Зоология
Покупка
Новинка
Тематика:
Зоология
Издательство:
Самарский ГАУ
Автор:
Зайцева Лилия Михайловна
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 108
Дополнительно
Вид издания:
Практикум
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-88575-712-6
Артикул: 843294.01.99
В практикуме «Зоология» обобщен теоретический материал, отражаю-щий особенности внешнего и внутреннего строения животных, структурно-функциональные эволюционные прогрессивные изменения организмов.
Издание составлено с учетом требований Федерального государствен-ного образовательного стандарта высшего образования, и позволит студентам закрепить основные теоретические знания, излагаемые в процессе обучения на лекциях. Предназначено для студентов очной формы обучения факультета «Биотехнология и ветеринарная медицина», обучающихся по направлению подготовки 06.03.01 Биология.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный аграрный университет» Л. М. Зайцева ЗООЛОГИЯ Практикум Кинель 2023 1
УДК 590 (07) ББК 28.6 Р З-17 Рекомендованно учебно-методическим советом Самарского ГАУ Р е ц е н з е н т ы : д-р. биол. наук, вед. науч. сотр, зав. отделом физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста, Н. В. Боголюбова; канд. биол. наук, доцент кафедры эпизоотологии, патологии и фармакологии, ФГБОУ ВО Самарский ГАУ, В. В. Ермаков. Зайцева, Л. М. З-17 Зоология : практикум / Л. М. Зайцева. − Кинель : ИБЦ Самарского ГАУ, 2023. – 108 с. ISBN 978-5-88575-712-6 В практикуме «Зоология» обобщен теоретический материал, отражающий особенности внешнего и внутреннего строения животных, структурнофункциональные эволюционные прогрессивные изменения организмов. Издание составлено с учетом требований Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования, и позволит студентам закрепить основные теоретические знания, излагаемые в процессе обучения на лекциях. Предназначено для студентов очной формы обучения факультета «Биотехнология и ветеринарная медицина», обучающихся по направлению подготовки 06.03.01 Биология. © ФГБОУ ВО Самарский ГАУ, 2023 ISBN 978-5-88575-712-6 © Зайцева Л. М., 2023 2
Предисловие Практикум по «Зоологии» составлен в соответствии с рабочей программой и предназначена для студентов очной формы обучения факультета «Биотехнологии и ветеринарная медицина», обучающихся по направлению подготовки 06.03.01. Биология. Цель издания – ознакомить студентов с курсом «Зоологии», в котором изучают животных беспозвоночных и позвоночных, их внешнее и внутреннее строение, жизнедеятельность, многообразие, размножение и связи со средой обитания, распространение, индивидуальное и историческое развитие, роль в природных сообществах и значение для человека. Значение основ и механизмов регуляции биологических процессов и функций необходимо в практической деятельности биоэколога. Учебное издание позволит студентам закрепить знания основные теоретические положении, излагаемые в процессе обучения на лекциях. Каждая тема снабжена теоретической частью, контрольными вопросами для закрепления темы. Наука «Зоология» (от греч. ζῷον − животное, λόγος − учение) изучает животный мир. Современная зоология представляет собой систему наук, изучающих животных с разных точек зрения. Эти науки различаются объектами, задачами и методами исследований. Задача обучающегося сводится к точному определению особенностей животного мира для дальнейшего анализа. Осуществлять такую задачу могут только те специалисты, которые владеют не только глубокими теоретическими знаниями, но и навыками научно-исследовательской и практической работы. Практикум по зоологии поможет обучающемуся, сориентироваться в правильности нахождения информации для выполнения индивидуальных заданий. 3
Занятие 1. Зоология беспозвоночных. Зоология как наука о животных Цели занятия: ознакомится с основными науками, которые изучают зоологические дисциплины; изучить роль животных и предназначение их на планете Земля; изучить эволюционные принципы, определяющие филогенез животного мира. Зоология – наука о животных. Исторически современная зоология сложилась как система научных дисциплин о животных. В зоологии выделяют, с одной стороны, дисциплины, изучающие отдельные крупные систематические группы животных, а с другой – науки о строении, жизнедеятельности, развитии животных, их связях с окружающей средой, об их эволюции и др. К первой группе зоологических дисциплин относятся: протозоология – наука об одноклеточных животных, гельминтология – наука о паразитических червях, малакология – наука о моллюсках, арахнология – наука о паукообразных, энтомология – наука о насекомых, ихтиология – наука о рыбах, герпетология – наука о земноводных и пресмыкающихся, орнитология – наука о птицах, териология, или маммология – наука о млекопитающих и др. Причем все эти науки объединяются в два раздела: зоологию позвоночных, изучающую всего один тип – хордовых, и зоологию беспозвоночных, исследующую все остальные 23 типа животных. Ко второй группе зоологических дисциплин относятся: морфология животных, изучающая строение и преобразование формы, включающая также соподчиненные дисциплины, такие как цитология, гистология, анатомия, эмбриология, изучающие строение клеток, тканей, внутренних систем органов, индивидуальное развитие; физиология животных, изучающая жизненные процессы; экология, исследующая взаимосвязи животных с окружающей средой; зоогеография – наука о пространственном распределении животных на Земле; зоологическая систематика – наука о многообразии животных и их классификации; филогенетика животного мира – наука об историческом развитии животных. В соответствии с современной классификацией живых организмов биология подразделяется на ряд крупных дисциплин: 4
микробиологию, включающую бактериологию и вирусологию, ботанику, микологию, зоологию. На основе сравнительного изучения живых организмов из разных царств выявлены их основные отличительные особенности. Животным свойственны активный метаболизм, ограниченный рост тела и сложное строение у высших форм, обладающих различными системами органов, такими, как двигательная, пищеварительная, выделительная, кровеносная, дыхательная, половая, нервная. Значение животных в природе определяется их ролью в биогенном круговороте веществ в биосфере. Если автотрофные организмы (зеленые растения) – продуценты органического вещества, то животные – основные консументы, или потребители, органических веществ. Наряду с грибами и микроорганизмами животные могут выполнять и роль редуцентов, осуществляя минерализацию органических веществ. Животные совместно с другими гетеротрофами участвуют в поддержании стабильности состава атмосферы. В то время как автотрофы обогащают атмосферу килосродом, необходимым для дыхания большинства живых организмов, гетеротрофы выделяют в процессе дыхания углекислый газ, используемый растениями для фотосинтеза. Таким образом, растения связывают и накапливают солнечную энергию в форме органического вещества, а животные ее потребляют. Но без гетеротрофов не было бы динамического равновесия органического вещества в биосфере, соотношения кислорода и углекислого газа в атмосфере, зольных элементов в почве. Такое взаимодействие автотрофных и гетеротрофных организмов в биосфере – результат их сопряженной эволюции. Велика роль животных, как и растений, в накоплении и концентрации минеральных веществ. Животные-сапрофаги участвуют в переработке и минерализации органических остатков на дне водоемов и играют существенную роль в почвообразовании. Разнообразие животного мира и его распределение на планете Все животные, населяющие нашу планету, составляют ее животный мир. Видовой состав животного мира Земли изучен еще не в полной мере. По средним данным, в настоящее время известно 5
около 2 млн. видов животных. Но когда классификация ныне живущих видов будет завершена, число видов будет приближаться к 4 млн. В зоологии принято классифицировать жизненные формы животных на соподчиненные категории, подобно иерархии таксонов в филогенетической системе. Животных, обитающих в водоемах, подразделяют на крупные категории жизненных форм по приспособлениям к обитанию в разных ярусах и биогеоценозов: нейстон – обитатели поверхности воды; планктон – пассивно передвигающиеся или «парящие» в толще воды; нектон – активноплавающие животные; бентос – обитатели дна водоемов. Распределение животных на планете связано с центрами их происхождения, историей расселения и подчиняется принципу географической зональности, обусловленной климатическим градиентом. Различия в составе фауны одного широтно-климатического пояса определяются географическими преградами, приводящими к изоляции животных на разобщенных территориях. Геологическая история животного мира Животный мир нашей планеты – результат длительной эволюции. Прямыми доказательствами эволюции служат ископаемые остатки живших ранее животных, которые сохранились в слоях земли разного исторического возраста. По последним данным геологии, возраст нашей планеты исчисляется 5-5,5 млрд. лет. Первые следы жизни (молекулярные ископаемые от жизнедеятельности бактерий и строматолиты от окаменевших цианобактерий) отмечаются в пластах земли возрастом в 3-3,5 млрд. лет. Появление эукариот датируется возрастом около 2 млрд. лет. Первые многоклеточные животные появились примерно около 1 млрд. лет назад. Их дальнейшая эволюция привела к расцвету царства животных. Палеонтологами принято подразделение истории развития Земли на две эпохи: докембрийскую и современную, начинающуюся с кембрия (табл. 1). 6
Таблица 1 Геохронологическая таблица Начало Эра Период периода, (группа) (система) Стадия развития органического мира млн лет назад Четвертичный Животный и растительный мир близокк современному, появление человека 2 Кайнозо 26 йская Палеогеновый 67 Неогеновый Интенсивное развитие млекопитающих, расцвет флоры и фауны покрытосеменных, беспозвоночные близки к современным Меловой 137 Развитие крупных пресмыкающихся, на суше, появление флоры покрытосеменных, в морях развитие аммонитов. Мезозо Юрский 195 йская Расцвет гиганских пресмыкающихся на суше, и флоры голосеменных. Появление летающих ящеров и птиц. Развитие белемнитов. Триасовый 240 Распростронение наземных форм пресмыкающих. Развитие богатой флоры голосеменных Пермский 285 Появление пресмыкающихся, широкое распростронение крупных земноводных. Появление голосеменных растение, вымирание плеченогих. Каменноугольн ый Расвет фауны земноводных.Расцвет плауновидных папортниковых растений. 360 Палеозо Девонский 410 йская Появление насекомых и земноводных,развитие наземных растений. Разнообразная фауна кораллов и плеченогих Силурийский Следы наземной жизни, первые рыбы; 440 Ордовикский 500 570 Кембрийский разнообразная фауна ракообразных плеченогих и кораллов. Приметивные формы простейших плеченогих и трелобитов, развитие водорослей. Протеро 2600 зойская − Широкое распространение водорослей,появление простейших организмов Археозо йская − Остатки органического мира не известны Более 2600 7
Эволюционные принципы, определяющие филогенез животного мира Основы современной теории эволюции заложил английский ученый Ч. Дарвин (1809-1882), который доказал, что адаптивный (приспособительный) характер эволюции определяется основным движущим фактором – естественным отбором, или переживанием наиболее приспособленных организмов в борьбе за жизнь. Согласно дарвинизму, предпосылкой эволюции является наследственная изменчивость организмов, а действующий в поколениях естественный отбор преобразует виды и накапливает адаптивные признаки. К середине XX в. оформилась синтетическая теория эволюции (СТЭ) на базе дарвинизма и достижений в области генетики и экологии. При этом значительно расширились представления о факторах эволюции, преобразующих генофонд популяций вида и приводящих к микроэволюции вплоть до образования новых видов. Согласно новым концепциям, теперь выделяют группу факторов эволюции, которые изменяют генофонд популяций не направленно, случайно (мутации, комбинации, генетико-автоматические процессы, изоляция), и факторы, определяющие адаптивную направленность эволюции (борьба за существование и естественный отбор). Эволюция крупных систематических групп получила название макроэволюции, в отличие от внутривидовой дифференциации популяций – микроэволюции. Филогения животного мира отражает процесс макроэволюции. Рассмотрим современные принципы и закономерности макроэволюции, которые следует иметь в виду при изучении типов животных и их филогенетических отношений. 1. Образование новых систематических групп происходит путем дивергенции – исторического процесса расхождения признаков. Дивергенция приводит к разнообразию видов и более крупных систематических групп. В результате дивергенции может образовываться не две, а более форм. В этом случае используется термин «радиация». Часть признаков в разных систематических группах может возникать путем параллелизма или конвергенции. Под параллелизмом подразумевают независимое происхождение сходных признаков на базе гомологичных, т. е. общих по происхождению, органов или структур (роющие или плавательные конечности у разных млекопитающих), а под конвергенцией – сходство, возникающее на основе аналогичных органов, разных по происхождению (крылья 8
птиц и насекомых). Параллелизм и конвергенция снижают разнообразие видов, но обеспечивают увеличение числа сходных адаптивных типов (жизненных форм), эффективно использующих те или иные экологические ниши. 2. Систематические группы (род, отряд, класс, тип) имеют преимущественно моно филетическое происхождение. Монофилия – происхождение от общего предка. Этот принцип вытекает из постулата: таксон (систематическая группа) – это генетически родственная группа видов, т.е. имеющая общего предка. Полифилия – образование сходных групп животных путем параллелизма приводит к формированию сходных жизненных форм в сестринских таксонах. 3. В процессе эволюции образование таксонов сопровождается формированием жизненных форм, или морфо- экологических типов. Нередко наблюдается параллелизм жизненных форм в различных систематических группах. Например, среди наземных позвоночных животных, относящихся к разным классам, немало сходных жизненных форм (бегающие, летающие, лазающие, роющие и другие формы). Но существуют и уникальные жизненные формы, характерные только для определенной систематической группы. 4. Эволюция характеризуется адаптивной направленностью. Биологический прогресс в развитии систематических групп – это адаптивная эволюция, приводящая к процветанию. Критериями биологического прогресса таксона служат: видовое разнообразие, высокая численность, широкий спектр занимаемых экологических ниш. А. Н. Северцов (1939) выделял следующие основные пути биологического прогресса: ароморфоз, идиоадаптация и дегенерация. Ароморфоз, или морфофизиологический прогресс, – это путь формирования прогрессивных универсальных адаптаций организмов, повышающих их общую организацию и жизнеспособность. Идиоадаптация – это приобретение в процессе эволюции частных приспособлений, дающих преимущество организмам в конкретных экологических условиях. Например, разные отряды птиц отличаются прежде всего строением клюва, крыльев, ног, что обеспечивает им существование в определенных биотопах и позволяет вести разный образ жизни. Дегенерация, или морфофизиологический регресс, представляет собой путь эволюции, приводящий к редукции некоторых органов в связи с малоподвижным или паразитическим образом жизни. И. И. Шмальгаузен развил учение А. Н. Северцова о путях 9
биологического прогресса и дал их более дробную классификацию (ароморфоз, алломорфоз, теломорфоз, гиперморфоз, гипоморфоз и катаморфоз). 5. Филогенетическое изменение гомологичных органов происходит от исходного (плезиоморфного) состояния у предков к эволюционно продвинутому – апоморфному (терминология Хеннига) состоянию у потомков. Сравнительно-морфологическое изучение гомологичных органов у животных позволило ученым сформулировать принципы филогенетического изменения органов. 6. Организм животного эволюционирует как целое. Эволюция приводит к образованию новых систематических групп, и в процессе эволюции видов совершенствуется организм животных, его органы и функции. Все части организма функционально взаимосвязаны и находятся в коррелятивной зависимости. Изменение одних органов в эволюции ведет к изменению других. Закон коррелятивной изменчивости был впервые сформулирован Ч. Дарвином. 7. В процессе эволюции изменяются индивидуальное развитие организмов (онтогенез) и жизненный цикл вида. В онтогенезе происходят рост, развитие особи, участие в размножении, постепенное отмирание. Жизненный цикл – это циклически повторяющийся период в развитии вида между двумя одноименными фазами развития. 8. Соотношение индивидуального и исторического развития видов отражается в биогенетическом законе, впервые сформулированном Ф. Мюллером (1864) и Э. Геккелем (1866). 9. Эволюция видов происходит сопряженно в составе биоценозов. Результаты сопряженной, или коадаптивной, эволюции прослеживаются в биоценотических взаимоотношениях между видами: хищниками и их жертвами, паразитами и хозяевами, у симбионтов, квартирантов, между цветковыми растениями и насекомыми-опылителями и т.п. Задание. Изучить методику выполнения зоологического рисунка. Порядок выполнения: последовательность выполнения рисунка. Любой рисунок начинается с нанесения в альбом контуров рассматриваемого объекта. Затем слабо карандашом намечается положение разных органов (при этом следует соблюдать пропорции), и уже потом идет более подробная прорисовка отдельных органов 10