Хордовые животные. Характеристика основных классов

Хордовые животные

Эволюционно этот таксон является самым молодым. Сегодня насчитывается 60 тыс видов.

Отличительными особенностями их строения и метаболизма являются:

1. Наличие эластичного стержня-хорды или полноценного позвоночника;

2. Нервная трубка располагается на спинной стороне тела, образуя спинной мозг;

3. Развитый головной мозг;

4. Кислородное дыхание;

5. Кишечник не заходит в хвостовой отдел.

Среди хордовых есть морские обитатели, а также виды живущие на суше, в почве, воздушной среде.

Ланцетники

Это морские животные примитивного строения. Многие учёные рассматривают их, как переходную группу от беспозвоночных к позвоночным.

Особенностями строения этого животного являются:

• тонкая хорда;
• наличие жабер;
• расположенная в спинной части тела нервная трубочка.

Ланцетник обладает полупрозрачным телом, на спине и брюшной стороне, а также конце хвоста располагаются плавники, основной функцией которых является движение и поддержание равновесия в воде. Кожа тонкая, однослойная. Центральная нервная система представлена одной трубкой. Нет дифференциации между спинным и головным мозгом. В качестве органов чувств используются расположенные вокруг рта щупальца. Есть просто устроенные светочувствительные глазки. Скелет представлен хордой, вдоль нее расположены тяжи мышц.

Глотка может занимать до трети длины тела, в ней же расположены жаберные щели. Кишечник примитивный, недифференцированный, оканчивается анальным отверстием. Имеется печеночный вырост, секретирующий ферменты. Выделительная система похожа на таковую у кольчатых червей – систему извитых канальцев, продукты метаболизма выводятся через жабры. Дышит ланцетник всей поверхностью тела. Кровеносная система развита, замкнута частично, имеются сосуды. Ланцетники раздельнополы, оплодотворение наружное. Яйца развиваются в водной среде.

Рыбы

Характерной чертой является наличие развитых челюстей и жаберное дыхание. Наружные покровы – кожа. У костистых она покрыта чешуей, у хрящевых – голая, с рядами бляшек. Двигаться могут с помощью плавников.

Спинной мозг находится внутри позвоночника. Имеются ребра. Головной мозг состоит из пяти отделов. Вдоль тела располагается орган тактильных чувств – боковая линия. Глаза сложной структуры. Есть органы вкуса и обоняния. Органы слуха парные. Большинство представителей обладает единственным кругом кровообращения и двухкамерным сердцем.

Пищу рыбы хватают ртом, разрывают и удерживают зубами. Комок попадает в глотку, потом через пищевод в желудок. Анальное отверстие располагается в районе задних брюшных плавников. Организм рыбы поддерживает свое осмотическое давление за счет выделения лишних солей почками.

Рыбы двуполы в большинстве своем, редко встречаются гермафродиты, некоторые из них способны к самооплодотворению. Брачное поведение довольно сложное — строятся гнезда, куда откладываются икринки. Оплодотворение наружное.

В экосистеме различные виды рыб играют различные роли – есть хищники и сапрофиты, растительноядные и паразитирующие. Велико их значение для хозяйственной деятельности человека – рыба является ценным промысловым ресурсом.

Земноводные

Это сравнительно немногочисленный таксон животных, приспособленных к обитанию на суше и в воде. Для размножения большинству видов требуется водоем, так как в стадии личинки земноводное живет в водной среде.

Кожа тонкая и гладкая, она легко проницаема для газов и жидкостей, для дополнительного газообмена снабжена огромным количеством капилляров. На ней располагается множество продуцирующих слизь желез. Скелет имеет сложное строение, разделяясь на позвоночник, череп и конечности. Система мышц имеет довольно сложное строение, обеспечивая подвижность. Органами дыхания являются жабры, легкие и кожа.

Кровеносная система состоит из двух кругов кровообращения, сердце трехкамерное (два предсердия и один желудочек). Скорость метаболизма низкая, животные полностью зависимы от температуры внешней среды, являются холоднокровными. Все земноводные – хищники. Ловчим органом является длинный язык. Кишечник разделен на отделы, открывается в клоаку. Выделительная система представлена почками и мочевым пузырем, имеющим выводное отверстие в клоаку. Часть веществ удаляется через кожу.

Головной мозг больше, чем у рыб, есть нервные сплетения в районе плеч и поясницы. Глаза адаптированы к атмосферной среде, снабжены веками. Есть два обонятельных мешка. Слуховой аппарат довольно сложного строения, есть барабанная перепонка и среднее ухо. Кожа содержит множество нервных окончаний и является органом осязания.

Все виды раздельнополы, оплодотворение наружное. Развитие сложное, постадийное – яйцо, личинка, метаморфоз, взрослая особь. Яйца откладываются в воду большинством видов.

Пресмыкающиеся

В этом таксоне представлены преимущественно наземные виды, отличительными особенностями которых является:

• сухая кожа, покрытая чешуей или щитками;
• более выражено разделение позвоночника на отделы. Голова может поворачиваться;
• у всех, кроме змей есть грудная клетка, есть межреберные мышцы, обеспечивающие дыхание.

Развитая нервная система, головной мозг состоит из 5 отделов. Имеется 6 органов чувств. Дыхание легочное. Сердце трехкамерное, в нем возникает частичная перегородка, разделяющая венозную и артериальную кровь. Более сложный ЖКТ, где ярче выражена дифференциация на отделы. Выделительная система в виде почек, мочевого пузыря и клоаки. Размножение двуполое, с внутренним оплодотворением. Зародыш развивается в яйце, снабженном кожистой или известковой оболочкой. У некоторых видов – живорождение. Развитие прямое. Присутствует забота о потомстве.

Птицы

Это класс яйцекладущих теплокровных животных, приспособленных к полету в атмосфере. В связи с этим произошли качественные изменения строения тела:

• передние конечности в виде крыльев;
• облегченный скелет, наличие грудного киля и мощных мышц;
• наличие перьевого покрова;
• мощная дыхательная система состоящая из легких и пяти пар воздушных мешков;
• обтекаемая форма тела;
• наличие клюва;
• голосовой аппарат;
• четырехкамерное сердце;
• зубов нет, пища измельчается в желудке, для чего птица глотает песок и камешки;
• быстрый метаболизм.

Очень развитый головной мозг с большим мозжечком, контролирующим положение тела и двигательную активность. Сложное интеллектуальное поведение.

Размножение двуполое, оплодотворение внутреннее. Зародыш развивается в яйце. Для большинства видов характерна моногамия. Брачное поведение сложное.

Птицы являются важными участниками экосистем. Они способствуют распространению растений, разнося семена, хищники регулируют численность мелких животных.

Млекопитающие

Самый эволюционно молодой и прогрессивный таксон. Имеет ряд принципиальных отличий от всех других животных:

• Живорождение (кроме первозверей) и вскармливание потомства молоком;
• Настоящая теплокровность;
• Сильное развитие сальных и потовых желез;
• Разделение внутренней полости туловища на две диафрагмой;
• Высокое развитие нервной системы;
• Дифференцированные зубы.

Многообразие растений. Основные отделы растений. Классы покрытосеменных, роль растений в природе и жизни человека

Растения появились на планете около 3 млрд лет назад, когда произошло разделение живого мира на царства. В настоящее время растений насчитывается свыше 350 тыс видов. Они присутствуют в большинстве биоценозов планеты и являются основными продуцентами биомассы.

В процессе эволюционного развития происходило усложнение растений. На данный момент насчитывается несколько их таксономических Отделов, очень сильно отличающихся друг от друга.

Водоросли

Он относится к подцарству Низших растений. Отличительными особенностями его представителей являются:

1) отсутствие разделения тела на ткани и органы – оно называется слоевищем или талломом;

2) гаметы могут быть одинакового размера и обе подвижными;

3) растение полностью зависит от наличия воды.

Еще одно существенное отличие от других растений – известно множество видов одноклеточных водорослей и колониальных форм. Абсолютное большинство водорослей являются эукариотами, однако к ним часто относят и синезеленые водоросли (цианобактерии), не имеющие ядра. Питаются, всасывая вещества всей поверхностью слоевища, одноклеточные – могут питаться фагоцитозом.

В биоценозах – являются производителями биомассы, продуцентами. Около 80% органики в морской среде производится водорослями.

Для человека имеют довольно важное значение – некоторые, как ламинария и хлорелла употребляются в пищу, из других получают необходимые вещества в химической промышленности – йод, органические кислоты, уксус. Используются в сельском хозяйстве как корм для животных. В фармакологии – как поставщики слизеобразных и желирующих веществ. Высокая скорость размножения и роста делает их важным биологическим ресурсом. Кроме водорослей, все остальные растения относятся к подцарству Высших растений.

Мохообразные

На Земле известно около 20 тысяч видов мохообразных. Это в большинстве своем сухопутные многолетние растения, довольно примитивного строения:

1) не имеют органов и тканей. К земле крепятся с помощью ризоидов;

2) в жизненном цикле половое поколение доминирующее, бесполое представлено спорофитом – коробочкой на ножке, вырастающей из основного тела мха. В этой коробочке и развиваются споры;

3) для полового размножения необходимо наличие воды, так как мужская гамета снабжена жгутиком и подвижна, до яйцеклетки расположенной в архегонии она может добраться только в воде.

Распространены везде, где есть пресная вода. Являются продуцентами биомассы. Удерживая влагу в почве, способствуют заболачиванию, также концентрируют в себе тяжелые металлы и радионуклиды. Выделяют консервирующие  и антисептические (сфагнум) вещества, из-за чего в глубоких болотах часто находят хорошо сохранившиеся тела погибших людей и животных, предметы быта прошлых веков.

Папоротники

Насчитывается около 10 тыс видов. Отличительными особенностями являются:

1) наличие уже заметных органов и тканей – вайи (примитивный листовой аппарат), видоизмененного побега (корневища), корней, а также проводящей ткани;

2) преобладает бесполое поколение спорофит;

3) для оплодотворения нужна вода.

Половое размножение папоротников происходит со сменой поколений – споры, которые можно увидеть, если взглянуть на нижнюю сторону вайи – неоплодотворены. Они высыпаются на землю, в благоприятных условиях из такой споры появляется следующее, половое поколение, гаметофит, представляющий собой небольшую плоскую пластинку. Иначе его называют заростком. На заростке развиваются мужские и женские гаметы. Созревшие гаметы во влажной среде сливаются, давая начало следующему бесполому поколению. После укоренения этого зародыша заросток отмирает.

Несколько видов папоротников употребляются в пищу. Также, вайи папоротника представляют интерес для флористов. Стоит помнить о существовании ядовитых папоротников, в том числе, произрастающих на территории России.

В настоящее время папоротники не имеют большого влияния на экосистемы, в прошлом – они были одним из доминирующих видов. Предполагается, что именно древние древовидные папоротники превратились со временем в пласты каменного угля.

Голосеменные

Это небольшой численно таксон, в котором насчитывается около 700 видов. Голосеменные, предположительно, произошли от древних папоротников. Известны с каменноугольного периода.

Отличительными их чертами являются:

1) наличие настоящих семян, но не имеющих околоплодника. Семена защищены чешуями шишек (научное название – стробилы);

2) развиты сосудистые, механические, основные ткани;

3) листья игольчатой формы, покрыты толстой кутикулой, у большинства не опадают, постепенно старые заменяются новыми.

Голосеменные принадлежат к обоеполым, ветроопыляемым растениям. На растении образуются мужские и женские шишки. Гаметофиты представлены пыльцевым зерном и яйцеклеткой, основной формой жизни является спорофит – собственно, кустарник или дерево. Голосеменные играют важную роль в биоценозах и хозяйственной деятельности человека.

Покрытосеменные

Эволюционно наиболее молодые растения. Главные их особенности – наличие цветков и завязи, а также двойное оплодотворение. Название получили в связи с тем, что семяпочка расположена внутри завязи, защищена от негативного влияния внешней среды. 

Цветковые в настоящее время – самый многочисленный таксон. Известно более 250 тыс. видов. Покрытосеменные отличаются крайним разнообразием форм, среди них известны деревья, кустарники, стелющиеся, полукустарники, травы.

Существует 2 таксономических класса покрытосеменных:

1. Однодольные –  к ним принадлежат семейства Лилейные, Орхидные, Злаки и многие  другие. Характеризуются:

• наличием мочковатой корневой системы;
• редким ветвлением стеблей;
• параллельным жилкованием листовых пластинок;
• отсутствием прилистников;
• отсутствием камбия;
• наличием одной семядоли.

Для точного установления принадлежности конкретного растения к данному классу требуется сочетание нескольких признаков.

2. Двудольные. Этот класс характеризуется следующими отличиями:

• наличием двухсемядольного зародыша;
• наличие образовательной ткани – камбия, располагающейся между древесиной и лубом, что обеспечивает возможность утолщения стебля в процессе роста;
• сетчатым жилкованием;
• наличием листьев сложной формы;
• стержневой корневой системой.

Играют очень важную роль в хозяйственной деятельности людей – к двудольным относятся многие сельскохозяйственные растения и практически все древесные формы покрытосеменных.

Грибы

Грибы – это группа организмов, которые выделяют в отдельное Царство. Для грибов характерны некоторые признаки растений и некоторые признаки животных. С растениями их сближает:

1) осмотрофный (то есть они всасывают пищу поверхностью тела) тип питания;

2) способность к неограниченному росту;

3) неподвижность;

4) наличие прочных клеточных стенок (NB! у растений главным веществом клеточной стенки является целлюлоза, а у грибов – хитин);

5) наличие в некоторых случаях вегетативного или бесполого размножения.

Признаки животных, которые характерны для грибов:

1) гетеротрофный тип питания (то есть грибы не способны сами синтезировать органические вещества, они способны поглощать только уже созданные кем-то другим органические вещества);

2) наличие хитина в клеточной стенке (хитин – полимер характерный для животных, например, хитиновым панцирем покрыты членистоногие);

3) запасной углевод – гликоген.

Грибы обитают повсеместно: в почве, в воде, в пищевых продуктах. В сознании многих людей, не имеющих биологического образования, гриб – это то, что растёт в лесу: белый, поганка, сыроежка и т. д. Да, это грибы. Но это лишь малая часть существующих на свете грибов. На самом деле всё обстоит немного сложнее и интереснее.

Все грибы можно разделить по типу питания на три группы: сапротрофы, паразиты и симбионты.

Сапротрофные грибы вместе с бактериями в экосистемах формируют группу редуцентов. Они разлагают мёртвые органические вещества. Грибы-паразиты паразитируют на живых растениях и животных, питаясь за счёт хозяина. Грибы-симбионты участвуют в формировании двух важных симбиозов: с водорослями они образуют лишайники, а с корнями высших растений – микоризу (NB! Микориза не образуется с водными растениями, осоками и крестоцветными, например с редькой, капустой, хреном). Почвенные грибы-микоризообразователи оплетают корень растения. Они всасывают воду и минеральные вещества из почвы и транспортируют их в корень. В свою очередь, высшее растение снабжает гриб органическими веществами.

Рис. Мицелий различных грибов. Образован сплетениями гиф.

Среди грибов встречаются как многоклеточные, так и одноклеточные организмы. Основу тела многоклеточного гриба составляет грибница (мицелий). Мицелий состоит из тонких ветвящихся нитей, которые называют гифами. Гифы состоят из многоядерных или одноядерных клеток.

Плауны

Плауны умеренных широт – вечнозелёные растения, образующие зелёный покров на почве в хвойных лесах. Спорофит (диплоидный набор хромосом) плауна имеет ветвящееся подземное корневище, от которого отходят надземные побеги и придаточные корни. Чешуевидные листья плауна располагаются спирально на побегах. Стебли плауна стелются по земле, от них вверх отходят вертикальные побеги, некоторые из которых заканчиваются спороносными колосками.

Рис. Плаун годичный. Видны спороносные колоски.

После прорастания споры плауна дают начало обоеполым гаметофитам (гаплоидный набор хромосом). Гаметофиты – нефотосинтезирующие растения, которые развиваются под землёй в симбиозе с почвенными грибами. Для оплодотворения необходима вода – по ней двужгутиковый сперматозоид плывёт к яйцеклетке. После оплодотворения из зиготы развивается зародыш (диплоидный набор хромосом). Он некоторое время живёт, будучи прикреплённым к гаметофиту. Затем гаметофит отмирает, и из зародыша развивается самостоятельное растение – спорофит.