Строение семян.

Плоды.

Оплодотворение у цветковых растений.

Опыление цветковых растений.

Цветок: его строение и функции. Соцветия.

Вегетативное размножение растений.

Вегетативное размножение растений. Различают естественное и "искусственное вегетативное размножение. Естественное вегетативное размножение:

1) видоизмененными побегами:

а) ползучими побегами размножаются земляника, будра, гусиная лапка, клевер белый, клюква, лютик ползучий;

б) корневищами размножаются пырей, ландыш, купена;

в) клубнями размножается картофель;

г) луковицами, они образуются у луков, тюльпанов;

2) корневыми отпрысками размножаются вишня, слива, осина, сирень, малина, иван-чай, бодяк полевой.,У них развиваются почки на корнях. Побеги, развивающиеся из этих почек, называют корневыми, а сами растения — корнеотпрысковыми;

3) отломившимися ветками размножаются ивы, тополя;

4) листьями размножается сердечник луговой.

Искусственное вегетативное размножение

Люди используют те способы вегетативного размножения, которые существуют в природе: усами размножают землянику, из клубней выращивают картофель, делением куста — кустарники, корневыми клубнями размножают георгины, луковицами — тюльпаны, клубнелуковицами — гладиолусы. Однако человек разработал и способы, которые в природе не существуют: культура тканей, прививка, черенкование. Сущность метода культур тканей заключается в том, что из кусочка образовательной (или другой) ткани или даже из одной клетки на питательной среде выращивают растения.

Прививки наиболее широко применяют у плодовых растений. У яблонь при выращивании их из семян не сохраняются ценные качества исходного растения и они становятся дичками. Различают прививку глазком и прививку черенком. Растение, на которое прививают, называют подвоем, а растение, которое прививают — привоем. Способы прививки черенком: в приклад (камбий на камбий), в расщеп, под кору. Черенком называют часть любого вегетативного органа — побега (стебля, листа), корня. Из черенка путем регенерации вырастает новое растение.

Размножение черенками:

а) зелеными облиственными побеговыми черенками размножают традесканцию, пеларгонию, колеус;

б) безлистыми черенками (участок молодого стебля с несколькими почками) можно размножать крыжовник, смородину, тополь, иву;

в) листовыми черенками размножают бегонии, глоксинии, фиалку узамбарскую, сансевьеру (щучий хвост);

г) корневыми черенками можно размножать малину, бодяк, осот полевой;

д) отводки применяют при размножении крыжовника, липы. При этом нижние ветви пригибают к земле, прижимают их деревянными шпильками и присыпают землей.

Значение вегетативного размножения:

1. При вегетативном размножении новое поколение имеет все качества материнского растения, что позволяет сохранять сорта растений с ценными признаками.

2. При формировании поросли от корней или пня растение уже имеет мощную корневую систему и оно более конкурентоспособное по сравнению с проростками.

3. Вегетативное размножение способствует довольно быстрому расселению растений и таким образом «захвату» новых территорий.

Недостатки:

При многократном повторении вегетативного размножения происходит «старение» исходного растения, что снижает его устойчивость к неблагоприятным условиям среды и болезням.

Цветок: его строение и функции. Соцветия

У всех цветковых растений органом семенного размножения является цветок. Только после цветения, опыления и оплодотворения у растений образуются плоды и семена.

Цветок — это видоизмененный укороченный побег, все части которого приспособились для образования плодов и семян (рис. 1). Ось цветка называют цветоножкой, верхняя расширенная часть ее образует цветоложе, к которому прикрепляются все другие элементы цветка. Наружными элементами цветка являются чашелистики. Совокупность чашелистиков — это чашечка. Внутри чашечки располагается венчик цветка, образованный лепестками.

Рис.1. Строение цветков с двойным и простым околоцветником

И чашечка, и лепестки могут быть свободными (яблоня, вишня, груша) или сросшимися (колокольчик, тыква, картофель). Чашечку и венчик вместе называют околоцветником. Он выполняет двойную функцию: защищает тычинки и пестики; привлекает насекомых-опылителей.

Околоцветник бывает двойным, если он состоит из чашечки и венчика (яблоня, груша, колокольчик, картофель), и простым, если представлен или венчиком (тюльпан), или чашечкой (свекла).

Каждая тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника, в котором формируется пыльца (пыльцевые зерна). Пыльцевые мешки являются микроспорангиями, в которых формируются споры. Здесь же в спорангиях споры прорастают, образуя мужские гаметофиты (пыльцевые зерна) с мужскими гаметами — спермиями.

Пестик имеет три части: завязь, столбик и рыльце.

Столбик может отсутствовать, и тогда рыльце называют сидячим (у мака). В завязи расположены семязачатки, содержащие женские гаметы (яйцеклетки).

Семязачатки представляют собой мегаспорангии, в которых формируются мегаспоры. В семязачатке мегаспора прорастает и образует женский гаметофит с женской гаметой — яйцеклеткой. Женский гаметофит у покрытосеменных более редуцирован,чем у голосеменных, и представлен обычно семью клетками. Если у цветка есть и пестики и тычинки, он называется обоеполым, так как имеет женские и мужские гаметы (яблоня, розы, лилия). Некоторые цветки имеют только пестики — их называют пестичными (женскими), или только тычинки, тогда их называют тычиночными, или мужскими.

Если женские и мужские цветки (или обоеполые) размещаются на одном растении, такие растения называются однодомными (тыква, огурец, кукуруза, яблоня), если на разных растениях — двудомными (тополь, ива, облепиха, клей американский).

В каждом цветке можно провести или одну ось симметрии (горох, шалфей, клевер, акация белая, фиалки), тогда цветок называется неправильным, или несколько (тюльпан, колокольчик, вишня, яблоня, тыква), тогда цветок является правильным.

Формулы цветков. Обозначения: Ч — чашечка, Л — лепестки, Р — простой околоцветник, Т — тычинки, П — пестик.

Справа внизу около каждого значка ставят цифрой количество элементов, а слева перед буквами — значки правильности или неправильности и отношение к полу. Формула цветка яблони:

— цветок правильный, обоеполый, с двойным

околоцветником, в котором пять чашелистиков и лепестков, тычинок много (знак бесконечности), пестиков пять сросшихся. Формула цветка белой акации:

т. е. неправильный цветок, с двойным околоцветником, в котором чашелистики срослись все, в венчике два лепестка срослись, а три — свободные. Тычинок десять, сросшихся и один пестик.

Группы цветков называют соцветиями (рис. 2).

Соцветия, имеющие одну ось, на которой на цветоножках или без них располагаются цветки, называются простыми. Соцветия, у которых от главной оси могут отходить оси второго порядка (боковые) с цветками, — сложные соцветия.

Простые соцветия:

• кисть (белая акация, черемуха, ландыш, пастушья сумка);

• простой колос (подорожник, ятрышник);

• початок (кукуруза);

Рис. 2. Типы соцветий

• корзинка (подсолнечник, одуванчик, ромашка, астра);

• головка (клевер);

• простой зонтик (вишня, примула);

• щиток (груша, спирея калинолистная).

Сложные соцветия состоят из простых, расположенных на главной оси:

• метелка (сирень, овес, мятлик, тростник);

• сложный зонтик (укроп, морковь, петрушка);

• сложный колос (рожь, пшеница, пырей). Биологическое значение соцветий состоит в том, что мелкие цветки в них более заметны и насекомые быстрее их находят. Это повышает гарантии опыления. Опыление проходит более продуктивно. Распускаются соцветия не одновременно, поэтому при поздних весенних заморозках, если часть цветков и погибнет, то нераспустившиеся останутся целыми и обеспечат образование семян.

Опыление цветковых растений

Опыление — перенос пыльцевых зерен (пыльцы) с тычинок на рыльца пестиков. Различают самоопыление и перекрестное опыление. При самоопылении пыльцевые зерна попадают на рыльце пестика того же цветка. Перенос пыльцы с тычинок одного цветка на рыльце пестиков других называется перекрестным опылением.

Перекрестное опыление может осуществляться насекомыми (яблоня, слива, вишня, мак, тюльпан, акация белая), ветром (осоки, пырей, ольха, орешник, дуб, береза), птицами, водой (элодея, валлиснерия).

При перекрестном опылении зигота образуется из гамет, принадлежащим разным растениям, поэтому новый организм будет иметь признаки двух растений, а значит, более широкий набор приспособительных признаков.

У насекомоопыляемых растений образуется много пыльцы (она служит питанием для многих насекомых), поверхность пыльцевых зерен липкая или шероховатая, околоцветник крупный, яркий; мелкие цветки, как правило, собраны в соцветия.

Для привлечения насекомых у многих растений (клевер, тыква) служат и нектарники, которые выделяют нектар — жидкость с большим содержанием сахаров.

Многие цветки выделяют большое количество эфирных масел — они своим запахом привлекают насекомых (акация белая, розы, некоторые виды лилии, ландыш, черемуха и др.). Запах может быть и неприятный. Цветки с запахом тухлого мяса, навоза привлекают жуков, мух.

Некоторые растения опыляются только каким-то одним видом насекомых. Например, цветки клевера с длинной трубкой опыляются только шмелями, которые имеют длинный хоботок. Они же опыляют и цветки львиного зева, шалфея.

Ветроопыляемые растения, наоборот, имеют простые цветки — околоцветник отсутствует или плохо развит, тычинки длинные, свисающие. Пыльцы образуется много, она мелкая, невесомая и легко переносится ветром.

Оплодотворению у цветковых растений предшествует формирование мужского и женского гаметофитов.

Каждая тычинка состоит их пыльника, который содержит четыре пыльцевых мешка, производящих пыльцу, и тычиночной нити, содержащей проводящий пучок, по которому в пыльник поступают питательные вещества и вода.

Пыльцевые мешки содержат микроспороцисты, или материнские клетки микроспор. Каждый микроспороцист претерпевает мейоз и образует четыре пыльцевых зерна (рис. 3).

После мейоза можно видеть тетрады (группы по четыре) молодых пыльцевых зерен. У каждого пыльцевого зерна образуется толстая стенка, поверхность которой имеет узор, специфичный для вида или рода. На этой стадии пыльцевое зерно эквивалентно микроспоре. Его ядро делится надвое путем митоза, образуя генеративное ядро и ядро пыльцевой трубки. После этого содержимое пыльцевого зерна можно рассматривать как эквивалент мужского

Рис. 3. Развитие пыльцевых зерен

гаметофита, поскольку из генеративного ядра в дальнейшем образуются мужские гаметы.

Наружная стенка пыльцевого зерна (экзина), состоит из спорополленина — материала близкого к кутину и суберину, но более стойкого, чем оба этих вещества. Спорополленин — одно из самых устойчивых веществ, существующих в природе, и благодаря этому оболочки пыльцевых зерен сохраняются не изменяясь, на протяжении длительного времени, иногда миллионов лет.

Существует наука — палинология, или наука пыльцевого анализа. Изучая пыльцевые зерна, относящиеся к определенному времени и сохраненные в определенном месте, можно установить, какие там росли растения. Особенно обильным источником пыльцевых зерен служит торф.

В завязи пестика образуется один или несколько семязачатков. Главную часть семязачатка составляет нуцеллус, окруженный двумя защитными покровами — интегументами. На одном конце семязачатка имеется маленькая пора — микропиле. В нуцеллусе, у его микропилярного конца, начинает развиваться одна материнская клетка мегаспоры — материнская клетка зародышевого мешка. Эта диплоидная клетка делится путем мейоза и образует гаплоидную мегаспору, или зародышевый мешок (рис. 4).

Зародышевый мешок растет, его ядро делится путем митоза, и теперь его содержимое можно рассматривать как женский гаметофит. В результате дальнейших митозов образуется восемь ядер; одно из них — ядро женской гаметы. Два полярных ядра перемещаются к центру зародышевого мешка и сливаются, превращаясь в одно диплоидное ядро.

Как только на рыльце попадает пыльцевое зерно, эпидермальные клетки рыльца выделяют раствор сахарозы, который стимулирует прорастание пыльцевого зерна и, возможно, используется для его питания. Сквозь одну из пор, имеющихся в стенке пыльцевого зерна, выходит пыльцевая трубка, которая быстро растет вниз внутри столбика, направляясь к завязи. Ее рост сопровождается секрецией ферментов и регулируется ядром пыльцевой трубки. Рост пыльцевой трубки стимулируют ауксины, вырабатываемые гинецеем, а к завязи ее направляют определенные вещества (хемотропизм).

Во время роста пыльцевой трубки генеративное ядро делится митотически, образуя два мужских ядра, представляющие собой мужские гаметы. В отличие от спермиев низших растений они неподвижны и могут добраться до женской гаметы только с помощью пыльцевой трубки. Пыльцевая трубка проникает в семязачаток через микропиле, кончик трубки разрывается, освобождая мужские гаметы вблизи зародышевого мешка, в который они проникают. Одно ядро сливается с женской гаметой, образуя диплоидную зиготу, а другое — с диплоидным ядром, образуя триплоидное ядро эндосперма. Такое двойное оплодотворение свойственно только цветковым растениям.

Рис. 4. Развитие зародышевого мешка и женской гаметы (в семязачатке)

Процесс двойного оплодотворения был открыт русским ботаником С. Г. Навашиным в 1898г. После оплодотворения семязачаток называют уже семенем, а завязь — плодом.

Плоды

Плод характерен только для цветковых растений. Это многоклеточный орган растений, формирующийся из завязи цветка после двойного оплодотворения. Плод состоит из околоплодника и семян.

Плод защищает семена от неблагоприятных воздействий внешней среды, следовательно, гарантия появления новых особей возрастает. Плоды обеспечивают распространение семян птицами, млекопитающими, ветром, водой и т. д.

Снаружи расположен околоплодник, т. е. разросшиеся стенки завязи пестика, под которыми находятся семена. Питательные вещества могут быть в околоплоднике (огурцы, дыня, арбуз, вишня, слива) или в семенах (каштан, орех, фасоль, боб, зерновки злаков).

Классификация плодов

Среди огромного разнообразия плодов наиболее распространены следующие.

Костянка — сочный плод, у которого внутренний слой околоплодника деревянистый и образует косточку, внутри которой расположено семя. Наружный слой околоплодника — кожица, средний — сочная мякоть (вишня, слива, абрикос, черемуха, алыча).

Ягода — сочный многосемянный плод, у которого, в отличие от костянки, нет деревянистого слоя, семена располагаются в сочной мякоти (помидор, виноград, смородина, черника).

Яблоко — сочный многосемянный плод (яблоня, груша, рябина). В образовании плода участвуют кроме завязи и другие элементы цветка (цветоложе, околоцветник).

Зерновка — сухой односемянный невскрывающийся плод с тонким околоплодником, сросшимся с кожурой семени (рожь, пшеница, кукуруза, рис).

Семянка — сухой односемянный невскрывающийся плод с кожистым околоплодником, не срастающимся с кожурой семени (подсолнечник, одуванчик, мать-и-мачеха).

Орех — сухой односемянный невскрывающийся плод с деревянистым околоплодником (орешник, липа, дуб). Нельзя называть орехами плоды грецкого ореха. Его плод — сухая костянка.

Боб — сухой многосемянный плод, в котором семена прикреплены к стенкам плода (горох, фасоль, люпин).

Стручок — сухой многосемянный вскрывающийся плод, у которого семена крепятся к перегородке, разделяющей плод на две части (капуста, редька, репа, пастушья сумка).

Коробочка — многогнездный многосемянный плод, образованный несколькими плодолистиками (хлопчатник, мак).

Строение семян

Рис. 5. Строение семян

Семя — это зародышевое растение, снабженное запасом питательных веществ.

Основное различие семян — в строении зародыша. Основой для деления цветковых растений на два класса — двудольные и однодольные — является строение зародыша.

Строение семян двудольных растений рассмотрим на примере семени фасоли. Снаружи семя покрыто блестящей толстой семенной кожурой, которая развивается из покровов семязачатка. Функции кожуры — защита зародыша от механических повреждений и неблагоприятных условий, возбудителей болезней. На вогнутой стороне семени хорошо заметен рубчик — место прикрепления семяножки, которая соединяет семязачаток со стенкой завязи. Рядом с рубчиком маленькое отверстие — пыльцевход.

Под кожурой расположен зародыш, который имеет два толстых листа, называемых семядолями. Они содержат питательные вещества. Между семядолями находится зародышевый стебелек, переходящий в зародышевый корешок. На верхушке стебелька находится почечка с зачаточными листочками. Зародыш — это миниатюрное растение, которое имеет все органы взрослого растения: корень, стебель, лист. Все цветковые растения, зародыш которых имеет две семядоли, называют двудольными (картофель, помидор, морковь, огурцы, яблоня, вишня, дуб и др.).

Однако семена сирени, мака, липы, перца сладкого содержат питательные вещества в эндосперме. В семенах ясеня питательные вещества находятся как в семядолях, так и в эндосперме.

Важнейшим отличием однодольных растений от двудольных является наличие в зародыше одной семядоли (лук, чеснок, лилия, ландыш, тюльпан, ирис, овес, рис, кукуруза, пшеница, рожь и др.).

Зерновка — не семя, а плод, у которого околоплодник плотно срастается с кожурой семени. В верхней части зерновки виден хохолок из волосков. Большую часть зерновки занимает эндосперм — питательная ткань, клетки которой содержат крахмал, белки, жиры. Зародыш имеет стебелек, корешок и почечку, но семядоля у него одна. Видоизмененная семядоля зародыша — щиток — не содержит питательных веществ и отделяет зародыш от эндосперма.

Но у стрелолиста, частухи подорожниковой (однодольные) семена не имеют эндосперма, а питательные вещества сосредоточены в зародыше. У лука, ландыша эндосперм расположен вокруг зародыша.

Тест 8

1. Для размножения растения прививают, поскольку при этом:

а) сохраняется желаемый набор генетических признаков;

б) образующиеся плоды сочетают в себе генетические признаки обоих родительских растений.

2. Какая часть цветка несет защитные функции:

а) тычинка; б) чашелистик;

в) кожура семени; г) пестик?

3. Из семязачатка после оплодотворения образуется:

а) зигота; б) семя; в) плод; г) зародыш.

4. Соцветие извилину имеет:

а) незабудка; б) гладиолус;

в) гвоздика; г) подорожник.

5. Укажите однодомное растение:

а) кукуруза; б) облепиха;

в)конопля; г) тюльпан.

6. Является ли интеркалярная меристема характерным признаком однодольных или двудольных растений или же он присущ обеим этим группам?

а) обеим группам; б) двудольным; в) однодольным.

7. Клубеньки характерны для корней:

а) бобовых; б) пасленовых;

в) крестоцветных; г) розоцветных.

8. Соцветие корзинку имеет:

а) подсолнечник; б) морковь; в) яблоня.

9. Однодольные растения произошли от:

а) голосеменных; б) семенных папоротников;

в) двудольных; г) мхов.

10. Внесено ли растение водяной орех (чилим) в Красную книгу Республики Беларусь?

а) внесено; б) исключено.

Литература

1. Р.Г.Заяц, И.В. Рачковская и др. Биология для абитуриентов. Минск, «Юнипресс», 2009г., с. 94-120.

2. Л.Н. Песецкая. Биология. Минск, «Аверсэв», 2007г., с.133-145.

3. Н.Д. Лисов, Н.А. Лемеза и др. Биология. Минск, «Аверсэв», 2009г, с.127-155.

4. Е.И. Шепелевич, В.М. Глушко, Т.В. Максимова. Биология для школьников и абитуриентов. Минск, «УниверсалПресс», 2007г., с.272-282.

Лекция 9. Царство Животные. Зоология — наука о животных.

Тип Кишечнополостные

• Зоология как наука. Значение животных в природе и жизни человека.

• Сходство и отличие животных и растений.

• Происхождение многоклеточных.

• Классификация животных.

• Тип Кишечнополостные. Общая характеристика.

Зоология — это наука, изучающая строение, жизнедеятельность животных, их многообразие и распространение, связь со средой обитания, закономерности индивидуального и исторического развития.

Первое знакомство человека с животными приходится на самые ранние этапы развития первобытного общества. Охота и употребление в пищу животных, их приручение и разведение давали человеку первые сведения о строении, образе жизни и болезнях животных.

В Древней Греции возникает самостоятельная наука — зоология (греч. zoon — животное, logos — учение). Основателем зоологии считают древнегреческого ученого и философа Аристотеля (384—322 гг. до н. э.). Всех известных ему животных (500 видов) Аристотель разделил на две группы: животные с кровью (и со спинным хребтом); животные без крови.

После Аристотеля попытки классифицировать животных возобновились только в XVII—XVIII вв. Наибольший вклад в науку внес шведский ученый Карл Линней (1707—1778 гг.). В книге «Система природы» К. Линней подразделил всех известных ему

(около 4200 видов) животных на шесть классов: млекопитающие, птицы, земноводные, рыбы, насекомые и черви. Эти классы животных он подразделил на отряды, отряды — на роды, а роды — на виды. Удачным оказалось предложенное Линнеем бинарное (двойное) название вида латинскими словами. Например, Parus major — синица большая.

Большой вклад в дальнейшее развитие зоологии внесли французские ученые Ж. Б. Л а м а р к (1744—1829) и Ж. Кювье (1769—1832). Ламарк отстаивал идею эволюционного исторического развития живой природы, хотя причины эволюции он истолковывал неверно, связывая их с врожденными способностями организма приспосабливаться к окружающей среде.

Кювье установил понятие «тип» в зоологии и впервые объединил рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих в один тип — позвоночных. Его труды положили начало формированию новой науки — палеонтологии позвоночных.

Ш в а н н сформулировал в 1839 г. основные положения клеточной теории, доказавшей, что все живые организмы состоят из клеток.

Ч. Д а р в и н (1809—1882) в книге «Происхождение видов» доказал историческое развитие всех живых организмов из одного корня. Существование и соподчиненность всех систематических категорий Дарвин объяснил теорией естественного отбора и принципом расхождения признаков, заложив теоретические основы естественной системы, доказав, что она формировалась в процессе эволюции органического мира.

Большое значение для развития зоологической науки имели труды выдающихся русских ученых К. Рулье (1814—1858), К.М.Бэра (1792-1876),А.Н.Северцова (1827-1885), А. С. Ковалевского (1840—1901), И. М. Мечникова (1845-1916).

В настоящее время зоология представляет собой целый комплекс наук. Морфология изучает строение животных организмов. Анатомия изучает строение органов и систем органов; гистология изучает микроскопическое строение тканей и органов; цитология выясняет структурные особенности клеток; эмбриология — закономерности зародышевого развития животных. Физиология рассматривает жизненные процессы организма (пищеварение, дыхание, выделение, деятельность нервной системы и органов чувств). Этология исследует поведение животных, экология животных выясняет взаимосвязи организмов с окружающей средой. Зоогеография изучает закономерности распределения животных по земному шару. Систематика животных занимается классификацией организмов и строит естественную систему животного мира.

Мир животных, населяющих нашу планету, относят к надцарству Ядерные организмы (Эукариоты), царству Животные. Царства делятся на типы, типы на классы, классы на отряды, отряды — на семейства, семейства — на роды, роды — на виды. Например:

Животные в природе и жизни человека имеют:

1) положительное значение: в природе —

а) консументы (большой биологический круговорот веществ);

б) санитары;

в) опылители (насекомые);

г) почвообразователи; для человека —

а) продукт питания;

б) сырье для промышленности (фармацевтическая, текстильная, обувная, меховая, пищевая и др.);

в) экспериментальный лабораторный объект;

г) бионика;

д) помощники в труде, спорте, отдыхе;

2) отрицательное значение:

а) ядовитые, опасные;

б) возбудители заболеваний;

в) переносчики и промежуточные хозяева возбудителей заболеваний;

г) вредители сельского хозяйства.

Сходство и отличие животных и растений

1) Черты сходства:

• общность происхождения;

• обмен веществ и энергии (питание, дыхание, выделение);

• клеточное строение;

• рост и способы размножения;

• кодирование, передача и реализация наследственной информации;

• раздражимость.

Сходство доказывает родство и единство происхождения, различия — дивергентный путь развития органического мира.

2) Черты различия (см. таблицу):

Происхождение многоклеточных

Наибольшее признание получили две гипотезы:

1) колониальная гипотеза была предложена Геккелем в 1866 г. Согласно этой гипотезе первым шагом к появлению многоклеточное™ было нерасхождение дочерних клеток, образов вавшихся в результате многократного деления одноклеточного животного, вероятно простейшего. Например, некоторые клетки губок сходны со жгутиковыми простейшими. Возможно, что губки произошли от колониальных форм этих простейших.

2) синтициальная гипотеза была предложена в 1944 г. Xаджи. По его мнению, сначала в результате многократного деления ядра простейшего образовался многоядерный организм. Образование в дальнейшем внутренних перегородок между ядрами привело к многоклеточное™. Эта гипотеза в настоящее время имеет много сторонников, и с ее помощью можно объяснить происхождение остальных групп многоклеточных (за исключением губок).

Многоклеточные животные разнообразны по строению, различны по форме, массе тела. Они подразделяются на 25 типов, из которых по программе учреждений, обеспечивающих получение общего среднего образования, изучается лишь восемь: Губки, Кишечнополостные, Плоские черви, Круглые черви, Кольчатые черви, Моллюски, Членистоногие к Хордовые.

По признаку отсутствия или наличия внутреннего скелета, животные подразделяются на две группы — беспозвоночные (все типы, кроме хордовых) и позвоночные, включающие только один тип хордовых.

Выделяют две группы животных в зависимости от происхождения ротового отверстия у взрослого организма. Первичноротые — животные, у которых первичный рот зародыша на стадии гаструлы (бластопор) остается ртом взрослого организма. К этой группе относятся животные всех типов, кроме двух — иглокожих и хордовых. У вторичноротых животных первичный рот зародыша (бластопор) превращается в анальное отверстие, а истинный рот закладывается вторично в виде эктодермального кармана.

В зависимости от типа симметрии тела также выделяют две группы животных. Типы Губки и Кишечнополостные принадлежат к лучистым, или радиально-симметричным животным; все остальные типы животных — к двусторонне-симметричным.

Лучевая, или радиальная симметрия имеет симметрично повторяющиеся вокруг главной оси участки тела. При двусторонней, или билатеральной, одна продольная плоскость делит тело на две зеркальноподобные половины.

Имеется также разделение животных на двухслойных и трехслойных. Двухслойные животные (Губки и Кишечнополостные) не имеют мезодермы, у них присутствует только экто- и энтодерма. Все остальные типы животных, начиная с типа Плоские черви, имеют все три зародышевых листка — экто-, энто- и мезодерму.

Различают следующие типы питания: гетеротрофный, миксотрофный или смешанный и автотрофный.

Гетеротрофы (от греческого heteros — иной, разный) используют в пищу готовые органические вещества. Известны четыре типа гетеротрофного питания:

• 1) голозойный тип питания характерен для животных и насекомоядных растений. При этом типе питания организмы захватывают пищу внутрь тела, где она переваривается, всасывается и усваивается организмом;

2) при сапротрофном способе организмы питаются мертвым или разлагающимся органическим материалом;

3) симбиотический тип питания характерен для симбиотиче ских организмов. Например, инфузории в желудке жвачных;

4) при паразитическом способе питания организмы получают органические вещества от организма-хозяина. Этот тип питания характерен для некоторых бактерий (дифтерийная и столбнячная палочка, стафилококк, холерный вибрион), протист (малярийный плазмодий, дизентерийная амеба), животных (сосальщики, ленточные черви, аскариды и др.), высших растений (повилика европейская, заразиха, петров крест).

Существует группа организмов со смешанным типом питания, например эвгленовые. На свету такие организмы ведут себя как типичные автотрофы, но если имеется источник органического углерода, они ведут себя как гетеротрофы.

Автотрофы (от греческого autos — сам, trophe — питание) способны сами синтезировать питательные вещества.

Фототрофы (от греч. photos — свет) могут синтезировать органические вещества за счет энергии солнечного света. Это практически все растения, зеленые протисты и некоторые бактерии (цианобактерии, зеленые и пурпурные бактерии).

Хемотрофы для синтеза органических веществ используют энергию химических реакций. К хемотрофам относятся некоторые бактерии (железобактерии, бесцветные серобактерии, нитрифицирующие бактерии).

Тип Кишечнополостные. Общая характеристика

Тип объединяет около 10 ООО видов. Характерные признаки:

• Двухслойные многоклеточные животные: стенка тела состоит из двух слоев клеток — наружного (эктодермы) и внутреннего (энтодермы); эти слои разделены мезоглеей — бесструктурным, желеобразным слоем.

• Появились ткани.

• Одна полость тела — гастральная.

• Единственное отверстие и для заглатывания пищи, и для экскреции.

• Радиальная симметрия тела.

• Две формы существования: полип и медуза.

• Нервная система'представляет собой сеть, образованную нервными клетками (диффузный тип).

• Бесполое размножение путем почкования или стробиляции.

• При половом размножении образуется особая личинка — планула.

Классификация типа (см. таблицу):

Гидроидные — это одиночные или колониальные кишечнополостные, ведущие сидячий образ жизни. Они называются полипами.

3. В лечебных целях используется скелет:

а) пресноводных бадяг;

б) греческой губки;

в) геодии.

4. Типы Губки и Кишечнополостные принадлежат к:

а) радиально-симметричным животным;

б) двусторонне-симметричным животным.

5. К типу Кишечнополостные не относятся:

а) актинии;

б) медузы;

в) планарии;

г) кораллы.

6. Пресноводные гидры:

а) передвигаются при помощи щупалец;

б) передвигаются при помощи подошвы;

в) передвигаются при помощи щупалец и подошвы;

г) не передвигаются.

7. Половое размножение гидр происходит:

а) весной; б) летом; в) осенью.

8. Пищеварение кишечнополостных происходит:

а) в эктодерме;

б) в энтодерме;

в) и в эктодерме, и в энтодерме.

9. Медузы размножаются:

а) только половым путем;

б) только бесполым путем;

в) половым и бесполым путями;

г) одни виды только половым, другие — половым и бесполым путями.

10. Антозоа — это латинское название класса:

а) Гидроидных;

б) Сцифоидных;

в) Коралловых полипов.

Литература

1. Р.Г.Заяц, И.В. Рачковская и др. Биология для абитуриентов. Минск, «Юнипресс», 2009г., с. 120-142.

2. Л.Н. Песецкая. Биология. Минск, «Аверсэв», 2007г., с.181-193.

3. Н.Д. Лисов, Н.А. Лемеза и др. Биология. Минск, «Аверсэв», 2009г, с.155-169.

4. Е.И. Шепелевич, В.М. Глушко, Т.В. Максимова. Биология для школьников и абитуриентов. Минск, «УниверсалПресс», 2007г., с.311-316, 401-404.

Лекция 10. Сравнительная характеристика типов Плоские, Круглые и Кольчатые черви

• Общая характеристика типа Плоские черви.

• Класс Сосальщики. Печеночный сосальщик.

• Класс Ленточные черви. Бычий цепень.

• Общая характеристика типа Круглые черви.

• Аскарида, размножение и развитие. Острица, особенности цикла развития.

• Общая характеристика типа Кольчатые черви.

Тип Плоские черви

Ароморфозы типа:

1) билатеральная симметрия тела;

2) появление мезодермы;

3) развитие систем органов.

Общая характеристика типа Плоские черви

1. Тип Плоских червей представлен двусторонне-симметричными (билатеральными) животными, через тело которых можно провести только одну плоскость симметрии. Двусторонняя симметрия впервые появляется именно в этой группе беспозвоночных.

2. Плоские черви трехслойны. В процессе онтогенеза у них формируется не два, как у кишечнополостных, а три зародышевых листка.

3. Тело вытянуто в длину и сплющено в спинно-брюшном направлении (принимает вид ленты, пластинки, листа).

4. Важная особенность строения плоских червей — наличие у них кожно-мускульного мешка (совокупность эпителия и расположенной под ним системы мышечных волокон — кольцевых, продольных). Сокращением мышечных элементов кожно-мускульного мешка обусловливаются характерные «червеобразные» движения плоских червей.

5. Тело плоских червей не имеет полости — это бесполостные, или паренхиматозные животные: пространство между внутренними органами заполнено соединительной тканью мезодермального происхождения или паренхимой, содержащей многочисленные клетки. Паренхима занимает все промежутки между органами, и роль ее многообразна. Это опорное значение, место накопления запас ных питательных веществ, важная роль в процессах обмена и т. п.

6. Пищеварительный канал имеет еще примитивное устройство, состоит лишь из эктодермальной передней кишки, или глотки, замкнутого слепо кишечника. Задней кишки и заднепроходного отверстия нет. У паразитических форм пищеварительная система может полностью редуцироваться.

7. Нервная система состоит из парного мозгового ганглия и идущих от него кзади нервных стволов, соединенных кольцевыми перемычками. Особого развития достигают два продольных ствола.

8. Кровеносная и дыхательная системы отсутствуют.

9. Впервые появляются специальные органы выделения — протонефридии. Они представлены системой разветвленных канальцев, оканчивающихся в паренхиме особой звездчатой клеткой с пучком ресничек. С внешней средой протонефридии сообщаются с помощью специальных выделительных отверстий.

10. Половая система плоских червей гермафродитна; формируется сложная система протоков, служащих для выведения половых продуктов, и появляются органы, обеспечивающие возможность внутреннего оплодотворения.

К типу Плоских червей относятся три класса — Ресничные черви, Сосальщики и Ленточные черви (см. таблицу). Тип насчитывает 25 ООО видов.

Класс Сосальщики. Известно около 4000 видов сосальщиков, в Беларуси обнаружено 60 видов.

Представителем класса Сосальщиков является печеночный сосальщик. Он достигает в длину 3-5 см. Удерживается в печени хозяина с помощью ротовой и брюшной присосок, гермафродит.. Печеночный сосальщик развивается со сменой хозяев. Окончательными хозяевами являются травоядные млекопитающие (рогатый скот, лошади, свиньи, кролики). Изредка встречается у человека. Промежуточный хозяин — прудовик малый.

Яйцо сосальщика начинает развиваться, только попав в воду, где из него выходит личинка — мирацидий. В задней части его находятся зародышевые клетки. Передний конец тела снабжен железой, вырабатывающей фермент, способный растворять живые ткани при проникновении в промежуточного хозяина. Мирацидий покрыт ресничками, благодаря которым активно плавает в воде. Мирацидий внедряется в тело промежуточного хозяина прудовика малого и проникает в печень. Здесь он превращается в следующую личиночную стадию — спороцисту. Она напоминает бесформенный мешок. Эта личиночная стадия способна к размножению. В спороцисте из зародышевых клеток партеногенетически (т. е. без оплодотворения) развивается новое поколение — редии. Спороциста лопается, а редии выходят из нее, но продолжают паразитировать в том же хозяине. Внутри редий также из зародышевых клеток партеногенетически образуется последующее личиночное поколение — церкарии. Церкарии имеют хвост, обеспечивающий движение. Церкарии покидает моллюска и активно передвигается в воде. Затем прикрепляется к какому-либо растению и покрывается оболочкой. Это стадия — адолескария. Если адолескария будет заглочена животным, который является окончательным хозяином, то в кишках хозяина оболочка растворяется и паразит проникает в печень.

Печеночный сосальщик откладывает 20 000 яиц в день.

В жизненном цикле печеночного сосальщика имеется свободноживущая стадия — мирацидий, по морфологии близкая к ресничным червям, что служит одним из доказательств происхождения сосальщиков от ресничных червей.

Сосальщики оказывают на хозяина механическое действие. Продукты их жизнедеятельности токсичны и имеют аллергическое действие.

Меры личной профилактики:

1) не пользоваться для питья сырой водой из опасных в этом отношении водоемов;

2) тщательно мыть овощи, употребляемые в пищу в сыром виде. Меры общественной профилактики должны быть тесно связаны с ветеринарной службой. Для предохранения скота от заражения^- я проводят смену пастбищ, большое значение имеет санитарно-просветительная работа.

Класс Ленточные черви. Бычий цепень

Ленточные черви — паразиты кишечника позвоночных животных и человека. Их тело сплющено в дорсовентральном направлении, имеет форму ленты. На переднем конце находится головка — сколекс, далее шейка и затем стробила, состоящая» из члеников — проглоттид. Новые проглоттиды отпочковываются от шейки.

Бычий цепень (невооруженный) в ленточной стадии паразитирует в кишках человека. В половозрелом состоянии цепень достигает в длину 4—7 м. На сколексе четыре присоски; крючьев нет, поэтому цепень называется невооруженным. Имеет более 1 тыс. члеников. В средней части тела каждый членик имеет до 1 тыс.| пузыревидных семенников. В яичнике только две дольки. Матка постепенно пополняется оплодотворенными яйцами и образует боковые ветви (от 17 до 35 с каждой стороны). Число яиц в каждой из проглоттид достигает 175 тыс. В течение года этот цепень выделяет около 2500 проглоттид. В кишечнике человека может жить до 15 лет.

Окончательный хозяин цепня невооруженного — человек, промежуточный хозяин — крупный рогатый скот. Скот заражается, поедая проглоттиды, которые с фекалиями человека могут попасть на траву, сено. В желудке скота из яиц выходят шестикрючные личинки онкосферы, которые пробуравливают стенку кишечника, попадают в ток крови и заносятся в мышцы, где превращаются в финны. Финны имеют форму пузыря, заполненного жидкостью, внутрь которых ввернута головка с присосками. Человек заражается при употреблении сырой и полусырой говядины.

Патогенное влияние обусловлено механическим воздействием, использованием переваренной пищи хозяина и токсическим действием продуктов жизнедеятельности. Наблюдается расстройство пищеварения, малокровие, общая слабость.

Личная профилактика состоит в том, чтобы не есть сырой и полусырой говядины, общественная — санитарное благоустройство населенных мест и обследование работников, занятых в животноводстве. Обязательная экспертиза говядины на бойнях и рынках.

Приспособления плоских червей к паразитизму:

• своеобразное строение головки — сколекса и органов прикрепления;

• расчленение тела у большинства ленточных червей на членики — проглоттиды;

• обычно повторяющийся в каждом членике половой аппарат, что ведет к огромной плодовитости;

• редукция пищеварительной системы;

• сложность жизненного цикла, проходящего у большинства видов со сменой хозяев.

Тип Круглые, или Первичнополостные черви

Тип характеризуется следующими признаками

1. Тело нечленистое (несегментированное).

2. Тело представляет собой кожно-мускульный мешок, покрытый кутикулой, выполняющей защитную функцию. Под кутикулой лежит эпидермис, называемый гиподермой, и тяжи продольных мышц, состоящие из одного слоя клеток.

3. Имеется первичная полость тела — пространство между стенкой тела и кишечником, лишенное эпителиальной выстилки и заполненное жидкостью.

4. Пищеварительная система представлена передней, средней и задней кишкой, заканчивающейся анальным отверстием.

5. Кровеносная и дыхательная системы отсутствуют.

6. Выделительная система протонефридиального типа в виде одного или двух каналов, лежащих по бокам тела и открывающихся наружу одним отверстием.

7. Нервная система состоит из окологлоточного нервного кольца и отходящих от него нескольких нервных тяжей, из которых наиболее развиты брюшной и спинной.

8. В отличие от плоских червей большинство круглых червей раздельнополы. Половой аппарат имеет трубчатое строение. У самки он парный (2 яичника, 2 яйцевода, 2 матки и одно влагалище), у самца — непарный (семенник, семяпровод, семяизвергательный канал). Самец меньше самки.

Тип включает один класс Собственно Круглые черви и объединяет около 15 ООО видов.

Аскарида, размножение и развитие. Острица, особенности цикла развития

Половозрелые самки аскарид достигают в длину 40 см, самцы 15—25 см. Тело цилиндрическое, суженное к концам. У самца задний конец спирально закручен на брюшную сторону. ]

Жизненный цикл. Аскарида человеческая — геогельминт. Оплодотворенные яйца выводятся из организма хозяина с фекалиями. Для их развития необходим свободный кислород. Во внешней среде при оптимальной температуре 24—25 °С они достигают инвазионной зрелости примерно за 24 дня. Яйца могут сохранять жизнеспособность до 6 лет и более. Но быстро погибают под действием высокой температуры. Температура +60 "С убивает в течение 1—3 мин, +70 °С — за несколько секунд.

Инвазионное (т. е. заразное) яйцо аскариды человек чаще всего проглатывает с немытыми овощами или ягодами. В кишке из яйца освобождается личинка, которая проделывает миграции в организме человека. Она прободает стенку кишки, попадает в кровеносные сосуды и с током венозной крови через печень правое предсердие и желудочек, проникает в легкие. Для дальнейшего развития личинке аскариды необходим свободный кислород. В легких из капилляров личинка проникает в легочные альвеолы, а затем в бронхи и трахею. Отсюда личинка поднимается в глотку и со слюной может быть снова проглочена. Миграция длится около 2 недель. Попав вторично в кишки человека, личинка через 2,5—3 месяца превращается в половозрелую форму. Самка аскариды выделяет ежесуточно до 240 тыс. яиц. Живет около года. Число в кишках человека может достигать несколько сотен.

У больных отмечается головная боль, слабость, головокружение. Аскариды могут стать причиной кишечной непроходимости. Мигрирующие личинки разрушают ткань легкого и вызывают аллергические реакции.

Профилактика:

• Соблюдение правил личной гигиены, тщательная очистка и мытье овощей, фруктов, ягод перед употреблением в пищу.

• Меры общественной профилактики: санитарно-просветительная работа, благоустройство туалетов. Не следует удобрять огороды и ягодники свежими человеческими фекалиями, не прошедшими компостирования.

Острица — возбудитель энтеробиоза. Это небольшой червь белого цвета. Длина самок около 10 мм, самцов 2—5 мм. Задний конец тела самца спирально закручен.

Острица — паразит только человека. Смены хозяев нет. После оплодотворения самки спускаются к заднему проходу человека, выползают наружу и откладывают яйца, вызывая при этом сильный зуд. Через 6 ч яйца созревают и становятся инвазийными. Яйца попадают на пальцы, особенно скапливаются под ногтями при расчесывании зудящих мест. С рук могут быть занесены в рот (самозаражение). Продолжительность жизни острицы около 1 месяца. Если в этот период не наступит новое заражение, возможно избавление от остриц и без специального лечения.

Тип Кольчатые черви

Ароморфозы типа:

1) наличие органов движения;

2) появление органов дыхания и замкнутой кровеносной системы;

3) вторичная полость тела.

Тип Кольчатых червей охватывает около 8000 видов высших червей, обладающих гораздо более сложной организацией, чем предыдущие типы.

Главные признаки типа:

1. Тело червей слагается из головной лопасти (простомиума), сегментированного туловища и задней анальной лопасти (пигидия). На головной лопасти располагаются органы чувств.

2. Есть хорошо развитый кожно-мускульный мешок.

3. У кольчатых червей впервые появляется вторичная полость тела или целом (пространство между стенкой тела и внутренними органами с собственной эпителиальной выстилкой, которая отделяет полостную жидкость от всех окружающих тканей и органов). Она разделена на камеры в соответствии с внешней сегментацией.

4. Ротовое отверстие лежит на брюшной стороне первого ceгмента туловища. Пищеварительная система слагается из ротовой полости, глотки, средней кишки и задней кишки, открывающейся анальным отверстием на конце анальной лопасти.

5. У большинства имеется хорошо развитая замкнутая кровеносная система.

6. Функции выделения выполняются метанефридиями. Метанефридиями называются открытые выделительные органы, в отличие от замкнутых протонефридиев. Метанефридии начинается более или менее расширенной воронкой — нефростомом, усаженной ресничками и открывающейся в полость сегмента. От нефростома начинается нефридиальный канал, который проходит в следующий сегмент. Здесь канал образует сложный клубок и открывается выделительным отверстием наружу.

7. Нервная система состоит из парных над- и подглоточного ганглиев, связанных с окологлоточным нервным кольцом и брюшной нервной цепочкой. Последняя представляет собой пару продольно сближенных стволов, образующих в каждом сегменте нервные узлы.

8. Наиболее примитивные кольчатые черви раздельнополы; у части вторично появляется гермафродитизм.

9. Дробление яйца идет по спиральному типу.

10. У низших представителей типа развитие протекает с метаморфозом, типичная личинка — трохофора.

Согласно наиболее распространенному взгляду кольчатые черви произошли от низших несегментированных червей.

Тип подразделяется на три класса — Малощетинковые (представитель дождевой червь), Многощетинковые (нереис, пескожил) и Пиявки. Полагают, что в ходе эволюции многощетинковые дали начало членистоногим.

Тест 10

1. Плоские черви:

а) двухслойные животные;

б) трехслойные животные.

2. Укажите органы выделения у бычьего цепня:

а) протонефридии;

б) метанефридии;

в) почки.

3. Промежуточный хозяин печеночного сосальщика:

а) корова;

б) малый прудовик;

в) человек.

4. Усложнение круглых червей по сравнению с плоскими связано с появлением:

а) трехслойного строения тела;

б) нервной системы;

в) гермафродитизма;

г) сквозной пищеварительной системы.

5. Какая группа объединяет свободноживущих и паразитических червей:

а) тип Круглые черви;

б) класс Ленточные черви;

в) класс Сосальщики?

6. Сколько слоев мышц имеют круглые черви?

а) один; б) два; в) три.

7. Сколько члеников имеет тело дождевого червя?

а) 20-30; 6)250; в) до 180; г) 50.

8. Среди кольчатых червей настоящие параподии есть только у:

а) олигохет; б) полихет; в) пиявок.

9. Для полихет характерна(-ен; -о):

а) раздельнополость;

б) гермафродитизм;

в) почкование.

10. Какая полость тела у нереиды:

а) кишечная; б) первичная;

в) вторичная; г) заполнена паренхимой

Литература

1. Р.Г.Заяц, И.В. Рачковская и др. Биология для абитуриентов. Минск, «Юнипресс», 2009г., с. 129-177.

2. Л.Н. Песецкая. Биология. Минск, «Аверсэв», 2007г., с.195-202.

3. Н.Д. Лисов, Н.А. Лемеза и др. Биология. Минск, «Аверсэв», 2009г, с.169-188.

4. Е.И. Шепелевич, В.М. Глушко, Т.В. Максимова. Биология для школьников и абитуриентов. Минск, «УниверсалПресс», 2007г., с.404-413.