомых подразделяют на две крупные груп­пы: первичнобескрылые и крылатые. К первичнобескрылым относятся наи­более просто организованные насекомые, обитающие в почве, под камнями, во мхе, в подвалах и погребах. Размеры их невелики, у некоторых не пре­вышают 1 мм. Вместе с другими обитающими в почве животными первич­нобескрылые участвуют в почвообразовании. Крылатые насекомые — более высокоорганизованные животные. Подавляющее большинство имеет кры­лья, у других отсутствие крыльев — явление вторичное, чаще всего связан­ное с переходом к паразитическому образу жизни.

Экология. Многообразие форм насекомых, их многочисленность и ко­лоссальная плодовитость определяет огромную роль, которую они играют в биогеоценозах. Положительная деятельность насекомых в природе в пер­вую очередь выражается в опылении ими цветков растений (около 30% европейских цветковых растений опыляется насекомыми). Велико значение насекомых, особенно термитов и муравьев, в почвообразовательных про­цессах. Эти насекомые разрыхляют почву своими ходами, способствуют лучшей ее вентиляции, увлажнению, обогащению перегноем. Огромна роль насекомых и как одного из важнейших звеньев в круговороте веществ в природе. Многие насекомые входят в состав различных пищевых цепей. Не менее значительны и отрицательные последствия деятельности насеко­мых. Так, многие из них питаются живыми тканями растений, причиняя существенный вред.

Все большее значение приобретают насекомые в практике сельского и лесного хозяйств в связи с развитием и совершенствованием биологи­ческих методов борьбы с вредителями и сорняками. Пример успешного при­менения таких мер борьбы — ввоз в нашу страну наездника, который подавил размножение .опасного вредителя корневой системы яблонь — кровяной тли.

Вопрос №25. Характеристика хордовых.

Хордовые животные возникли в начале палеозойской эры, когда практи­чески все типы беспозвоночных животных уже существовали и составляли сформированные биогеоценозы.

На путь арогенеза новую группу животных привело возникновение принципиально новых структур, обусловивших формирование совершенно иного плана строения по сравнению с беспозвоночными:

1. Появление осевого скелета — хорды;

2. Изменение характера внутренней упорядоченности и взаимного расположения частей организма. Ротовое отверстие — вторичный рот — возникает на месте заднепроходного от­верстия беспозвоночных и, напротив, бластопор (первичный рот) начинает выполнять функцию анального отверстия. Нервная система располагается над хордой, пищеварительная трубка оказывается под хордой;

3. Появление принципиально нового типа нервно системы в виде трубки, образующейся в онтогенезе как впячивание эктодермы внутрь зародыша;

4. Установле­ние связи органов газообмена с пищеварительной системой — появление жаберных щелей в переднем отделе глотки — позволило в ходе дальнейшей эволюции превратить дыхание в активный процесс. Это приобретение усилило потребление кислорода и стало основой повышения интенсивно­сти обменных процессов и всей жизнедеятельности хордовых животных;

5. Возникновение сердца, расположенного на брюшной стороне тела под хордой и пищеварительной трубкой, а также замена гладкой мускулатуры предков на поперечнополосатую соматическую мускулатуру.

Таким образом, в тип хордовых входят вторичноротые двусторонне-симметричные вторичнополостные животные с сегментацией, выраженной часто только на ранних стадиях зародышевого развития. Общие принципы организации хордовых дают возможность разнообраз­ной специализации частей организма путем преобразования и расширения их функциональных возможностей

Изучение огтогенеза, ц том числе эмбрионального развития, позво­ляет считать, что первые хордовые животные били схожи по строению с современными бесчерепными ланцетниками.

Тип хордовых объединяет три крупные группы животных: подтипы бес­черепных, личиночнохордовых и черепных, или позвоночных.

Вопрос №26. Характеристика рыб, хрящевые рыбы.

Вес многочисленные виды рыб (более 20 тыс.) водные позвоночные. Биологически рыбы стоят на значительно более высокой ступени эвплю- иной лестницы, чем крутлпрмпне. Это выражается и очень –шергичных мещениях, активном захватывании пищи, к болыпем разнообразии поведения и реагирования на меняющиеся условия среды, а также н более разнообразных приспособлениях к ней. Рыбы возникли к силуре, видимо, в пресных водоемах, и в девоне представляли собой господствующую группу животных организмов во всех водных бассейнах.

Появление рыб, ведущих начало от бесчелюстных предков, связано с ароморфозами, которые позволили им подняться на более высокий уро­вень организации: I. Дополнение или замена осевого скелета (хорды) хрящевым, а затем и костным позвоночником; 2. Образование черепа, окружающею моз! со всех сторон; 3. Появление челюстей аппарата для захватывания живой добычи — наиболее калорийной нищи; 4. Возник­новение парных конечностей плавников; Г>. Прогрессивное развитие нервной системы, выражающееся в значительном увеличении переднего двигательного отдела мозга и мозжечка — структур, обеспечивающих координацию движений; 6. Образование органов дыхания — жабр, значи­тельно повышающих потребление кислорода рыбами; 7. Дифференцировка пищеварительной железы на отдельные специализированные органы: пе­чень и поджелудочную железу; 8. Организация элементов выделительной системы в обособленное специализированное образование — первичные почки.

В начале девонского периода наметилось разделение рыб на ряд вет­вей, из которых до настоящего времени дожили две — хрящевые и кост­ные рыбы. < '

X р я щ е в ы е - сравнительно немногочисленная современная группа рыб, включающая более 700 видов животных, в организации которых сочетаются примитивные черты предков с элементами прогрессивности.

Для хрящевых рыб характерно прогрессивное развитие головного мозга, внутреннее осеменение, а у многих видов существует и живо­рождение.

Размеры тела хрящевых рыб различны: от 20 см до 15 20 м. Рас­пространена эта группа рыб во всех морях и океанах, преимущественно в тропических широтах, некоторые виды заходят в реки.

К хрящевым рыбам относится акулы и скаты, а также небольшое число видов цельноголовых, или химеровых, живущих на больших глу­бинах.

Вопрос №27. Костистые рыбы. Крупные отряды.

Костные рыбы включают подавляющее большинство видов рыб (около 20 тыс.), распространенных в самых разнообразных водоемах. Различия в условиях жизни обусловили дивергенцию на множество видов, обладающих, несмотря на несхожесть друг с другом, общими признаками и особенностям^ организации. Скелет содержит частично или полностью костные элементы и состоит из черепа, позвоночника и скелета конечно­стей. Межжаберные перегородки в той или иной степени редуцированы, и жаберные лепестки располагаются непосредственно на жаберных дуж­ках. Всегда имеется костная жаберная крышка, прикрывающая снаружи жаберный аппарат. У большинства видов есть плавательный пузырь — важный гидростатический орган, изменение объема газов в котором ме­няет удельную плотность рыбы при перемещениях ее по вертикали. Пла­вательный пузырь возник как выпячивание стенки кишки и у многих форм сохраняет с ней связь.

У подавляющего большинства костных рыб оплодотворение наружное; яйцеклетки мелкие, лишенные оболочек; живорождение встречается редко.

Среди костных рыб выделяют четыре подкласса: хрящекостные, кисте-перые, лучеперые и двоякодышащие.

Хрящекостные — немногочисленная древняя группа неспециализи­рованных рыб, имеющих ряд общих черт организации с хрящевыми ры­бами. Хвостовой плавник напоминает строением плавник акул. Тело по­крывает чешуя в виде крупных костных бляшек. Основу осевого ске­лета составляет пожизненно сохраняющаяся хорда, одетая толстым соединительнотканным футляром. Мозговой череп почти сплошь хрящевой, прикрытый снаружи костными пластинами, формирующими крышу. У пред­ставителей подкласса имеются костная жаберная крышка и плавательный пузырь, сообщающийся с кишечником. Оплодотворение наружное, икра

мелкая.

К хрящекостным рыбам относятся осетровые, в том числе русский осетр, севрюга, стерлядь, белуга и некоторые другие. Хрящекостные — частью пресноводные, частью проходные рыбы. Питаются животной пищей, иногда рыбами, но в основном моллюсками и насекомыми. Имеют боль­шое промысловое значение.

Экология. Местом обитания рыб служат различные водоемы: моря, реки, озера, пруды. При большом разнообразии условий жизни в водной среде все же можно наметить характерные экологические зоны водоемов: пелагиаль, бенталь, литораль (см. с. 194).

В толще воды обитают многие виды рыб, именуемые пелагическими. Одни из них питаются планктоном, другие поедают рыб, третьи ловят насекомых, упавших в воду. Большинство пелагических рыб (среди мор­ских, например, акула, тунец, макрель, сельдь; среди пресноводных судак, жерех, лосось, сиг и др.)—хорошие пловцы. Обычно они обладают стройным удлиненным телом и сильным хвостом. Окраска их сверху, как правило, темная, а снизу — светлая, серебристая.

Вопрос №28. Земноводные, их классификация.

Амфибии — немногочисленная группа наиболее просто устроенных на­земных позвоночных, подавляющее большинство которых в зависимости от стадии жизненного цикла обитает в воде или на суше. В течение жизни земноводные, как правило, претерпевают метаморфоз, превращаясь из личинок, живущих в водной среде, во взрослые формы, занимающие ареалы вне воды. В связи с этим жаберное дыхание сменяется легочным, соответственно изменяется и кровеносная система, появляются конечности, существенно видоизменяется система органов чувств.

Особенности онтогенеза современных амфибий свидетельствуют о про­исхождении этой группы позвоночных от рыбообразных предков. По мно­гим признакам земноводные близки к древним девонским рыбам из под­класса кистеперых (см. рис. 113).

Появление первых земноводных относят к концу девона, а расцвет — к сменившему его каменноугольному периоду, который характеризовался жарким и влажным климатом (см. с. 177). Возникновение амфибий со­провождалось рядом ароморфозов, во многом определивших дальнейшее развитие позвоночных на суше:

1. Образование пятипалой конечности как системы рычагов, соединен­ных суставами, обеспечивающих передвижение по суше;

2. Формирование органов воздушного дыхания — легких, обусловивших газообмен с исполь­зованием атмосферного кислорода;

3. Прогрессивное развитие нервной i истомы и совершенствование органов чувств, позволившие эффективно приспособиться к новым наземным условиям существования;

4. Возникно­вение второго круга кровообращения;

5. 5. Дифференцировка мышц на мы точные пучки, обеспечившие более совершенные формы движения.

Древние амфибии в значительной степени были связаны с водоемами. Комплекс их признаков и свойств не обеспечивал возможности свободного передвижения но суше на большие расстояния. В ходе дальнейшей эво­люции они дали начало более совершенной для наземного существования группе животных рептилиям.

Современная фаун.ч представлена тремя отрядами амфибий: хвоста­тыми, бесхвостыми и безногими земноводными (рис. 233). Современные амфибии насчитывают немногим более 2500 видов.

Экология. Среди амфибий есть водные формы, никогда не выходящие на сушу (протеи, сирены). Большинство бесхвостых амфибий ведет полу­водный образ жизни. Значительное время эти виды (жабы, бурые ля­гушки, огненная и кавказская саламандры и др.) живут на суше и часто уходят от водоемов на большие расстояния. Зеленые лягушки также много времени проводят вне воды, но от водоемов далеко не уходят и при опасности одним прыжком скрываются в воду. В период размножения многие земноводные постоянно живут в водоемах.

Среди бесхвостых есть виды, обитающие главным образом на деревьях. В большинстве это обитатели тропических лесов, которые и размножаются на деревьях, используя для откладывания яиц воду, скопившуюся в дуп­лах и на крупных листьях. Степень связанности с деревьями и при­способленности к древесному образу жизни у этих животных различна. Так, квакши много времени проводят на деревьях, но размножаются на земле, в водоемах. Квакши лазают по деревьям благодаря большим округ­лым присоскам, богатым железами, которые выделяют клейкий секрет.

Еще одна биологическая группа амфибий - это роющиеся в земле виды. К ним относятся почти все безногие — обычно обитатели толщи почвы, редко выходящие днем на поверхность (рис. 234).

Хотя амфибии живут в разнообразных условиях среды, их распростра­нение связано с наличием специфических жизненных условий: тепло, наличие водоемов, значительная влажность воздуха.

Вопрос №29. Характеристика рептилий, их роль в эволюции.

Наиболее высокоорганизованные позвоночные образуют группу ам­ниот. Первичноназемные животные во время размножения не связаны с водой,»они образуют зародышевые оболочки, обеспечивающие воз­можность развития зародыша в наземных условиях. Важная характе ристика амниот — использование в качестве органов газообмена, вне за­висимости от этапа жизненного цикла, исключительно легких.

К первичноназемным животным относят классы пресмыкающихся, или рептилий, птиц, млекопитающих.

Класс Пресмыкающиеся, или Рептилии

Рептилии — филогенетически первые настоящие наземные позвоночные. Они произошли от древних земноводных, о чем свидетельствуют много­численные черты сходства в их строении, в частности наличие у рептилий третьего — теменного глаза, характерного также для девонских кистеперых рыб и амфибий. Появившиеся в конце каменноугольного периода древней­шие пресмыкающиеся по внешнему облику и внутренней организации были еще очень близки к стегоцефалам. Огромную роль в развитии класса сыграли изменившиеся климатические условия следующего пермского периода. Резкое сокращение площади заболоченных пространств с пышной растительностью вызвало необходимость перемещения на большие рас­стояния в поисках воды, что вскоре отразилось на строении представителей новой группы позвоночных — пресмыкающихся.

Продвижение позвоночных животных по пути арогенеза, на этапе воз­никновения рептилий, характеризуется целым рядом ароморфозов, имею­щих значение и для всей последующей их эволюции:

1. Прогрессивное развитие нервной системы — появление зачатка коры больших полушарий, предопределившее возникновение приспособитель­ного поведения благодаря выработке условных рефлексов;

2. Образов.' вторичной почки, обеспечивающей обратное всасывание воды в почечные канальцы и большую концентрацию в моче продуктов обмена веществ;

3. Появление ячеистых легких, поверхность которых значительно превы­шает внутреннюю поверхность мешковидных легких предков;

4. Образова­ние диафрагмы, разделяющей брюшную и грудную полость и обеспе­чивающей вместе с грудной клеткой всасывающий тип дыхания;

5. Про­грессивные преобразования скелета: подвижное сочленение черепа и позво­ночного столба, формирование грудной клетки, удлинение конечно­стей и т. д.;

6. Развитие неполной перегородки в желудочке сердца, позволившее обеспечить снабжение мозга и пояса передних конечностей чисто артериальной кровью;

7. Возникновение зародышевых оболочек, обеспечивающих развитие эмбриона в наземных условиях.

Несмотря на крупные прогрессивные преобразования, рептилии тем не менее остаются наиболее просто устроенными представителями наземных позвоночных. В ходе дальнейшей эволюции пресмыкающиеся дали начало многочисленным формам, среди которых две ветви привели к появлению более высоко организованных классов — птиц и млекопитающих.

В современной фауне насчитывают не более 6 тыс. видов рептилий, представляющих собой незначительную часть класса, процветавшего в мезо­зойскую эру (см. с. 235., цв. рис. 7, 8, 9, 10). Существующие ныне пре­смыкающиеся образуют отряды чешуйчатых, крокодилов, черепах и клюво-головых пресмыкающихся (рис. 178).

Экология. Пресмыкающиеся широко распространены по земному шару, но большинство видов обитает в странах с жарким и теплым кли­матом. Это обусловлено зависимостью их жизнедеятельности как пой-килотермных животных от температуры окружающей среды.

Пресмыкающиеся, как правиле), наземные животные. Однако ряд видов вернулся к обитанию в водной среде, в которой жили их предки. Так, в морях обитают морские змеи и черепахи, в реках и озерах — крокодилы, некоторые змеи и черепахи. Все водные пресмыкающиеся дышат воздухом и размножаются на суше, за исключением живородящих

морских змей.

Рептилии часто держатся около гнезда, охраняя кладки. Например, самки питонов обвивают кладку яиц своим телом, не только оберегая от врагов, но и согревая ее: в таком «гнезде» температура на 6—12 "С выше окружающей среды. В умеренных и северных широтах пресмыкающиеся проводят зиму в глубоком оцепенении, укрывшись в различные убежища.

Мелкие пресмыкающиеся питаются преимущественно беспозвоночными, главным образом насекомыми. Более крупные нападают на позвоночных животных. Имеются также и растительноядные пресмыкающиеся, по­едающие траву и плоды (например, сухопутные черепахи).

Вопрос №31. Классификация птиц.

Птицы возникли в триасе и произошли от неспециализированных рептилий, которым был свойствен лазающий образ жизни. В юрском периоде палеозойской эры первоптицы широко распространились по пла­нете и началась их адаптация к различным условиям обитания и источ­никам питания.

Птицы обнаруживают большое сходство с пресмыкающимися и поэтому их часто называют летающими рептилиями.

Возникновение класса сопровождалось следующими ароморфозами:

1. Прогрессивным развитием нервной системы (развитие подкорковых ассоциативных центров больших полушарий, мозжечка, появление центра терморегуляции);

2. Появлением четырехкамерного сердца н полным разнием артериального и венозного кровотока вследствие редукции од­ной из двух дуг аорты;

3. Формированием губчатых легких, что в еще полыней степени повысило интенсивность снабжения тканей и органов юродом и обусловило таким образом повышение уровня обмена ве-пн-ств;

4. Возникновением теплокровности (гомойотермности) как резуль­тата прогрессивных изменений в строении сердечно-сосудистой, дыха­тельной и нервной систем.

Современные птицы представлены более чем 8 тыс. видами, которые объединены в 35 40 отрядов, составляющих группы килевых, или ле­тающих; плавающих, или пингвинов; бескилевых, или бегающих

Разнообразие среды обитания определяет множество адаптации, во многом отражающих черты организации класса. Среди идиоадаптаций, характеризующих птиц, необходимо отметить некоторые приспособления к полету: преобразование передних конечностей в крылья; перьевой по­кров; изменения скелета; сросшийся во всех отделах, кроме шейного, позвоночник, позволяющий в полете удерживать горизонтальное положение тела; образование выроста грудины киля, как места для прикрепления мышц, поднимающих и опускающих крылья; полые, тонкостенные кости; развитие грудной - летательной мускулатуры; двойное дыхание, обеспечи­вающее насыщение крови кислородом на вдохе и выдохе; преобразова­ния, направленные на облегчение тела в полете (редукция зубов и образо­вание легкого рогового клюва, отсутствие одного из яичников, редукция заднего отдела кишечника).

Экология. Адаптивная радиация класса птиц привела к формированию многочисленных экологических типов.

Бескилевые, или бегающие (например, страус африканский), представляют собой крайний случай приспособленности к наземной жизни. Вся организация страусов в связи с переходом к только наземному образу существования претерпела значительные изменения. Так, у страуса афри­канского контурные перья служат лишь защитой от палящих лучей солнца или от ночной прохлады; крылья малы и слабы. В лучшем случае страус на бегу при резких поворотах пользуется ими, как рулями. Грудина киля не имеет. Крепкие, необычайно сильные и длинные ноги отлично при­способлены к длительным переходам и быстрому бегу. На ногах осталось лишь по два пальца. Обитая в полупустынных районах Африки и Аравии, страус может за короткое время пробегать большое расстояние. Почти все­ядность страуса сокращает частоту его переходов.

Пингвины (надотряд плавающих) представляют собой совершенно иной экологический тип. Они принадлежат к числу тех редких птиц, кото­рые вторично перестали летать в связи с их превращением в водных обита­телей. Пингвины населяют южные, антарктические моря, гнездясь на льдах и на береговых скалах. Тело их имеет обтекаемую форму, кости потеряли воздушные полости, крылья превратились в ласты: лапы с пла­вательными перепонками отодвинуты назад и служат рулями; хвост корот­кий, жесткий. Толстый подкожный слой жира предохраняет пингвина от холода. По земле эта птица ходит медленно, но может пройти несколько километров и даже забираться на скалы.

Килегрудые птицы образуют многочисленные экотипы и распро­странены практически повсеместно. Водоплавающие птицы, например гусе­образные, образуют водный экологический тип. Оставаясь птицами летающими, гусеобразные хорошо приспособлены к плаванию, нырянию и хождению по земле. Тело гусеобразных равномерно покрыто гч ii»im пером и пухом. Толщина перьевого покрова большая, между пером и пухом много воздуха. Это объясняет, почему гуси и утки так неглубоко сидят в воде. Смазанные жиром перья, обильный и богатый пух вместе с воз­духом не пропускают воду, а также защищают тело от охлаждения. Образ жизни гусеобразных связан с водой, прибрежными лугами, бо­лотами, зарослями тростников и т. д. Зимой, когда на севере водоемы замерзают, гусиные улетают в более теплые края на зимовку.

Болотный экотип представляет отряд аист о образных, в который входят цапли и аисты. Белый аист селится в местах, где есть поля, луга, обязательно перемежающиеся болотами и озерами. Кормом ему служат млекопитающие (мыши, зайчата), пресмыкающиеся, земноводные (осо­бенно лягушки), рыбы, крупные насекомые и их личинки, черви. Особен­ности строения тела аиста являются приспособительными к такому обра iy жизни. Высокие ноги и длинная шея дают возможность расширить обшр, следить за убегающими животными, быстро схватывать добычу Кроме того, эти адаптации позволяют заходить в воду и охотиться на мелко­водье. Осенью и зимой водоемы замерзают, и аист улетает на юг.

Большую группу образуют дневные хищники. Данный эмшли-ческий тип объединяет многие виды орлов, грифов, ястребиных, сокол и ных и др. В строении на первый план у них выступают признаки, свя­занные с хищным образом жизни: мощные лапы, снабженные острыми в виде крючков когтями,— основные орудия лова и умерщвления добычи. Крючковидный клюв приспособлен к разрыванию и умерщвлению добычи Дневные хищники имеют острое зрение, у многих тонкий слух, сильные крылья. В воспитании потомства принимают участие оба роли имя. Самка обычно крупнее самца, а не наоборот, как у большинства птиц.

Добыча хищных птиц очень разнообразна. Грифы высматривают трупы и отбросы, чаще всего паря на большой высоте. Степной орел питается преимущественно грызунами (сусликами). Ястреб-тетеревятник крупный, преимущественно лесной хищник нападает на тетеревов, молодых глуха­рей, рябчиков, куропаток и другую дичь. Семейства ястребиных и соко линых вместе с другими близкими семействами образуют четко вира женный отряд дневных хищных птиц.

Экологический тип — ночные хищники, или совы, имеют важные особенности поведения и приспособления в сумеречной и ночной охоте. Характерный представитель сов — филин. Это крупная птица, с мощными лапами, снабженными кривыми острыми когтями. Клюв загнут крючком вниз и служит главным образом для разрывания жертвы. Оперение мягкое, обильное: оперены даже лапы до когтей. Мягкие махо­вые перья покрыты ворсинками — это приспособление к бесшумному по­лету. Глаза филина очень велики и очень чувствительны (филин видит в полумраке и ночью). Глаза его расположены на передней стороне го­ловы, птица эта, следовательно, обладает бинокулярным зрением. Филин питается живой добычей. Значительную пользу земледелию приносят совы средней величины и мелкие — ушастая сова, серая неясыть и особенно маленький сыч. Эти совы питаются в основном мышами полевками и дру­гими грызунами. Один сыч, истребляя грызунов, сберегает ежегодно пол тонны зерна на полях или такое же количество зеленой массы растений. Для гнездования совы разбиваются на пары. Самец принимает участие в выкармливании птенцов.

Птицы, приспособленные к лазанию по стволам деревьев, где они находят в трещинках коры, под корой и в древесине пищу (личинок жу­ков-дровосеков, короедов, лубоедов), составляют экологический тип древо­лазов, или дятлов.

Наземные килегрудые птицы, гнездящиеся и кормящиеся преимуще-(.1 пенно на земле,— куриные. Этот отряд составляют птицы главным образом растительноядные, зерноядные, разыскивающие корм на земле. У куриных короткий КЛЮ.В, округлое, плотное тело, сильные ноги с креп­кими пальцами и нередко с крепкими когтями (ими разгребают землю, снег). Крылья короткие, хорошо приспособленные для быстрого взлета вверх в случае нападения хищников. Куриные не совершают дальних пере­летов, и грудные мышцы, грудина, а также киль у них невелики.

На определенных территориях в течение года живут оседлые птицы (воробьи, синицы, вороны и др.). Свиристели, снегири, многие совы— кочующие птицы, после сезона размножения они совершают кочевки про­тяженностью в сотни километров, но не покидают пределов определенной природной зоны. Многие птицы совершают дальние перелеты. Это се-лонное явление в жизни птиц, которое возникло в процессе эволюции под воздействием периодических изменений погодных условий, связанных со сменой времен года. Мигрирующие птицы способны к астронавига­ции, т. е. к выбору нужного направления перелета по положению Солнца, Луны и звезд. Причем общее направление полета корректируется по различным географическим ориентирам: птицы при перелетах придержи­ваются русел рек, лесных массивов и т. д.

Ни одна птица не может считаться только полезной или только вред­ной. Например, воробьи и некоторые зерноядные птицы питаются семе­нами культурных растений и могут склевывать в садах сочные плоды, однако своих птенцов выкармливают насекомыми, в том числе вредите­лями сельскохозяйственных культур. Многие птицы (жаворонки, голуби, щеглы, перепелки и др.) питаются семенами сорняков и таким образом очищают от них поля. Хищные птицы уничтожают большое количество мышевидных грызунов, питаются падалью и, следовательно, имеют важ­ное санитарное значение.

Вопрос №33. Общая характеристика млекопитающих.

Млекопитающие — наиболее высокоорганизованный класс позвоноч­ных. Первые представители появились на Земле, по-видимому, в триасо­вом периоде. Предками древних млекопитающих являются неспециализи-

рованные палеозойские рептилии, еще не утратившие некоторых черт, присущих амфибиям: слабое ороговение кожи, наличие эпидермальных желез и ряд других признаков. Такой предковой группой считают зверо-зубых рептилий, вымерших к середине юрского периода. В процессе эволюции первые млекопитающие дивергировали на две крупные ветви, одна из которых дала начало, в конце триаса, однопроходным, или перво-зверям, а вторая, в меловом периоде, уже была представлена группами более высокоорганизованных настоящих зверей — сумчатыми и плацен­тарными.

Эволюция млекопитающих сопровождалась целым рядом аромор-фозов:

1. Высоким развитием нервной системы, в особенности коры больших полушарий, обеспечившей приспособление к условиям существования пу­тем изменения поведения;

2. Дифференцировкой позвоночного столба на четко выраженные отделы и перемещением конечностей с боков под голо;

3. Возникновением органов, обеспечивающих развитие зародыша в теле матери, и выкармливание детенышей молоком;

4. Появлением шерстного покрова, позволяющего сохранить тепло;

5. Полным разделением кругов кровообращения и возникновением теплокровности;

6. Возникновением альвеолярных легких, повысивших интенсивность газообмена и как след­ствие общий уровень обменных процессов.

Современные млекопитающие представлены тремя подклассами: одно­проходных (первозверей), сумчатых и плацентарных.

Важнейшие отряды плацентарных млекопи­тающих следующие:

1. Насекомоядные — кроты, ежи н землеройки. Эти животные питаются насеко­мыми: их считают самыми примитивными из плацентарных млекопитающих, наиболее близ­кими к предкам всего этого подкласса. Земле­ройки — самые мелкие млекопитающие: неко­торые из них массой меньше 5 г.

2. Рукокрылые — летучие мыши. Эти животные приспособлены к полету — меж­ду удлиненными пальцами передних конечно­стей, задними конечностями и телом тянется кожная складка, образующая крыло. Они пи­таются насекомыми или плодами; некоторые виды сосут кровь других млекопитающих. В по­лете летучие мыши пользуются своего рода биологическим ультразвуковым локатором (рис. 283): они испускают звуки высокой часто­ты и руководствуются при полете отражениемэтих звуков от препятствий. Кровососущие ле­тучие мыши могут передавать такие заболева­ния, кап желтая лихорадка н паралитическая форма бешенства.

3. Хищные — кошки, собаки, полки, лисицы, выдры, норки, ласки, скунсы, тюлени, моржи и морские львы. Все это пло­тоядные животные с заостренными клыками и режущими коренными зубами.

4. Грызуны — белки, «'поры, кры­сы, мыши, дикобразы, хомяки, кролики н мор­ские свинки. Все эти многочисленные приют­ные имеют острые долотообразные резцы.

5. Неполнозубые — ленивцы и муравьеды. Млекопитающие с небольшим чис­лом зубов или совсем беззубые.

6. Приматы — лемуры, различ­ные обезьяны п человек. Эти млекопитающие имеют высокоразвитый головной мозг н весьма совершенные глаза, смотрящие вперед; у них на пальцах имеются ногти вместо когтей и боль­шой палец может противопоставляться осталь­ным.

7. Парнокопытные — быки, опт,], слиньп, исирафы и олени. Травоядные ко­пытные жинотные с четным чиг:и).м им I,цеп на каждой ноге.

8. Непарнокопытные — ло­шади, зебры, тапиры и носороги. Трапоядные копытные животные с нечетным числом паль­цев на каждой ноге.

9. Хоботные — слоны, масто­донты ц мамонты. Животные с длинным муску­листым хоботом, толстой, лежащей складками кожей и удлиненными резцами, образующими бинни. Это самые крупные среди наземных нхЛ-котных массой до 7 т.

10. Сирены — морские коровы. дюгони и ламантины. Растительноядные вод­ные животные, передние конечности которых прекращены в плавники, а задние атрофирова­лись. Они, вероятно, послужили основой для большинства рассказов о «морских девах».

11. Китообразные — киты, дель­фины и морские свиньи. Морские млекопитаю­щие с рыбообразным телом, с передними ко­нечностями п форме плавников, без задних копечностен и с толстым слоем подкожного жира (так называемой ворвани). Синий кит — самое крупное из и.-рестных животных, достигает ^5 м и длину и весит до 150 т.

Вопрос №34. Клоачные (Первозвери).

К однопроходным относятся только утконос, ехидна и близкая к ней проехидна. Первозвери характеризуются очень при­митивными чертами:

1. Размножаются посредством откладывания крупных (около 14 мм в диаметре), богатых питательным желтком яиц;

2. Кишеч­ник и мочеполовой синус открываются наружу не самостоятельными от­верстиями, а впадают в клоаку;

3. Соски отсутствуют, и млечные железы, имеющие строение типичных трубчатых желез, открываются многочислен­ными отверстиями на особом железистом поле, с которого молоко дете­нышами слизывается;

4. Плечевой пояс сходен с плечевым поясом пре­смыкающихся;

5. Правое отверстие в сердце снабжено лишь одним кла­паном;

6. Температура тела низкая и колеблется от 26 до 34 °С.. Только у ехидны имеется выводковая сумка — складка кожи на брюхе, в которую открываются млечные железы и которая образуется только на время раз­множения. Мягкие губы отсутствуют, и челюсти покрыты роговым клювом.

Однопроходные распространены только в Австралии, Тасмании и Ноной Гвинее.

Вопрос №35. Сумчатые.

Сумчатые обладают рядом своеобразных черт:

1. Плацента, за ред­ким исключением, отсутствует, и детеныши рождаются недоразвитыми и очень мелкими. Они не могут сосать, и молоко впрыскивается им в рот благодаря сокращениям особой мышцы;

2. Мозг очень примитивен;

3. У самок имеются две матки;

4. Температура тела, хотя и выше, чем у однопроходных, но ниже, чем у плацентарных, и не постоянная.

Распространены сумчатые в Австралии, на соседних с ней островах, в Южной и Центральной Америке. Один вид широко распро­странен в Северной Америке. Сумчатые насчитывают около 180 совре­менных видов. Благодаря почти полному отсутствию в Австралийской об­ласти плацентарных млекопитающих сумчатые образовали здесь целый ряд конвергентных с ними групп. Так, сумчатый волк очень похож на настоящего хищника из семейства собачьих, сумчатая белка - на белку-летягу, вомбат — на сурка, а сумчатый крот — на настоящего крота.