Человек и его место в системе живой природы. Происхождение человека

Класс млекопитающих. Общая характеристика, система, прогрессивные черты в строении и физиологии млекопитающих

Класс птиц. Общая характеристика. Отличие птиц от других классов позвоночных.

Класс рептилий. Важнейшие признаки. Современные рептилии. Рептилии мезозоя и их разнообразие

Класс амфибий. Общая характеристика, система современных амфибий. Выход позвоночных на сушу.

Класс рыб. Общая характеристика, система подклассов, практическое значение.

Вторичноротые животные, их характеристика и положение в системе. Иглокожие и хордовые

Вторичноротые – группа животных (подраздел царства Животных), у которых ротовое отверстие у взрослого животного образуется не изо рта зародыша, а возникает заново. К вторичноротым животным относятся типы иглокожих, полухордовых и хордовых.

Иглокожие – тип беспозвоночных животных, имеющих много сходств с позвоночными. У личинок иглокожих и некоторых примитивных хордовых много общего. Иглокожие возникли в докембрии, ископаемые представители этого типа достигали длины 20 м). К иглокожим относится 6 тыс. видов (морские звезды, морские ежи, голотурии и др.), все это морские животные, имеющие радиальную симметрию.

Иглокожие обладают отсутствующей у всех других животных амбулакральной (водно-сосудистой) системой, служащей для движения, выделения и осязания. Известны свободноподвижные и прикрепленные формы иглокожих. Преобладает половое размножение со свободноплавающей личинкой и метаморфозом. Некоторые иглокожие (морские ежи, голотурии) являются объектами промысла.

Хордовые – один из наиболее крупных типов животных, к которому принадлежит и человек. Для представителей этого типа характерно наличие хорды, расположенной на спинной стороне тела нервной трубки, парных глоточных мешков и жаберных щелей (у некоторых хордовых – только на эмбриональном этапе развития). Хорда представляет собой дорзально (вдоль спины) расположенный продольный тяж, состоящий из массы вакуолизированных клеток, заключенной в волокнистую оболочку. Нервный тяж, лежащий над хордой одиночный (а не двойной, как у беспозвоночных) и имеет вид полой трубки. Хордовые менее разнообразны и менее многочисленны, чем, например, насекомые, но превосходят их в приспособленности к разному образу жизни и по способности воспринимать раздражения и отвечать на них. Хордовые, как правило, - активные животные, у которых важнейшие нервные центры и органы чувств сосредоточены в голове. Тип Хордовые включает три подтипа – оболочники, бесчерепные или головохордовые (например, ланцетник) и позвоночные. К позвоночным относятся классы: круглоротые (миноги, ископаемые щитковые), рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.

Рыбы – самая древняя и многочисленная группа хордовых животных (около 22 тыс. видов), заселивших моря, солоноватые и пресные водоемы. Вся организация рыб несет на себе отпечаток приспособления к жизни в плотной жидкой среде.

В течение процесса эволюции рыбы совершенствовали свои гидродинамические приспособления и в результате приобрели обтекаемую торпедообразную форму тела, сплющенную в боковом (у рыб толщи воды) или в спинно-брюшном (у придонных рыб) направлениях. Передняя часть головы (рострум) имеет клинообразную форму. Грудные, брюшные и спинной плавники поддерживают положение тела спиной вверх. Отделы тела плавно переходят друг в друга.

Череп рыб неподвижно соединен с позвоночником. Позвоночник имеет только два отдела – туловищный и хвостовой. Рыбы имеют комплекс приспособлений, повышающих плавучесть (у костных рыб – плавательный пузырь, у хрящевых рыб – накопление запасов жира в печени). Кожа рыб голая, богата железами, обильно выделяющими слизь, которая уменьшает трение о воду. Мускулатура костных рыб состоит из однородных сегментов, разделенных соединительнотканными перегородками. Дифференцировка мышц весьма примитивная.

Органы дыхания – жабры – расположены на четырех жаберных дугах. Газообмен осуществляется в многочисленных жаберных капиллярах. Рыбы имеют двухкамерное сердце, состоящее из предсердия и желудочка, имеется один круг кровообращения. Рыбы – пойкилотермные животные, жизнедеятельность которых зависит от температуры воды. Большинство рыб, особенно пресноводных, имеют лентовидные туловищные почки, которые удаляют конечный продукт белкового обмена – аммиак. Орган слуха и равновесия представлен только внутренним ухом. Исключительно важную роль в жизни рыб играет орган боковой линии, с помощью чувствительных клеток которого рыбы ориентируются в потоках воды (он воспринимает изменения давления). Для большинства рыб характерно наружное оплодотворение, характерное для первичноводных хордовых животных.

Таким образом, выработанный комплекс разнообразных приспособлений, как морфологических, анатомических, так и физеологических, позволил рыбам заселить водную среду.

Класс рыб включает три подкласса: панцирные, костные и хрящевые рыбы. Панцирные рыбы известны только как ископаемые, передняя часть их тела была одета в панцирь. Хрящевые рыбы (отряды акулы, скаты и химеры) – рыбы с хрящевым скелетом и погруженными в кожу плакоидными чешуями, образованными из дентина и эмали. Костные рыбы (отряды осетровые, лососевые, карпообразные, сельдеобразные, тресковые, кистеперые и др.) – рыбы, имеющие плавательный пузырь, тело покрыто костными чешуями.

Значение рыб в жизни человека исключительно велико. Общий мировой улов рыбы равен примерно 50 млн. т. в год. Большую часть добываемой рыбы используют в пищу. Главная ценность рыбы как пищевого продукта заключается в белках. Кроме того, из нее получают жир, витамины, а также кормовую муку для откорма скота. Из отходов рыбной промышленности изготовляют удобрения.

Амфибии (земноводные) – самый малочисленный класс современных позвоночных, насчитывает 3 отряда и 2500 видов. Они распространены преимущественно во влажных теплых регионах всех континентов. Земноводные – первая группа позвоночных животных, вышедшая в наземную среду, но сохранившая тесную связь с водной.

Преодоление силы тяжести (гравитации) в воздушной среде достигнуто морфологическими преобразованиями опорно-двигательной системы. Мышечная система, в отличие от таковой рыб, в большей своей части утратила метамерное (сегментированное) строение. Появились мышцы-антагонисты, сгибающие и разгибающие суставы, усложнилась мускулатура ротовой полости. Таким образом, развившиеся в опорно-двигательном аппарате преобразования позволили земноводным перемещаться в наземной среде.

В связи с выходом на сушу развились органы воздушного дыхания – легкие (весьма примитивного строения). Другим важным органом дыхания является влажная кожа. Земноводные имеют трехкамерное сердце. Полного перемешивания крови не происходит. Кровь из желудочка выходит через три самостоятельные артерии: кожно-легочная (венозная кровь), аорта (смешанная кровь) и сонные артерии (артериальная кровь). У земноводных появляется новый орган кровотворения – красный костный мозг трубчатых костей. Органы чувств обеспечивают ориентировку в воде и на суше. Особенно развилось дальностное зрение, необходимое для ориентирования в прозрачной атмосфере. В сетчатке есть палочки и колбочки. Орган слуха существенно усложнен – имеется среднее ухо, усиляющее звуковые колебания и передающее их перепончатому лабиринту внутреннего уха. Органы обоняния хорошо развиты, но действуют только в наземной среде.

Таким образом, ряд перечисленных выше приспособлений позволил амфибиям освоить наземные местообитания, однако ценой значительного снижения активности. Они не преодолели большой зависимости от температуры и влажности наземной среды, что послужило ограничивающим фактором при их расселении.

К классу рептилий относится гораздо больше вымерших видов, чем ныне живущих. Рептилии – настоящие наземные животные, которым не нужно возвращаться для размножения в воду. Для пресмыкающихся характерно внутренне оплодотворение. Зародыш развивается в водной среде, заключенной в яйце, защищенном скорлупой.

Тело рептилий покрыто сухой роговой чешуей, защищающей от потери воды и от хищников. Рептилии дышат только воздухом, так как сухая чешуйчатая кожа не может служить органом дыхания. Подобно рыбам и земноводным, рептилии не обладают механизмом регулирования температуры тела и поэтому имеют такую же температуру тела, как и окружающая среда. К современным рептилиям относятся черепахи, крокодилы, змеи, ящерицы, а также новозеландская рептилия.

Множество различных типов пресмыкающихся возникло в мезозое, затем они дивергировали, дав начало еще большему разнообразию форм, и в конце концов вымерли. Первые рептилии – котилозавры возникли в конце каменноугольного периода. В перми появились черепахи. Основную группу мезозойских рептилий составляли архозавры, приспособившиеся к хождению на двух ногах. Существовали летающие рептилии, наиболее крупные из которых достигали колоссальных размеров (размах крыльев – 9 метров). Из всех ветвей пресмыкающихся наиболее известны динозавры. Они делились на две основные группы – птицетазые и ящеротазые. Один из ящеротазых динозавров – тираннозавр, является самым крупным животных из когда-либо обитавших на Земле. Помимо динозавров существовало еще две крупные группы архозавров – плезиозавры и ихтиозавры, обитавшие в воде. Плезиозавры плавали с помощью ластообразных конечностей, ихтиозавры – с помощью большого спинного плавника и хвоста. Множество рептилий вымерло в конце мела.

Птицы – прогрессивная группа гомойотермных (теплокровных, т.е. сохраняющих свою температуру при изменении температуры окружающей среды) хордовых, приспособленная к полету. Известно около 8,6 тыс. видов птиц. Многие черты строения птиц сходы с пресмыкающимися, от которых они произошли и отделились в самостоятельную ветвь в конце триаса – начале юры.

Кожа птиц сухая, почти лишена желез, покрыта роговыми (перьевыми) образованиями, а на цевке и пальцах нижних конечностей – роговыми чешуями. Происходит периодическая линька перьевого покрова. Ребра имеют крючковидные отростки, присутствует клоака. У рыб и пресмыкающихся сходны строение мочеполовой системы и характер эмбрионального развития. Размножение осуществляется с помощью откладки яиц.

Приспособления к полету формировались параллельно в нескольких направлениях: обеспечение обтекаемости и уменьшение лобового сопротивления, облегчение массы тела, повышение интенсивности процессов жизнедеятельности. Специализация к полету привела к формированию относительно однообразной формы тела. Передние конечности превратились в летательный орган – крылья. Крыло двигается с помощью прикрепленных к килю (находится на грудине) мощных мышц. В ходе эволюции утратились утяжеляющие птицу органы – зубы, мочевой пузырь, правый яичник.

Все органы и ткани снабжаются чистой артериальной кровью благодаря наличию четырехкамерного сердца. Кровь обладает высокой кислородной емкостью, большим содержанием углеводов. Для птиц характерно двойное дыхание – газообмен происходит и на вдохе, и на выдохе. Большая часть воздуха попадает при вдохе в воздушные мешки, при выдохе она переходит в легкие.

Млекопитающие – наиболее высокоорганизованный класс позвоночных животных. Общее число видов современных млекопитающих достигает 4 тыс. Класс подразделяется на два подкласса – Яйцекладущие, или Первозвери, и Настоящие звери.

Млекопитающие ведут свое происхождение от звероподобных пресмыкающихся верхнего каменноугольного периода. Бурный прогресс млекопитающих, в результате которого они заняли господствующие положение на суше, произошел в кайонозое. Он был связан с последовательным накоплением прогрессивных приспособлений.

Млекопитающие имеют высоко развитый головной мозг особого «кортикального» типа. Главной чертой мозга млекопитающих является развитие переднего мозга, в котором большая часть мозгового вещества сосредоточена в коре полушарий. Имеется хорошо развитый мозговой свод – неопаллиум (новая кора). Кора позволяет пространственно отображать внешний мир на основе информации, поступающей от органов чувств. Она служит центром высшей нервной деятельности, координирующим работу других отделов мозга. Лобные доли осуществляют управление общением (у человека они связаны с речью, т.е. со второй сигнальной системой). Млекопитающие имеют высоко развитые органы чувств, с помощью которых они легче, чем другие позвоночные, находят сородичей, отыскивают добычу, распознают опасность. В среднем ухе имеются три слуховые косточки. Сочетание высокоразвито нервной системы и большие разрешающие способности органов чувств обусловливают сложные адаптивные формы поведения.

Пищеварительный тракт отличается большой длиной и дифференцировкой отделов. Мышечная система также высоко дифференцирована. Легкие млекопитающих благодаря альвеолярной структуре имеют очень большую дыхательную поверхность. Акт дыхания осуществляется изменением объема грудной клетки как за счет движение ребер, так и за счет опускания и подъема груднобрюшной мышечной перегородки – диафрагмы. Эти особенности строения органов дыхания позволяют эффективно осуществлять газообмен. Органы млекопитающих снабжаются богатой кислородом чистой артериальной кровью благодаря наличию четырехкамерного сердца. Эритроциты (в отличие от эритроцитов птиц) не имеют ядер, что повышает эффективность переноса ими кислорода.

Интенсивность дыхания, кровообращения и пищеварения обеспечила млекопитающим возрастание уровня обмена веществ. Млекопитающие являются гомойотермными организмами. Высокого развития достигла репродуктивная система. Внутриутробное развитие эмбриона происходит в специализированном органе половой системы – матке, связь эмбриона с организмом матери осуществляется посредством плаценты, детеныши вскармливаются молоком.

Все перечисленные адаптации привели не только к совершенствованию организма как целостной системы, но и обеспечили усложнение поведения. Следствием этого было развитие связей между особями и образование сложных динамических группировок. В результате у млекопитающих (как и у птиц) появились новые возможности в борьбе за существование и повысила их положение в биоценозах.

Человек – биологический вид, существо, обладающее сознанием, разумом, являющееся субъектом общественно-исторической деятельности и культуры. Человек имеет множество общих признаков с млекопитающими, прежде всего с приматами. Специфические особенности человека, выделяющие его из мира животных: высокое развитие головного мозга, прямохождение, мышление и членораздельная речь. Человек познает и изменяет мир и самого себя, творит культутру и собственную историю.

Человек возник на Земле в ходе длительного и неравномерного эволюционного процесса – антропогенеза, многие этапы которого до сих пор до конца не ясны. Полагают, что 8-5 млн. лет назад африканские обезьяны разделились на две ветви: одна привела к человекообразным обезьянам, другая – к первым гоминидам (австралопитекам), обладавшим двуногой походкой. Вероятно, около 2 млн. лет назад австралопитеки дали начало роду «человек» (Homo), первым представителем которого считают «Человека умелого» (Homo Habilis). Около 1,6-1,5 млн. лет назад этот вид сменился в Восточной Африке «Человеком прямоходящим» (Homo erectus). Различные по особенностям морфологии и степени развития представители этого рода (архантропы, палеантропы) начали расселяться из Тропической Африки по всему континенту, а также в Европе и Азии. Известны следующие подвиды древнейших людей: питекантроп, синантроп, неандерталец. Современный вид человека «Человек разумный» (Homo sapiens) появился, по одной версии, в Африке около 200 тыс. лет назад и распространился по всей планете, а по другой возник примерно в одно время в разных частях Земли. Первыми представителями этого вида были, по-видимому, кроманьонцы, остатки которых обнаружены во Франции, на Украине и др. Около 40 тыс. лет назад, на рубеже верхнего палеолита, «Человек разумный» становится единственным представителем семейства гоминид и заселяет практически всю Землю.