Общая характеристика подцарстваМногоклеточные
К многоклеточным относят все остальные виды животных, за исключением 40 тыс. видов одноклеточных. Многоклеточные животные имеют более высокий уровень организации, в сравнении с одноклеточными, так как их тело состоит из множества клеток, выполняющих различные функции и при этом утрачивающих способность к самостоятельному существованию. Целостность их организма поддерживается за счет межклеточных взаимодействий. В жизненном цикле многоклеточных происходит чередование многоклеточных и одноклеточных стадий, поскольку их развитие при половом размножении происходит из единственной клетки — зиготы. Размеры тела у многоклеточных, как правило, больше, чем у одноклеточных, что повлекло за собой усложнение процессов обмена веществ и превращений энергии, а также поддержания гомеостаза. Вследствие этого неблагоприятные факторы окружающей среды оказывают на них гораздо меньшее воздействие, а продолжительность жизни отдельной особи увеличивается. В целом, многоклеточные имеют целый ряд преимуществ перед одноклеточными, и представляют собой качественно новый этап эволюции животных.
У большинства многоклеточных организмов клетки формируют ткани и органы, а органы зачастую объединены в системы органов, обеспечивающих протекание важнейших процессов жизнедеятельности. У животных выделяют опорно-двигательную, пищеварительную, дыхательную, кровеносную, выделительную, нервную, эндокринную и половую системы органов.
Многие многоклеточные имеют симметричное строение тела. Различают два типа симметрии тела: радиальную, или лучевую, и билатеральную, или двустороннюю. При радиальной симметрии через тело можно провести несколько плоскостей симметрии, а при билатеральной — только одну. Лучевая симметрия считается более примитивной, чем двусторонняя, она характерна для губок и кишечнополостных.
По современным представлениям к многоклеточным относят до 16 типов животных, наиболее крупными из которых являются типы Кишечнополостные, Плоские черви, Круглые черви, Кольчатые черви, Моллюски, Членистоногие и Хордовые.
Характеристика основных типов беспозвоночных животных, классов членистоногих. Особенности строения, жизнедеятельности, размножения, роль в природе и жизни человека
Общая характеристика беспозвоночных
Помимо того, что беспозвоночные лишены внутреннего осевого скелета — позвоночника, а их опорно-двигательные системы представлены либо кожно-мускульным мешком, либо твердым наружным скелетом, что помешало им достичь размеров, характерных для многих позвоночных. Мускулатура у беспозвоночных гладкая, а не поперечнополосатая, как у хордовых.
Нервная система беспозвоночных может быть представлена нервной сетью (кишечнополостные), нервными стволами (плоские черви), брюшной нервной цепочкой с развитым надглоточным нервным ганглием, или отдельными нервными узлами, но никогда не бывает трубчатой, как у хордовых.
У многоклеточных беспозвоночных произошел переход от лучевой симметрии тела к двусторонней, а у высших — от первичной полости тела ко вторичной.
Поскольку почти все беспозвоночные — гетеротрофы (за исключением некоторых жгутиконосцев, которые являются миксотрофами), среди них есть хищники, сапротрофы, симбионты и паразиты.
Многие беспозвоночные принимают участие в процессах почвообразования, биологической очистки вод, образовании осадочных пород, расщеплении неперевариваемой пищи в кишечниках других животных, ограничивают численность некоторых паразитов и т. д. Таким образом, роль беспозвоночных в круговороте веществ в природе неоценима.
Беспозвоночных употребляет в пищу человек (моллюски, некоторые членистоногие и др.), их используют для изготовления украшений (жемчуг, перламутр), кормления рыб, в борьбе с вредителями сельскохозяйственных растений, в очистке сточных вод, в медицине (пиявки), в научных целях, в декоративных целях (моллюски). В связи с этим развилось целое направление биотехнологии — биотехнология животных, основными отраслями которого являются марикультура (выращивание моллюсков), разведение дождевых червей и хищных насекомых, препятствующих распространению вредителей сельского хозяйства.
Среди беспозвоночных достаточно широко представлены и паразиты человека, животных и растений, борьба с которыми требует значительных усилий.
Беспозвоночными являются все многоклеточные животные, за исключением большей части хордовых.
Тип Кишечнополостные
К кишечнополостным относят свыше 10 тыс. видов многоклеточных двухслойных животных, обитающих в пресных и соленых водоемах. Признаками типа являются радиальная симметрия тела, наличие кишечной полости и специфических органов защиты и нападения — стрекательных клеток (отсюда второе название типа — стрекающие). Среди них встречаются как одиночные, так и колониальные организмы.
Характерный представитель типа — пресноводная гидра. Это небольшой (около 1 см) одиночный полип, имеющий вид стебелька, прикрепленного подошвой к субстрату. На верхнем конце тела расположен рот, окруженный 5–12 щупальцами.
Наружный слой тела гидры — эктодерма — образован эпителиально- мускульными, стрекательными и нервными клетками, а внутренний — энтодерма — железистыми и пищеварительными, снабженными жгутиками. В обоих слоях имеются недифференцированные промежуточные клетки. Из них может образовываться любой тип клеток тела гидры. Эпителиально-мускульные клетки выполняют покровную и сократительную функции, нервные — обеспечивают ответ организма на внешнее раздражение, стрекательные принимают участие в захвате добычи, а железистые и пищеварительные обеспечивают ее переваривание. Между эктодермой и энтодермой залегает хорошо развитое межклеточное вещество — мезоглея. Стенки тела образуют кишечную, или гастральную полость, в которой происходит пищеварение.
p> 
Захват пищи происходит при помощи стрекательных клеток, расположенных на щупальцах. Парализованная добыча помещается в кишечную полость, где происходит полостное пищеварение под действием ферментов железистых клеток, а затем — внутриклеточное в пищеварительных клетках, которые измельчают полупереваренную пищу при помощи жгутиков и фагоцитируют ее.
Нервные клетки кишечнополостных имеют звездчатую форму и с помощью отростков контактируют с соседними нервными клетками, образуя диффузную нервную систему, похожую на сеть. Для некоторых групп характерны скопления нервных клеток — нервные узлы, или ганглии. Благодаря наличию нервной системы в ответ на раздражение, наносимое, например, иглой, тело сокращается, то есть кишечнополостным свойственны рефлексы. Рефлексом называется реакция организма, осуществляемая нервной системой в ответ на действие внешних или внутренних раздражителей. У некоторых кишечнополостных имеются примитивные органы чувств — светочувствительные глазки, органы равновесия и органы химического чувства (обоняния).
Размножение гидры может осуществляться вегетативно (почкованием) и половым способом. Кишечнополостные являются гермафродитами, поскольку образуют одновременно и мужские, и женские половые клетки. При половом размножении половые клетки образуются под эктодермой, сперматозоиды выходят в воду и через разрыв ткани проникают к неподвижной яйцеклетке. Зигота начинает дробиться и покрывается оболочкой, и в таком состоянии способна переносить неблагоприятные условия (промерзание, пересыхание водоема). Из оплодотворенного яйца выходит молодая гидра. Для многих кишечнополостных характерно правильное чередование полового и бесполого поколений в жизненном цикле, при этом меняется и жизненная форма (полип и медуза). Полипы в основном неподвижны и передвигаются при помощи мускулистой ноги, шагая или кувыркаясь, а медузы — реактивным движением. Для кишечнополостных характерна способность к регенерации, которая обеспечивает возможность восстановления целостного тела из небольшого фрагмента.
Тип Кишечнополостные делят на три класса: Гидроидные, Сцифоидные медузы и Коралловые полипы.
Класс Гидроидные объединяет в основном морских и часть пресноводных, нередко образующих колонии кишечнополостных. Многим в жизненном цикле свойственна смена поколений: полового — медуз и бесполого — полипов. Ряд систем органов имеют примитивное строение: кишечная полость лишена перегородок, а нервная система представлена нервными узлами-ганглиями. Половые клетки гидроидных развиваются в эктодерме. Представители класса — пресноводная гидра, португальский кораблик, обелия и крестовичок.
Класс Сцифоидные медузы объединяет приспособившихся к плавающему образу жизни морских животных. Большая часть их жизненного цикла проходит в форме медуз. Cцифомедузы крупнее гидромедуз, с сильно развитой мезоглеей. Для них характерно реактивное движение за счет сокращения стенок зонтика. Нервная система сцифоидных более высокоразвита, имеет ганглии, а органы чувств образуют особые комплексы. Половые клетки у них образуются в энтодерме. Кишечная полость разделена на камеры. Представители: аурелия, цианея, корнерот.
Класс Коралловые полипы включает морских колониальных, реже одиночных кишечнополостных, развивающихся без смены поколений. Обитают преимущественно в теплых морях. Многие имеют известковый скелет и являются рифообразователями. У них сильно развита мезоглея, а кишечная полость разделена перегородками на камеры. Половые клетки, как и у сцифоидных, образуются в энтодерме. Размножаются коралловые полипы бесполым и половым способами, однако у колониальных новая особь остается связанной с материнской кишечной полостью. Чередование поколений для коралловых полипов не характерно. При половом размножении развитие непрямое. Представители: актинии, благородные кораллы, морское перо.
Роль кишечнополостных в природе и жизни человека. Кишечнополостные являются важным звеном в экологических цепях питания водоемов, участвуют в процессах биологической очистки морской воды, круговороте кальция в биосфере (коралловые рифы), образовании осадочных пород, их употребляют в пищу, используют для изготовления украшений и предметов искусства, получения биологически активных веществ.
Тип Плоские черви
К плоским червям относят около 15 тыс. видов трехслойных многоклеточных животных с билатеральной симметрией тела. Представители типа могут быть как свободноживущими и обитать в пресных или морских водах, так и вести паразитический образ жизни.
Тело плоских червей покрыто однослойным эпителием, под которым располагаются три слоя мышц (кольцевые, продольные и диагональные, иногда имеются еще и спинно-брюшные). Кожа и подкожные слои мускулатуры образуют кожно-мускульный мешок. Полость тела у них отсутствует, промежутки между органами заполнены рыхлой тканью — паренхимой.
Пищеварительная система плоских червей слепо замкнутая, то есть имеет передний и средний отделы, а задний отдел с анальным отверстием отсутствуют, вследствие чего непереваренные остатки пищи выводятся через ротовое отверстие, открывающееся на брюшной стороне. Передний отдел кишечника представлен глоткой, средняя кишка — ветвистая.
Кровеносная и дыхательная системы у плоских червей отсутствуют. Дыхание аэробное или анаэробное, кислород поступает через поверхность тела.
Выделительная система представлена сетью разветвленных канальцев — протонефридиев, которые выводят из организма избыток воды и продукты обмена веществ. Выделительные канальцы собираются в один-два выводящих канала, идущих вдоль всего тела и открывающихся на заднем его конце.
Нервная система состоит из парных надглоточных нервных узлов и продольных стволов, соединенных тяжами. Органы чувств представлены светочувствительными глазками, органами равновесия, осязательными клетками и органами химического чувства.
Размножение. Подавляющее большинство плоских червей — гермафродиты, однако оплодотворение у них, как правило, перекрестное.
Наибольшее значение имеют три класса плоских червей: Ресничные черви, Сосальщики и Ленточные черви.
Класс Ресничные черви включает около 3 500 видов в основном свободноживущих червей, кожный эпителий которых снабжен ресничками. Чаще всего встречаются в пресных и соленых водах, однако имеются и сухопутные формы, в том числе почвенные. В отличие от паразитических червей, у них отсутствуют специальные органы прикрепления, жизненный цикл прост, и достаточно хорошо развиты органы чувств.
Тело ресничных червей уплощенное, овальной или удлиненной формы. Его головной и задний концы четко различимы. На головном конце могут размещаться органы чувств. Передвигаются эти черви при помощи ресничек эпителия и за счет сокращения мышц.
Пищеварительная система. У большинства ресничных червей имеется пищеварительная система, которая состоит из рта, глотки и 1–3 ветвей кишечника. Рот у них обычно расположен на брюшной стороне тела, а глотка может выворачиваться для захватывания пищи. Кишечник слепо замкнут.
Нервная система примитивна, образована парным мозговым нервным узлом и отходящими от него нервными тяжами, иногда она по внешнему виду напоминает лестницу. Органы чувств — светочувствительные глазки, осязательные и обонятельные реснички.
Органы выделения — протонефридии.
Размножение. Ресничные черви — гермафродиты, так как продуцируют и мужские, и женские половые клетки, однако в большинстве случаев оплодотворение происходит перекрестно. Из яйца может выйти маленький ресничный червь или личинка, которая только впоследствии станет похожей на взрослого червя, т. е. развитие может быть прямым и непрямым.
Представители: планариямолочно-белая, планария черная.
Класс Сосальщики включает около 4 000 видов внутренних паразитов (эндопаразитов) человека и животных. Их тело имеет листовидную или веретеновидную форму и снабжено двумя присосками — ротовой и брюшной. Размеры тела сосальщиков варьируют в пределах от нескольких миллиметров до 1,5 м.
Эпителий, в отличие от ресничных червей, лишен ресничек, и вместе с подкожными слоями мышц образует характерный для плоских червей кожно-мускульный мешок.
Пищеварительная систем а сосальщиков слепо замкнутая и образована ртом, глоткой и двуветвистым кишечником.
Выделительная система представителей класса также имеет типичное для плоских червей строение.
Размножение. Для сосальщиков характерно бесполое и половое размножение. В большинстве своем они гермафродиты, однако имеются и раздельнополые виды. Оплодотворение, как правило, перекрестное. Многие сосальщики способны к партеногенетическому развитию. Жизненный цикл печеночного сосальщика чрезвычайно сложен, поскольку в нем наблюдается чередование полового и бесполого размножения. Кроме того, в жизненном цикле происходит смена хозяев.
Наиболее часто у человека паразитируют печеночный сосальщик, кошачья двуустка и кровяные сосальщики.
Печеночный сосальщик — опасный паразит человека и крупного рогатого скота, поражающий протоки печени. Заражение происходит при употреблении в пищу немытой зелени и грязными руками. В результате полового размножения сосальщики образуют многочисленные яйца, которые выходят с фекалиями и должны попасть в воду, где из них выходят личинки, проникающие в тело моллюска — малого прудовика. В них они претерпевают дальнейшее развитие, после чего покидают тело моллюска и выползают на прибрежную траву, покрываются защитной оболочкой и дожидаются момента, когда они будут съедены крупным рогатым скотом, после чего проникают в его печень. Таким образом, окончательным хозяином печеночного сосальщика является человек или крупный рогатый скот, а промежуточным — малый прудовик.
Кошачья двуустка, или описторх, — паразит человека и животных, который, как и печеночный сосальщик, поражает печень кошек, собак и человека, однако имеет более сложный жизненный цикл. Яйца кошачьей двуустки должны быть проглочены моллюском битинией, затем вышедшие из них личинки проникают в тело пресноводных рыб, которые и служат источником заражения. Таким образом, в жизненном цикле кошачьей двуустки имеется два промежуточных хозяина и один окончательный.
Класс Ленточные черви объединяет около 3 000 видов паразитических плоских червей, во взрослом состоянии обитающих в кишечнике позвоночных животных (рис. 4.132). Длина тела ленточных червей колеблется от 1 мм до 12 м. Их тело делится на головку, шейку и многочисленные членики. На головке имеются специализированные органы прикрепления — присоски, крючочки или присасывательные бороздки. Шейка — это своеобразная зона роста, в которой образуются новые членики взамен отделившихся.
Пищеварительная, дыхательная и кровеносная системы у ленточных червей отсутствуют, всасывание пищи происходит всей поверхностью тела. Большинство взрослых особей — анаэробы.
Выделительная система представлена протонефридиями. Нервная система и органы чувств развиты слабо. Половая система гермафродитная, повторяется в каждом членике. Оплодотворение может быть перекрестным, хотя у крупных ленточных червей оно происходит между члениками тела. В жизненном цикле ленточных червей происходит смена хозяев и присутствует пузырчатая стадия — финна. Промежуточными хозяевами ленточных червей являются как позвоночные, так и беспозвоночные, а окончательным — обязательно позвоночные.
К ленточным червям относят бычьего и свиного цепней, широкого лентеца и эхинококка.
Бычий, или невооруженный цепень, — паразит человека и крупного рогатого скота. Заражение им происходит при употреблении недостаточно термически обработанного мяса, в котором содержатся пузырчатые личинки — финны размером с горошину. В кишечнике из них выворачивается головка бычьего цепня, снабженная четырьмя присосками, с помощью которых он прикрепляется к стенкам тонкого кишечника и начинает развиваться. Максимальная длина тела паразита достигает 8–12 м. Зрелые членики цепня вместе с фекалиями попадают в почву, а затем должны быть съедены крупным рогатым скотом, в кишечнике которого из яиц выходят личинки, с током крови они заносятся в мышцы, где образуют финны.
Свиной, или вооруженный цепень, — паразит человека и свиней, жизненный цикл которого похож на описанный выше. Отличием свиного цепня от бычьего является наличие на головке еще и венчика крючьев, с помощью которых он закрепляется на стенках кишечника; длина тела свиного цепня достигает 2–3 м. Опасность заражения данным паразитом заключается в том, что возможно самозаражение, в результате которого финны образуются в мозге, глазах и других частях тела и еще больше ухудшают состояние больного.
Широкий лентец — паразит человека, собак, кошек, лис, медведей и других животных, поедающих рыбу. Длина тела широкого лентеца достигает 9–12 м. В его жизненном цикле присутствует два промежуточных хозяина — рачок циклоп и пресноводные рыбы. Заражение человека и других млекопитающих происходит при употреблении недостаточно термически обработанной рыбы.
Роль плоских червей в природе и жизни человека. Хотя некоторые плоские черви живут в морских и пресных водоемах, большинство из них является паразитами человека и животных.