24. Дайте общую характеристику типа Хордовых. Представьте тип Хордовых, как тип животного царства на примере эволюции на основе единого плана строения.

Тип Хордовые вкл около 43 тыс. видов, к нему относятся организмы с разным типом организации, имеющие неодинаковые размеры тела и внешний вид, но все они имеют общие черты строения, которые заключаются в наличии определенных органов и их расположении. 1. внутренний осевой скелет – хорда, обр-ся из эктодермы и имеет вид упругого стержня, расположенного вдоль тела. У бесчерепных и оболочников хорда сохраняется в течение всей жизни, а у позвоночных – существует только в эмбриональном периоде, заменяясь храящевым или костным скелетом. 2. ЦНС имеет вид трубки с узким каналом внутри – невроцелем. Она расположена на спинной стороне тела над хордой. У позвоночных из переднего отдела форм-ся головной мозг, остальная часть – спинной. 3. пищевар трубка над хордой. Передний (глоточный) ее отдел сообщается с внешней средой двумя рядами жаберных щелей, сохраняющихся на протяжении всей жизни только у водных. У остальных видов они имеются только в эмбриогенезе. Органы дыхания наземных форм – легкие – развиваются из выпячивания задней части глотки. 4. замкнут кров сист артерии и сердце располаг на брюшной стороне под пищевар трубкой. Помимо этих типичных признаков хордовым свойственен ряд черт, встречающихся у других животных: вторичноротость, трехслойность, двусторонняя симметрия, метамерное расположение многих органов, наличие вторичной полости тела.

В процессе эмбрионального развития хордовые проходят те же стадии, что и беспозвоночные животные, чем подтверждается главное положение биогенетического закона. Особенность хордовых — в более сложном строении и развитии гаструлы, во время которой образуются хорда и нервная пластинка. Следующая стадия носит специальное название нейрула (нейрон — нерв) и характерна для хордовых. Развитие скелета обусловливает разнообразие органов, способных осуществлять все жизненно важные функции организма. Несмотря на большие по сравнению с членистоногими размеры тела, позвоночные животные также завоевали все среды обитания — воду, воздух, сушу. В ходе приспособительной эволюции совершенствовались органы движения, изменялись покровы тела, развивались органы дыхания, кровообращения, органы чувств и нервная система, регулирующая и контролирующая работу всех систем органов. Классификация подтипа позвоночных основана на совокупности ряда признаков: строение тела, покровы, органы кровообращения и дыхания, нервная система, органы чувств, размножения. Тип хордовых делят на три неравноценных подтипа: оболочники (в том числе живущие на дне морские сидячие организмы – асцидии), бесчерепные (похожие на маленьких рыбок морские существа – ланцетники), позвоночные (хрящевые и костистые рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие).

Происхождение типа хордовых – это важнейший этап в историческом развитии животного мира, означающий появление группы животных с уникальным планом строения, который позволил в дальнейшей эволюции достичь максимальной среди живых существ сложности строения и поведения. Одна из первых концепций, связывающих план строения хордовых с планами строения других групп беспозвоночных, была разработана выдающимся французским сравнительным анатомом Жоффруа Сент-Илером еще в первой половине XIX века. Он считал, что членистые животные (кольчатые черви и членистоногие) могут рассматриваться как перевернутые позвоночные, но гипотезы утратили свою популярность прежде всего в связи с тем, что стали ясны фундаментальные эмбриологические отличия между кольчатыми червями и членистоногими, с одной стороны, и хордовыми – с другой. В начале нынешнего столетия были разработаны гипотезы происхождения хордовых от кишечнодышащих – обитающих в толще грунта морских червеобразных организмов. У этих животных (как и у хордовых) имеются жаберные щели, а в передней части тела – опорный вырост кишечника (стомохорд), который сравнивали с хордой. Однако кишечнодышащие резко отличались от хордовых обратным направлением тока крови, расположением сердца, строением нервной системы и другими важными особенностями организации. Неотеническая гипотеза: происхождение хордовых от личинок асцидий. Взрослые асцидии – прикрепленные морские животные, фильтрующие воду через объемистый жаберный мешок и улавливающие взвешенные в воде мельчайшие органические частицы. Они не имеют ни хорды, ни нервной трубки и совсем не похожи на хордовых животных. Но личинки асцидий имеют и хорду, и нервную трубку, которые утрачиваются при метаморфозе. На основании этого многие биологи (Берилл, Уитер, Боун и др.) предполагают, что хордовые произошли от ставших половозрелыми личинок асцидий. Ни одна из рассмотренных гипотез в настоящее время не может считаться истинной, но в каждой из них содержатся отдельные элементы, которые могут оказаться полезными при реконструкции путей происхождения хордовых.

23. Тип Членистоногие. Класс насекомые. Строение и функции пищеварительной, дыхательной, кровеносной, выделительной систем, органов движения, особенности прямого развития и развития с метаморфозом. Филогенетические связи классов типа членистоногих и кольчатых червей?

Насекомые образуют огромное разнообразие форм, класс образует 27 отрядов. Насекомые образуют самую обширную группу животных. Все насекомые делятся на два подкласса: первичнобескрылых -у них нет крыльев (чешуйчица, ногохвосток), крылатых (с двумя или одной парой крыльев).

Тело покрыто трехслойной кутикулой, которая выделяется наружу поверхностным эпителием-гиподермой. К покровам тела прикрепляются скелетные мышцы, которые у насекомых развиты хорошо и образованы поперечнополосатой мышечной тканью. Тело делится на голову, брюшко, соединенные между собой подвижно. На голове есть ротовое отверстие, глаза и четыре пары придатков (антенны). Антенны называются усиками, выполняют функцию органов чувств (осязание, обоняние).

Грудь состоит из трех сегментов: перегрудь, среднегрудь, заднегрудь. Все они несут по одной паре ходильных конечностей, а передние два сегмента еще и по паре крыльев. Общий план строения ходильной ноги у насекомых схож, но у разных форм имеются особенности, связанные с образом жизни этого вида. Членики конечностей подвижно соединены между собой суставами, что позволяет животному совершать разнообразные движения. Ходильные конечности состоят из нескольких члеников, основным члеником – тазиком конечность причленяется к брюшной стороне сегмента груди. За тазиком следует очень короткий вертлуг, затем длинное бедро, длинная и тонкая голень и пятичленниковая лапка. Лапка оканчивается двумя коготками. Крылья насекомых морфологически представляют выросты покровов тела, куда продолжаются нервные волокна и элементы трахейной системы. Имеются две пары крыльев, располагаются на среднегруди, заднегруди. Обе пары не равноценны (у стрекоз одинаковы).

Брюшко насекомых может содержать разное количество сегментов, причем у примитивных форм сегментов больше, у сложных – меньше. Конечности на брюшке обычно отсутствуют, у примитивных сохраняются в виде сегментов (у тараканов).

Пищеварительная система представлена тремя важными частями ротового аппарата - верхние челюсти (мандибулы), нижние челюсти (максиллы) и нижняя губа (лабиум). Все они представляют собой результат видоизменения парных конечностей членистоногих. В разных группах насекомых ротовой аппарат модифицировался, чтобы поглощать пищу разного рода. Различают типы ротового аппарата: Грызущий тип - у жуков, саранчи, личинок, гусениц. Мандибулы отрезают и перемалывают пищу, максилы и нижння губа проталкивают пищу в пищевод. Режуще-сосущий – слепни. Мандибулы вытянуты в острые лезвия, максиллы в длинные колющие стилеты. Лижущий – мухи. Мандибулы и максиллы редуцированы, прочие части образуют хоботок, погружается в пищу, которая поступает затем в пищевод. Грызуще-сосущий – пчелы, осы. Мандибулы и верхняя губа устроены как в грызущем ротовом аппарате. Максиллы и нижняя губа образуют ряд каналов, по которым вниз поступает слюна, вверх – пища. Колюще-сосущий – комары, вши, клопы. Верхняя губа, мандибулы и максиллы удлиняясь и складываясь вместе образуют тонкую полую иглу.

Кишечный канал разделен на три хорошо обособленных отдела: передний, средний, задний. Между передней и средней кишкой расположен кардиальный клапан, а между средней и задней - пилорический канал. Передняя кишка разделена на 4 основные части: глотку, пищевод, зоб, мышечный желудок, имеющий вид плотной мускульной складки. Мышечный желудок заканчивается кардинальным клапаном. В среднем отделе кишечного канала переваривается основная часть пищи. Его называют желудком. Средняя кишка нередко имеет несколько слепых пальцевидных выростов. Задний отдел кишечного канала в большинстве случаев подразделяется на трубчатую заднюю часть – тонкую кишку и расширенную заднюю часть – прямую кишку (ректум) на конце которого находится анальное отверстие. Имеются слюнные железы, протоки которых, объединяясь в непарный проток, открываются в преоральную полость. В состав слюны входят такие ферменты: амилаза, мальтаза, триптаза, пептаза, липаза.

Кровеносная система незамкнутая. У насекомых кровь свободно течет в полости тела, омывая различные ткани и органы. Только часть своего пути она проходит через специальный орган – спинной сосуд (сердце), расположенный в дорзальной части тела. Он работает как насос, перекачивая кровь из задней части тела, в полость головы. Отсюда кровь течет в полость тела, попадает в сердце, вновь перекачивается вперед. Гемолимфа и кровь осуществляет транспорт питательных веществ, прежде всего сахаров, белков к тканям и забирает от них отработанные продукты.

Органы дыхания представлены системой внутренних трубочек или трахей, проводящих воздух к клеткам тела. Эта система трубочек называется трахейной системой и выполняет функцию наружного дыхания. Трахейная система устроена сложно, поскольку трахеи ветвятся на многочисленные тонкие трубочки, каждая из которых подходит к небольшой группе клеток. Сложная сеть трахей насекомых аналогична сети кровеносных сосудов и капилляров у позвоночных животных. Тонкие окончания трахей делятся на крошечные капиллярные трубочки (трахеолы), они разветвляются между клетками и оплетают их, являясь функциональной частью системы, обеспечивающей диффузию кислорода в клетки тела.

Органы выделения в виде мальпигевых сосудов – пучки длинных тонких трубочек, отходящих от кишечного канала вблизи места соединения средней и задней кишок. Они замкнуты на дистальном конце и образованы одним слоем эпителиальных клеток. В мальпигиевых сосудах в результате всасывания растворенных веществ из гемолимфы образуется моча. Основной компонент мочи – мочевая кислота, образуется в тканях, накапливается в гемолимфе и поступает в мальпигевые сосуды.

Насекомые раздельнополые. В составе женской системы: яичник, состоящий из группы овариол, в которых образуются яйца; семяприемник, где хранится сперма, система протоков, через которые проходят яйца перед выходом во внешнюю среду - это парные яйцеводы, соединяющиеся в общий яйцевод и открываются в яйцевую камеру, или вагину, которая имеет выход непосредственно в наружный яйцеклад - приспособление для откладки яиц. Мужская система: парные семенники, в которых образуется сперма; парные семяпротоки, объединяющиеся в общий семяпровод: два семенных пузырька, являющиеся резервуаром для гамет и семяизвергательный канал, к которому примыкают придаточные железы. После выхода из яйца освобожденный от эмбриональных оболочек зародыш становится нимфой 1стадии (личинка). Развитие м.б. с полным и неполным метаморфозом. Неполный метаморфоз характерен для примитивных крылатых насекомых. Впервые крылья у них появляются после третьей линьки в виде выростов. Эти крылья с каждой последующей линькой увеличиваются в размерах. После последней линьки насекомое выходит полностью сформированным. Такой метаморфоз называют постепенным, так как крылья развиваются постепенно как наружные выросты. Полный метаморфоз характеризуется развитием зачатков крыльев внутри тела, после чего крылья выворачиваются наружу в виде больших придатков. Это происходит во время непитающей стадии. У насекомых с этим типом развития выделяются три стадии постэмбрионального развития: молодая форма (личинка) не имеет крыловых зачатков, куколка, покоящаяся форма, имеющая крыловые зачатки, взрослое насекомое (имаго).

Предками членистоногих были кольчатые черви из класса многощетинковых. Переход от кольчецов к членистоногим сопровождался усложнением строения: превращение кутикулы в жесткий наружный скелет, распад кожно-мускульного мешка на отдельные мышцы, появление миксоцеля, параподии в членистые конечности, спинного сосуда в сердце, развитие сложных глаз, превращение туловищных сегментов в головные, а их конечностей в ротовые органы. Т.о. в отличие от кольчецов метамерия тела членистоногих становится гетерономной. Часть членистоногих сохраняет водный образ жизни кольчецов и имеет органы водного дыхания.

26. Опишите строение и функции основных систем органов Acrania на примере ланцетника (Branchiostoma lanceolatum): миохордальный комплекс, пищеварительная система, дыхание и кровообращение, ЦНС. В чем биологическая роль этих образований?

Бесчерепные – это типичные исключительно морские хордовые животные (организацию бесчерепных рассмотрим на примере ланцетника). Небольшое животное до 8см длиной с узким, уплощенным с боков телом. Обитает на мелководье морей. На спинной стороне тянется плавник, который переходит в хвостовой, имеющий лацетовидную форму. Кожа ланцетника сост из однослойного эпидермиса и соед-нотканой дермы. В эпидермисе имеются одноклеточные слизистые железы. Вдоль передней оси тела, под нервной трубкой проходит хорда. Она состоит из поперечных мышечных пластин, одетых соединительнотканной оболочкой. Образуется хорда из энтодермы, отшнуровываясь от спинной стороны первичной кишки. Хорда выполняет роль осевого скелета, функционирует как мускульный орган и является миохордальным комплексом. Мышцы имеют вид продольных тяжей, лежащих в основном на спинной стороне тела. Тяжи разделены перегородками – миосептами – на отдельные части – миомеры.

На переднем конце тела находится предротовая полость, окруженная щупальцами, в нее открывается рот. Ротовое отверстие ведёт в глотку. На дне глотки имеется эндостиль, представляющий собой желобок с клетками реснитчатого и железистого эпителия. Клетки последнего выделяют слизь, склеивающую пищевые частицы, попавшие в глотку с током воды, а биение ресничек направляет их в кишечник. От его начального отдела отходит отросток, гомологичный печени позвоночных, в котором происходит процесс пищеварения, а также выработка пищеварительных ферментов. Кишечник заканчивается анальным отверстием, расположенным на брюшной стороне перед хвостовым плавником.

Глотка с многочисленными косорасположенными жаберными щелями, разделёнными перегородками, стенки которых покрыты реснитчатым эпителием и пронизаны кровеносными сосудами. Жаберные щели открываются в околожаберную (или атриальную) полость, которая сообщается с окружающей средой при помощи специального отверстия атриопора, находящегося у начала подхвостового плавника. Таким образом, вода из глотки поступает через жаберные щели в атриальную полость и из неё (через атриопор) – в наружную среду. Околожаберная полость защищает дыхательный аппарат от засорения его частичками грунта.

Кровеносная система замкнутая, состоит из брюшного и спинного сосудов, имеющих многочисленные ответвления. Сердца нет, и ток крови осуществляется благодаря пульсации стенок кровеносных сосудов. Кровь бесцветна, так как не содержит гемоглобина. Насыщенная углекислым газом кровь собирается в брюшную аорту и течет к переднему концу тела, попадая в жаберные артерии, идущие к жаберному аппарату, где происходит газообмен. Обогатившись кислородом, кровь собирается в парные корни спинной аорты. Впереди от них отходят короткие сонные артерии, снабжающие кровью передний конец тела, а задние концы впадают в спинную аорту. По отходящим от аорты артериям кровь попадает ко всем остальным участкам тела.

ЦНС представлена трубкой, тянущейся от переднего конца тела назад. Нервная трубка лежит над хордой. Внешне она не имеет разделения на спинной и головной мозг. Внутренняя полость нервной трубки называется невроцелем. Передний конец нервной трубки несколько расширен и осуществляет регуляцию рефлекторной деятельности животного. При развитии ланцетника нервная трубка сообщается с внешней средой по средствам невропора, который у взрослых особей преобразуется в обонятельную ямку. Вдоль нервной трубки располагаются светочувствительные образования (глазки Гессе), в итоге мозг является светочувствительным.

Выделительная система образована многочисленными нефридиями, располаг в жаберной области. Нефридии имеют вид короткой трубки, начинающейся в полости целома. На одном конце нефридия находятся отверстия – нефростомы – с особыми булавовидными клетками – соленоцитами, другой конец сообщается с околожаберной полостью. Продукты распада из кровеносной системы поступают в целом, проникают в соленоциты, а из них в трубку нефридия и далее в атриальную полость.

Ланцетники раздельнополые. Половые железы имеют вид порных округлых выпячиваний на стенке тела, в околожаберной полости. При созревании половых клеток стенки железы разрываются и с током воды сперматозоиды и яйцеклетки выводятся через атриопор в окружающую среду, где происходит оплодотворение и развитие. Из яйца развивается личинка, активно плавает, питается и постепенно превращается во взрослую особь.

Черты сходства с высшими хордовыми: 1. Имеется осевой скелет возникающий в виде хорды. 2. Над осевым скелетом располагается нервная трубка. 3. Глоточный отдел сообщается с внешней средой по средствам жаберных щелей (у высших хордовых они имеются на некоторых стадиях развития). 4. Имеют вторичный рот. 5. Свойственна двусторонняя симметрия тела. 6. Наличие метамерии. 7. Имеют вторичную полость тела (целом).

Специфика строения, связанная с образом жизни: Большую часть жизни бесчерепные проводят, зарывшись в песчаный грунт. Благодаря хвостовому плавнику ланцетовидной формы и наличию хорды (благодаря которой передний конец тела становится укреплённым) животное способно зарываться в грунт. Мышечная система представлена двумя тяжами, лежащими по бокам. С помощью мышц животное изгибает тело в горизонтальном направлении, что позволяет ему плавать и зарываться в грунт. Эпителиальный слой кожи развит слабо, так как грунт дна надежно защищает тело. Метоплевральная складки и атреальная полость защищают жаберные щели от попадания в них грунта.