Учебник Биология 7 класс Соболь

На сайте Учебник-скачать-бесплатно.ком ученик найдет электронные учебники ФГОС и рабочие тетради в формате pdf (пдф). Данные книги можно бесплатно скачать для ознакомления, а также читать онлайн с компьютера или планшета (смартфона, телефона).
Учебник Биология 7 класс Соболь - 2014-2015-2016-2017 год:


Читать онлайн (cкачать в формате PDF) - Щелкни!
<Вернуться> | <Пояснение: Как скачать?>

Текст из книги:
в. и. Соболь БИОЛОГИЯ Учебник для 7 класса общеобразовательных учебных заведений с обучением на русском языке Рекомендовано Министерством образования и науки Украины Каменец-Подольский 0 «Абетка» 2015 ББК 28.6Я721 С54 Рекомендовано Министерством образования и науки Украины (приказ Министерства образования и науки Украины от 20.07.2015 г. №777) ИЗДАНО ЗА СЧЁТ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ. ПРОДАЖА ЗАПРЕЩЕНА Переведено по изданию; В. I. Соболь. Бюлог1я: п1друч. для 7 кл. загальноосв1т. навч. закл. / В. I. Соболь. - Кам'янець-Подтьський :Абетка, 2015.-288 с.: 1л. И V L Соболь В. И. С54 Биология : учеб, для 7 кл. общеобразоват. учеб, заведений с обучением на рус. яз. / В. И. Соболь. - Каменец-Подольский : Абетка, 2015. - 288 с.: ил. ISBN 978-966-682-372-7. ББК 28.6Я721 ISBN 978-966-682-371-0 (укр.) ISBN 978-966-682-372-7 (рус.) © Соболь В. И., 2015 © Сысын О. В., перевод, 2015 © Издательство «Абетка», 2015 © Издательство «Абетка», оригинал-макет, 2015 СОДЕРЖАНИЕ Как работать с учебником?..........................................5 Вступление § 1. Животные и их особенности ..... 7 § 2. Животные и их жизнедеятельность.11 § 3. Животные и их строение...15 § 4. Основные отличия животных от растений и грибов........................19 Обобщение темы «ВСТУПЛЕНИЕ».........................................23 Самоконтроль знаний.................................................24 §6. §7. § 8. § 9. § 10. § 11. § 12. § 13. § 14. § 15. § 16. § 17. Тема 1. РАЗНООБРАЗИЕ ЖИВОТНЫХ § 5. Животные, их классификация и значение........................25 Животные, их разнообразие и распространение..................29 Кишечнополостные, их особенности и среда обитания ............. 33 Стрекающие, их разнообразие и значение.......................37 Кольчатые черви, особенности их строения ....................41 Кольчатые черви, особенности их жизнедеятельности и распространения.............................................45 Кольчатые черви, их разнообразие и значение..................49 Членистоногие, их особенности и разнообразие.............— .53 Ракообразные, их особенности................................ 57 Раксюбразные, их разнообразие и значение.....................61 Паукообразные, их особенности ................................65 Паукообразные, их разнообразие и значение ....................69 Насекомые, особенности их строения. Практическая работа № 1. Выявление примеров приспособлений к образу жизни у насекомых.73 Насекомые, особенности их образа жизни........................77 Насекомые, их разнообразие и значение.........................81 Моллюски, их особенности .....................................87 Моллюски, их разнообразие и значение ....................... 91 Паразитические беспозвоночные животные .......................96 Хордовые, их особенности и разнообразие .....................100 Рыбы, их особенности.........................................104 Рыбы, их разнообразие и значение.............................108 Амфибии, их особенности.................................... 113 Амфибии, их разнообразие и значение .........................117 Рептилии, их особенности ....................................121 Рептилии, их разнообразие и значение ...................... 125 Птицы, их особенности...................................... 129 Птицы, их размножение, разнообразие и значение. Практическая работа № 2. Выявление примеров приспособлений к образу жизни у разных птиц ...............................................133 Млекопитающие, их особенности ...............................138 Млекопитающие, их разнообразие и значение............... ...142 Обобщение темы «РАЗНООБРАЗИЕ ЖИВОТНЫХ». Практическая работа № 3. Определение особенностей внешнего строения позвоночных животных в связи с приспособленностью к различным условиям существования . 146 Самоконтроль знаний...............................................148 § 18. § 19. § 20. § 21. §22. § 23. § 24. § 25. § 26. § 27. § 28. § 29. § 30. § 31. § 32. §33. у I Тема 2. Процессы жизнедеятельности животных §34. Питание животных ...........................................149 §35. Пищеварение животных........................................153 §36. Дыхание животных ..............................—____________157 § 37. Транспортирование веществ у животных. Практическая работа № 4. Сравнение строения кровеносной системы позвоночных животных ....161 § 38. Выделение у животных..................................... 165 § 39. Опора животного. Практическая работа № 5. Сравнение строения скелетов позвоночных животных..............................169 §40. Движение животных ..........................................173 §41. Покровы тела животных .................................. 177 § 42. Раздражимость животных .................................. 181 § 43. Регуляция функций организма животных. Нервная система. Практическая работа № б. Сравнение строения головного мозга позвоночных животных............................... 185 §44. Размножение животных ......................................189 §45. Индивидуальное развитие животных ..........................193 § 46. Продолжительность жизни, рост животных.....................197 Обобщение темы «ПРОЦЕССЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЖИВОТНЫХ» ............201 Самоконтроль знаний.......................................... 202 Тема 3. Поведение животных § 47. Поведение животных.........................................203 § 48. Поведенческие реакции животных. Практическая работа № 7, Определение форм поведения животных........................207 § 49. Врождённое поведение животных...............................2Л § 50. Приобретённое поведение животных ..........................215 § 51. Элементарная рассудочная деятельность животных.............219 § 52. Индивидуальное поведение животных........................ 223 § 53. Репродуктивное поведение животных......................„...227 § 54. Социальное поведение животных .............................231 § 55. Территориальное поведение животных ...................... 235 § 56. Эволюция поведения животных ...............................239 Обобщение темы «ПОВЕДЕНИЕ ЖИВОТНЫХ»..............................243 Самоконтроль знаний .............................................244 Тема 4. Организмы и среда обитания § 57. Организмы и среда обитания .............................. 245 § 58. Организмы и факторы неживой природы ..................... 249 § 59. Организмы и факторы живой природы..........................253 § 60. Организмы и экосистемы .................................. 258 § 61. Влияние человека и его деятельности на организмы ..........262 ^ 62. Охрана природы ...........................................266 Обобщение темы «ОРГАНИЗМЫ И СРЕДА ОБИТАНИЯ»......................271 Самоконтроль знаний............................................ 272 Обобщение курса................................................ 273 Словарь основных понятий ...................................... 279 Приложения ....................................... „.......„„.284 КАК РАБОТАТЬ С УЧЕБНИКОМ? Учебник, который вы держите в руках, познакомит вас с разнообразным, впечатляющим, поучительным миром животных. Вы узнаете об особенностях их жизнедеятельности, строения, поведения, об их многообразии, взаимосвязи между собой и другими организмами, о влиянии природы на них и об изменении природы под влиянием животных. Этот учебник даст вам не только новые знания, но и поможет освоить новые способы, деятельности и создавать собственные образовательные продукты. Материал учебника разделён на темы и отдельные параграфы. Каждый параграф состоит из таких основных частей. * Вводная часть содержит цитату или высказывание, рубрики «Основные понятия и ключевые термины», «Вспомните!», «Знакомьтесь», «В мире интересного», «Новости науки», «Подумайте» и иллюстративные задания, вводные упражнения, классические эксперименты для формирования мотивации обучения. В этой части есть задачи, цветные иллюстрации, сведения о животных, рекордах животного мира, а также кроссворды и т. п. И всё это - для развития вашего интереса и стимулирования деятельности. , «СОДЕРЖАНИЕ» включает материал, направленный на орга- f к ^ низацию усвоения и формирования знаний, умений, навыков, способов деятельности, ваших отношений и убеждений. Учитель объясняет, показывает, иллюстрирует, учит называть, приводить примеры, распознавать, характеризовать, описывать, но делает всё это обязательно вместе с вами. В «Содержании» крупным шрифтом синего цвета выделены ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, организующие важнейшую информацию, а мелким - ключевые термины, которые обобщают какую-то часть информации. Основные понятия и ключевые термины являются обязательными для запоминания в отличие от понятий, представленных курсивом. С их помощью выделяются определения, названия видов, понятия, которые вы будете изучать позже. Материал «Содержания» состоит из разделов, к которым сформулированы вопросы, а завершает его обобщающий вывод. Иллюстративный аппарат учебника содержит рисунки, фотографии, таблицы, схемы, что помогает задействовать различные виды памяти. «ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ» содержит материал для формирования способов продуктивной деятельности, развития творческой активности и исследовательских умений, осуществления межпредметного сочетания знаний. Целью этой части парш-рафа являются укрепление, углубление, расширение знаний путём самостоятельного выполнения задач и создание собственных образовательных продуктов. К ним относятся мини-проекты, описания животных, рисунки, выводы, исследования, полученная информация, презентации, собственные рекомендации и др. Эта часть содержит темы мини-проектов, творческие задания, межпредметные задачи ♦Биология + ...» и т. п. Для формирования практических и исследовательских умений в рубрике «Учимся познавать» представлены инструктивные карточки практических работ и лабораторных исследований. ♦РЕЗУЛЬТАТ» содержит задания для закрепления, контроля и коррекции знаний, самооценки учебной деятельности. Они ч» подаются с постепенным усложнением, с указанием уровня их сложности и оценки в баллах. После каждой темы приводится блок важнейшей информации, содержащий цитату, таблицу или схему, общий тематический вывод. Всё это представлено в рубрике «Обобщение темы». Для проверки качества усвоения материала темы в рубрике «Самоконтроль знаний» предлагаются новые и интересные для вас виды тестов: тест-конструирование, тест-соотнесение, тест-применение, тест-обобщение, тест-оценивание. С целью развития ваших познавательных умений и навыков в приложениях сформулированы правила-ориентиры использования таких методов исследования природы, как научное описание, наблюдение, сравнение, измерение, эксперимент и проектирование, правила формирования практических умений: выполнения рисунков в биологии, работы с ручной лупой и с микроскопом и определения названия животного. Надеемся, что учебник позволит вам лучше понять сложный мир организмов и жизненных явлений и поможет сформировать богатый арсенал деятельностных возможностей для познания нового, красивого, полезного и поучительного, того, без чего жизнь человека скучна и неинтересна. Искренне желаем вам успехов в учёбе и осуществлении собственных интеллектуа.чьных открытий! о S Z ю ф т >Ч U о VO а )£. ЛЗ I ВСТУПЛЕНИЕ Организм или живое существо -это любое живое тело. Hi учебника §1. ЖИВОТНЫЕ И ИХ ОСОБЕННОСТИ Ил. 1. Многоножка розовая Определяющие особенности жизнедеятельности животных 1. Гетеротрофное питание 2. Активное движение 3. Ограниченный рост ’■'Л Основные понятия и ключевые термины: ЖИВОТНЫЕ. Симметричность тела. Жизнедеятельность животных. Среда обитания. Вспомните! Что такое живая природа? ^ Вступительное упражнение Ежегодно учёные открывают тысячи новых видов организмов. Так, в 2007 году в дельте реки Меконг были найдены ядовитые многоножки, которых прозвали «розовыми драконами». Они быстро перемещаются, имеют розовую предупредительную окраску и способны выстреливать в хищников шипами с ядовитым веществом. Почему учёные решили, что эти живые организмы являются животными? ^ СОДЕРЖАНИЕ Каковы особенности жизнедеятельности животных? Жизнедеятельность животных - совокупность процессов, которые происходят в организме животных и обеспечивают их жизнь в определённой среде обитания. Организму животного как живой системе свойственны следующие основные проявления жизнедеятельности: питание, дыхание, выделение, транспортирование веществ, движение, размножение, рост, развитие, раздражительность. Наиболее существенным отличием животных от растений является тип питания. Зелёные растения получают из внешней среды неорганические вещества - воду, минеральные соли, углекислый газ. Из этих веществ в живых клетках, содержащих хлорофилл, в процессе фотосинтеза образуются органические вещества. Такой тип питания называют автотрофным. Животным, как и растениям, для жизни требуются сложные органические вещества - белки, жиры и углеводы. Эти вещества содержатся в потребляемой животными пище. Такой тип питания называют гетеротрофным. Большинство животных способны активно перемещаться в среде в поисках благоприятных для проживания мест, а в случае опасности - спасаться бегством. В связи с этим они имеют ограниченный рост. Кроме того, животные активнее реагируют на изменения t о Z X Ф VO О X S S 01 S гг 7 г 0; s X О) с; С в окружающей среде, что позволяет быстрее приспосабливаться к ним. У животных более совершенная регуляция жизненных функций; её обеспечивают не только биологически активные вещества, но и нервная система. Большинству животных свойственно половое размножение. Итак, общими особенностями жизнедеятельности животных являются гетеротрофное питание, ограниченный рост и активный образ жизни. Каковы особенности строения тела животных? Организм животных, как и организм растений и грибов, состоит из множества клеток, имеющих ядро, то есть является эукариотическим. Сходные по строению клетки, выполняющие в организме животного одинаковую функцию, образуют ткани. Совокупность различных тканей образует органы - части тела, имеющие определённое расположение и функции. Органы могут располагаться внутри тела в полостях, заполненных жидкостью. Это внутренние органы, например сердце, почки, лёгкие. А такие органы животных, как уши, нос, лапы, хвост, являются внешними. Органы, которые совместно выполняют в организме определённые жизненные функции, образуют системы органов. Одним из общих принципов строения тела животных является симметричность - закономерное расположение подобных частей тела. Если тело животного можно мысленно разделить одной плоскостью на две половины, то такое животное называют двусторонне-симметричным. Этот тип симметрии свойственен большинству видов животных (например, рыбам, земноводным, пресмыкающимся, млекопитающим). Если же тело мысленно делится на равные части несколькими плоскостями симметрии, то это животное - радиально-симметричное (например, морские звёзды, медузы, кораллы). Тип симметрии определяет внешнее и внутреннее строение тела, развитие органов и систем органов, образ жизни. Тело животных компактное, что облегчает движение и даёт преимущества в использовании тепла для выживания в неблагоприятных уотовиях. Каковы особенности распространения животных? Животными является медузы, черви, раки, пауки, насекомые, моллюски, рыбы, амфибии, рептилии, птицы, млекопитающие и др. Благодаря особенностям жизнедеятельности и строения животные организмы - самые многочисленные и разнообразные обитатели ^аг^й планеты. В настоящее время описано около двух миллионов видов животных. Это в несколько раз больше, чем видов растений и грибов, вместе взятых. Однако учёные считают, что на нашей планете гораздо больше видов - до 5 млн. Ежегодно совершаются всё новые и новые открытия в удивительном мире Фауны. Ил. 2. Двусторонняя и радиальная симметрия тела животных Среда обитания животных 1. Наземно-воздушная 2. Водная 3. Почвенная 4. Живые организмы Животные распространены во всех средах, где возможна жизнь: в наземно-воздушной (пауки, рептилии), в воздушной (птицы, насекомые), в почве (кроты, дождевые черви), в воде (рыбы, киты) и в живых организмах (паразитические черви). По размерам животные бывают от мелких до гигантских. Наименьшим из известных ныне насекомых является оса алаптус. Длина тела у самца этого насекомого составляет лишь 0,12 мм! Это действительно самое маленькое насекомое и животное на Земле! А животным, имеющим наибольшую массу среди живущих на Земле и признанным крупнейшим за последние 90 млн лет", является синий кит. Среди животных есть виды с цоразительной выносливостью. Например, тихоходка, или водяной медведь, - крошечное животное размером от 0,1 до 1,5 мм - способна выживать в условиях открытого космоса, где температура достигает -273 “С. Но, несмотря на удивительное разнообразие животных, всем им присущи некоторые общие особенности жизнедеятельности и строения, поскольку они имеют общее происхождение. 1 2] Ил. 3. 1 - оса алаптус; 2 - синий кит; 3 - тихоходка, или водяной медведь Итак, ЖИВОТНЫЕ - это многоклеточные ядерные организмы с симметричным строением тела, наиболее общими признаками жизнедеятельности которых являются гетеротрофное питание, подвижный образ жизни, ограниченный рост и населяющие все среды обитания. м ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Биология для любознательных Решите кроссворд «РЕКОРДЫ ЖИВОТНОГО МИРА» 1. Самое высокое животное планеты. 2. Самое бо.пьшое животное планеты. 3. Птица самого холодного материка Земли. 4. Самая крупная летающая птица планеты. 5. Самая крупная нелетающая птица планеты. 6. Самое большое наземное животное Земли. 7. Самые крупные кошки Земли. 8. Самое быстрое наземное животное планеты. Учимся познавать Знания о жизнедеятельности, строении и распространении животных используются для описания различных видов, что помогает человеку познать и полюбить живую природу. Обработайте как образец научное описание белки обыкновеннной, воспользуйтесь предложенным планом и опишите своего любимого животного. 3 7 6 2 4 5 8 ’ж и в О Т н ы Е t О X X ё о S ф 2 Z I- S Ил. 4. Виверка лесная Описание живот-ного по плану Название вида «Белка лесная (Sciurus vulgaris), или обыкновенная, или рыжая, - вид животных, который относится к млекопитающим. Этот грызун распространён во всей лесной зоне Евразии, включая горные районы. В Украине белки живут пре имущественно в пределах лесной зоны, однако встречаются и в парковых зонах. Гнёзда белок расположены в дуплах или на ветвях и устланы изнутри мягким растителъны.н материалом. Белка — животное дневное, днём она ведёт активный образ жизни, а ночью отсыпается в гнезде. Длина тела зверька колеблется, от 20 до 32 см, а длина хвоста достигает 30 см, масса - до 1 кг. Окраска изменяется в зависимости от местности, сезона или возраста: от красно-коричневой до серо-коричневой и даже чёрной. Дважды в год белки линяют. Они питаются разнообразной пищей: это семена, ягоды, фрукты, орехи, грибы, кора и лишайники. Белка - типично древесное животное, прекрасно скачет по веткам. Она может смело прыгнуть с вершины высокого дерева на землю. Удивительно, что, обладая небольшим телом, она прыгает в длину на 3-4 м, а в случае необходи мости - и на 10-15 м, при этом хвост служит ей своеобразным рулём и парашютом». Биология -н Физика Элизия зеленоухая - небольшое (2-3 см), похожее на листья деревьев существо, живёт в солёных водоёмах вдоль восточного побережья США. Это единственные животные, способные осуществлять фотосинтез. На ранних этапах жизни эти организмы добывают из водорослей хлоропласты. После того как количество хло-ропластов в стенках кишечника элизии станет достаточным, моллюск полностью переходит на растительный тип питания. Почему его называют «моллюском на солнечных батареях*? Ил. 5. Элизия зеленоухая Распространение Образ жизни Морфология Питание Движение Размножение ш I ш с РЕЗУЛЬТАТ Оценка Вопросы для самоконтроля 1,6 1. Назовите среды обитания животных. 2. Какие общие проявления жизнедеятельности животных вы запомнили? 3. Что является наименьшей единицей строения организма животных? 4. Сколько видов животных живёт на нашей планете? 5. Что такое ■^теротрофное питание? 6. Какие типы симметрии может иметь тело животного? 7-9 7. Приведите три примера животных, проживающих в различных средах обитания. 8. Чем отличается гетеротрофное питание от автотрофного? 9. Охарактеризуйте симметрию тела животных. 10-12 10. Моллюск элизия зеленоухая способен во взрослом возрасте к фотосинтезу. Докажите, что это всё-таки животное, а не представитель растительного мира. Р 10 L I li i Готовая пища поступает в организм и в процессе пищеварения преобразуется в пищеварительной системе. Органы, входящие в её состав, обеспечивают измельчение, химическое разложение сложных веществ на простые и их всасывание в кровь. Пищеварительной системы у некоторых животных может и не быть. Так, некоторые паразитические черви потребляют уже расщеплённую пищу в кишечнике хозяина, где они живут, через покровы своего тела путём всасывания органических соединений. У животных выде.тяют организменное (например, у рыб, птиц) и внеорганизменное (например, у пауков) пищеварение. Итак, для животных характерно гетеротрофное питание, и оно очень тесно связано с пищеварением. Как сроисходит движение у животных? ЛОКОМОЦИЯ животных {лат. «локус» - место, «моцио» -движение) - совокупность активных движений, с помощью которых животные перемещаются в пространстве (в воздухе, воде, почве). Активное движение обеспечивает животным поиск пищи и её захват, защиту от He6aaronpHHTHj,ix условий существования и различных врагов, освоение новых мест обитания. Многоклеточные животные двигаются благодаря сокращению мышц. Такое движение называют мышечным. Важную роль при этом играют скелет, органы чувств и нервная система со своими возможностями для быстрой регуляции процессов. Для животных характерны разные способы такого движения, и зависят они от среды обитания и внутреннего строения организма. У таких наземных животных, как антилопы, слоны, носороги, зубры наблюдаются хождение и бег. Птицы, летучие мыши, насекомые летают с помощью крыльев. Медузы, кальмары перемещаются в воде реактивным способом. Тушканчики, кенгуру имеют сильные конечности для прыганья. А в ползании нет равных змеям. Итак, в отличие от растений большинство животных способны к активным движениям, которые осуществляются благодаря сокращению мышц. Каковы проявления жизнедеятельности животных? Для расщепления пищи в клетках и получения энергии животные используют кислород, который поступает в их организм во время дыхания. Такое дыхание называют аэробным. У многих беспозвоночных животных (например, у медуз, дождевых червей) кислород поступает через покровы вследствие диффузии, а у с.чожноорганизованных животных появляются органы дыхания, к которым относятся жабры (водные моллюски, рыбы), трахеи (насекомые), лёгкие (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие). Паразитам, живущим в кишечнике, Чкислород вообще не нужен. Они получают энергию благодаря бескис-лор<вЬному (анаэробному) расщеплению пищи. Транспортирование веществ (кислорода, углекислого газа, гормонов, питательных веществ) в теле большинства животных осуществляется с помощью диффузии (у многих мелких беспозвоночных животных) или кровеносной системы (например, у позвоночных животных), в которой циркулирует жидкость. Жидкостью кровеносной системы может быть кровь или гемолимфа. Выделение избавляет организм животного от конечных продуктов обмена веществ (углекислого газа, избытка воды), вредных соединений (аммониака, мочевой кислоты), образующихся в результате химических реакций. У большинства животных для выделения есть специализированные органы - почки, выделительные железы, выделительные трубочки и др. Раздражимость и восприятие воздействий среды обеспечивают чувствительные клетки покровов или органы чувств: глаза, уши, нос, язык. Ответ животных на различные раздражения происходит в виде двигательных реакций. У животных без нервной системы такие реакции называются таксисами, а у животных, имеющих нервную систему, происходят рефлексы. Рост у большинства животных ограничен, но достаточно часто наблюдается и неограниченный. Например, моллюски, рыбы, земноводные, черепахи, слоны растут на протяжении всей своей жизни. Размножение является основным свойством живых организмов, суть которого заключается в воспроизведении себе подобных. Животным, как и растениям, свойственно бесполое и половое размножение. Бесполое размножение происходит делением тела на фрагв#енты (например, у червей), почкованием (например, у гидры). Для большинства животных характерно половое размножение, которое осуществляется с помощью половых клеток (сперматозоидов и яйцеклеток). После оплодотворения из оплодотворённой яйцеклетки начинается развитие, в котором выделяют два основных периода: зародышевый и послезародышевый. Период зародышевого развития происходит внутри материнского организма или в яйце. После вылупления из яйца или рождения начинается послезародышевый период. Выделяют два типа такого развития - прямое и непрямое. При прямом развитии рождается организм, похожий на взрослый, но значительно меньших размеров (птицы, млекопитающие). В случае непрямого развития рождается личинка, которая строением и образом жизни отличается от взрослого организма (пчёлы, лягушки, тритоны). , У животных различают нервную и гуморальную регуляцию функций. Нервную регуляцию обеспечивает нервная система, состоящая из нейронов. Гуморальную регуляцию осуществляет эндокринная система, органами которой являются железы внутренней секреции. Они выделяют особые вещества - гормоны, способные замедлять или ускорять жизненные функции организма в зависимости от условий среды. Итак, основные проявления жизнедеятельности определяются типом питания и способностью к активному движению. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Учимся познавать В растительном мире известны насекомоядные растения (на- пример доёмов. росянка, венерина мухоловка), живущие в воде пресных вона болотах, бедных соединениями азота. Неизбежное в таких условиях азотистое голодание хищные растения компенсируют за счёт переваривания небольших животных. Подумайте, почитайте и подготовьте сообщение о сходстве и различии питания тигра и венериной мухоловки. Л с: Ф г I S S S ф Ъ X о со гд 13 i Р J___^ ф s X ф к с 14 Е Ил. 7. 1 - тигр - хищное млекопитающее семейства кошачьих; 2 - венерина мухоловка насекомоядное растение семейства росянковых Биология + Техника Бионика - это наука, которая использует принципы строения тела организмов и организацию жизненных функций для создания технических систем. Особое внимание учёные-бионики уделяют изучению механизмов передвижения животных с целью создания устройств, роботов, способных эффективно перемещаться в различных условиях: по морскому дну, в пещерах, горах, по высотным сооружениям. Предложите свой вариант технического устройства, в котором был бы использован один из различных способов активного движения животных. Биология + Физика Учёные обнаружили, что кровь в животном мире может иметь различную окраску. Например, у некоторых многощетинковых червей -фиалкового, у представителей морских звёзд - зелёного, у божьей коровки - жёлтого, а у осьминогов - красивого голубого цвета. Как пищут в детской энциклопедии, «кровь у животных бывает всех цветов радуги». А что такое радуга и какие семь цветов она имеет? Попробуйте объяснить, от чего же зависит цвет крови животных. Ил. 8. Летательный аппарат, в котором использован принцип крыла 'З РЕЗУЛЬТАТ I I S Оценка Вопросы для самоконтроля 1 1-6 1. Что такое гетеротрофное питание? 2. Назовите группы животных по источнику поступления пищи. 3. Что такое локомоция животных? 4. Приведите примеры способов перемещения животных. 5. Дайте определение таким проявлениям жизнедеятельности животных, как дыхание, транспортирование веществ, выделение, рост, развитие, размножение, раздражимость. 7-9 7. Чем отличается питание животных от питания растений? 8. Каковы особенности движения животных? 9. Каковы проявления жизнедеятельности животных? 10-12 10. Чем определяются особенности жизнедеятельности животных? Дертава всякая сильна. Когда устроены в ней все премудро части... И. Крылов. «Пушки и паруса» §3. ЖИВОТНЫЕ и их СТРОЕНИЕ Основные понятия и ключевые термины: ЖИВОТНЫЕ. Клетка, ткани, органы, системы органов животных. Вспомните! Что такое организм? Попробуйте объяснить На рисунке изображены различные клетки животных: 1 - нервная клетка мозга; 2 - ресничная клетка носовой полости: 3 - эпителиальная клетка покровов; 4 - выстилающая клетка кишечника; 5 - костная клетка; 6 - яйцеклетка; 7 - мышечная клетка. В чём же мудрость такого разнообразия клеток организма? СОДЕРЖАНИЕ Каково значение клеток для животного организма? Не существует животного, организм которого не имел бы клеточного строения. Поэтому можно сделать вывод, что клетка является единицей строения организма. Клетка - наименьшая живая система, для которой характерны все функции живого: питание, дыхание, выделение, раздражимость, движение, размножение и другие. Новые клетки возникают в результате деления существующих живых клеток. А рост и развитие многоклеточного организма - это результат увеличения числа клеток и их специализации на выполнении определённых функций. Поэтому клетка является единицей жизнедеятель ности организма. Клетки организма животного микроскопические, но их очень много, и все вместе, осуществляя свою малую часть работы, они обеспечивают жизнь целого организма. Между собой клетки могут отличаться размерами, формой, стрюением, так как выполняют различные ^ , _ „ Ил. 9. Строение клетки животных: функции, ак, нейро- .J _ „друщ|^д; 2 - ядро; 3 - эндоплазматическая сетка; ны имеют звездчатую 4 _ цитоплазма; 5 - клеточная мембрана, 6 - митохонд- форму с отростками рия; 7 - клеточный центр; 8 - рибосомы; 9 - лизосомы 01 S X ш 0 о. t X S S 01 3 I S зс I 15 lU s I J3 X h- o CO s - S уО О а 0 1 \о о о X и о с. о с 0 1 О) в 35 _ I h- o CO s Ф s m <0 a Ю о о X rtj 5 .0^ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Учимся познавать Используя дополнительную литературу, определите строение гидры, обозначив представленные названия, и объясните их значение. Нарисуйте в тетрадях таблицу «Строение гидры» и заполните её. Название злемента строения Цифра обозначения Значение Ротовое отверстие Эктодерма Энтодерма Кишечная полость Стрекательная клетка Нервная клетка Пищеварительная клетка Кожно-мышечная клетка Яйцеклетка Сперматозоид Железистая клетка Подошва Промежуточная клетка Биология + Физика Биолюминесценция - явление биологического свечения живых организмов. Биолюминесценция очень распространена в природе: светящиеся в темноге некоторые виды бактерий, животноподобных организмов (например, ночесветки), грибов, моллюсков, рыб, гребневиков и других. Из светящихся насекомых всем известны жуки-светлячки. Какова физическая природа света? Каков механизм биологического свечения и какое значение для животных имеет данное явление? 11 Ил. 24. Представители гребневиков: 1 - венерин пояс; 2 - берое; 3 - мнемиопсис РЕЗУЛЬТАТ 36 Оценка Вопросы для самоконтроля 1. Кто такие кишечнополостные? 2. Назовите основные группы кишечнополостных. 3. Назовите 2-3 признака стрекающих кишечнополостных. 4. Приведите примеры стрекающих кишечнополостных животных. 5. Кто такие гребневики? 6. Приведите примеры видов, относящихся к гребневикам. 7-9 7. Какие признаки являются определяющими для кишечнополостных? 8. Каковы биологические особенности стрекающих кишечнополостных? 9. Каковы биологические особенности гребневиков? 10-12 10. Почему у кишечнополостных очень хорошо развита регенерация? Многим кишечнополостным свойственна яркая окраска, что в сочетании с прозрачностью и своеобразной формой придаёт им особенную и часто опасную красоту. От автора §8. СТРЕКАЮЩИЕ, ИХ РАЗНООБРАЗИЕ И ЗНАЧЕНИЕ Основные понятия и ключевые термины: СТРЕКАЮЩИЕ. Коралловые полипы. Медузозои. Вспомните! Каковы особенности животных, относящихся к группе Стрекающих? Подумайте СТРЕКЛЮЩИЕ - это группа кишечнополостных, общими признаками которых являются стрекательные клетки и жизненные формы полипа и медузы. Основные группы стрекающих - коралловые полипы и медузозои. Почему эти животные не могут существовать в наземной среде? Что мешает им жить на суше? Ил. 25. Представители гидроидных (1), сцифоидных (2) и коралловых полипов (3) W СОДЕРЖАНИЕ ^ J Каковы особенности коралловых полипов? Коралловые полипы - группа исключительно морских кишечнополостных, в жизненном цикле которых нет стадии медузы. В этой группе стрекающих животных имеются единичные (актинии) и колониальные (кораллы) организмы, ведущие прикреплённый образ жизни. В отличие от гидроидных у коралловых полипов внутренняя полость разделена перегородками на камеры. Вокруг ротового отверстия расположен венчик ярко окрашенных щупалец, именно поэтому некоторые коралловые полипы похожи на цветы. Актинии, или морские анемоны, распространены во всех морях от Арктики до Антарктиды, встречаются и в фауне Украины. В Чёрном море обитают чет ыре вида актиний, из которых наиболее известна актиния конская. Её яркое тело похоже аа цилиндр с множеством коротких толстых щупалец. Алстинии передвигаются, расслабляя и сокращая подошву, поэтому у них нет твёрдого скелета. Актинии могут иметь взаимовыгодные отношения с животными, в частности раками-отшельниками. У кораллов, в отлихгае от актиний, - твёрдый известковый или роговой скелет, они обра.зуют колонии из сотен и даже тысяч особей. Ил. 26. Актиния конская 37 !: а X н о ш S (V S го то а ю о 0 1 то г 38 4 Коралловые полипы играют важную роль в природе. Коралловые рифы, созданные ими, являются местом обитания разнообразных водорослей, беспозвоночных животных, рыб. Из кораллов добывают известняк, который используют как строительный материал. В Средиземном море есть красный (благородный) коралл, в Чёрном море -чёрный. Из них изготавливают ювелирные украшения. Ил. 27, Коралловые полипы; 1 - альционария «пальцы мертвеца»; 2 - красный коралл; 3 - оранжевое морское перо; 4 - корзлл-мозговик Каковы особенности и разнообразие медузозоидних? Медузозои - группа стрекающих животных, в жизненном цикле которых имеется стадия медузы, чередующаяся со стадией полипа. Исходя из особенностей строения их медузоподобного полового поколения и выделяют группы, которые чаще всего называют Гидроидные, Сцифоидные, Кубомедузы и Ставромедузы. Гидроидные - группа редких и колониальных стрекающих животных, медуза имеет мышечный вырост внутренней стороны зонтика (велум). У большинства этих животных преобладающим поколением являются полипы, которые путём почкования образуют ветвистую колонию. Она напоминает миниатюрное деревце или кустик, на нём каждая веточка покрыта несколькими бутонами, где спрятаны щупальца для охоты. Примером гидроидных полипов является обелия, формирующая колонии на многоклеточных водорослях и твёрдом дне. Обилии живут в морях и океанах практически по всему миру, поэтому уже долгое время они - классический объект изучения в естественнонаучных заведениях Европы и Америки. Среди гидроидных полипов есть единичные виды, не образующие медуз. К таким существам относятся гидра обыкновенная и гидра длинное тебе льчата я, их можно увидеть в наших прудах, заросших озёрах. Они прикрепляются подошвой к водным растениям, разбрасывают щупальца и подстерегают добычу. Размножаются гидры бесполым (чаще всего летом, когда достаточно пищи) и половым (осенью) путём. После оплодотворения эти животные погибают, а яйца в состоянии покоя оседают на дно и зимуют. Весной яйца развиваются и дают начало новым гидрам. Основным кормом гидроидных являются мелкие ракообразные (дафнии, артемии), инфузории, мальки рыб и др. Среди гидроидных полипов есть виды (например, медуза-крестовик, медуза-парусник, или велела, португальский кораблик, или физалия), ожоА которых опасны для человека. Отдельные виды являются паразитами (например, полиподий паразитирует на яйцах осетровых рыб). Некоторые виды гидр используются как лабораторные объекты для изучения закономерностей регенерации. В Красную книгу Украины занесены два вида этой группы: Олиндиас неожиданный как редкий вид и Меризия азовская как уязвимый вид. Ил. 28. Гидроидные полипы; 1 • обелия; 2 - гидра обыкновенная; 3 - медуза-крестовик; 4 - медуза-парусник Сцифоидные - группа стрекающих животных, в которой медуза имеет радиальную четырёхлучевую симметрию и толстый слой мезоглеи. Эти удивительные существа с прозратшым телом на 98 % состоят из воды. Их тело имеет форму колокола или зонтика с венчиком щупалец по краям, а размеры в диаметре составляют от 30 мм до 2 м. Количество щупалец - от 4 до нескольких сотен. Кишечная полость видоизменена в систему канальцев для пищеварения. Реактивное движение медуз осуществляется путём выталкивания воды из во1*нутой стороны зонтика. Нервная система медуз имеет скопления нервных клеток, напоминающих нервные узлы. Из оплодотворённой яйцеклетки сцифоидных развивается личинка; некоторое время она плавает, а затем, опустившись на дно, прикрепляется и становится одиночным полипом. Взрослый полип отпочковывает молодых медузок, которые постепенно превращаются во взрослых особей. Наверное, все, кто отдыхал на побережье Чёрного или Азовского моря, видели медузу аурелию или корнерот. Аурелия, или ушастая медуза, может достигать 40 см в диаметре. Узнать её очень легко: имеет бледно-фиолетовую окраску, около середины зонтика расположены четыре кольца (это - половые железы), а по бокам рта - четыре длинные ротовые лопасти. Благодаря им аурелия и получила свое второе название, потому что лопасти напоминают уши осла. Встречу с аурелией нельзя назвать приятной, но ожогов она почти не вызывает; даже дети могут взять её в руки. А вот другая медуза - корне рот - уже не так безопасна, её ожоги весьма чувствительны, и встречи с ней лучше избегать. Корнерота легко узнать по фиолетовой или голубой полосе по краям зонтика и ротовым лопастям, образующим 8 корневидных выростов, В Китае и Японии некоторых медуз (например, ропилему съедобную) употребляют в пищу как «хрустальное мясо». Кубомедузы - группа стрекающих животных, в которой медуза имеет купол прямоугольной формы. Зрение, в отличие от большинства других жалящих, у кубомедуз играет большую роль в процессах питания и размножения. Яд некоторых медуз очень опасен для человека, вызывает сильные ожоги кожи и общее тяжелое отравление. Например, медуза морская оса, которая живёт в тёплых водах прибрежной части Австралии, размером всего 45-75 мм в диаметре, но местные жители боятся её больше, чем акул. А медуза ируканджи вообще является одним из самых ядовитых существ в мире. Её яд в 100 раз токсичнее яда кобры. О) S I I m 5 а VO о о X <и 9 го Ф а 39 X а X н о ш X <и S го лз а \D о 0 1 40 Ставромедузы - группа стрекающих животных, в которой медузы сидячие и прикрепляются к субстрату стеблевидным выростом на внешней поверхности купола. В Чёрном море изредка встречаются представители этих медуз из рода Люцернария, или морские фонарики. Как и все кишечнополостные, люцернарии - хищники, которые питаются мелкими существами. Ил. 29. Сцифомедузы и кубомедузы: 1 - аурелия; 2 - корнерот; 3 - морская оса Итак, медузозои, в отличие от коралловых полипов, имеют стадию медузы. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Учимся познавать Мини-проект «КАК ОБРАЗУЮТСЯ КОРАЛЛОВЫЕ ОСТРОВА?» Мадрепоровые кораллы, обладая хорошо развитым известняковым скелетом, участвуют в образовании коралловых береговых и барьерных рифов, а также кольцеобразных островов - атоллов. Коралловые рифы могут быть препятствием для судоходства, иногда являются причиной катастроф кораблей. А как образовались коралловые острова и рифы? Биология + Литература «У самого борта лодки покачивался радужно-фиолетовый студенистый шар португальской физалии. Вот она повернулась бо-ком, потом снова поплыла ровно. Она весело переливалась на солнце, как большой мыльный пузырь, и её длинный смертоносный фиолетовый шлейф тянулся за нею в воде на целый ярд», - так описал португальский кораблик, или физалию, Э. Хемингуэй в своём всемирно известном произведении «Старик и море». Подготовьте сообщение о физалии. РЕЗУЛЬТАТ Ил. 30. Физалия португальская I', > . Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 о 1. Назовите основные группы стрекающих. 2. Каковы общие признаки коршлло-вых полипов? 3. Приведите примеры коралловых полипов. 4. Кто такие медузозои? 5. Приведите примеры гидроидных и сцифоидных. 6. Назовите представителей кубомедуз и ставромедуз. 7-9 7. Каково значение коралловых полипов в природе и жизни человека? 8. Какие особенности отличают гидроидных от сцифоидных? 9. Каковы признаки кубомедуз и ставромедуз? 10-12 10. Сравните гидроидные, сцифоидные и коралловые полипы и определите характерные особенности их строения и жизнедеятельности. §9. Кольчецы, или Аннелиды (от лат. annelus - кольцо) -это наиболее организованная группа всех червей Земли, Энцикпопедия «Жизнь животных» КОЛЬЧАТЫЕ ЧЕРВИ, ОСОБЕННОСТИ ИХ СТРОЕНИЯ Основные понятия и ключевые термины: КОЛЬЧАТЫЕ ЧЕРВИ. Сегменты. Кожно-мышечный мешок. Вторичная полость тела. Вспомните! Что такое двусторонняя симметрия? Подумайте Отсек судна - это пространство в корпусе, отграниченное теплоизоляционными или водонепроницаемыми перегородками. А почему корпус современных морских судов, подводных лодок, космических кораблей разделён перегородками на отсеки? Какие животные подсказали человеку этот принцип построения кораблей, аппаратов? 1 2 Ил. 31. Отсеки морского судна (1) и космического аппарата (2) СОДЕРЖАНИЕ Каковы особенности строения кольчатых червей? Кольчатые черви по сравнению с плоскими и круглыми червями, которые также относятся к настоящим многоклеточным животным, имеют высшую организацию. Чтобы понять особенности их строения, рассмотрите представителей кольчатых червей: дождевого червя, нереиса зелёного и пиявку медицинскую. Г Ил. 32. Кольчатые черви; 1 - дождевой червь обыкновенный; 2 - нереис зелёный; 3 - пиявка медицинская У кольчатых червей тело разделено на сегменты, похожие на кольца, отсюда и их название. В теле кольчатых червей уже различают три отдела: передний конец (голова), туловище и задний конец. На переднем конце располагаются предротовая лопасть и первый сегмент со ртом. У пиявок на голове есть присоски. Туловище состоит и.з сегментов, количество которых — от нескольких единиц до нескольких сотен. Последний сегмент заднего конца - анальная лопасть. Благодаря делению на сегменты тело этих животных гибкое. Внешнее кольцевание совпадает с расположением поперечных перегородок внутри тела. В каждом сегменте повторяются определённые элементы строения (например, щетинки, нервные узлы). Это часто спасает кольчецов от гибели: в случае повреждаения одного сегмента другие, отделённые от него, продолжают функционировать. о: S I и л 5 и 0 1 I о; \о о о а ф о? 2 о\ J 41 р 0 ш S 56 01 а ю о 0 1 S .<1' 42 Тело кольчатых червей имеет двустороннюю симметрию, и в нём уже можно различить передний и задний отделы, правую и левую, верхнюю и нижнюю части. Такой тип симметрии присущ животным, способным активно двигаться. Снаружи тело кольчатых червей покрыто тонкой и очень чувствительной «кожей», под которой расположены мышцы. Они образуют кожно-мышечный мешок; у кольчецов он развит лучше, чем у плоских и круглых червей. Кожно-мышечный мешок состоит из одного слоя эпителия и двух слоёв мышц: кольцевых и продольных. Благодаря кольцевым мышцам тело удлиняется и становится тоньше, благодаря продольным - укорачивается и утолщается. Характерной особенностью кольчецов является наличие вторичной полости тела. В отличие от первичной полости тела круглых червей собственные стенки вторичной полости тела образованы эпителиальной тканью. Полость содержит жидкость, служащую гидравлическим скелетом для опоры, выполняющую транспортирование веществ и являющуюся средой для созревания половых продуктов. Итак, КОЛЬЧАТЫЕ ЧЕРВИ ^ это настоящие многоклеточные животные, у которых: 1) тело делится на кольца (сегменты); 2) двусторонняя симметрия тела; 3) имеется кожно-мышечный мешок; 4) имеется вторичная полость тела. Как движутся кольчатые черви? Ещё одна характерная особенность кольчецов - особые органы движения. Они расположены по бокам каждого сегмента и называются параподиями, что в переводе с греческого означает «подобные ногам*. Эти органы движения являются выростами сегментов тела со щетинками и лучше развиты у многощетинковых червей, один из которых изображён на иллюстрации 33. Это морская мышь, или афродита. У дождевых червей остаются только щетинки. А пиявки лишены и параподий, и щетинок. Движутся кольчатые черви двумя способами: волнообразно изгибаются или попеременно сокращают и удлиняют своё тело. Упорядоченное сокращение кольцевых и продольных мышц контролируется узловой нервной системой, которая в каждом сегменте имеет для этого парные нервные узлы. В движениях участвуют и вспомогательные придатки -щетинки, расположенные одиночно или пучками в виде правильных продольных рядов. Щетинки имеют разную форму, это зависит от места проживания. У червей, живу- ,,, , ^ г- > J Щетинки дождевого червя: 1 - увеличе- щих на поверхности грунта, 3 р^з. j _ увеличение в 300 раз Ил. 33. Многощетинковый червь морская мышь щетинки острые, как колючки роз, а могут оыть заостренными, как гарпун, к тому же и ядовитыми. У червей, живущих в почве, щетинки словно копья или клинки. А у обитателей норок щетинки напоминают крючки. В перемещении пиявок важную роль играют передняя и задняя присоски. Попеременное присасывание к подводным предметам обеспечивает «шагающее» движение. Для облегчения движения, особенно у почвенных червей, многочисленные слизистые железы выделяюг слизь. Бкггь в покровах и эпителиальные клетки, выделяющие наружу вещество для образования тоненькой плотной кутикулы, которая защищает тело от механических повреждений. Итак, прогрессивным достижением кольчатых червей является развитое мышечное движение, которое происходит с помощью специальных органов движения - параподий со щетинками или самих щетинок. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Лабораторное исследование ВНЕШНЕЕ СТРОЕНИЕ И ДВИЖЕНИЕ КОЛЬЧАТЫХ ЧЕРВЕЙ (на примере дождевого червя или трубочника) Цель; развиваем умение выделять существенные признаки внешнего строения кольчатых черзей, наблюдать и описывать движение кольчатых червей. Оборудование и материалы: живые черви, линейка, листы бумаги, лупа ручная. Ход роботы 1. Рассматриваем дождевого червя с помощью лупы. Определяем расположение таких частей тела: главная лопасть, сегменты туловища, поясок, анальная лопасть. Зарисовываем дождевого червя и обозначаем части тела. 2. С помощью линейки измеряем длину тела дождевого червя. Сравниваем свои результаты измерения с резу.штатами других учеников и определяем сре днюю длину тела дождевого червя. 3. Определяем спиннук; и брюшную части тела. Чем они отличаются и почему? 4. Определяем, на каком конце тела расположен поясок. Сколько сегментов его образуют и какой характер его поверхности? Какое значение имеет для червя этот поясок? 5. Рассматриваем брюшную часть тела червя н определяем количество щетинок на одном сегменте, а также характер их расположения на теле. Их можно почувствовать, проведя смоченным в воде пальцем по бокам и брюшной стороне тела червя, от заднего конца к переднему 6. Положим червя на лист бумаги и исследуем характер его движения. Какова последовательность сокращений тела этого животного? Какие особенности строения помогают ему передвигаться? S X О о о. X 01 ю о S ш а Ф л с; О ON 1/П 43 X S QJ S a VO о о X 7. Формулируем вывод из своих наблюдений, ответив на главный вопрос нашего исследования: какие признаки внешнего строения дождевого червя связаны с его образом жизни? Биология + Сельское хозяйство Красный калифорнийский червь (Eisenia fetida) - вид дождевых червей. Эти создания перерабатывают органические отходы в биогумус. Ценность такого удобрения заключается в том, что выращенная на нём продукция является экологически чистой. По своим свойствам биогумус значительно превосходит компосты и в 8-10 раз - навоз животного происхождения, повышает урожайность картофеля и овощей на 30-50 %, фруктов и ягод - на 25-40 %, технических, зерновых, кормовых культур - на 20-40 %. Существуют фермы по разведению этих червей, что называется вермикультурою. По каким признакам можно отличить калифорнийского червя от дождевого? Биология + Английский язык Зелёный бомбист {Swima ЪотЫ-viridis) - новый вид кольчатых червей, открытый в 2009 году у тихоокеанского побережья США. Бомбисты - это небольшие, длиной от 18 до 93 мм, worms. Они, волнообразно изгибаясь, свободно плавают в толще water с помощью параподий. Эти организмы объединили способность к свободному swimming и автотомии, выбрасывая «green bombs». В момент опасности от body бомбиста отделяются заполненные жидкостью сферические образования. Они интенсивно stiine green цветом в течении нескольких seconds, после чего медленно угасают. Этих animals нашли морские биологи из США и Швеции, использовав устройства ROV — remotely operated vehicle. Переведите английские термины, использованные в тексте. С помощью словаря выясните, что такое автотомия. РЕЗУЛЬТАТ Ил. 35. «Зелёные бомбы» (указаны стрелкой) на теле бомбиста 44 Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Назовите определяющие признаки строения кольчатых червей. 2. Дайте определение понятия «кольчатые черви». 3. Приведите примеры кольчатых червей. 4. Назовите органы движения большинства кольчатых червей. 5. Каковы способы движения у кольчецов? 6. Для чего кольчатым червям щетинки? 7-9 7. Какое строение имеет кожно-мышечный мешок кольчатых червей? 8. Какое значение для жизнедеятельности кольчецов имеет их полость тела? 9. Как движутся кольчецы? 10-12 10. Как признаки внешнего строения кольчецов связаны с их образом жизни? Великим эволюционным приобретением кольчатых червей стала сегментироваиность тела. Из учебника § 10. КОЛЬЧАТЫЕ ЧЕРВИ, ОСОБЕННОСТИ ИХ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ_______________ Основные понятия и ключевые термины: КОЛЬЧАТЫЕ ЧЕРВИ. Кровеносная система. Жабры кольчецов. Метанефридии. Вспомните! Что такое вторичная полость тела? Подумайте 1. Спиробранхус гигантский похож на новогоднюю ёлку, но это не растение, а многощетинковый червь семейства Сабелида. 2. Ка.яьмарочервь - морской многощетинковый червь с очень длинными параподиями, найденный в 2010 году у берегов Индонезии. 3. Паральвинелла - глубоководный кольчатый червь, очень теплолюбивое животное. Живёт в термальных источниках на дне Тихого океана при температуре от -<-40‘ С до -Ь-бО "С. 4. Австралийский пурпурный червь вырастает в длину до 3 м. Имеет мощные челюсти и сильные мышцы, что делает его одним иа еамых опасных хищников океана. Какие же особенности кольчатых червей позволяют ставить такие рекорды среди животного мира? СОДЕРЖАНИЕ ^ Почему у кольчатых червей обмен веществ происходит эффективнее, чем у других червей? Кольчатые черви имеют ещё один прогрессивный признак — трех-слойность. Это понятие указывает на то, что их зародыши кроме экто-и энтодермы уже имеют и третий зародышевый слой - мезодерму. Из клеток мезодермы развиваются органы кровеносной, выделительной, половой систем, а также мышцы и стенки полости тела. Поскольку полость тела кольчатых червей сегментирована, в них сегментируются и системы органов - двигательная, кровеносная, нервная, выделительная, половая. И такое деление существенно сказывается прежде всего на их обмене веществ. Из-за усложнения строения и активности у кольчатых червей впервые появляется замкнутая кровеносная система, то есть кровь не выливается в полость тела. Система состоит из спинного и брюшного кровеносных сосудов, разветвления которых в каждом сегменте образзпот капиллярные сетки для обмена веществ. Движение крови осуществляется быстрым сокращением кольцевых сосудов, хотя сердца у них нет. Кровеносная система обеспечивает быстрое транспортирование веществ и осуществляет эффективную защиту. У одних видов кровь красная, у других - зелёная или бесцветная. S X I Ф I О Q. С U о. S S >- о о Г i) с, ф г I ГЛ 5 % О X X Ф VO О (В а Ф у ф «TS у л § s Oi s fO a Ю о 0 1 2 У кольчецов появляются органы дыхания - жабры, но их имеют только водные кольчатые черви. Это тонкостенные выросты тела с сетью капилляров, которые могут находиться на сегментах головы, туловища, хвоста. Но у большинства видов газообмен осуществляется через покровы сегментов тела, железы которых выделяют слизь. Кислород попадает в сосуды, и кровь разносит его по всему организму. Выделение осуществляется многими выделительными трубочками (метанефридиями), расположенными попарно в каждом сегменте тела. Эти трубки на внутреннем конце имеют воронки, через которые собираются жидкие продукты обмена из полости тела, а противоположным концом открываются наружу. Итак, эффективность обмена веществ кольчатых червей связана с усовершенствованием процессов транспортирования веществ, дыхания и выделения. Как сказывается на жизнедеятельности кольчецов их способность активно двигаться? Способность активно перемещаться в пространстве расширила перечень возможных способов питания. Среди кольчецов есть растительноядные, хищники, детритофаги, которые потребляют органические остатки, кровососущие виды, паразиты. Переваривание пищи происходит в сквозном кишечнике, в котором уже различают определённые отделы: рот, глотку, пищевод, среднюю кишку и заднюю кишку с анальным отверстием. Поэтому каждый отдел кишечника выполняет свою функцию эффективнее. Захваченная ртом пища попадает в глотку. Вокруг рта у многих кольчецов есть щупальца, которые могут образовывать аппарат для сбора органических частиц, захвата добычи, дыхания. У хищных кольчецов в глотке расположены сильные хитиновые челюсти и зубчики, что делает этот отдел мощным орудием нападения и защиты. А у определённых видов пиявок часть глотки и пищевода превратилась в мускулистый хоботок, способный разрущать покровы жертвы. Пищевод имеет мышцы для проталкивания пищи в среднюю кишку, где происходит переваривание. У растительноядных могут быть зоб и один или несколько желудочков. Непереваренные остатки собираются в задней кишке и удаляются через анальное отверстие. Ил. 36. 1 - серпула червеобразная с венком щупалец вокруг рта. которые являются ловчим аппаратом и жабрами; 2 - хитиновые усики и челюсти австралийского пурпурного червя Ил. 37. Нервная система кольчатых Для животных, способных активно перемещаться, важное значение имеют все виды чувств: зрение, слух, обоняние, вкус, осязание. У многих кольчатых червей есть глаза, расположенные не только на голове, но и на туловище и хвосте. Органы слуха хорошо развиты, построены по принципу локаторов. Имеются также вкусовые рецепторы и обонятельные клетки, которые разбросаны по всему телу и определяют состав среды. Информация от органов чувств поступает в нервную систему. У кольчецов эта система узлового типа (ил. 37). Она представ.тена окологлоточным кольцом (2) с увеличенными нервными узлами (♦мозг») (1), парными нервными стволами (4), нервными узлами (3) и нервами (5), отходящими в каждом сегменте к различным органам. Согласованность движений червя обеспечивают нервные узлы - по два в каждом сегменте; они сливаются и образуют брюшную нервную цепочку. Такое строение позволяет лучше и быстрее отвечать на раздражение среды и регулировать процессы жизнедеятельности. Итак, способность к активному движению связана с питанием и совершенствованием пищеварительной системы, органов чувств и нервной системы. Каковы особенности размножения и распространения кольчатых червей? По-разному происходит размножение кольчецов. Как и у других беспозвоночных, оно может быть бесполым и половым. Бесполое размножение свойственно в основном водяным червям и происходит несколькими способами. В процессе упорядоченного или неупорядоченного деления тело червя делится на несколько одинаковых или разных частей, каждая из которых достраивает себе передний или задний конец. У отдельных представителей тело может распадаться на несколько фрагментов, каждый из которых становится целым червем. Этот способ называется фрагментацией. Следовательно, у таких червей хорошо выражена регенерация, но у пиявок эта способность утрачена. При половом размножении у кольчецов наблюдаем как раздельнополость, так и гермафродитизм. После оплодотворения из яйца выходит личинка и.ли появляются молодые черви. Благодаря улучшению воспроизведения себе подобных, кольчатые черви населяют моря и пресные водоёмы по всей глубине, а также влажную почву и живые организмы в качестве среды обитания. Большинство кольчецов ведёт придонный образ жизни, живёт в прибрежной полосе. Однако есть и такие, которые опускаются на глубину 1000 м, а некоторые - 8000 м. Итак, совершенствование организации кольчатых червей способствовало разнообразию способов размножения и расширению среды обитания. ОС S т X а I- U о а с о X .0 с ш ct X m X 0 Z 1 ф '§ а Ф у ф л у £i С 47 X л X н 0 он 01 а ю о о X ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ' Учимся познавать 111 10 9 8 Ил. 38. Строение дождевого червя На ил. 38 и.зображены такие элементы строения дождевого червя: глотка, кольцевые сосуды-«сердца». пищевод, зоб, желудок, спинной кровеносный сосуд, рот, окологлоточное нервное кольцо, брюшная нервная цепочка, кишка, брюшной кровеносный сосуд. Определите принадлежнос.ть названных образований к определённым системам органов, укажите цифру, которой они обозначены на иллюстрации, и кратко сформулируйте значение для организма. Заполните таблицу. Таблица 4. СТРОЕНИЕ КОЛЬЧАТОГО ЧЕРВЯ Элемент строения . Система органов Обозначение ;3начение для организма Биология + Техника Локатор - техническое устройство для определения местоположения объектов в среде. Идею локатора человек позаимствовал у животных. Явление радиолокации используют дельфины, землеройки, летучие мыши, киты, стрижи-саланганы и др. Термолокаторы есть у щитомордников, водных мокасиновых змей, питонов, гремучих змей. Электролокаторы есть у рыб, например у мормируса, электрического угря. А каков принцип действия локаторов? Как вы думаете, у каких кольчатых червей лучше развиты органы слуха - у водных, наземных или почвенных? л РЕЗУЛЬТАТ Ил. 39. Космический локатор 48 Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Какова кровеносная система у кольчецов? 2. Как называются органы дыхания у многих кольчецов? 3. Какова особенность выделения у кольчецов? 4. Назовите отделы кишечника кольчецов. 5. Какие органы чувств различают у кольчатых червей? 6. Назовите среды обитания кольчецов. 7-9 7. Почему у кольчатых червей обмен веществ эффективнее, чем у других червей? 8. Какие особенности кольчатых червей обусловлены их способностью к активному перемещению? 9. Каковы особенности размножения и распространения кольчатых червей? 10-12 10. На примере дождевого червя охарактеризируйте особенности кольчатых червей. Полихеты существуют в море, почти все опигохеты и пиявки являются жителями пресных вод и суши. И. Акимушкин §11. КОЛЬЧАТЫЕ ЧЕРВИ, ИХ РАЗНООБРАЗИЕ И ЗНАЧЕНИЕ Основные понятия и ключевые термины: КОЛЬЧАТЫЕ ЧЕРВИ. Много-щетинковые. Малощетинковые. Пиявки. Вспомните! Каковы определяющие признаки кольчатых червей? Знакомьтесь Первым учёным, который начал изучать дождевых червей, их образ жизни и роль в природе, был английский биолог Чарлз Дарвин (1809-1882). Результаты своих исследований он описал в работе «Образование растительного слоя деятельностью дождевых червей и наблюдения за образом жизни последних». СОДЕРЖАНИЕ Ил. 40. Чарлз Дарвин I 1 Каковы особенности и значение многощетинковых червей? К многощетинковым кольчатым червям, или полихетам, относятся виды, которые в основном живут в морях, где ведут придонный образ жизни. Многие полихеты являются хищниками, но среди них встречаются и растительноядные, детритоядные и всеядные формы. Есть среди этих червей и живущие внутри губок, в раковинах раков-отшельников или на морских звёздах. По дну свободно ползают морские мыши, похожие на ежей, со щетинками всех цветов радуги. Другие виды активно плавают и зарываются в ил, как нереис, У него змеевидное тело с хорошо обособленной головой и многочисленными параподиями, имеющими пучки жёстких опорных щетинок. Зарываясь в мягкий ил, нереисы совершаю^т резкие боковые изгибы тела и словно погружаются в дно. Прижился нереис в Каспийском море, интенсивно там размножился и стал важной составной частью питания осетровых рыб. А такие черви, как пескожилы, ^ Л- могут глубже зарывать- лШшйк, ся в песок. При рытье у пескожилов главную роль играют хорошо развитые мышцы тела и гидравлический способ движения путём проталкивания полостной жидкости из одного конца тела в другой. Питаются мелкими водорослями, животными и различными неживыми частичка- лл л ..... ил. 41.1- нереис зеленый; 2 - пескожил жертвует ми, захватывая их с хвостом, чтобы спасти жизнь: 3 - палоло; 4 - серпула di S X ш у X m s ш CL vO О О X пз CL а (LI у ф л Е- АЗ У Л с. о 49 о ш 5 О; S m та а VO о о X i; : 50 песком. Являются основным кормом многих рыб. Своеобразные и яркие представители многощетинковых - сидячие полихеты, например серпулы, живущие в извилистых известковых трубках. Из трубки они выдвигают головной конец с красивыми цветными веерообразными щупальцами, густо покрытыми длинными ресничками. В коралловых рифах тропических островов Тихого океана живёт палоло зелёный. Окраска его тела зеленоватая, размеры - до 1 м. Дважды в год, в определённой фазе Луны, большое количество половозрелых особей появляется на поверхности воды, чтобы размножаться. Большинство многощетинковых червей раздельнополые животные, для которых важным в размножении является биосвечение. Это явление происходит благодаря образованию в организме особого вещества - люциферина. Под действием специального фермента это соединение окисляется с высвобождением энергии, которая превращается в свет. Развитие непрямое, в процессе которого из яиц появляются свободноживущие личинки, передвигающиеся с помощью ресничек. Поведение полихет сложнее по сравнению с другими червями. Для отдельных видов характерны брачные игры и борьба за территорию. Итак, многощетинковые черви, или полихеты, - группа кольчатых, преимущественно морских, червей, которые на каждом сегменте туловища имеют параподии с многочисленными щетинками. Каковы приспособления малощетинковых червей к жизни в почве? Малощетинковые черви - обитатели пресных вод и почвы, и лишь единичные виды встречаются в морях. Внешнее строение этих червей отличается отсутствием параподий и наличием железистого пояска в передней трети тела у половозрелых особей. По бокам тела расположены щетинки, по четыре пары пучков на каждом сегменте. Большинство малощетинковых имеет размеры от 0,5 мм до 40 см, а некоторые виды тропических земляных червей достигают 3 м. Наиболее известными представителями являются дождевые черви и трубочники. Дождевой червь обыкновенный - вид малощетинковых червей, который приспособился к жизни в почве. Передвижению в почве способствует удлинённое, заострённое с обоих концов тело. Направленные назад щетинки позволяют цепляться за малейшие неровности почвы. Слизь, выделяемая кожными железами, уменьшает трение тела червя, препятствует его высыханию, способствует дыханию, обладает противомикробными свойствами. Питаются дождевые черви отмершими растительными остатками. В почве дождевые черви роют норки, до 2 м в глубину. В тёплую и влажную погоду они ночью выползают на поверхность, ищут сырые опавшие листья, полусгнившие травинки и всё это затягивают в норки. Итак, дождевые черви - типичные детритофаги, которые играют очень важнучо роль в почвообразовании. Б Украине известно более 50 видов дождевых червей, и один из них занесён в Красную книгу Украины (эйзения Гордеева). Ил. 42. Дождевой червь обыкновенный Ил. 43, Трубочник обыкновенный Трубочник обыкновенный — красноватый червь, размером 2-5 см, обитает в илистой почве. Заселяет илистые почвы очень загрязнённых водоёмов. Передний конец червя погружён в ил, а задний выдвигается наружу и непрерывно извивается, Такие движения обеспечивают приток свежей воды, необходимой червю для дыхания. Поэтому в покровах задней части тела и.меется множество кровеносных капилляров. Вокруг задней части тела образуется трубочка из иловых частиц, склеенных слизью червя. Эти черви заглатывают песок и усваивают питательные вещества, которые в нём содержатся. Так трубочники осуществляют очистку водоёмов. Трубочники - корм для аквариумных рыбок, эти черви являются базой питания для пресноводных животных, в частности рыб. Итак, малощетинковые черви, или олигохеты, - группа кольчатых червей, которые имеют немногочисленные щетинки, поясок. -Их основное значение связано с почвообразованием и биологической очисткой водоёмов. Каковы особенности и значение пиявок? Пиявки распространены в пресных водоёмах, морях, иногда живут на суше. Среди них есть хищники и кровососущие виды. Строение пиявок полностью соответствует их образу питания. Во-первых, они имеют две присоски - переднюю и заднюю. С их помощью пиявки прикрепляются к жертвам, а также передвигаются. Именно поэтому они полностью утратили щетинки. Тело у них более или менее сплющенное. Благодаря активному образу жизни у пиявок хорошо развиты нервная система и органы чувств. Во-вторых, из-за хищничества и паразитизма значительные изменения произошли и в пищеварительной системе: развились хоботок или челюсти, значительно увеличился желудок. Слюнные железы начали вырабатывать вещества, которые предотвращают свёртывание крови. Рот пиявки имеет три челюсти и несколько сотен зубов. Потребляемая кровь, обработанная слюной пиявки, может долго храниться ^ >■ 2 в кишечнике (от нескольких месяцев до года). Как и большинство кольчатых червей, пиявки - гермафродиты. В Украине их насчитывается более 25 видов. Самая известная из пиявок - это пиявка медицинская, длиной 10-20 см. Её легко узнать по двум продольным полосам на спине. Медицинские пиявки сосут Различные виды пиявок: 1 - пиявка кровь позвоночных живот- медицинская; 2 - пиявка рыбья; 3 - пиявка НЫХ, в том числе и человека. ложноконская; 4 - пиявка конская Ш S X ш го то а VO О о о. О) jr <и 2 ь- то 5 О Д 51 М Пиявок уже много веков используют в медицине. С>тцествует даже специальный метод лечения пиявками — гирудотерапия. Если медицинская пиявка напала на человека, её нетрудно снять. Для .этого лу-ч-ше посыпать её солью или смазать спиртом либо йодом - тогда она отпадёт сама. Ещё одна пиявка, которая теоретически может сосать кровь челове-[', ка, - это пиявка черепашья. Она паразитирует на болотной черепахе, л однако при определённых условиях нападает и на позвоночных. Из ’1 всех пиявок, обитающих в Украине, на человеке могут паразитировать только эти два вида. Пиявка рыбья может наносить значительный . ущерб рыбам, высасывая кровь и одновременно заражая их опасными I болезнями. Очень распространённая в наших водоёмах пиявка боль-I шая ложноконская. Многие считают её опасным кровососом, но на самом деле эта пиявка является хищником. В Красную книгу Украины занесены жабопиявка алжирская, пиявка медицинская, глоточная пиявка Щеголева, археобделла каспийская, псевдотрохета пятикольчатая, трохета потайная. Итак, пиявки - группа хищных и кровососущих кольчатых червей, биологические особенности которых определяются способом питания. X Ь О сс 5 зе <ь S m ТО а \о о о X ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Биология + Сельское хозяйство На пользу дождевых червей обратил внимание ещё Чарлз Дарвин. В своей книге, посвящённой этим животным, он писал: «Плуг принадлежит к древнейшим и имеющим наибольшее значение изобретениям че.човека, но ещё задолго до этого изобретения почва правильно обрабатывалась дождевыми червями и всегда будет обраба тыватъся ими. Весьма сомнительно, чтобы нашлись ещё какие-то животные, которые в истории земной коры заняли столь видное место...». R чём же суть почвообразовательного значения дождевых червей? биология + Литература Известны!! украинский баснописец Никита Годованец в одной из басен так писал о медицинской пиявке: Дороже золота, полезный для здоровья! Нет ему цены, как придёт несчастье! Когда у человека кровь я пью, то гирудин ему отдаю. Что такое гирудин? И какое значение имеют медицинские пиявки в медицине? *4 РЕЗУЛЬТАТ S Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 и 1. Дайте определение многощетинковых червей. 2. Приведите примеры предста-«вителей полижет 3. Где живут малощетинковые черви? 4. Назовите 2-3 вида мало-щетинковых. 5. Каковы признаки пиявок? 6. Приведите примеры пиявок Украины. 7-9 7. Каковы особенности и значение многощетинковых червей? 8. Какие приспособления имеют малощетинковые черви к жизни в почве? 9. Каковы особенности строения пиявок, связанные со способом питания? 10-12 10. В чём состоит почвообразовательное значение дождевых червей? 52 Земля - планета членистоногих. Энциклопедия «^изнь животных» § 12. ЧЛЕНИСТОНОГИЕ, ИХ ОСОБЕННОСТИ И РАЗНООБРАЗИЕ__________________________________________ Основные понятия и ключевые термины: ЧЛЕНИСТОНОГИЕ. Членистые конечности. Хитиновый экзоскелет. Смешанная полость тела. Вспомните! Что такое сегментация, полость тела? Подумайте S I 1 - самый крупный представитель членистоногих на Земле -кокосовый краб; 2 - самый большой в мире жук - усач-титан гигантский; 3 — самая большая на планете бабочка - птицекрылка королевы Александры; 4 - самое длинное в мире насекомое - палочник фобетикус Чана; 5 - самый крупный на Земле паук - паук-птицеед. Что общего между указанными видами членистоногих животных? СОДЕРЖАНИЕ Каковы особенности строения членистоногих? ЧЛЕНИСТОНОГИЕ - са мая многочисленная и разнообразная группа животных, населяющих нашу планету. Каждому известны раки, пау-///у скорпионы, мухи, пчёлы, ('d f ^ бабочки, жуки, комары и Ж 4 ^ 11 5 другие представители. Какие U I же признаки являются общи- ' ^ ми для этих всех членистоно- гих животных? Наиболее характерной особенностью членистоногих, от которой и происходит название, являются членистые конечности. Они состоят из отдельных члеников, подвижно соединённых между собой. Такие органы способны к сложным и точным движениям. Часто конечности членистоногих специализируются на выполнении различных функций, что сказывается на их строении. Например, на голове находятся видоизменённые конечности, вы- Ил. 46. Видоизменённые полняющие функцию органов чувств или конечности головы в муравья Ил. 45. Различные виды конечностей у насекомых: 1 - ходильная; 2 - прыгательная; 3 - копательная; 4 - плавательная; 5 - хватательная; 6 - собирательная 0J S гп а VO S. и о X S ч с Систематическое положение вида Тип Членистоногие Класс Паукообразные Отряд Пауки Семейство Пауки-кругопряды Род Паук-крестовик Вид Крестовик обыкновенный г) уменьшением размеров тела, что ограничивает количество линек; д) наличием внутреннего оплодотворения. Типичный объект для рассмотрения особенностей паукообразных - щ>естовик обыкновенный, который встречается в Европе. Характерным признаком крестовика, отражённым в его названии, является рисунок в форме креста на спинной поверхности брюшка. Паук свою добычу ловит с помощью паутины, нити которой покрыты капельками очень клейкой жидкости. У паука хорошо выражен половой диморфизм. Самки и самцы крестовика чётко отличаются по внешним признакам: тело самок длиннее, а самцы имеют узкое брюшко. Самка осенью откладывает яйца в сплетённый из паутины кокон, который прячет в укромном месте. К зиме самка погибает, а из перезимовавших яиц весной появляются пауки. Итак, ПАУКООБРАЗНЫЕ - это членистоногие животные, имеющие приспособление к наземному образу жизни. Каковы особенности строения паукообразных как наземных животных? Отделами тела паукообразных являются головогрудь и брюшко. В отличие от раков усиков у паукообразных нет, а глаза - простые. Головогрудь имеет две пары ротовых органов: хелицеры и ногощупальца. Хелицеры - первая пара головогрудных конечностей у пауков, они имеют коготки. На конце хелицер открываются протоки ядовитых желёз, расположенных в передней части головогруди. С помощью хелицер паукообразные защищаются от врагов и убивают добычу. Ногощупальца -вторая пара головогрудных конечностей, они покрыты щетинками и являются органами осязания и обоняния, а также способны у самцов переносить половые клетки во время оплодотворения. На головогруди расположены четыре пары ходильных ног. Они покрыты щетинками для восприятия раздражений и заканчиваются коготками для более эффективного передвижения. Итак, у паукообразных 6 пар конечностей. Брюшко покрыто мягкой оболочкой. Конечности брюшка или отсутствуют, или видоизменены в паутинные бородавки. На их верхушках открываются протоки многочисленных паутинных желёз. Они выделяют жидкость, которая вытягивается и быстро застывает, образуя нить паутины. Также на брюшке расположены отверстия органов дыхания, пищеварения и размножения. Ил. 56. Внешнее строение крестовика обыкновенного; 1 - головогрудь; 2 - брюшко; 3 - ходильные ноги 4 - ногощупальца; 5 - простые глаза; 6 - хелицеры Покровы сложноорганизованные и образованы однослойным эпителием, который формирует хитиновую оболочку. Для защиты от потерь воды оболочка покрыта восковидной плёнкой. На теле паукообразных много волосков, которые выполняют чувствительную и защитную функции. Итак, паукообразные - это членистоногие, у которых: 1) тело имеет головогрудь и брюшко; 2) нет усиков; 3) органами зрения являются простые глаза; 4) водонепроницаемые покровы. Каковы особенности образа жизни паукообразных? Основные биологические особенности паукообразных обусловлены хищным образом жизни. Пауки — это хищники, их мастерство ловить жертву оттачивалось эволюцией последние 350 млн лет. У паукообразных хорошо развиты мышцы конечностей, которые имеют важное значение во время охоты. Быстро бегают сенокосцы, пауки-волки, хорошо прыгают пауки-скакуны, С помощью паутины, которую образуют паутинные железы, пауки охотятся. Многие паукообразные имеют ещё и развитые ядовитые железы (например, скорпионы, пауки); это является эффективным средством нападения на жертву и защиты от врагов. С помощью яда, который вводится в тело добычи, происходит и пищеварение. У паукообразных этот процесс называется внеорганизменпым пищеварением. Ферменты яда расщепляют внутреннее содержимое жертвы и тогда полупереваренная пища с помощью мускулистой глотки и сосательного желудка поглощается. Полное переваривание пищи происходит в средней кишке с участием большой печени. Для такой активности требуется хорошее дыхание. Органами дыхания у паукообразных являются лёгочные мешки (у скорпионов), трахеи (у клещей, сенокосцев) или и лёгочные мешки, и трахеи (у пауков). Лёгочные мешки похожи на страницы книги, в них попадает гемолимфа для газообмена. Лёгочные мешки расположены в брюшке, открываются наружу дыхательными отверстиями, прикрытыми крышками. Трахеи имеют вид длинных трубочек, которые начинаются отверстиями на брюшке и непосредственно транспортируют кислород к тканям и органам. После газообмена гемолимфа из полости попадает в сердце. У пауков сердце трубчатое, с отверстиями, через которые кровь поступает из полости. От сердца, расположенного на спинной стороне в брюшке, кровь движется по сосудам к органам. Кровеносная система незамкнутая. Выделение осуществляется с помощью выделительных трубочек (мальпигиевых сосудов), которые одним концом открываются в кишечник, а другим, слепо замкнутым, погружены в гемолимфу. Продукты выделения через стенки этих сосудов поступают из гемолимфы и через кишечник выводятся наружу. Для удачной охоты важное значение имеют органы чувств и быстрая регуляция процессов. Органами осязания в основном являются щетинки, которые покрывают тело и ногощупальца. Органы обоняния и вкуса содержатся преимущественно на ногощупальцах, а органами зрения являются простые глаза. Нервная система у паукообразных узловая цепочная, вся нервная цепочка сливается в один головогрудный узел. о X X <и ю о U о X S ф X го ш а ю о о >ч го С га а ю о 0 1 От него берут начало нервы, которые направляются в различные органы. Все паукообразные - раздельнополые. Оплодотворение внутреннее, развитие прямое (кроме клещей, имеющих личиночную стадию). Итак, биологическими особенностями паукообразных являются хищный образ жизни, внеорганизменное пищеварение, лёгочное и трахейное дыхание, выделительные трубочки (органы выделения). ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Самостоятельная работа с рисунком На рисунке изображены такие элементы строения крестовика обыкновенного: простые глаза, головогрудный узел, сосательный желудок, пищеварительные железы, кишка, сердце, мальпигиевы сосуды, паутинные железы, лёгочные листки, ядовитая железа, хелице-ры, ногощупальца. Заполните таблицу, указав функции обозначенных органов. Укажите признаки приспособленности паука к наземной среде обитания. Ил. 57. Строение крестовика обыкновенного Название органа Обозначение Функции Биология + Химия Паутиной пользуются не только пауки, но и их ближайшие родственники - ложно-скорпионы и паутинные клещи. Но важное значение паутина имеет только в эволюции пауков. Как уже отмечалось, пауки постоянно используют её, и не только во время охоты. Причиной этого является химический состав и свойства этого натурального шёлка. Из каких веществ состоит паутина и для чего её используют пауки? РЕЗУЛЬТАТ Ил. 58. Паутинные бородавки под микроскопом !* 68 Оценка Вопросы для самоконтроля 1. Где распространены паукообразные? 2. Приведите пример приспособлений паукообразных к среде обитания. 3. Назовите отделы тела пауков. 4. Сколько конечностей у пауков? 5. Каков способ питания пауков? 6. Приведите примеры паукообразных животных. 7-9 7. Каковы особенности распространения паукообразных? 8. Каковы особенности строения паукообразных как наземных животных? 9. Каковы особенности образа жизни паукообразных? 10-12 10. Назовите признаки приспособленности паука к наземной среде обитания. Без разнообразия живых существ не может быть биосферы. Из учебника §16. ПАУКООБРАЗНЫЕ, ИХ РАЗНООБРАЗИЕ И ЗНАЧЕНИЕ Основные понятия и ключевые термины: ПАУКООБРАЗНЫЕ. Пауки. Скорпионы. Клещи. Сенокосцы. Сольпуги. Ложные скорпионы. Вспомните! Признаки паукообразных? Подумайте Перед вами фото паука-волка. У него есть глаза, которые позволяют ему прекрасно видеть на расстоянии до 30 см. А сколько у паука глаз и зачем ему такое их количество? СОДЕРЖАНИЕ ^ - Чем обусловлено разнообразие паукообразных? Е Ил. 59. Паук-волк Паукообразные объединяют почти 70 тысяч видов, распространённых на всех материках. Основными группами являются пауки, клещи, скорпионы, сенокосцы, сольпуги и ложные скорпионы. Пауки - группа паукообразных, характерными признаками которых являются наличие ядовитых желез и прядение паутины, которую вырабатывают паутинные железы. Это самая большая группа паукообразных, из которой описано примерно 30 тысяч видов (в Украине - более 400), что завладели сушей от полярных областей и высоких гор до степей и пустынь. В пресной воде живёт только один вид - паук-серебрянка. Он дышит воздухом, которым наполняет подводное гнездо, построенное из паутины. Пауки являются хищниками, питаются разной животной пищей. Единственным растительноядным видом, рацион которого на 90 % составляют особые выделения листьев акаций, является багира Киплинга. Яд некоторых пауков, например тарантула и каракурта, опасен для здоровья и жизни человека. Тарантул крымский распространён на юге Украины, может проникать даже на территорию лесной зоны, а каракурт - в Крыму и степной зоне. Пауки-скакуны имеют очень хорошее предметное зрюние, они 2 3 - ^ .г?'-” t- Ил. 60. Разнообразие паукообразных: 1 - паук-серебрянка; 2 - багира Киплинга; 3 - тарантул крымский; 4 - паук-скакун; 5 - паук-птицеед; б - скорпион крымский 0J X (Ч У X S ф S ГГ| «Т» а ю о о X X ф 2 а VO о о видят муху в деталях на расстоянии 8 см. Пауки-скакуны различают цвета. Продолжительность жизни пауков разная, но большинство из них заканчивает жизненный цикл в течение одного года. Дольше живут пауки-птицееды (не менее 7-8 лет). В доме человека живёт паук домашний, распространённый во всем мире. Среди пауков есть виды, которые не плетут ловчих сетей. Например, пауки волки подстерегают добычу в засаде и догоняют её в несколько прыжков. Скорпионы - группа паукообразных, у которых тело расчленено на головогрудь и длинное членистое брюшко с ядовитой иглой В Украине эти животные живут в Крыму (скорпион крымский), Одесской (скорпион кавказский) и Закарпатской (скорпион карпат ский) областях. Их укусы (уколы иглой), как правило, не смертельны для человека, но вызывают боль. Укусы больших тропических видов (например, скорпиона африканского) могут стать смертельными. Большинство скорпионов живородящие, только часть откладывает яйца. Клещи - группа паукообразных, у которых: 1) полное слияние головогруди с брюшком; 2) слияние хелицер и погощу палец с образа ваниет головки; 3) непрямое развитие. В мировой фауне существует примерно 20 тысяч видов. Большинство клещей свободноживущие (почвенные клещи, хищные клещи), встречаются паразиты растений (паутинный, галловый клещи), паразиты животных (таёжный, собачий, бычий, перьевые клещи), паразиты человека (чесоточный зудень, железница угревая). Паразитические виды живут в покровах, в дыхательной, пищеварительной, половой системах. Взрослые клещи, как и все паукообразные, имеют 4 пары ходильных ног. Л I J- о ш S ф а ю о о X S 70 Ил. 61. Разнообразие клещей: 1 - чесоточный зудень; 2 - почвенный; 3 - паутинный обыкновенный; 4 - зерновые; 5 - собачий; 6 - красный плодовый Сенокосцы - группа паукообразных, тело которых имеет длин ные ходильные ноги и сегментированное брюшко, соединённы с головогрудью широким основанием, а не стебельком. Наиболее распространённый вид в Украине - сенокосец обыкновенный. Покровы, как правило, очень твёрдые, а хелицеры вооружены клешнями Сенокосцы не ядовиты и не имеют паутинных желёз. У них есть железы, выделяющие резкий пахучий секрет, поэтому сенокосцев почт^' не едят хищники. &4 ^ Ил. 62. Паукообразные: 1 - сольпуга обыкновенная; 2 - книжный ложный скорпион; 3 - сенокосец обыкновенный Сольпуги, или фаланги, - паукообразные, которые не имеют ядовитых желёз и никогда не прядут паутину. Для захвата и измельчения пищи у них есть мощные хелицеры. Большинство видов живёт в степях, саванных пустынях всех континентов и являются прожорливыми хищниками. Днём сольпуги прячутся в глубоких норах, а вечером выходят на охоту. Ложные скорпионы - мелкие паукообразные, похожие на настоящих скорпионов, но не имеющие длинного брюшка и ядовитой иглы. Живут под корой, в почве, распространены во всем мире, но люди редко их замечают. Обычным представителем является книжный ложный скорпион, который живёт в запылённых книгах, гербариях, коллекциях и т. п. Однако здесь он абсолютно безвреден, поскольку истребляет личинок моли и других мелких насекомых. Итак, разнообразие паукообразных обусловлено образом жизни в определённых условиях существования. Каково значение паукообразных в природе и жизни человека? Паукообразные играют важную роль в жизни природных сообществ. Как хищники они уничтожают насекомых, а сами являются добычей для многих мелких млекопитающих, птиц, ящериц, лягушек и других животных. Почвенные клещи участвуют в процессах почвообразования (панцирные клещи). Паукообразные, уничтожая насекомых-вредителей сельскохозяйственных и лесных насаждений, играют положительную роль. Некоторых хищных клещей широко используют в биологической борьбе с вредителями, особенно в закрытом грунте. Многие пауки наносят вред человеку как ядовитые животные. От укусов каракурта часто погибают лошади и верблюды, они опасны и для человека. Опасен для человека и яд скорпионов: он вызывает покраснение и отёк поражённого места, тошноту и судороги. Среди паукообразных есть переносчики заболеваний. Особенно опасны клещи. Наиболее известны клещ таёжный (переносчик таёжного энцефалита) и клещ собачий (переносчик туляремии, энцефалита).* Многие клещи являются возбудителями заболеваний животных и людей. Чесоточный зудень, паразитируя в толще кожи человека, является возбудителем чесотки. Постельный клещ, питаясь клетками кожи, является источником аллергических заболеваний человека. Зудень лошадей, зудень собак, свиной зудень паразитируют в коже домашних животных и могут поселяться в коже человека. В домашних условиях встречаются мучные клещи (живут в муке) и сырные к.пещи (портят творог). Серьёзные вредители растений. Ф S X ф <0 I S ф S «тз а ю о о Z CL X s ф 2 X а VO о о X >ч fD С 71 I ъ I S ш s 56 ф s m ЛЗ a Ю о о z U ю X 2 I 5 ш s X 01 s го (О a VO о 0 1 Итак, насекомые заселили всю сушу и Мировой океан, освоили все типы сред обитания на Земле. Каковы особенности внешнего строения насекомых? Отделами тела насекомых являются голова, грудь и брюшко, каждый из которых выполняет свои функции. На голове имеются усики, глаза и ротовые органы. Усиков, которые называют антеннами, одна пара. Они выполняют функцию органа обоняния. Ротовые органы образуют ротовой аппарат. В зависимости от типа пищи ротовые органы насекомых видоизменяются и формируют или грызущий (стрекозы, жуки, муравьи), или грызуще-лижу-щий (пчёлы, шмели), или сосущий (бабочки), или колюще-сосущий (клопы, тли) ротовые аппараты. На челюстях есть выросты - щупики, которые выполняют функции органов осязания и вкуса. Рядом с усиками расположены глаза, которые могут быть простыми или сложными. Ил. 63. Голова шершня, на которой есть два сложных глаза, три простых глазка, усики, ротовой аппарат грызущего типа Ил. 64. Разнообразие ходильных ног у насекомых На груди насекомых расположены органы движения -ноги и крылья у крылатых насекомых. На каждом сегменте груди есть по одной паре конечностей, поэтому у насекомых три пары ходильных ног. У различных насекомых эти конечности могут выполнять различные функции; в связи с этим выделяют такие типы (ил. 64): копательные (у медведки, 1А), бегательные (у жужелицы, 2Б), прыгатель-ные (у кузнечика, ЗВ), собирательные (у пчелы, 4Г), плавательные (у жука-плавунца, 5Д), хватательные (у богомола, 6Е). Крылья - это складки покровов, стенки которых образованы несколькими слоями эпителиальных клеток, покрытых кутикулой. В брюшке находятся основные внутренние органы. Этот отдел лишён конечностей, имеет отверстия трахейной системы - дыхальца и заканчивается яйцекладом. Покровы - однослойный эпителий и хитиновая кутикула с восковидной плёнкой, которая препятствует испарению воды. На теле насекомого имеются многочисленные волоски, выполняющие функцию органов осязания. Они создают воздушную прослойку, которая защищает тело во время дождя, от перегрева, обусловливает окраску и др. На поверхность тела открываются протоки пахучих желёз, которые помогают особям находить друг друга во время размножения. У других насекомых могут быть ядовитые (например, у мохнатых гусениц), восковые (нгшример, у пчёл), шёлковые (например, у личинок бабочек) и другие железы. Итак, тело у насекомых отличается большей подвижностью отделов и разнообразием внешних органов, что связано с жизнью в разных условиях существования. Каковы особенности перемещения насекомых? Насекомые - первые на Земле существа, способные к активному полёту. Благодаря полёту насекомые смогли расселиться по всей Земле и освоить различные среды обитания. Крылья насекомых - боковые складки покровов тела насекомых, которые позволяют им летать. Прочности крыльям придают продольные жилки, которые часто соединяются между собой поперечными жилками, образуя ячейки. Крылья расположены на втором и третьем сегментах груди. Различают передние и задние крьшья. У некоторых насекомых передние и задние крылья одинаковы по строению и выполняемой функции (стрекозы). У мух и комаров развивается только передняя пара крыльев, а задняя видоизменилась в жужальца. Часто передние крылья выполняют защитную функцию, превращаясь в надкрылья (жуки). Многие виды насекомых утратили крылья (блохи, вши), это связано с особенностями их жизнедеятельности. Движение крыльев у насекомых обусловлено работой особых крыловидных мышц груди. Это поперечно-полосатые мышцы, способные очень быстро сокращаться. Например, у комаров частота взмахов крыльев - примерно 1000 раз в секунду. Скорость полёта различных насекомых разная: у майского жука - 12 км/ч, шмеля — 18 км/ч, стрекозы - почти 100 км/ч. При перемещении у насекомых важную роль выполняют не только крылья, но и ноги. Насекомые способны бегать, прыгать, плавать, шагать в разных плоскостях и на разной высоте. Конечности насекомых состоят не более чем из пяти члеников (ил. 66). Быстрому перемещению насекомых по различным поверхностям способствуют также малые размеры тела, коготки, небольшие присоски или секрет, выделяемый на конце лапки, и другие приспособления. Ил. 65. Строение крыла: 1 - продольные жилки; 2 - поперечные жилки; 3 - ячейки Ил. 66. Строение конечности насекомого: 1 - тазик; - вертел; 3 - бедро; 4 - голень; 5 - лапка с коготками I ф о а. S S Н" U 0 X 1 ф VO о и о S О •зс ф U 03 X 2 I j- O ffl s )6 Ф s Ю Q. Ю О 0 1 2 Итак, насекомые заселили всю сушу и Мировой океан, освоили все типы сред обитания на Земле. Каковы особенности внешнего строения насекомых? Отделами тела насекомых являются голова, грудь и брюшко, каждый из которых выполняет свои функции. На голове имеются усики, глаза и ротовые органы. Усиков, которые называют антеннами, одна пара. Они выполняют функцию органа обоняния. Ротовые органы образуют ротовой аппарат. В зависимости от типа пиш;и ротовые органы насекомых видоизменяются и формируют или грызущий (стрекозы, жуки, муравьи), или грызуще-лижу-щии (пчёлы, шмели), или сосущий (бабочки), или колюще-сосущий (клопы, тли) ротовые аппараты. На челюстях есть выросты - щупики, которые выполняют функции органов осязания и вкуса. Рядом с усиками расположены глаза, которые могут быть простыми или сложными, А Ил. 63. Голова шершня, на которой есть два сложных глаза, три простых глазка, усики, ротовой аппарат грызущего типа 74 Ил. 64. Разнообразие ходильных ног у насекомых На груди насекомых расположены органы движения -ноги и крылья у крылатых насекомых. На каждом сегменте груди есть по одной паре конечностей, поэтому у насекомых три пары ходильных ног. У различных насекомых эти конечности могут выполнять различные функции; в связи с этим выделяют такие типы (ил. 64): копательные (у медведки, 1А), бегательные (у жужелицы, 2Б), прыгатель-ные (у кузнечика, ЗВ), собирательные (у пчелы, 4Г), плавательные (ужука-плавунца, 5Д), хватательные (у богомола, 6Е). Крылья - это складки покровов, стенки которых образованы несколькими слоями эпителиальных клеток, покрытых кутикулой. В брюшке находятся основные внутренние органы. Этот отдел лишён конечностей, имеет отверстия трахейной системы - дыхальца и заканчивается яйцекладом. Покровы — однослойный эпителий и хитиновая кутикула с восковидной плёнкой, которая препятствует испарению воды. На теле насекомого имеются многочисленные волоски, выполняющие функцию органов осязания. Они создают воздушную прослойку, которая защищает тело во время дождя, от перегрева, обусловливает окраску и др. На поверхность тела открываются протоки пахучих желёз, которые помогают особям находить друг друга во время размножения, У других насекомых могут быть ядовитые (например, у мохнатых гусениц), восковые (например, у пчёл), шёлковые (например, у личинок бабочек) и другие железы. Итак, тело у насекомых отличается большей подвижностью отделов и разнообразием внешних органов, что связано с жизнью в разных условиях существования. Каковы особенности перемещения насекомых? Насекомые - первые на Земле существа, способные к активному полёту. Благодаря полёту насекомые смогли расселиться по всей Земле и освоить различные среды обитания. Крылья насекомых - боковые складки покровов тела насекомых, которые позволяют им летать. Прочности крыльям придают продольные жилки, которые часто соединяются между собой поперечными жилками, образуя ячейки. Крылья расположены на втором и третьем сегментах груди. Различают передние и задние крылья. У некоторых насекомых передние и задние крылья одинаковы по строению и выполняемой функции (стрекозы). У мух и комаров развивается только передняя пара крыльев, а задняя видоизменилась в жужальца. Часто передние крылья выполняют защит-н>то функцию, превращаясь в надкрылья (жуки). Многие виды насекомых утратили крылья (блохи, вши), это связано с особенностями их жизнедеятельности. Движение крыльев у насекомых обусловлено работой особых крыловидных мышц груди. Это поперечно-полосатые мышцы, способные очень быстро сокращаться. Например, у комаров частота взмахов крыльев - примерно 1000 раз в секунду. Скорость полёта различных насекомых разная; у майского жука - 12 км/ч, шмеля 18 км/ч, стрекозы - почти 100 км/ч. При перемещении у насекомых важную роль выполняют не только крылья, но и ноги. Насекомые способны бегать, прыгать, плавать, шагать в разных плоскостях и на разной высоте. Конечности насекомых состоят не более чем из пяти члеников *жл- 66). Быстрому перемещению насекомых по различным поверхностям способствуют также малые размеры тела, коготки, небольшие присоски влн секрет, выделяемый на конце лапки, и другие приспособления. 1 Ил. 65. Строение крыла: ■ продольные жилки; 2 - поперечные жилки; 3 - ячейки Ил. 66. Строение конечности насекомого; 1 - тазик; - вертел; 3 - бедро; 4 - голень; 5 - лапка с коготками s: S I V о а и 0 1 I Ф ю о а; Z S 0 01 U X I N 75 X н о CD s QJ S го fc Q. VO О О X .0^ Итак, перемещение насекомых связано с наличием крыльев и подвижных конечностей, которые отличаются значительным разнообразием в связи с различными условиями существования. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ! Практическая работа № 1 ВЫЯВЛЕНИЕ ПРИМЕРОВ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ К ОБРАЗУ ЖИЗНИ У НАСЕКОМЫХ Цель: выявить черты приспособленности разных видов насекомых к образу жизни; закрепить знания о средах обитания и существенных признаках насекомых. Оборудование: иллюстрации (коллекции, фотографии), краткое описание насекомых, распространённых в Украине и своей местности. Дозорщик-император - представитель отряда Стрекозы. Самцы имеют голубую окраску, а самки -зелёную. Местом обитания являются опушки и лесные поляны, участки вдоль берегов водоёмов. Хищники, питаются мелкими летающими насекомыми. Плавунец окаймлённый - жук из отряда Жесткокрылые, типичный представитель водоёмов со стоячей водой. По суше передвигаться практически не может, умеет летать. Активный хищник, питается мелкими насекомыми, упавшими в воду, рыбками и лягушками, может поедать погибших животных. Медведка обыкновенная - насекомое из отряда Прямокрылые, в Украине распространена повсеместно. Живёт в почве, летает ночью, хорошо плавает. Природные места обитания - поймы рек, озёр, болот, орошаемые и хорошо унавоженные поля. Ход работы Прочитайте описание насекомых, внимательно рассмотрите их, обратите внимание на крылья, конечности, глаза, форму тела. Назовите среду обитания и образ жизни этих животных, определите несколько черт приспособленности их к образу жизни. Заполните таблицу 6. Таблица б. ЧЕРТЫ ПРИСПОСОБЛЕННОСТИ НАСЕКОМЫХ К ОБРАЗУ ЖИЗНИ ш насекомыми. ш 2. Название вида Середа обитания Образ жизни Черты приспособленности 3. Оформите отчёт или итоги практической работы. РЕЗУЛЬТАТ 76 Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Назовите среды обитания насекомых. 2. Назовите определяющие признаки насекомых. 3. Назовите отделы тела у насекомых. 4. Какие органы расположены на голове у насекомых? 5. Какие органы осуществляют перемещение насекомых? 6. Что такое крылья насекомых? 7-9 7. Каковы особенности распространения насекомых? 8. Каковы особенности внешнего строения насекомых? 9. Каковы особенности перемещения насекомых? 10-12 10. Какие признаки строения майского жука связаны с его образом жизни? Почему мелкие животные более подвижны, чем крупные? «Физика живой природы» § 18. НАСЕКОМЫЕ, ОСОБЕННОСТИ ИХ ОБРАЗА ЖИЗНИ Основные понятия и ключевые термины: НАСЕКОМЫЕ. Трахеи. Развитие с неполным превращением. Развитие с полным превращением. Вспомните! Что такое незамкнутая кровеносная система, гемолимфа, рефлексы? Подумайте Размах крыльев крупнейшей в мире бабочки - птицекрылки королевы Александры (1) - равен 28 см, масса самого тяжёлого насекомого — жука-голи-афа (2) - 100 г, длина самого длинного насекомого - палочника Фобетикуса Чана (3) составляет 36 см. Почему же насекомые не могут иметь большие размеры? СОДЕРЖАНИЕ Ил. 67. Рекорды мира насек2,мых .Почему у насекомых небольшие размеры тела? У насекомых различные способы питания и эффективное переваривание пищи. Пищеварительная система состоит из тех же отделов, что и у паукообразных, но есть несколько особенностей. Вокруг рта расположены различные ротовые органы, ротовая полость имеет слюнные железы, желудок часто содержит хитиновые выросты и зубцы, печени нет. Тело насекомых покрыто хитиновой оболочкой, которая хорошо защищает от внешних воздействий, но препятствует газообмену. Поэтому у этих членистоногих в процессе эволюции формируется трахейный тип дыхания. Газообмен у насекомых осуществляется через систему тонких трубочек - трахей, пронизывающих всё тело. Кроме того, в трахейной системе имеются расширенные участки - дыхательные мешки. Трахеи - органы дыхания, имеющие форму тонких ветвящихся трубочек, в которых осуществляется газообмен с тканями. Воздух в трахеи поступает через отверстия на брюшке, которые называются дыхальцами, и попадает во все органы и ткани. Какого-то специального органа для вентиляции трахей у насекомых нет, и для поступления воздуха необходимы мышечные усилия брюшка. Но трахеи не способны обеспечивать кислородом животных большого размера. Именно дыхательная система насекомых и является одной из причин, ограничивающих размеры представителей этой группы. Ил. 68. Дыхательная система насекомых; 1,5- дыхальца; 2 - мелкие трахеи; 3, 4 - крупные трахеи S X X. * а VO о S. 0J ю о <и 2 2 S ф г Л_ s se 01 fO П5 Q. Ю О О X s ,1' 78 Кровеносная система для газообмена насекомым почти не нужна. Жидкость этой системы — гемолимфа — бесцветна и не участвует в транспортировании газов, что связано с развитием трахей. Она осуществляет функции транспортирования питательных веществ, продуктов обмена, гормонов, защиты от микроорганизмов и т. п. Циркуляция гемолимфы, как и у других членистоногих, осуществляется благодаря сокращениям сердца. Сердце трубчатое, расположено в спинной части брюшка. Итак, кровеносная система насекомых незамкнута и не обеспечивает быстрой доставки кислорода к большому количеству клеток, что является ещё одной причиной сравнительно небольших размеров насекомых. Система выделения, как и у паукообразных, состоит из выделительных трубочек на границе средней и задней кишок. Между внутренними органами насекомых расположено жировое тело. Его клетки запасают питательные вещества, которые поглощают продукты обмена и содержат ферменты для биологического свечения. Итак, небольшие размеры насекомых связаны с особенностями дыхательной и кровеносной систем. Каковы особенности поведения насекомых? Небольшие размеры и малая масса насекомых обусловливают большую подвижность этих организмов, что сказывается на регулящ!и процессов жизнедеятельности и поведении насекомых. Нервная система узлового цепочного типа, для которой характерен очень развитый «мозг». В нём выделяют 3 отдела - передний, средний и задний. Передний отдел имеет сложное строение и обеспечивает сложные формы поведения. Брюшная цепочка имеет увеличенные грудные и брюшные нервные узлы, это связано с развитие.м конечностей, крыльев и расположением основной массы внутренних органов в брюшке. Эндокринная система осуществляет гуморальную регуляцию с помощью гормонов, которые выделяются мозгом и его придатками. Гормоны влияют на линьку, созревание, привлечение особей противоположного пола во время размножения и др. Поведение насекомых очень сложно. Его основу составляют безусловные рефлексы и инстинкты. Безусловные рефлексы - это врождённые реакции, присущие всем особям вида, не изменяются в течение всей жизни (например, реакция жука на прикосновение: падает с листа и притворяется мёртвым). Цепь последовательных безусловных рефлексов, обеспечивающих какое-то сложное действие, называется инстинктом. У насекомых существуют защитные (например, жук-бомбардир выстреливает жгучую смесь из брюшка), пищевые (например, запасание корма пчёлами), половые инстинкты. Их инстинктивное поведение воспринимается как разумное, однако при изменении условий такое поведение становится нецелесообразным, и насекомое погибает. Многим насекомым свойственны условные рефлексы -реакции, которые формируются в течение жизни животного и обеспечивают приспособленность к изменяющимся условиям жизни. Органы чувств сложны и разнообразны, что связано с высоким уровнем организации и сложным поведением насекомых. Органами зрения являются сложные и простые глаза, органами обоняния -усики, органами вкуса - щупики на ротовых органах, органами осязания - чувствительные волоски на покровах тела, органы слуха расположены на брюшке (у кузнечиков - на ногах). У летающих насекомых в основании усиков есть специальные органы для контроля за скоростью и направлением полёта. Итак, у насекомых очень хорошо развиты нервная система, органы чувств, что является причиной сложного поведения и лучшей приспособленности к изменяющимся условиям существования. Каковы особенности размножения и развития насекомых? У насекомых только половое размножение. Эти существа - преи-в*ущественно раздельнополые организмы, у которых самцы и самки отличаются строением, формой, размерами или окраской. Например, самцы жуков-оленей имеют рога. Оплодотворение яиц у насекомых происходит только внутри организма самки, то есть внутреннее. В некоторых случаях размножение насекомых осуществляется без оплодотворения, Такой способ размножения называется партеногещлом. Плодовитость насекомых часто очень высока. Особенно плодовиты социальные насекомые. Пчелиная матка в течение своей жизни откладывает до 1,5 млн яиц, матка термита - 110 млн. У насекомых развитие после выхода из яйца (послезародышевое развитие) происходит с превращением. У всех представителей этой группы из яйца появляется личинка, которая впоследствии превращается во взрослое насекомое или на стадии куколки будут происходить дополнительные преобразования. Поэтому у некоторых насекомых в развитии выделяют три стадии: яйцо - личинка - взрослое насекомое. Такое развитие с неполным превращением наблюдается у тараканов, кузнечиков, термитов. Развитие с полным превращением свойственно высокоорганизованным насекомым; жукам, бабочкам, мухам, комарам, пчёлам и блохам. В Их развитии выделяют четыре стадии: яйцо -личинка - куколка - взрослое насекомое. Ил. 69. Развитие насекомых: 1 - с неполным превращением; 2 - с полным превращением Итак, у насекомых различные способы размножения, высокая плодовитость и различные типы послезародышевого развития, что обеспечивает быстрое воспроизведение большого количества потомков. S fO Q. vO О О X X ф ю о ф 2 S О ф S '5 X и z н О ю S * Ф S m fO О. О о о X S .<и 2 7 5 6 8 9 10 3 4 1 1 ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ п Выясните Изучением насекомых занимается отдельная зоологическая наука. Если вы верно решите кроссворд, то сможете прочесть её название в выделенных клетках: 1 - то же, что и зародыш; 2 - насекомые, способные образовывать крупные стаи; 3 - усики насекомых; 4 - крупное хищное насекомое с приспособленными для захвата пищи передними конечностями; 5 - общественные насекомые, которые живут колониями и питаются целлюлозой древесины; 6 - отдел тела насекомых; 7 - жидкость кровеносной системы насекомых; 8 - защитная оболочка для гусениц; 9 - взрослая стадия развития насекомых; 10 - самый тяжёлый жук в мире; 11 - дихательная трубочка насекомых. Биология + Религия В Библии часто описываются насекомые, имеющие определённое символическое значение. Так, в одной из книг Библии, «Исходе», рассказывается о десяти египетских казнях. Фараон держал в неволе иудеев. Моисей несколько раз просил фараона отпустить рабов, но тот постоянно отказывал. Поэтому Бог решил наказать фараона и наслал на Египет страшные казни. Для наказания Бог использовал и насекомых: третья казнь - рой маленьких мух, четвёртая -собачьих мух, восьмая - саранчи. Почему же насекомые являются самыми страшными для человека существами? 4 t yj' М Ил, 70. Стая саранчи РЕЗУЛЬТАТ 80 Оценка Вопросы для самоконтроля 1-б1» 1. Приведите примеры самых крупных насекомых. 2. Какие органы дыхания у насекомых? 3. Приведите примеры поведения насекомых. 4. Какие системы органов регулируют жизнедеятельность у насекомых? 5. Какой тип размножения у насекомых? 6. Назовите типы развития насекомых. 7-9 7. Почему у насекомых небольшие размеры тела? 8. Каковы особенности поведения насекомых? 9. Каковы особенности размножения и развития насекомых? 10-12 10. Какое значение для человека имеет наука о насекомых? Если бы наша планета вдруг осталась без насекомых, человечество постигла бы катастрофа. Детская энииклопеОия § 19. НАСЕКОМЫЕ, ИХ РАЗНООБРАЗИЕ И ЗНАЧЕНИЕ Основные понятия и ключевые термины: НАСЕКОМЫЕ. Первичнобескрылые. Крылатые. Вспомните! Каковы определяющие признаки насекомых? Знакомьтесь Жан Анри Фабр (1823-1915) - выдающийся французский энтомолог, который 30 лет своей жизни посвятил изучению насекомых. На небольшом пустыре юга Франции Фабр исследовал жизнь пчёл, роющих ос, богомолов, бабочек, гусениц соснового шелкопряда и других насекомых. Благодаря своим наблюдением исследователь стал всемирно известным. СОДЕРЖАНИЕ : Как классифицируют насекомых? Как мы уже знаем, отличительными особенностями насекомых являются три отдела тела, шесть ходильных ног и одна пара усиков. По наличию крыльев насекомых делят на группы - Первичнобескрылые и Крылатые. Первичнобескрылые - это насекомые малых или средних размеров. Они всегда бескрылы, у их предков также не было крыльев. Тело у большинства видов вытянутое, суженное к заднему концу. Представителем этой группы является чешуйница сахарная. Это мелкое бескрылое насекомое из отряда Щетинохвостые, которое часто живёт в жилых домах или на продовольственных складах. Чешуйницы любят влажные и тёмные места, поэтому в природе обитают в опавших листьях, под корягами, камнями и др. Активны ночью, остальное время прячутся. Кры.латые - это животные средних размеров, на голове которых размещены ротовые органы разного типа и сложные глаза. У крылатых насекомых хорошо развита трахейная система. Представители всех отрядов имеют крылья или имели их, но в процессе эволюции утратили. Крылатых насекомых делят на две группы: Древнекрылые и Новокрылые. К древнекрылым относят насекомых, у которых крылья собраны в складки, как веер, или просто торчат (современные отряды Подёнки и Стрекозы). К новокрылым относятся все другие насекомые, у которых крылья в состоянии покоя собраны и лежат на спине. Крылья у представителей разных отрядов имеют свои особенности, это позволяет выделить в пределах этой группы определённые отряды. Например, такие группы, как Тараканы, Богомолы, Термиты, Палочники, Прямокрылые, Вши, Равнокрылые, Полужесткокрылые, Жесткокрылые, Чешуекрылые, Перепончатокрылые, Блохи, Двукрылые. Ил. 71. Чешуйница сахарная I ■ X 01 S О) а о о 0 1 m п О, Q) Ъ S о ьс о» о ш ф S м а ко о о X Итак, основными признаками для деления на группы в пределах класса Насекомые являются наличие крыльев и особенности их строения. Каково значение насекомых в природе и жизни человека? Насекомые имеют огромное значение в природе и жизни человека. Они входят в состав пищевых цепей, являются опылителями растений, участвуют в почвообразовании. Некоторые виды насекомых вырабатывают вещества, которые человек использует как пищевые продукты и сырьё для промышленности. Другие являются вредителями сельского и лесного хозяйства. Многие виды паразитируют на растениях, животных и человеке. Отдельные виды насекомых являются переносчиками болезней человека. Насекомые-почвообразователи. В тропиках основные почвообразо-ватели - термиты, которые перерабатывают в лесах всю отмершую древесину. Остатки мёртвых животных, отходы их жизнедеятельности в природе уничтожают личинки мух, жуки-могильщики, жуки-навозники. Насекомые-опылители. Большинство цветков растений (около 80 %) зависят от насекомых, которые опыляют цветы, обеспечивая образование семян и плодов. Опылителями растений являются представители трёх отрядов насекомых: Перепончатокрылые, Двукрылые и Бабочки. Насекомые - вредители растений. Насекомые очень быстро размножаются. Особенно опасно для природы и человека размножение вредителей растений: саранчи, яблоневой плодожорки, крыжовниковой огнёвки, непарного и соснового шелкопряда, жуков-усачей, жуков-короедов и других. Большой вред на полях и огородах наносят колорадский жук, свекловичный долгоносик, жук-щелкун и его личин ки-проволочники, белянки (капустная, репная, брюквенная), озимая совка, американская белая бабочка и др. Из двукрылых полевым и огородным растениям вред наносят личинки луковой, капустной и морковной мух. Для деревьев и кустов сада вредителями являются тли, яблоневый цветоед, земляничный долгоносик, малинный жук. Насекомые — переносчики возбудителей болезней. Насекомые не только досаждают животным и человеку своими укусами, но и переносят возбудителей опасных инфекционных болезней. Например, блохи (крысиная, собачья, кошачья, человеческая) переносят чуму, малярийный комар является переносчиком малярийного плазмодия - возбудителя малярии, москиты переносят возбудителей различных видов лихорадки, слепни, мухи-жигалки - возбудителей сибирской язвы, туляремии. Другие представители отряда Двукрылые 82 Ил. 72. Представители насекомых: 1 - жук-навозник; 2 - американская белая бабочка; 3 - комар малярийный; 4 - шелкопряд шелковичный удиишняя муха, зелёная, синяя, серая падальная мухи) известны как леханические переносчики возбудителей дизентерии, брюшного тифа, полиомиелита, туберкулёза. Одомашненные, или домашние, насекомые. Домашние насекомые -насекомые, которые давно используются человеком в хозяйственных целях и практически не живут в естественной среде. К ним относятся тутовый шелкопряд, медоносная пчела и др. Шелкопряд шелковичный - единственный полностью одомашненный вид бабочек, который в естественных условиях ныне не существует. За последние десятилетия выведены различные породы шелкопряда, отличающиеся качеством шёлковой нити. Медоносная пчела - это социальное насекомое. В каждой пчелиной семье есть одна самка {матка, или царица), несколько самцов {трутней) и десятки тысяч рабочих особей, которые являются самками с недоразвитыми органами размножения. В Красную книгу Украины занесено 226 видов насекомых (по данным на 2009 год), среди которых можно выделить следующие виды: красотел пахучий (1), жук-олень (2), скарабей священный (3), махаон (4), медведица большая (5), дозорщик-император (6), сколит ги гантская (7), пилохвост украинский (8). Ил. 73. Насекомые, занесённые в Красную книгу Украины S X <и т X fO S ф пз Q. \£> О О Таким образом, роль насекомых определяется их разнообразием, особенностями питания, размножения и образом жизни. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Самостоятельная работа с иллюстрациями 1. Рассмотрите таблицу 7 (с. 85) и определите признаки, по которым можно различать насекомых разных отрядов. 2. Рассмотрите несколько насекомых из коллекции или на рисунках и определите особенности их внешнего строения. 3. Для каждого насекомого, которое вы рассматривали, запишите в тетради название, отряд и особенности, с помощью которых происходило распознавание. 4. Сделайте выводы, ответив на вопрос: с помощью каких особенностей внешнего строения различают насекомых? S о 83 и X h“ О CD S 36 (V s ro fC a о 0 1 s Биология + Музыка The Beatles («Битлз») - британская бит-рок-группа, созданная в 1960 году в Ливерпуле. Это самый популярный музыкальный коллектив за всю историю че.10вечества и самый успешный, с коммерческой точки зрения, в истории популярной музыки. Количество проданных пластинок группы превышает один миллиард экземпляров, что является рекордом мировой музыкальной индустрии. Членами группы были Джон Леннон (вокал, ритм-гитара). Пол Маккартни (вокал, бас-гитара), Джордж Харрисон (вокал, соло-гитара) и Ринго Старр (ударные). Какая группа насекомых причастна к названию этой рок-группы? Биология + Сельское хозяйство Биологический метод борьбы с вредителями -уничтожение вредных насекомых с помощью их естественных врагов. Много естественных врагов есть у вредителей и среди насекомых; божьи коровки уничтожают тлей и других вредителей, хищные жуки (жужелицы, скакуны) охотятся на гусениц непарного шелкопряда, хищные клопы (подизус, периллюс) являются врагами колорадского жука, наездники уничтожают личинок белянки капустной, шелкопряда непарного, тлей. В специальных лабораториях разводят некоторые виды божьих коровок, трихограмм и других насекомых и выпускают в тех районах, где наблюдается массовое размножение вредителей (совок, яблоневых плодожорок, листоверток и др.). Какие преимущества и недостатки имеет биологический метод борьбы с вредителями по сравнению с химическими или физическими? Ил. 74.1 - трихограмма - представитель перепончатокрылых, паразитирует на яйцах бабочек и равнокрылых; 2 - габробракон - представитель перепончатокрылых, паразитирует на гусеницах бабочек РЕЗУЛЬТАТ Оценка 84 7-9 10-12 Вопросы для самоконтроля 1. Назовите группы насекомых по наличию крыльев. 2. Назовите отряды крылатых насекомых. 3. Приведите примеры насекомых-опылителей. 4. Какие насекомые наносят ущерб сельскому хозяйству? 5. Какие насекомые являются домашними? 6. Назовите редких насекомых Украины. 7. Как классифицируют насекомых? 8. Каково значение насекомых в природе? 9. Какова роль насекомых в жизни человека? 10. По каким особенностями внешнего строения различают насекомых? Таблица 7. ХАРАКТЕРИСТИКА ОТДЕЛЬНЫХ РЯДОВ НАСЕКОМЫХ Ряд Особенности Представители Насекомые с неполным превращением (яйцо - личинка - имаго) Тараканы i Плоское тело, передняя пара крыльев превращена в надкрылья, ротовой аппарат грызущего типа, длинные щетинообразные усики Тараканы: мадагаскарский, кубинский, чёрный, рыжий (прусак), американский Богомолы Удлинённое тело, маленькая голова треугольной формы, ротовой аппарат грызущего типа и большие хватательные передние конечности в виде ножниц Богомол обыкновенный, эмпу-за полосатая, эмпуза песчаная, ирис пятнистокрылый, болива-рия короткокрылая Термиты Удлинённое тело, большая голова, ротовой аппарат грызущего типа и две пары перепончатых крыльев (в период размножения) Термиты: закаспийский, африканский, вредный и др. Прямо- крылые Удлинённое тело, ротовой аппарат грызущего типа, две пары крыльев (прямые надкрылья и веерообразные задние крылья), прыгательные задние ноги Кузнечик зелёный, сверчок полевой, дыбка степная, медвшки, саранча перелётная, пилкохвост украинский и др. Вши Плоское тело, отсутствие крыльев, плохо развитые глаза, колюще-сосущий ротовой аппарат Вши: головная, тюленья, оленья, заячья, свиная Полужесткокрылые, или Клопы Плоское тело, две пары крыльев (передние крылья полужёсткие, задние крылья - перепончатые), колюще-сосущий ротовой аппарат и пахучие железы Клоп постельный, клопы-солдатики, клопы-гладыши, водомерка, водяной скорпион, клопы-черепашки Стрекозы Удлинённое тело, подвижная голова с большими глазами, две пары сетчатых крыльев и ротовой аппарат грызущего типа Стрекоза-красавица, коромысло большое, коромысло синее, стрекоза плоская, стрекоза-лютка Насекомые с полным превращением (яйцо - личинка - куколка - имаго) Жесткокрылые, или Жуки Две пары крыльев (первая пара крыльев - жёсткие надкрылья, вторая - летательные) и ротовой аппарат грызущего типа Плавунцы, красотел, листоеды, водолюбы, гробовщики, навозники, жук-носорог, жук-голиаф, усачи, короеды, скарабеи, жук-олень Чешуе- крылые, или Бабочки Две пары крыльев, покрытых чешуйками. Личинки - гусеницы. Ротовые органы сосущие (у личинок - грызущие) Шелкопряды, моли, павлиний глаз, адмирал, крапивницы, бражники, пяденицы, совки, коконопряды, махаон, аполлон Перепонча- токрылые Две пары перепончатых крыльев. Ротовые органы грызущие или грызуще-сосущие Пилильщики, рогохвосты, шершни, муравьи, пчёлы, шмели, осы, наездники Двукрылые Первая пара - летательные крылья, вторая превратилась в жужальца Комары-дергуны, комары-пи-скуны, муха комнатная, оводы, слепни, мошки, москиты Блохи Тело, сдавленное с боков, нет крыльев, имеется колюще-сосущий ротовой аппарат, прыгательные задние ноги Блохи человеческая, крысиная, кошачья, собачья Ф S Z ф т S ф S fO го а VO О О X S о ф ф го X 85 СТРАНИЦА ИЛЛЮСТРАЦИЙ X 2 I ь О т 5 Ф S а VO о 0 1 2 ,Ф Ил. 75. Разнообразие насекомых: 1 - таракан рыжий (отряд Тараканы); 2 - богомол обыкновенный (отряд Богомол» 3 - африканский термит (отряд Термиты); 4 - зелёный кузнечик (отряд Прямокрыл»е 5 - вошь головная (отряд Вши); 6 - клоп-солдатик (отряд Полужесткокрылые): 7 - стрекоза-красавица (отряд Стрекозы); 8 - божья коровка семиточечная (отряд Жесткокрылые); 9 - павлиний глаз (отряд Чешуекрылые); 10 - медоносная _ (отряд Перепончатокрылые); 11 - муха комнатная (отряд Двукрылые); 12 - блоха человеческая (отряд Блохи) Р 3 i Король Лир. Л зачем улитке её домик? Шут. Чтобы прятать голову; уж не для того, чтобы отдать домик дочерям и остаться с рожками судьбы. В. Шекспир. Король Лир §20. МОЛЛЮСКИ, ИХ ОСОБЕННОСТИ Основные понятия и ключевые термины: МОЛЛЮСКИ. Раковина. Мантия. Вспомните! Что такое двусторонняя симметрия, вторичная полость тела? т Подумайте Самый большой моллюск в мире - кальмар гигантский длиной до 20 м (1) (ил. 76). Крупным наземным моллюском является ахатина гигантская (размер ноги — 39 см, масса — 0,9 кг) (2). Крупнейший в мире двустворчатый моллюск - три дакна гигантская (масса -около 300 кг, а диаметр раковины - до 2 м) (3). Наибольшее количество зубов (до 25 тысяч) имеют улитки (4). По каким признакам объединяют этих разных животных в одну группу Моллюски (лат, «молюскус» - мягкий)? СОДЕРЖАНИЕ Ил. 76. Рекорды мира моллюсков Где распространены моллюски? Моллюски (или мягкотелые), как и насекомые, является наиболее эволюционно совершенными животными среди беспозвоночных. Эта группа объединяет около 130 тысяч видов (в Украине - более 600). По количеству видов моллюски уступают лишь насекомым. Живут современные виды моллюсков преимущественно в морях (мидии, устрицы, кальмары, осьминоги), пресных водоёмах (беззубки, прудовики), реже - в наземной среде (улитки, слизни), И лишь незначительная часть видов из группы переднежаберных моллюсков ведут паразитический образ жизни. Наибольшее разнообразие моллюсков наблюдается в тропических морях. Размеры тела взрослых моллюсков разных видов значительно отличаются - от 0,5 мм (двустворчатый моллюск кондилонукула) до 20 м (гигантский кальмар). Большинство мягкотелых - малоподвижные животные, некоторые ведут прикреплённый образ жизни (мидии, устрицы), и только головоногие моллюски способны быстро передвигаться реактивным способом. Среди моллюсков есть хищники (кальмары, осьминоги), растительноядные (улитка виноградная), всеядные (прудовики), фильтра-торы (беззубка, жемчужница), сапротрофы (корабельный червь), а также паразиты животных (энтоконхи, которые паразитируют в теле голотурий). 0 1 X 0^ \о о § \ 87 JJL о m s * ш s: m ПЗ a VO о 0 1 s ,дю||€аиоконни111И1 1-6 1. Где обитают моллюски? 2. Каков образ жизни у большинства моллюсков? 3. Что такое раковина у моллюсков? 4. Что такое мантия? 5. Назовите органы, которые появляются у моллюсков. 6. Каковы органы дыхания моллюсков? 7-9 7, Где распространены моллюски? 8. Какие признаки строения являются определяющими для моллюсков? 9. Каковы биологические особенности моллюсков? 10-12 10. Как особенности строения раковины моллюсков связаны с образом жизни? Название «моллюски» происходит от латинского слова moHusca - «мягкий». Детская энциклопедия §21. МОЛЛЮСКИ, ИХ РАЗНООБРАЗИЕ И ЗНАЧЕНИЕ Основные понятия и ключевые термины: МОЛЛЮСКИ. Брюхоногие. Двустворчатые. Головоногие. Вспомните! Каковы определяющие признаки моллюсков? Сопоставьте Перед вами названия трёх групп моллюсков (I, II, III) и представители этих систематических групп. Сопоставьте их между собой. 1 Головоногие 1 Мидии, устрицы, морские гребешки, жемчужница пресноводная, жемчужница морская, тридакна, дрейссены (тригранки), корабельный червь, беззубка обыкновенная II Брюхоногие 2 Наутилус, каракатица широкорукая, кальмары гигантский, обык-новеный, осьминоги обыкновенный, песчаный и др. Ml Двустворчатые 3 Рапана венозная, прудовик большой, слизень большой обыкновенный, катушка роговая, конусы, мурекс, морской заяц Ил. 80. Панцирный моллюск, или хитон СОДЕРЖАНИЕ ^ Как классифицируют моллюсков? При наличии ракушки среди моллюсков выделяют следующие группы: Беспанцирные, Панцирные и Раковинные. Бвспанцирные - группа исключительно морских моллюсков, которые совсем не имеют раковины. Это в основном мелкие червеобразные организмы, крупнейшие из которых достигают в длину 30 см. Панцирные - исключительно морские моллюски, у которых нет мантии и есть панцирь, состоящий из восьми известковых, подвижно соединённых пластинок. Если их отделить от субстрата, к которому они прочно присоединены нижней частью тела, то они сразу же сворачиваются в клубок, как броненосцы. Ещё одной интересной особенностью этих моллюсков является то, что их зубы образованы магнетитом - прочным природным материалом, обладающим к тому же магнитными свойствами. Раковинные - это мол.дюски, у которых есть раковина или её остатки. Эта группа объединяет подавляющее большинство моллюсков, среди которых чаще всего выделяют брюхоногих, двустворчатых и головоногих. Среди раковинных моллюсков к существованию на суше смогли приспособиться только брюхоногие, которых называют также улитками. Наземных улиток, имеющих раковину, называют улитками, а улиток без неё - слизнями. Слизни образовались от улиток, раковины которых постепенно уменьшалась в размерах, пока её остатки совсем не исчезли под кожей животных. Итак, в основу классификации моллюсков положены наличие и особенности строения раковины, а также особенности внутреннего строения тела. 0/ S X ш 3- X m S й) а VO о 0 1 m m а S U 9 ц о гм >< I ►- 0 ш S * 01 S 'Л п: Q. Ю О 0 1 Ил. 81. Улитка виноградная Каковы основные группы раковинных моллюсков? Брюхоногие - это группа моллюсков, которые имеют несимметричное тело с хорошо развитыми головой, туловиш,ем и ногой. Их спиральная раковина имеет отверстие - устье, в которое в случае опасности втягивается тело. У многих брюхоногих устье закрывается крышечкой для защиты от врагов. Ротовая полость содержит тёрку и слюнные железы. У большинства брюхоногих моллюсков сердце двухкамерное (состоит из предсердия и желудочка). Это связано с тем, что орган дыхания (лёгкое или жабры) непарный. Самым известным представителем этой группы является улитка виноградная. У взрослых особей раковина в высоту может достигать 5 см, а в ширину - 4 см, имеет около 4,5 оборота, закрученных вправо. Улитки имеют две пары щупалец: передние, меньшие, выполняют функцию обоняния, задние, большие, на кончиках содержат глаза. Ещё один типичный представитель брюхоногих - прудовик большой, живущий в прудах, небольших озёрах и реках. Раковина прудовика сплошная, спирально закрученная, с одной стороны заканчивается острой вершиной, а с другой имеет отверстие (устье), через которое наружу выдвигаются голова и нога моллюска. Это один из самых прожорливых обитателей пресных водоёмов. Он поедает растения, животных и их остатки. Хотя прудовик живёт в воде, дышит он кислородом атмосферного воздуха, попадающего в лёгкое. Двустворчатые - это группа мол.чюсков, которые, имеют симметричное тело с хорошо развитыми туловиш,ем и ногой, но без головы. Раковина этих МО.ЛЛЮСКОВ двустворчатая, левая и правая створки подвижно соединены на спинной стороне эластичной замочной связкой. Закрывается раковина благодаря сокращению мускулов-замыкателей, которые прикрепляются к внутренним сторонам створок. Рот, окружённый двумя парами ротовых лопастей, расположен на переднем конце тела. Тёрки и слюнных желёз нет. Питание происходит путём фильтрации, органами дыхания являются жабры. Типичный представитель двустворчатых моллюсков - беззубка обыкновенная. С помощью ноги беззубка может медленно ползать по дну. Если беззубку побеспокоить, она быстро втягивает ногу и с помощью двух мускулов-замыкателей закрывает раковину. Г«иовоногие - группа моллюсков, которые имеют симметричное тело с хорошо развитыми головой, туловищем и щупальцами. Это наиболее высокоорганизованная группа моллюсков. Головоногие являются исключительно морскими хищными организмами. Могут быстро изменять окраску тела. На щупдльцах, как правило, находятся присоски для удержания добычи. Раковины у большинства современных видов Ил. 82. Внешнее строение прудовика большого; 1 - черепашка; 2 - мантия; 3 - председатель; 4 - глаз; 5 - щупальце; 6 - нога 7 - дыхательное отверстие головоногих нет или она расположена под кожей, как у каракатицы. Рот имеет твёрдые роговые челюсти, тёрку и слюнные железы. В заднюю кишку многих головоногих впадает проток чернильной железы, секрет которой имеет защитное значение. Органами дыхания являются жабры. Итак, среди всех групп моллюсков наиболее известными являются брюхоногие, двустворчатые и головоногие. Каково значение моллюсков в природе и для человека? Моллюски в природе являются важной составной частью водных и наземных сообществ организмов. Они входят в цепи питания, поедая органические остатки, микроорганизмы, растительную и животную пищу. Среди мо-плюсков значительное количество является фильтра-торами, которые участвуют в биологической очистке водоёмов (жемчужницы, беззубки). Различные виды брюхоногих (морское ушко, морской заяц), двустворчатых (устрицы, мидии, морские гребешки), головоногих (кальмары, осьминоги) человек использует в пищу. Широко ведётся промысел брюхоногих и двустворчатых с целью использования раковин, жемчуга, перламутра для изготовления украшений (жемчужницы). Наземные моллюски (слизни, улитки виноградные) могут наносить вред культурным растениям. Многие виды являются промежуточными хозяевами для паразитических червей (например, малый прудовик ~ для печёночного сосальщика, битиния - для кошачьего сосальщика). Среди двустворчатых вред наносят пресноводный моллюск дрейссена, корабельный червь. В условиях загрязнения пресноводные виды двустворчатых могут накапливать в тканях и раковине ядовитые вещества, поэтому в наше время их в пищу употреблять не рекомендуется. Из некоторых видов моллюсков Средиземного моря получают ценный краситель - пурпур. Каракатиц и осьминогов добывают также с целью получения чернильной жидкости, из которой изготавливают натуральную тушь и коричневую краску - сепию. В кишечнике кашалотов из непереваренных остатков головоногих образуется амбра - вещество, которое применяют в парфюмерной промышленности как фиксатор запахов. Среди моллюсков есть и опасные для человека ядовитые организмы (конусы, определённые виды осьминогов). В Красную книгу Украины занесено 12 видов моллюсков; прудовик булавовидный, пру довик утолщённый, гранария зерновая, хондрина овсяная, перистома мердвеновая, трихия опушённая, устрица съедобная и др. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Учимся познавать Мини-проект «Как образуются жемчужины?» Жемчужины бывают разного размера и цвета. Их объединяет то, что формируются они в некоторых двустворчатых моллюсках. Подготовьте мини-проект о том, какими моллюсками и как образуются жемчужины. Самостоятельная работа с определительными карточками Рассмотрите раковины предложенных моллюсков и с помощью карточек определите видовые названия предложенных моллюсков. Опишите особенности раковин моллюсков, которые вы определили. Сделайте вывод. Какие особенности раковин позволяют определять и сравнивать моллюсков между собой? 1. 2. 3. Ф S X ф т п X ф S го а VO о о Z X S s' и я с; с: о 5 гм о ш S * ш Карточка для определения видов моллюсков f правила работы с карточкой указаны в приложении на с. 284) 1. Раковина не имеет створок ...... 2 ^ ^ О Раковина из двух створок .....4 в™ ^ 2. Раковина удлинённая, кониче- hL ская, высотой до 6 см, спираль- но закрученная в виде башни, с ^^Н{Ц ТИУ острой вершиной, 4-5 оборотов .............Прудовик большой Дг " О Раковина дискообразная, блестя- ▼ щая, высотой до 1 см, диаметром з ^ до 3 см, спирально закрученная в ш одной плоскости, в основном ко- я) ш ричневая.....Катушка роговая 3. Раковина шаровидно-юлообраз- s 6 ная, имеет 4-5 оборотов по часо-вой стрелке, высота и ширина -от 3 до 5 см, желтовато-коричне- вая, часто имеет 5 тёмных полос, г ~ едва заметных на тёмном фоне ... .............Улитка виноградная ^ а О Раковина низкоюлообразная, име- ет 4-5 оборотов по часовой стрелке, высота и ширина - почти 2 см, жёлтая, белая, розовая, коричневая, часто имеет 1-5 темных спиральных полос, заметных на светлом фоне................. Улитка полосатая садовая (Цепея садовая) 4. Раковина овальная, тонкостенная, без зубчиков у замочной связки, верхушка не выступает ........................Беззубка обычная О Раковина удлинённо-овальная, толстостенная, имеет зубчики у замочной связки, верхушка выступает .......Жемчужница обыкновенная 5. Раковина треугольной формы, длиной до 4-5 см, с зигзагообразными коричневыми полосками, грязно-зелёный или жёлтый цвет.......... ...................................Мидия зебра (Дрейссена речная) О Раковина почти округлой формы, диаметром до 2,5 см, без тёмных полос, жёлто-коричневая окраска - .................Шаровка роговая S по ГО О. VO О О X РЕЗУЛЬТАТ Q. Оценка Вопросы дяя самоконтроля 1. Назовите основные группы моллюсков. 2. Приведите примеры брюхоногих S 1-6 моллюсков. 3. Приведите примеры двустворчатых моллюсков. 4. Приведите при- меры головоногих моллюсков. 5. Каких моллюсков человек использует в пищу? 6. Назовите редкие виды моллюсков Украины. 7-9 7. Какие биологические особенности отличают брюхоногих от двустворчатых и головоногих моллюсков? 8. Сравните особенности внешнего строения брюхоногих, двустворчатых и головоногих моллюсков. 9. Каково значение моллюсков щ в природе и для человека? 1 10-12 10. Сравните особенности строения, жизнедеятельности и среду обитания брю- 94 S хоногих, двустворчатых и головоногих моллюсков. Страница иллюстраций Ил. 83. Разнообразие брюхоногих: 1 - Элизия зеленоухая - это первое известное учёным животное, способное к фотосинтезу; 2 - Слизень большой обыкновенный - моллюск наших парков, садов, огородов; 3 - Катушка роговая - пресноводный моллюск, который может быть аквариумным животным; 4 - Венозная рапана - хищный моллюск, который живёт в морях и поедает устриц и мидий; 5 - Харония тритон, или рог тритона, - имеет наибольшую раковину среди брюхоногих Ил. 84. Разнообразие двустворчатых: 1 - самым большым из двустворчатых моллюсков является Тридакна гигантская, которая может достигать 2 м в длину; масса - до 300 кг; 2 - Гребешок черноморский - съедобные моллюски-фильтраторы с широкой веерообразной раковиной; 3 - раскрытые створки Мидии черноморской - съедобного мол-люска-фильтратора, очищающего воду; 4 - Корабельный червь - моллюск, который питается древесиной; 5 - Тригранка речная (дрейссена) - распространённый вид пресноводных моллюсков с очень характерным трёхгранным очертанием ракушки, ведут прикреплённый образ жизни Ил. 85. Разнообразие головоногих моллюсков: 1 - Наутилус, или кораблик, - наиболее примитивный из современных головоногих моллюсков; 2 - Осьминог-аргонавт - моллюск с тонкостенными раковинами (за что его называют «бумажным корабликом»), которые функционируют не в роли скелета, а как камера для выведения потомства; 3 - Кальмар командорский - моллюск, который имеет 10 щупалец, остатки раковины в виде внутренней пластинки; 4 - Осьминог синекольчатый - мелкий осьминог с сильным ядом, за что его называют «голубой смертью»; 5 - Каракатица широкорукая - это самая крупная из каракатиц, имеет внутреннюю известковую раковину в виде пластинки, хватательные щупальца, которые как в состоянии покоя, так и при движении расположены в карманах на голове S S м лз а ю о о г fO та Q. X S о Г>| \ 95 2 X s rt3 a \o о 0 1 Нигде в животном царстве не проявляются с такой силой приспособительные реакции организмов, как у паразитов. В. А. Догель § 22. ПАРАЗИТИЧЕСКИЕ БЕСПОЗВОНОЧНЫЕ ЖИВОТНЫЕ Основные понятия и ключевые термины: ПАРАЗИТИЗМ. Промежуточные хозяева. Основные хозяева. Вспомните! Какие существуют типы сред обитания? Подумайте Цикл развития печёночного сосальщика окончательный хозяин /'/ яйцо циста 96 “““ В любомом языке есть слова-паразиты, которые проиллюстрировала Э. Мошковская в своём стихотворении: «Жил-был этот, как его, Ну, значит, и того. Жило это самое Со своею мамою. Был ещё один чудак - это в обще.ч значит так...». В социологии есть понятие социального паразитизма, а в биологии во взаимоотношениях между живыми организмами часто фигурируют растения-паразиты, грибы-паразиты, в быту бездельников, тунеядцев называют паразитами. Что же означает слово «паразит» в биологии? СОДЕРЖАНИЕ Кто такие паразиты? Термином паразиты называют организмы, которые живут за счёт других организмов-хозяев. Паразиты, которые живут внутри тела хозяина, называются внутренними паразитами, или эндопаразитами (аскариды в кишечнике человека). В организм такие паразиты проникают с пищей или с водой, через кожные покровы, передаются при контакте с больными организмами, от животных-пе-реносчиков. Чаще всего внутренние паразиты питаются соками, тканями или переваренной пищей хозяина. Паразитов, живущих на внешних покровах хозяина, называют внешними паразитами, или эктопаразитами (пиявки, блохи и клещи). Заражение такими паразитами происходит контактным путём, и питаются они тканями покровов (чесоточный зудень, карпоеды) или кровью (блохи, пиявки). • личинка С ХВОСТИКОМ ^ промежу-точныи хозяин Цикл развития кошачьего сосальщика окончательный хозяин первый промежуточный хозяин второй промежуточный хозяин За свою жизнь паразитические организмы могут иметь одного или нескольких хозяев. Так, человеческая аскарида паразитирует в кишечнике человека всю свою жизнь, а сосальщики в течение своего жизненного цикла имеют двух хозяев - промежуточного и окончательного. Промежуточные хозяева - организмы, в теле которых паразит развивается и часто размножается бесполым или половым путём, но без оплодотворения (партеногенез). Основные (окончательные) хозяева - организмы, в теле которых паразит размножается половым способом. Кроме нарушения функций, связанных с поражением тканей, паразиты вызывают отравление организма хозяев. Паразитов и вызванные ими болезни изучает паразитология. Итак, ПАРАЗИТИЗМ - это явление взаимоотношений между различными видами организмов, когда один из них использует другого в качестве источника питания и среды обитания, нанося при этом вред. Какие беспозвоночные животные являются паразитами? Паразитизм встречается среди таких групп беспозвоночных животных, как кишечнополостные, плоские черви, круглые черви, кольчатые черви, членистоногие, моллюски и др. Среди кишечнополостных есть вид, который паразитирует в икре осетровых рыб. Это полипо-дий - единственный внутриклеточный паразит из группы многоклеточных животных. Много паразитов среди плоских и круглых червей. Они вызывают опасные для людей и животных заболевания, называемые гельминтозами. Паразитические черви, или гельминты, очень распространены на Земле. Так, только в теле человека могут жить почти 300 видов гельминтов. Наиболее распространёнными паразитическими червями является печёночный сосальщик, кошачий сосальщик, свиной цепень, бычий цепень, широкий лентец, эхинококк, аскариды, острицы, трихинелла. Среди кольчатых червей паразитами являются пиявки. Большинство из них питается кровью хазяев, которыми являются рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие. Примером таких ш 2 X »- о ю S 56 ф 2 X т о X о ш m О с и ф VO ф X U ф т S а (N (N un Ил, 86. Представители паразитов: 1 - полиподий; 2 - бычий цепень; 3 - аскарида человеческая; 4 - пиявка рыбья; 5 - карпоед; б - клещ собачий; 7 - вошь головная; 8 - блоха человеческая 97 z X I- o CD s X 2 5 S S ф 2 X т О X о ю VO ф S iC 7 г S М ГО а ё. Ы п X ь о ф S ф S а ю о о X S Хордовые животные являются самыми совершенными в животном мире. Из учебника §23. ХОРДОВЫЕ, ИХ ОСОБЕННОСТИ И РАЗНООБРАЗИЕ Основные понятия и ключевые термины: ХОРДОВЫЕ. Хорда. Нервная трубка. Позвоночные. Вспомните! Что такое двусторонняя симметрия, вторичная полость тела, зародышевые листки, замкнутая кровеносная система? Подумайте ^ 1 - самое большое и самое громкое животное на Земле - синий кит (масса - до 150 т); 2 - самое быстрое летающее животное на Земле -сокол-сапсан (развивает скорость до 320 км/ч); 3 — самое быстрое бегающее животное на Земле - гепард (развивает скорость до 110 км/ч); 4 - самое высокое животное на Земле - жираф (до 5,5 м). Какие же особенности строения позволяют этим хордовым животным устанавливать такие рекорды? 2 3 'Ш 4 СОДЕРЖАНИЕ Каковы особенности распространения хордовых? Тип Хордовые объединяет рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Существует более 41 тысячи видов хордовых животных (в Украине — около 750), что составляет всего 3 % от общего количества видов всех животных. Но, несмотря на это, хордовые распространены по всему земному шару и часто живут в условиях, недоступных для других животных. Например, благодаря совершенным механизмам терморегуляции пингвины могут жить и размножаться в Антарктиде при температуре -50 °С. Представители типа Хордовые имеют органы, обеспечивающие жизнедеятельность в разнообразных средах обитания. Например, конечности хордовых могут приобретать вид плавников, ласт, крыльев, ног. Заселяют представители этой группы водную (например, хрящевые и лучепёрые рыбы, морские черепахи), почвенную (роющие млекопитающие), воздушную (птицы, летающие млекопитающие), наземную (земноводные, пресмыкающиеся) среды. Есть среди хордовых паразиты (например, миноги являются внешними паразитами рыб). Хордовые животные передвигаются быстрее всех животных, поэтому способны легко добывать пищу и избегать опасности. Об их совершенстве свиде- g7_ минога украинская тельствует и тот факт, что они в цепях питания является завершающим звеном. Высокий уровень организации позволяет одинаково успешно существовать и процветать хордовым как мелких, так и крупных размеров. Итак, хордовые являются животными с высоким уровнем организации, освоившие в процессе эволюции все среды рбитания. Каковы особенности строения хордовых? Хордовые - это наиболее высокоорганизованные представители царства Животные. Их высокий уровень организации является результатом сочетания ряда признаков, которые достались им от беспозвоночных, и признаков, возникших только у них. Признаками, которые достались хордовым от беспозвоночных животных, являются: 1) многоклеточноеть (организмы построены из специализированных клеток, объединённых в различные ткани, органы, системы органов); 2) наличие вторичной полости, утратившей свою опорную функцию и обеспечивающей защиту внутренних органов при движении; 3) наличие двусторонней симметрии тела, что во многих случаях определяет эффективное выполнение функций парными органами; 4) наличие трёх зародышевых листков - эктодермы, эндодермы и мезодермы, из которых формируются различные ткани и органы. Определяющим признаком хордовых животных является наличие хорды - внутреннего осевого скелета, который обеспечивает организму надёжную опору, защиту и одновременно лёгкость. У низших хордовых (ланцетников, некоторых рыб) это образование сохраняется всю жизнь, а у высших - заменяется на позвоночник. Развитие хорды является важным прогрессивным признаком, поскольку благодаря внутреннему опорному скелету повышается общая подвижность животных. Хорда - внутренний осевой скелет, упругий эластичный тяж, который проходит вдоль всего тела и является его осью. Ещё одна особенность хордовых - появление и развитие у них трубчатой нервной системы. Нервная трубка находится над хордой и имеет внутреннюю полость, по которой циркулирует жидкость. С её помощью осуществляется эффективная деятельность клеток нервной системы. Передний отдел нервной трубки почти^у всех хордовых животных утолщается и образует головной мозг, а задний отдел — спинной мозг. Увеличение размеров головного мозга помогает хордовым животным не только быстро реагировать на изменения в окружающей среде, но и приспосабливаться в течение своей жизни. Нервная трубка - зачаток центральной нервной системы хордовых животных, формирующийся над хордой и имеющий внутреннюю полость. Признаками хордовых являются и такие особенности, как наличие жаберных щелей в глотке, формирование замкнутой кровеносной системы с центральным органом кровообращения и ряд других. С совершенствованием органов дыхания связано увеличение эффективности процессов окисления и высвобождения из пищи энергии для жизнедеятельности. А возникновение характерной для хордовых замкнутой кровеносной системы с центральным органом кровообращения уско- <Ь S а о о 0 1 m 'О а 0 1 X 0/ ю о ш Z ш о 2 С X I 2 z к О s s Ш s fZ a vO О о z Ил. 88. 1 - ланцетник европейский; 2 - асцидия пурпурная 102 рило подачу кислорода и питательных веществ к клеткам, регуляцию жизненных функций и стабильность внутренней среды. Итак, ХОРДОВЫЕ - это двусторонне-симметричные вторичнополостные трёхслойные животные, которые на ранних стадиях или в течение всей жизни имеют хорду и нервную трубку. Как классифицируют хордовых животных? Тип Хордовые объединяет три группы: Бесчерепные, Личинкохордовые и Черепные (Позвоночные). Бесчерепные - наиболее примитивные из современных хордовых, очень мало отличаются от своих предков, общих для них и для позвоночных. Их характерным признаком является сохранение хорды и нервной трубки в течение всей жизни. У этих животных нет черепа и любых зачатков позвонков. Эту группу представляет ланцетник европейский. Личинкохордовые (оболочники) в значительной степени отличаются от типичных хордовых и имеют их признаки только на личиночной стадии. К этой группе относятся животные с телом в виде мешка, которое покрыто особой оболочкой. Общее представление об этих животных может дать асцидия пурпурная. Черепные, или Позвоночные, - наиболее высокоорганизованные хордовые, которые перешли к активному способу питания. К позвоночным животным относятся хрящевые и лучепёрые рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. Позвоночные, или Черепные, - хордовые животные, имеющие осевой скелет - позвоночник, соединённый со скелетом головы - черепом. Среди позвоночных нет видов, ведущих прикреплённый образ жизни. Они постоянно перемещаются, активно разыскивают пищу и лучшие условия для существования. Активные перемещения обеспечивают позвоночным животным возможность изменения среды в зависимости от изменений условий существования и потребностей на разных этапах их жизни. У всех позвоночных развиты головной мозг и высшая нервная деятельность, что является основой приобретённого поведения. Для позвоночных характерно наличие сложных органов чувств, обеспечивающих быстрое восприятие большого объёма информации. С развитием головного мозга и органов чувств связано возникновение черепа, который служит надёжной защитой для этих важных органов. хреновой скелета вместо хорды у позвоночных служит совершенный и прочный позвоночник, в котором проходит спинной мозг, в переднем отделе пищеварительной системы формируется челюстной аппарат, обеспечивающий захват, удержание и измельчение пищи. Наличие сердца обусловливает быстрое кровообращение, а парные почки обеспечивают быстрое удаление из организма возросшего количества продуктов обмена. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Учимся познавать Рассмотрите схему строения хордового животного и назовите обозначенные элементы строения и их функции. Заполните таблицу, объяснив преимущества хордовых по сравнению с беспозвоночными. Таблица 9. УСЛОЖНЕНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ХОРДОВЫХ ЖИВОТНЫХ Признаки усложнения Биологическое значение Наличие хорды Появление нервной трубки Наличие жаберных щелей в глотке и формирования более совершенных жабр и лёгких Замкнутая кровеносная система с сердцем Биология + Геометрия Термин «хорда» применяется в нескольких областях науки. В зоологии этим термином называют внутренний осевой скелет, а в медицине под хордой понимают дополнительную соединительнотканную нить между стенками сердца. Ил. 89. Хорда в круге и сердце А что означает это понятие в геометрии? человека Что общего между этими понятиями? Какие особенности строения хорды обеспечивают её функции в животном организме? Биология + Химия В крови асцидий есть клетки, содержащие ванадий и сульфатную кислоту, концентрация которой достигает 9 %. Интересно, что асцидии могут накапливать этот элемент, и в Японии их специально выращивают на подводных фермах для получения ванадия. Кроме того, в крови асцидий есть клетки, содержащие зелёные тельца, в состав которых входят железо и белковые соединения. В крови и тканях асцидий содержатся также титан, хром, кремний, натрий, алюминий, кальций, медь, никель в большом количестве. Запишите химические символы упомянутых химических элементов. Почему у большинства хордовых кровь красная? ■а Ил. 90. Асцидия голубая королевская РЕЗУЛЬТАТ Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Приведите примеры хордовых животных. 2. Назовите среды обитания хордовых. 3. Кто такие хордовые? 4. Какие признаки присущи только хордовым? 5. Что такое хорда? 6. Назовите основные группы хордовых животных. 7-9 7. Каковы особенности распространения хордовых? 8. Каковы определяющие признаки хордовых животных? 9. Как классифицируют хордовых? 10-12 10. Объясните преимущества хордовых животных по сравнению с беспозвоночными. X л s ш S m Рыба-дракон - именно так специалисты назвали уникальную рыбу, у которой зубы растут прямо на языке. Она имеет небольшие размеры (около 25 см), поэтому не опасна. СОДЕРЖАНИЕ ■ Каковы особенности и основные группы хрящевых рыб? 108 ХРЯЩЕВЫЕ РЫБЫ - это рыбы, которые имеют хрящевой скелет и живут преимущественно в солёной воде. Наиболее характерными особенностями этих рыб являются отсутствие жаберных крышек и плавательного пузыря, несимметричный хвостовой плавник, внутреннее оплодотворение и прямое развитие. Они более древние, чем костные рыбы, но не примитивные. К хрящевым рыбам относится несколько групп, среди которых наиболее известны акулы и скаты. Типичный представитель хрящевых рыб - катран обыкновенный, или морская собака, - живородящая акула, живущая вблизи Черноморского побережья Украины, размеры не превышают 150 см, а масса достигает 15-20 кг, держится стаями в придонных слоях воды. Акулы - группа хрящевых рыб с обтекаемым удлинённъш телом, распространённых в основном в морях и океанах. Большинство акул является хищниками с очень острыми зубами в несколько рядов. Тело покрыто особой чешуёй, содержащей дентин и эмаль. Эти вещества придают чешуе жёсткости и прочности, что обеспечивает акуле неплохую защиту от хищников и паразитов и не препятствует быстрому движению. Акулы не имеют плавательного пузыря, и чтобы не утонуть, должны всё время двигаться. Кроме того, только благодаря большой скорости их жавры омываются необходимым для дыхания количеством воды. Акулы чрезвычайно близоруки, но обладают прекрасным обонянием и хорошо развитой боковой линией. Интересная особенность акул - это их размножение. Некоторые из них откладывают яйца, обладающие способностью прикрепляться к подводным предметам. Плодовитость акул небольшая и составляет от Ил. 95. Катран обыкновенный Ил. 96. Внешнее строение акулы: I - голова; 2 - туловище; 3 - хвост; 4 - глаза; 5 - рыло; б - жаберные щели; 7 - передний спинной плавник; 8 - задний спинной плавник; 9 - грудные плавники (парные); 10 - брюшные плавники (парные); II - хвостовой плавник (несимметричный); 12 - анальный плавник 1 до 500 яиц. Но большинство акул рождают живых детёнышей. К наиболее известным акулам относятся мирные планктоноеды: китовая в гигантская акулы, а также хищные и опасные для человека акулы -лкула-молот и большая белая акула. Скаты - это группа хрящевых рыб со сплющенным широким телом, распространённых в основном в хорях и океанах. У всех скатов грудные плавники срастаются с головой, спинные и хвостовые плавники очень маленькие, анальных плавников нет. Ротовое отверстие, ноздри и жаберные щели расположены на брюшной тороне тела. В отличие от акул у скатов нет острых зубов, а кожа у них гладкая. Большинство скатов малоподвижны, обитают на дне ^хвостокол) и только некоторые (манта) свободно плавают в толще воды. Среди скатов есть яйцекладущие (морская лисица) и живородящие (морской кот). Бывают представители с интересными названиями. Например, рыба-гитара, рыба-пила, скаты-бабочки, морской дьявол. Итак, общие особенности хрящевых рыб, к которым относятся акулы и скаты, - особая (плакоидная) чешуя, хрящевой эндоскелет, разнолопастный хвостовой плавник, отсутствие жаберных крышек и плавательного пузыря. Каковы особенности и основные группы лучепёрых рыб? ЛУЧЕПЁРЫЕ РЫБЫ - это группа рыб с костным скелетом и костной чешуёй на теле. Это самая многочисленная группа среди всех хордовых. Лучепёрые рыбы отличаются эт хрящевых рыб рядом признаков. Они имеют плавательный пузырь, жаберные крышки, откладывают для размножения икру и имеют непрямое развитие • икра - личинка - малёк - взрослые особи). У подавляющего большинства костных рыб оплодотворение наружное. Ил. 97. Окунь речной Типичным представителем является окунь речной - пресноводная рыба, живущая преимущественно осело и в одиночку. Все плавни-хн, кроме хвостового, имеют нерасчленённые острые колючие лучи. Жаберная крышка в верхней части заканчивается острым шипом, цорой двойным. Окраска зеленовато-жёлтая, по бокам имеется от 5 до ■i тёмных поперечных полос. Группа лучепёрых рыб характеризуется большим разнообразием, ^на объединяет около 90 % всех рыб. Их делят на две группы: Кост-яо-хрящевые и Новопёрые рыбы. Костно-хрящевые рыбы - группа лучепёрых рыб, у которых гкелет состоит в основном из хрящевой ткани, рот снизу, хво- о m s QJ S ro ГЧ a Ю о о z s. i стовой плавник разнолопастный. Представителями этой группы являются Осетрообразные (белуга, осётр европейский, севрюга, стерлядь). Это донные рыбы, приспособленные к питанию придонными, обычно беспозвоночными, животными. Большинство осетрообразных -проходные, они живут в морях, а размножаются в реках. Ил. 98. Представители Костно-хрящевых (1 110 стерлядь) и Новопёрых (2 - ёрш) Новопёрые рыбы - группа лучепёрых рыб, у которых скелет состоит в основном из костной ткани, рот на передней части головы, хвостовой п.чавник равнолопастный. Эти рыбы могут двигаться быстрее, их чешуя и скелеты облегчены, а челюсти стали сильнее. К этой группе относятся такие отряды, как Угреобразные (угорь европейский, угорь американский, мурены). Сельдеобразные (сельдь, сардина, килька, шпроты, анчоусы). Лососеобразные (кета, горбуша, нерка, сёмга, форель). Карпообразные (плотва, тарань, сазан, карп, карась, леш;, линь, толстолобик, краснопёрка, вьюн). Окунеобразные (окуни, судак, ёрш, тунцы, скумбрии, макрели, рыба-меч). Щукообразные. Сомообразные, Камбалообразные и др. Целакантообразные (латиме-рия коморская, латимерия индонезийская) и Двоякодышащие (рогозубы, чешуйчатники) в современной таксономии рассматриваются в составе такой самостоятельной группы, как Кистепёрые рыбы. Итак, общими особенностями лучепёрых рыб, к которым относятся костно-хрящевые и новопёрые рыбы, являются костная чешуя, костный эндоскелет, жаберные крышки и плавательный пузырь. Каково значение рыб в природе и для человека? В природе рыбы имеют большое значение для всех водных экосистем как составляющая пищевой цепи. Рыбы как промысловые животные дают рыбий жир, клей, кожу. Промысловыми рыбами фауны Украины являются: в реках - окунь, лещ. щука, линь, сом, язь, форель, в прудах - карп зеркальный, толстолобик, белый амур, в морях - хамса, ставрида, скумбрия, шпроты, лещ, судак, бычки, сельдь и др. Рыбу употребляют в пищу (сельдь, камбала, карпы, кета, ставрида). Кроме продукта питания рыба является сырьём для получения лекарств (рыбьего жира, богатого витаминами А и D), кормов лля животных (рыбьей костной муки), технического жира, клея, кожи и др. Некоторые рыбы являются промежуточными хозяевами для паразитических червей (сосальщика кошачьего). Среди рыб есть немало и ядовитыд Животных, которых нужно знать и остерегаться (рыба-камень, рыба-ф\чу' Рыб используют как биологический метод борьбы с вредителями (гамбузию, например, для уничтожения личинок малярийного комара). Многие занимаются разведением аквариумных рыбок (гуппи, вуалехвосты, сомн-ки), от созерцания которых получают удовольствие и пользу для здор>; вья. Рыбы ЯВ.ТЯЮТСЯ объектом спортивного рыболовства (карпы, лещи). в Красную книгу Украины занесено 32 вида рыб: шип, стерлядь, осётр атлантический, белуга черноморская, лосось черноморский, лосось дунайский, хариус европейский, вырезуб, марена днепровская, морской конёк черноморский, судак морской, чоп большой, чоп малый, ёрш полосатый, бычок золотистый, морской петух, морской чёрт и др. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Выясните 1 3 9 6 10 7 4 5 2 8 Изучением рыб занимается отдельная зоологическая наука. Если вы верно решите кроссворд, то сможете прочесть её название в выделенных клетках: 1 - органы движения рыб; 2 - морская промысловая рыба, которую можно приобрести практически в любом продуктовом магазине; 3 - метание рыбами икры и её одновременное оплодотворение; 4 - хищная рыба Амазонки с острыми зубами; 5 - органы выделения рыб; б - ценная промысловая рыба прохладных рек; 7 - самая распространённая промысловая рыба, которую разводят в прудах; 8 - аквариумная рыбка; 9 - стеклянная ёмкость для содержания рыб; 10 - наружный покров рыб. Биология -ь Физика Вырабатывать электрический ток могут электрический сом (1), электрический угорь (2), электрический скат (3) и др. На сегодня известно более 50 видов пресноводных и морских рыб, способных генерировать слабые и сильные электрические разряды. Самым мощным источником тока вооружён электрический угорь. Его электрические органы, занимающие более 2/3 длины тела, способны давать ток напряжением до 500 BI Что такое электрический ток? Как устроены электрические органы рыб? ’.V- ■ Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Назовите несколько особенностей хрящевых рыб. 2. Приведите примеры хрящевых рыб. 3. Назовите несколько особенностей костных рыб. 4. Приведите примеры костных рыб. 5. Каково значение рыб в природе? 6. Каково значение рыб для человека? 7-9 7. Каковы особенности и разнообразие хрящевых рыб? 8. Каковы особенности и основные группы лучепёрых рыб? 9. Каково значение рыб в природе и для человека? 10-12 10. Как называется и какое значение имеет наука о рыбах? о; S X 01 т X m S Ф S а \D О О X m го а X S 2 \о 2 а, 1Л гм u7> ё ш 3 П1 3 I Страница иллюстраций о ш зе 9J S <0 а 'О ш S Ил. 99. Разнообразие акул: 1 - гигантская акула-молот (на голове имеет электрические органы, которые улавливают электрические разряды в 110^ В); 2 - акула-ангел (придон ная акула, похожая на скатов): 3 - акула-пилонос (имеет усики с электрорецепторами); 4 - гигантская акула (питается планктоном, достигает до 12 м в длину); 5 - китовая акула (самая большая среди рыб, длина достигает 20 м, питается планктоном); б - серо-голубая акула, акула-мако (самая быстрая из акул); 7 - акула морская лисица (имеет самый длинный хвостовой плавник, которым глушит рыбу во время охоты); 8 - тигровая акула (наиболее опасный вид акул, длина достигает 9 м) Ил. 100. Разнообразие скатов: 1 - морской кот, или хвостокол (есть и в Чёрном море, имеет хвост с зазубренной иглой и ядом); 2 - рыба-пила (длина достигает 6 м); 3 - скат морская лисица (есть и в Чёрном море. Другое название - скат колючий); 4 - рыба-гитара (отличается отсутствием двулопастного хвостового плавника); 5 - манта, или морской дьявол (крупнейший из скатов, длина достигает 7 м); б - электрический скат (имеет электрические органы, образующие разряды около 70 В) 112 Ил. 101. Разнообразие лучепёрых рыб: 1 - сельдь черноморская (отряд сельдеобразные); 2 - лосось черноморский (отряд Лососеобразные); 3 - сазан (отряд Карпообразные); 4 - сом обыкновенный (отряд Сомообразные), 5 - щука (отряд Щукообразные); б - угорь обыкновенный (отряд Угреобразные); 7 - судак (отряд Окунеобразные); 8 - бычок речной (отряд Окунеобразные); 9 - камбала (отряд Камбалообразные) «Амфибии» в переводе с греческого -«те, что ведут двойственный образ жизни». Словарь иностранных слов §26. АМФИБИИ, ИХ ОСОБЕННОСТИ_____________________________ Основные понятия и ключевые термины: АМФИБИИ. Конечности наземных позвоночных. Лёгкие позвоночных. Головастик. Вспомните! Кто такие позвоночные животные? Подумайте Амфибии появились примерно 300 млн лет назад. Это эволюционное событие стало результатом приспособленности кистепёрых рыб к жизни в водоёмах с низким содержанием кислорода. Водоёмы в ту пору мельчали и превращались в болота, еды становилось всё меньше. Выживали только те животные, которые могли перемещаться на суше и отыскивать новые водоёмы и новые источники пищи. Рассмотрите схему, иллюстрирующую происхождение амфибий (снизу вверх: эусте-ноптерон - пандерихтис - тиктаалик - акан-тостега - ихтиостега - педерпес), и назовите одну-две особенности, которые смогли обеспечить жизнь амфибии на суше. СОДЕРЖАНИЕ |г' Каковы особенности распространения амфибий? А.МФИБИИ, или земноводные, - это хордовые позвоночные холоднокровные животные, у которых появляются пятипалые конечности и лёгочное дыхание для жизни на суше, но их размножение и развитие связаны с водной средой. Насчитывают около 4 тысяч видов земноводных (в Украине - 17), которые делят на три группы - бесхвостые, безногие и хвостатые. Ил. 102. Происхождение амфибий Ил. 103. Разнообразие амфибий Большинство амфибий ведут наземный образ жизни, чередуя пребывание на суше и в воде, однако есть некоторые водные виды {протеи, безлёгочные саламандры), а также виды, которые живут исключительно на деревьях (лягушки-древолазы). Недостаточная при-спЛобленность земноводных к жизни на суше приводит к изменению их образа жизни в связи с сезонными изменениями условий существования. В благоприятных летних условиях они активны, а при неблагоприятных зимних - способны впадать в длительную спячку. Земноводные - холоднокровные животные, поэтому температура их тела и активность зависят от температуры окружающей среды. При темпера- 0 1 X Ш ю о о X S S VO s -е- s < vd (N 3 X к- 0 ш S * 01 S го а VO о о X ю S туре +7 ... +8 ‘’С большинство видов впадают в оцепенение, а при -2 ‘С погибают, хотя сибирский углозуб способен выдерживать -20 “С в природе и -30 °С в экспериментальных условиях. Некоторые земноводные могут жить в солёной воде (лягушка морская) или в почве (лягушка земляная). Однако большинство амфибий свою жизнь связывают с пресными водоёмами. Эти животные с голой кожей, как ни странно, существуют в самых разнообразных условиях и на всех континентах, кроме Антарктиды. Их находили и в Гималаях на высоте 4 500 м, и под землёй, и в жарких пустынях, и за Полярным кругом. Они выживают даже в Сахаре и в условиях вечной мерзлоты Якутии. Итак, амфибии распространены на Земле, но подавляющее большинство этих существ любит тёплые и влажные территории с водоёмами для размножения. Каковы особенности строения амфибий? Переход позвоночных от водного к наземному образу жизни должен был сопровождаться появлением органов для дыхания атмосферным кислородом и передвижения по твёрдому субстрату. Итак, дыхание с помощью жабр должно было смениться на лёгочное, а плавники -превратиться в пятипалые конечности. Лёгкие позвоночных - органы воздушного дыхания, которые у позвоночных закладываются в виде парных выпячиваний стенки глотки. Вполне очевидно, что параллельно должны были изменяться и другие системы органов, прежде всего покровы, система кровообращения, органы чувств, нервная система. Тело амфибий имеет голову и туловище, а вот хвост есть только у хвостатых и безногих земноводных. На голове расположены глаза, ноздри, рот и барабанная перепонка органа слуха. На туловище -парные пятипалые конечности наземных позвоночных. Конечности наземных позвоночных - парные пятипалые конечности, сформированные по принципу членистых рычагов, в которых выделяют три отдела - плечо, предплечье и кисть, У многих амфибий между пальцами конечностей имеются плавательные перепонки. Появление таких конечностей обеспечивает плавание в воде, поддержание тела и его перемещение на суще. Воздух поступает в лёгкие простой мешкообразной формы через короткие дыхательные пути. Такие лёгкие не способны полностью обеспечить животных кислородом, и поэтому им приходится дополнять своё дыхание газообменом через кожу. Покровами амфибий является голая влажная кожа с многочисленными слизистыми железами. Их секрет обеспечивает увлажнение поверхности тела для дыхания, защиту от проникновения Микроорганизмов и нападения хищников. Могут быть в коже и ядовитые железы. Яд амфибий, распространённых в Украине, для человека не опасен. Чрезвычайно ядовитой является л^J|gyщкa листолаз ужасный размером 2-3 см, которая водится в Колумбии. Из её кожи местное население добывает яд для стрел. Таким образом, кожа у земноводных осталась несоверщенной и не может защитить их от высыхания. Итак, в строении амфибий сочетаются признаки приспособленности к водному и наземному образу жизни. Каковы особенности образа жизни амфибий? Опора амфибий связана с внутренним скелетом, особенностями которого являются: 1) укрепление позвоночника, в котором различают шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой отделы; 2) подвижное соединение черепа с позвоночником; 3) усиление скелета конечностей и их поясов - плечевого и тазового. Свободные конечности имеют три отдела: передние - плечо, предплечье и кисть, задние - бедро, голень и стопу. Движение амфибий происходит с участием мышц, которые достигают значительного развития в связи со сложными движениями. Транспортирование веществ осуществляется по замкнутой кровеносной системе, имеющей трёхкамерное сердце (два предсердия и желудочек) и два круга кровообращения - малый и большой. Малый круг кровообращения осуществляет движение крови от сердца через лёгкие, в которых происходит обогащение её кислородом, поэтому этот круг называют лёгочным. Бо.гьшой круг кровообращения обеспечивает движение крови для доставки тканям и органам кислорода и питательных веществ и освобождение их от продуктов обмена. Характерным признаком земноводных является наличие «третьего» круга кровообращения, который образуется кожными артериями, капиллярами и венами. Амфибии - холоднокровные животные, поскольку в органы поступает преимущественно смешанная кровь, что обусловливает невысокую интенсивность обмена веществ и, соответственно, образование небольшого количества тепла. Среди органов чувств земноводных есть и органы, характерные только для водных организмов, и такие, которые свойственны наземным животным. К органам чувств, связанным с водной средой, относится боковая линия (у личинок, водных хвостатых земноводных). Органы зрения усложнились благодаря появлению трёх век, слёзных желёз, которые защищают глаза от пересыхания. У амфибий появляется среднее ухо, в состав которого входят слуховая косточка и барабанная перепонка, чем обеспечивается возможность слышать в воздушной среде. Ещё одним важным усложнением является появление в органе обоняния внутренних образований - хоан, которые соединяют обонятельные капсулы с полостью рта. Размножаются земноводные в воде с помощью икры. Каждая икринка имеет прозрачную студенистую оболочку, которая выполняет также роль своеобразной линзы - фокусируя солнечные лучи на яйцо, она получает больше тепла. Верхняя часть икры содержит чёрный пигмент, который поглощает тепло солнечных лучей и препятствует проникновению ультрафиолетовых. Развитие у большинства амфибий непрямое. 3 4 5 / Ил. 104. Развитие лягушки: 1-2 - икра; 3-9 - стадии развития головастика; 10-11 - взрослая стадия Z Z о и о X S s' S ю S 2 < гч z I ё CD s Ф s M a о о о X Из икринки выходит личинка амфибии, которая называется головастиком. Эта стадия развития имеет признаки для существования в водной среде: жабры, двухкамерное сердце, один круг кровообращения, хвостовой плавник, боковую линию. Головастик - личинка амфибии, приспособленная к водному образу жизни. Во время превращения личинка приобретает признаки, обеспечивающие переход к водно-наземному образу жизни: появляются конечности наземного типа, шейный и крестцовый отделы позвоночника, лёгкие, трёхкамерное сердце, лёгочный круг кровообращения, веки, полость среднего уха с барабанной перепонкой и слуховой косточкой. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Учимся познавать Определите особенности внешнего строения амфибий в связи с их приспособленностью к наземной и водной среде. 1. Рассмотрите внешний вид лягушки. Определите форму и отделы её тела. Какое значение для лягушки имеет такое внешнее строение тела? 2. Рассмотрите конечности лягушки. Какое строение и значение имеют передние и задние конечности? 3. Исследуйте органы зрения, слуха и обоняния лягушки. Каковы их особенности по сравнению с рыбами? Какое значение имеют такие усложнения органов зрения, слуха и обоняния для амфибий? 4. Обратите внимание на кожу лягушки. Какова кожа лягушки на ощупь? Каковы особенности кожи и какое это имеет значение для амфибий? 5. Назовите обозначенные на рисунке основные элементы внешнего строения лягушки. 6. Сформулируйте вывод, в котором обоснуйте особенности внешнего строения амфибий в связи с их приспособленностью к наземной и водной среде. Ил. 105. Внешнее строение лягушки "3 РЕЗУЛЬТАТ Оценка Вопросы для самоконтроля т 1. Назовите среды обитания амфибий. 2. Кто такие амфибии? 3. Назовите два важных способа приспособления амфибий к жизни на суше. 4. Какие конечности у амфибий? 5. Как дышат амфибии? 6. Назовите преобладающий тип развития амфибий. 7-9 7. Каковы особенности распространения амфибий? 8. Каковы особенности дыхания амфибий? 9. Каковы особенности образа жизни амфибий? 10-12 10. Каковы особенности внешнего строения амфибий в связи с их приспособленностью к наземной и водной среде? «Ах, какая сегодня прекрасная мокрая погода! - думала лягушка. -Какая это наслаждение - жить на свете!»» В. Гаршин. кЛягушка-путешестввнница» §27. АМФИБИЯ, ИХ РАЗНООБРАЗИЕ И ЗНАЧЕНИЕ______________________ Основные понятия и ключевые термины: АМФИБИИ. Хвостатые. Бесхвостые. Безногие. Вспомните! Кто такие амфибии? Подумайте Какое животное в этом ряду является лишним и почему: саламандра карпатская (1), тритон обыкновенный (2), квакша (3), ящерица прыткая (4), червяга кольчатая (5). СОДЕРЖАНИЕ Почему амфибии являются малочисленной группой позвоночных животных? АМФИБИИ - это первые и проще организованные наземные позвоночные животные. Их прогрессивными признаками по сравнению с рыбами являются появление парных пятипалых конечностей, подвижного соединения черепа с позвоночником и шейного позвонка, лёгких и дыхательных путей, голосового аппарата, языка и слюнных желёз, трёхкамерного сердца, а также разделения тока крови на малый и большой круги кровообращения, полушарий головного мозга, трёх век (верхнего, нижнего и мигательного) и др. Несовершенство приспособленности к жизни на суше проявляется у амфибий во всех системах органов. Температура их тела зависит от температуры и влажности окружающей среды, то есть они являются холоднокровными. Кровь, которая поступает в органы, смешанная и не приносит им достаточного количества кислорода. Слабо развитые дыхательные пути, небольшая поверхность лёгких для газообмена, отсутствие грудной клетки являются причинами незначительной эффективности дыхания. В проглатывании пищи участвуют глазные яблоки. Примитивность амфибий как наземных животных особенно чётко проявляется в том, что их яйца не имеют защитных оболочек и не могут развиваться вне воды. Развитие происходит с превращением личинки, живущей в воде, во взрослое животное, которое обитает на суше. Итак, амфибии отливаются несовершенством приспособленности к условиям суши, что ограничивает их количество и возможности распространения, перемещения и ориентирования на суше. Как классифицируют амфибий? Современные амфибии являются наименьшей по количеству видов группой позвоночных животных. Их делят на три отряда: Хвостатые, Бесхвостые и Безногие. Хвостатые - группа земноводных с удлинённым телом, у которых хорошо выражен хвостовой отдел и, в основном, одинаковые конечности. 117 s X (U s m a. Ю о о X Ил. 106. Тритон горный Это примитивная группа амфибий, они больше похожи на древних земноводных. Существует около *350 видов хвостатых амфибий, распространённых преимущественно в Северном полушарии. У отдельных представите.дей отряда наблюдается размножение на личиночной стадии (неотения). К отряду относятся саламандры, тритоны, протеи, сирены, амбистомы и др. По всей территории Украины встречаются тритон обыкновенный, тритон гребенчатый, а такие виды, как тритон карпатский, тритон альпийский и саламандра пятнистая распространены только в Карпатах. Крупнейший представитель группы - гигантская (исполинская) саламандра, которая обитает в Китае и Японии, и д*ина тела достигает 1,5 м. Бесхвостые - группа земноводных с коротким телом, у которых хвостовой отдел не выражен, задние конечности развиты гораздо лучше передних, часто имеют плавательные перепонки между пальцами. Существует около 3 500 видов бесхвостых амфибий. Хвост есть только у головастиков, а хвостовые позвонки, оставшиеся у взрослых, слились в палочковидную кость (уростиль). Бесхвостые земноводные имеют и другие особенности: ограниченное количество позвонков (обычно 9), удлинённые тазовые кости, барабанную полость и барабанную перепонку. Распространены бесхвостые во всех географических зонах, кроме полярных областей (травяная лягушка живёт и за Полярным кругом) и безводных пустынь. Большинство бесхвостых земноводных обитает в тропической Америке. К отряду относятся лягушки (остромордая, озёрная, травяная, голиаф), жабы (зелёная, обыкновенная, камышовая), квакши, жерлянки (желтобрюхая, краснобрюхая) и др. Крупнейшими представителями бесхвостых амфибий являются лягушка-голиаф (масса 3,2 кг, длина 32 см) и жаба Бломберга (при массе 2,0-2,5 кг она имеет длину 25 см). Безногие - группа земноводных с червеобразным удлинённым телом, которое имеет кольцеобразные перехваты и лишено конечностей и хвоста. Насчитывает отряд около 170 видов, распространённых преимущественно в Южной Америке, тропической Африке и Южной Ил. 107. Саламандра исполинская Ил. 108.1 - рыбозмей цейлонский; 2 - лягушка озёрная; 3 - лягушка-голиаф Азии. Большинство безногих амфибий ведёт подземный образ жизни, роя ходы во влажной почве и растительной подстилке. Яйца развиваются вне воды, лишь последняя стадия личинки связана с водной средой, у многих - живорождение. К отряду относятся чврвяги кольчатые, червяги голубые, рыбозмей цейлонский и др. Каково значение амфибий в природе и жизни человека? В умеренных широтах земноводные не многочисленны, поэтому их роль в природе невелика. Ими питаются хищные позвоночные - рыбы, змеи, птицы, млекопитающие, и они сами уничтожают немало беспозвоночных и мелких позвоночных, регулируя тем самым численность видов. Значение амфибий для человека заключается прежде всего в том, что они поедают многих вредных беспозвоночных: моллюсков, насекомых и их личинок. Среди хвостатых земноводных Украины полезным является тритон обыкновенный, численность которого достаточно велика. В его пищевом рационе преобладают комары. Краснобрюхая жерлянка, которая в отличие от желтобрюхой более распространена на равнинных местностях, поедает врагов рыб (личинок стрекоз, водяных клопов, плавунцов). Жаба серая и жаба зелёная, которая отличается «пением», похожим на птичье, активно уничтожают насекомых с неприятным запахом и вкусом, которых не едят птицы. Польза амфибий также состоит в том, что они проявляют активность в ночное время, когда другие хищники не охотятся. Ил. 109.1 - жерлянка краснобрюхая; 2 - жаба зелёная; 3 - тритон гребенчатый В некоторых странах население использует в пищу мясо лягушек и саламандр (например, исполинской саламандры, остромордой лягушки). Лягушки и тритоны являются объектами медико-биологических исследований для изучения процессов возбудимости, развития. Особенно учёных заинтересовала чрезвычайная способность к регенерации у тритонов; у них восстанавливаются не только конечности, хвост, но и лёгкие, спинной мозг, кишечник. У этих животных не существует проблемы отторжения пересаженных органов. Отдельные виды амфибий служат источником получения ядов (батрохотоксин от древолазов, буфотоксин от жаб, саламандротоксин от саламандр), которые используют для изготовления лекарств. Ныне особое внимание учёных во время исследований привлекают яды, способные снижать кровяное давление у человека, расширять сосуды, возбуждать дыхательные движения и кровообращение, губительно действовать на гельминтов, ускорять заживление ран и лечить опухолевые болезни. Некоторые виды амфибий могут наносить вред: они переносят опасные заболевания (туляремию), поедают мальков рыб. S Z о» у го X fn S ф а VO о 0 1 го о. \о S -е- г < Гч «N V01 о s а ю о о X Земноводные играют заметную роль в природе и жизни человека. В Красную книгу Украины занесено 5 видов амфибий: тритон карпатский, тритон альпийский, саламандра пятнистая, жаба камышовая, лягушка прыткая. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Учимся познавать Сравните внешнее строение окуня речного и лягушки озёрной с помош;ью таблицы, определите особенности и сформулируйте вывод о причинах различий. Признак Окунь речной Лягушка озёрная I Отделы тела ■ Форма тела Конечности Орган зрения 1 Орган слуха 1 Покровы i Ил. 110. 1 - окунь речной; 2 - лягушка озёрная Биология + Техника Глаз лягушки имеет интересную особенность -он видит только те предметы, которые движутся. На основе изучения строения и функционирования глаза лягушки бионики создали прибор ретинатрон, который на аэродромах вместе с радиолокаторами позволяет хорошо различать движущиеся объекты (самолёты), следить за ними. Какие же особенности глаза лягушки позволяют ей видеть движущиеся предметы? Биология + Наука На Земле есть памятники лягушке, созданные в знак благодарности и признания её значения в медицинских, физиологических и фармакологических исследованиях. Один из памятников построен на территории Парижского университета ещё в XIX в. (см. ил.), а второй воздвигнут в Токио на средства студентов-медиков в честь миллионной лягушки, которая была использована для нужд медицины. Какие же важные открытия в биологии были сделаны благодаря исследованиям лягушек и других амфибий? РЕЗУЛЬТАТ Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Назовите основные систематические группы амфибий. 2. Приведите примеры хвостатых амфибий. 3. Назовите особенности бесхвостых амфибий. 4. Приведите примеры безногих амфибий. 7-9 5. Назовите амфибий, распространённых в Украине. 6. Назовите амфибий Красной книги Украины. 7. Как классифицируют амфибий? 8. Какова роль амфибий в природе? 9. Каково значение амфибий для человека? 10-12 10. Какие особенности внешнего строения амфибий отличают их от рыб? Пресмыкающиеся, или рептилии, ~ это первые позвоночные животные, которые получили НЕЗАВИСИМОСТЬ от водной среды. От автора учебника §28. РЕПТИЛИИ, ИХ ОСОБЕННОСТИ______________________________ Основные понятия и ключевые термины: РЕПТИЛИИ. Грудная клетка. Кора больших полушарий. Яйцевые оболочки. Вспомните! Что такое кожа, яйцо и лёгкие? Подумайте Ил. 111. М. Эшер. Рептилии Мариуц Эшер (1898-1972) - нидерландский художник-график, известный своими работами, в которых искусно исследовал понятия мозаики, бесконечности и симметрии. На одной из его известных литографий изображены животные, которые двигаются по кругу и переходят из объёмного изображения в плоскостное. Почему эта картина получила название «Рептилии», а не «Амфибии» или «Латимерия»? СОДЕРЖАНИЕ . Какие животные ОТНОСЯТСЯ К рептилиям? ' '.^3 РЕПТИЛИИ (лат. «рептилис» - по.гзающий), или пресмыкающиеся, - это хордовые позвоночные холоднокровные животные, приспособленные к наземно.чу образу жизни. Существует почти 8 тысяч видов рептилий (в Украине - 21), среди которых ящерицы, змеи, черепахи, крокодилы и другие животные. Происхождение пресмыкающихся связано с рядом прогрессивных признаков, которыми являются: 1) появление яйцевых оболочек', 2) появление грудной клетки; 3) ра.звитие пятипалых конечностей; 4) развитие на поверхности тела роговых чешуек; 5) появление коры полушарий большого мозга. Размножение рептилий с помощью яиц с защитными оболочками освободило их от необходимости возвращаться в воду - они стали настоящими наземными животными. Ороговение кожи и потеря кожей дыхательной функции сделали рептилий независимыми от уровня влажности среды обитания. Ороговевшая кожа помогла рептилиям освоить почву и морскую воду - места обитания, которые были недоступны для амфибий. Кроме того, усложнение строения лёгких и развитие конечностей увеличили подвижность рептилий. Всё это способствовало тому, что места обитания рептилий более разнообразны, чем амфибий и рыб. Пресмыкающиеся приспособлены к жизни в разных условиях на всех материках, кроме Антарктиды. За Полярным кругом попадались только два вида - гадюка обыкновенная ,. ,, ^ , Ил. 112. 1 - ящерица прыт- и ящерица живородящая. Пресмыкающиеся, расселившись по всем рептилия; 2 - морская зелё-климатическим областям земного шара, за ная, или суповая, черепаха о X X ф \о о S S с S н с ш Q. 00 гм п I ь о ш S ф S m га а Ю О 0 1 исключением приполярных, увеличили разнообразие жизненных форм. Среди рептилий есть наземные, водные, подземные, древесные формы. Большинство видов рептилий ведёт наземный образ жизни. Это сухопутные черепахи, змеи, ящерицы. Некоторые из рептилий за вре.чя исторического развития перешли к существованию в пресных водоёмах и даже в морях. Это вторичноводные животные, такие как; крокодилы, морские черепахи и морские змеи. Существуют рептилии, которые ведут подземный образ жизни (австралийские змееящерицы). Типичными древесными формами являются хамелеоны. Их конечности с двумя пальцами и цепкий хвост помогают передвигаться по веткам. Интересными представителями этой группы являются зеленокровные сцинки -единственная группа позвоночных, кровь которых имеет зелёный цвет из-за высокого содержания жёлчного пигмента биливердина. Среди рептилий встречаются даже летающие формы. Так, у летающих драконов, летающей синехвостой ящерицы, райской древесной змеи есть приспособ.ление для планирования с дерева на дерево. Итак, рептилии - это первые настоящие наземные позвоночные животные, которые живут во многих местах обитания и имеют разные жизненные формы. Каковы особенности строения рептилий? Тело пресмыкающихся состоит из головы, туловища и хвоста. В отличие от -амфибий они имеют шею, которая увеличивает подвижность головы. На голове расположены органы чувств. Наиболее развиты глаза, которые прикрыты тремя веками, имеют слёзные железы и разли- ^ чают цвета. Ноздри ведут в увеличенный обонятельный отдел, поэтому обоняние у рептилий развито лучше, чем у амфибий. Органом осязания и восприятия запахов является язык (ил. 113) (3) - важнейший орган чувств для змей. У многих рептилий в ротовой полости находится ядовитый аппарат, имеющий ядовитые зубы (2) и ядовитую железу (1). Конечности расположены по бокам туловища, вследствие чего тело, перемещаясь, касается земли. Вот почему название этой группы рептилий происходит от латинского слова «reptilios» - «ползающие». У многих видов (безногие ящерицы, змеи, ужи) конечностей нет или они небольшие и не заметны. Хвост также является важной частью тела рептилий. У крокодилов, морских змей он используется для плавания, у хамелеонов, сцинков - помогает лазить по деревьям, а для пустынных ящериц является местом запасания жиров. Кожа рептилий сухая, почти не имеет желёз. Она покрыта роговыми чешуйками, щитками или пластинками - производными покровного эпителия. Такие покровы защищают животных от повреждений и 1ТЬтерь влаги, что очень важно для существования в засушливых условиях. Плотный покров мешает росту пресмыкающихся, поэтому рост сопровождается периодической линькой, которая может происходить несколько раз в год. В коже рептилий часто содержатся специальные клетки с пигментами - хроматофоры, благодаря которым пресмыкающиеся (например, хамелеоны) способны изменять окраску своего тела. Ил. 113. Голова змеи Итак, внешнее строение рептилий имеет определённые особенности, связанные с приспособленностью к жизни на суше. Каковы особенности образа жизни рептилий? Важной особенностью рептилий является переход полностью на лёгочное дыхание. В связи с этим у них есть грудная клетка, которая осуществляет быстрый газообмен. Органы и ткани рептилий хорошо снабжаются кислородом благодаря наличию малого и большого кругов кровообращения и трёхкамерного сердца с неполной перегородкой между желудочками. Но всё же кровь в них смешивается, и поэтому рептилии являются холоднокровными. А это значит, что обмен веществ у них зависит от температуры среды. В тех районах Земли, где тёплые сезоны сменяются холодными, рептилии способны впадать в оцепенение. При этом обмен веществ резко замедляется, а резервы организма используются медленно и экономно. Известно, что на суше двигаться труднее, чем в воде из-за бо.1ьшего влияния силы тяжести. Поэтому у рептилий крепкий скелет и хорошо развиты мышцы. Кроме того, у них подвижно соединение черепа с позвоночником, в котором пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. Это обеспечивает повороты головы во все стороны, создаёт возможность прочного присоединения конечностей к осевому скелету, что облегчает охоту и защиту от врагов. Усложне- V ние организма и увеличение его подвижности привело к формированию у рептилий более сложной нервной системы, чем у амфибий. У них появляется кора больших полушарий головного мозга (отвечает за приобретённое поведение) и хорошо развит мозжечок (координирует движения животного). Жизнь на суше повлияла также на размножение и развитие. Сами органы размножения - яичники и семенники - у пресмыкающихся мало отличаются от таких же у земноводных. Изменения в яичниках связаны только с большими размерами яиц, которые существенно отличаются от икры амфибий. Строение яйца рептилий является важной особенностью для их существования на суше. В яйце есть яйцевые оболочки - желтковая, белковая и пергаментная (ящерицы, змеи) или известковая (черепахи, крокодилы). Желтковая оболочка содержит запас питательных веществ для развития зародыша, белковая оболочка является источником воды, а внешняя оболочка защищает от высыхания и неблагоприятных воздействий. Таким образом, благодаря увеличению запасов питательных веществ в яйце, появлению зародышевых и яйцевых обо.лочек стало возможным развитие рептилий вне водной среды и без личиночной стадии. Поэтому развитие рептилий прямое, и даже у тех видов, которые обитают в воде. Ил. 114. Яйцо черепахи 0 1 Z ф ю о U о S S с; 5 н с о; Q. 06 ГМ 2 I ь o ш s 36 О) s гл ГО а VO о 0 1 го S >5; Итак, важнейшими биологическими особенностями рептилий, связанными с их приспособленностью к жизни на суше, является переход на лёгочное дыхание, увеличение подвижности тела и размножение с помощью яиц, имеющих оболочки. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Учимся познавать Определите особенности внешнего строения рептилий, связанные с их приспособленностью к наземной среде. 1. Рассмотрите внешний вид ящерицы. Определите форму и отделы тела. Какое значение для ящерицы имеет такое внешнее строение тела? 2. Рассмотрите конечности ящерицы. Какое строение и расположение имеют конечности? 3. Исследуйте органы чувств ящерицы. Каковы особенности органов чувств у рептилий? 4. Обратите внимание на кожу ящерицы. Какие особенности и значение кожи для рептилий? 5. Определите названия обозначенных на рисунке основных элементов внешнего строения ящерицы. 6. Сформулируйте вывод, в котором обоснуйте особенности внешнего строения рептилий, связанные с их приспособленностью к наземной среде. Биология -г Физика Интересный орган чувств обнаружен у ямкоголовых, или гремучих, змей, распространённых преимущественно на территории США и Мексики. У них перед глазами есть углубление с очень чувствительными терморецепторами, которые воспринимают изменения температуры и определяют источник тепла. Размер этого органа - всего несколько миллиметров, однако он очень важен для жизни змей. Кроме ямкоголовых змей эти органы чувств обнаружены у питонов и удавов на губах, у африканской и персидской змей над ноздрями. Что же такое термолокация и какое значение она имеет для змей? Ил. 115. Гремучая змея РЕЗУЛЬТАТ Оценка Вопросы для самоконтроля ■ 1-6 1. Кто такие рептилии? 2. Приведите примеры рептилий. 3. Назовите основные жизненные формы рептилий. 4. Назовите отделы тела рептилий. 5. Как дышат рептилии? 6. Как размножаются рептилии? . 7-9 7. Каких животных относят к рептилиям? 8. Каковы особенности строения рептилий? 8. Каковы особенности образа жизни рептилий? 10-12 10. Какие особенности внешнего строения имеют рептилии в связи с их приспособленностью к жизни на суше? ? * Революционным моментом в жизни пресмыкающихся, что позволил им выйти на сушу, было появление первого яйца, покрытого прочной скорлупой. «В мире приватных» § 29. РЕПТИЛИИ, ИХ РАЗНООБРАЗИЕ И ЗНАЧЕНИЕ _______________ Основные понятия и ключевые термины: РЕПТИЛИИ. Чешуйчатые. Черепахи. Крокодилы. Вспомните! Кто такие рептилии? ■ ‘з' Знакомьтесь ^ Рептилии Ил. 116. Разнообразие динозавров .z} гептилии были господствующими животными в мезозойскую эру, в которой выделяют три периода: триасовый, юрский и меловой. Древние рептилии заселили сушу, водоёмы, освоили воздушную среду. Крупнейшими и наиболее распространёнными рептилиями того времени были динозавры. СОДЕРЖАНИЕ ' ^ J Каковы основные группы рептилий? До наших дней из многочисленной когда-то группы рептилий дожили представители таких рядов, как Чешуйчатые, Черепахи и Крокодилы. Чешуйчатые - группа пресмыкающихся, у которых на поверхности тела имеются роговые чешуйки и щитки. Это самая многочисленная и процветающая группа рептилий, живущих почти везде на суше, отдельные виды - в пресных водоёмах (анаконда, водяные ужи) и морях (морские змеи). К отряду Чешуйчатые относятся хамелеоны. ящерицы и змеи. Хамелеоны - это рептилии, туловище которых сильно сжато с боков, у них короткая шея, пальцы цохожи на клешни и цепкий хвост. Язык длинный, способен далеко высовываться для захвата добычи. Глаза большие, с толстыми сросшимися веками и маленьким отверстием для зрачка. Движения глаз независимы друг от друга. Окраска тела может быстро изменяться. Обитают хамелеоны главным образом в Африке и на Мадагаскаре, где приспособились к жизни на деревьях. Крупнейшими по размеру явля-■^ся хамелеон Парсона и хамелеон мадагаскарский гигантский (около 70 см в длину), хамелеон обыкновенный (длинна тела -25-30 см), а самым маленьким является хамелеон брукезия малая (до 1,2 см). Ил. 117. Представители рептилий: 1 - хамелеон Джексона; 2 - веретеница ломкая 01 S X ш 7 т X S й) S а \о о о X X S с; S f- С О» Q. 09 1^ую роль в природе и жизни человека. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Самостоятельная работа с иллюстрациями 1. Рассмотрите зуб и определите его основные части. Обратите внимание на то, чем покрыты части зуба. Отметьте на рисунке элементы строения зуба: 1 - коронка; 2 - шейка; 3 - корень; 4 - эмаль; 5 - дентин; 6 - цемент; 7 - пульпа. 2. Рассмотрите в черепе собаки основные группы зубов. Сравните резцы, клыки, малые и больщие коренные зубы и установите различия. Какова причина этих различий? 3. Сравните зубную систему бобра, волка, лошади. Установите особенности и определите причину их формирования. 4. Сформулируйте выводы, обоснуйте взаимосвязь между строением зубов и их функциями. Мини-проект «Зубы млекопитающих» Что такое зубы? Какие ткани их образуют? Сколько зубов может быть у животных? На эти и другие вопросы вы сможете ответить, если выполните мини-проект. РЕЗУЛЬТАТ Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Что такое зубы млекопитающих? 2. Что такое матка? 3. Что такое плацента? 4. Назовите основные группы млекопитающих. 5. Приведите примеры отрядов млекопитающих. 6. Назовите млекопитающих, занесённых в Красную книгу Украины. 7-9 7. Как классифицируют млекопитающих? 8. Чем Первозвери отличаются от Настоящих зверей? 9. Каково значение млекопитающих в природе и жизни человека? 10-12 10. Каково строение зубов у млекопитающих? Ф S ГО а VO о о X го ГО а X S QJ S в Q го н S с о X ф Q ГО го иг> 145 X Z X 5 ш s 56 0^ s Q. VO 8 X S Жизненные функции животных осуществляют более сложные по строению органы и системы органов. Основы системной биологои Обобщение темы «Разнообразие животных»_______________ Настоящие многоклеточные животные (имеют настоящие ткани, органы и системы органов) Радиально-симметричные (имеют радиальную симметрию тела и два зародышевых листка в эмбриональном развитии) Кишечнополостные Двусторонне-симметричные (имеют двустороннюю симметрию тела и три зародышевых листка в эмбриональном развитии) Кольчатые черви. Членистоногие. Моллюски. Хордовые Таблица 11. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ГРУПП ЖИВОТНЫХ 146 Пруппа Определяющие особенности Рамообрамм 6 Радиально-симметричные двухслойные Стрекающие (Книдарии) о 2 животные, у которых: (гидры, медузы, актинии. 3" Н 1) кишечная полость; кораллы) 1 § 2) хищный образ жизни; Гребневики 3) хорошо развита регенерация (венерин пояс, берое) •и 2 > Двусторонне-симметричные трёхслойные Многощетинковые черви сегментированные животные, у которых: (нереис, пескожил, серпула) п ш 1) тело делится на кольца; Малощетинковые черви 5 ^ 2) имеется кожно-мышечный мешок; (дождевые черви, трубочники) О 3) вторичная полость тела Пиявки (медицинская, рыбья пиявки) Ф Двусторонне-симметричные трёхслойные Ракообразные (дафнии, ци- сегментированные животные, у которых: клопы, мокрицы, раки, крабы. I 1) членистые конечности; омары) н U 2) хитиновый экзоскелет; Паукообразные (пауки, клещи. X 3) разделение тела на голову, туловище и скорпионы, сольпуги, сенокосцы) с; брюшко; Насекомые (жуки, бабочки, мухи. 4) смешанная полость тела пчёлы, блохи, термиты, клопы) Двусторонне-симметричные трёхслой- Брюхоногие (улитка виноград- S ные несегментированные животные, у ная, слизняки, рапана) и которых: Двустворчатые (беззубка реч- 1) раковина и мантия; ная, мидии, устрицы, тридакна) о 2) разделение тела на голову, туловище и Головоногие (осьминоги. ногу; 3) вторичная полость тела кальмары, каракатицы) 1 Двусторонне-симметричные трёхслойные Бесчерепные (ланцетники) ^ ф Z животные, у которых; Черепные (хрящевые рыбы, | ш О 1) хорда; лучепёрые рыбы, амфибии, i S 2) нервная трубка; рептилии, птицы, млекопитаю- X 3) жаберные щели в глотке; щие) 1 а. 4) вторичная полость тела Животные благодаря гетеротрофному питанию и активному перемещению стали самой многочисленной группой организмов нашей планеты, сумевшей приспособиться к жизни в различных условиях существования. Разнообразие животных организмов изучает систематика животных. 1 Практическая работа № 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ВНЕШНЕГО СТРОЕНИЯ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ В СВЯЗИ С ПРИСПОСОБЛЕННОСТЬЮ К РАЗЛИЧНЫМ УСЛОВИЯМ СУЩЕСТВОВАНИЯ Цель; определить черты приспособленности позвоночных животных к различным условиям жизни; закрепить знания о существенных признаках рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Оборудование: иллюстрации (коллекции, фотографии) и краткое описание отдельных позвоночных животных, распространённых в Украине и своей местности. Ход работы 1. Карась обыкновенный - рыба из отряда карпообразных. Живёт в водоёмах со стоячей водой и заиленным дном. Рассмотрите животное, обратите внимание на покровы, плавники и форму тела. Определите несколько черт приспособленности строения карпа к водным условиям жизни. 2. Жаба обыкновенная, или серая, - вид бесхвостых амфибий. С водоёмами связана только в сезон размножения, остальное время живёт поблизости. Рассмотрите животное, обратите внимание на покровы, конечности и форму тела. Определите несколько черт приспособленности строения жабы к наземноводным условиям жизни. 3. Ящерица прыткая - вид рептилий из отряда Чешуйчатые. Представители проживающих в сухих местах суши, быстро бегают. Рассмотрите животное, обратите внимание на покровы, конечности и форму тела. Определите несколько черт приспособленности строения ящерицы к наземным условиям жизни. 4. Воробей домовой - вид птиц из отряда Воробьинообразные. Ведёт оседлый образ жизни. Питается растительной пищей, лишь весной -частично насекомыми, которыми выкармливает птенцов. Рассмотрите животное, обратите внимание на покровы, клюв, конечности и форму тела. Определите несколько черт приспособленности строения воробья к наземновоздушным условиям жизни. 5. Лисица обыкновенная - вид млекопитающих из отряда Хищные. Окраска и размеры лисиц отличаются большой изменчивостью. Рассмотрите животное, обратите внимание на покровы, конечности и форму тела. Опреде-тите несколько черт приспособленности строения лисицы к разнообразным наземным условиям жизни. 6. Заполните таблицу. Таблица 12. ЧЕРТЫ ПРИСПОСОБЛЕННОСТИ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ К УСЛОВИЯМ ЖИЗНИ 2 I н О ш S ф S о, '8 0 1 2 S Ф ь- Ф S Z ф 3“ ю о NO о Название вида Условия жизни Черты приспособленности 7. Оформите отчёт или итоги практической работы. 147 Самоконтроль знаний Тест-сопоставление 2. «РАЗНООБРАЗИЕ ЖИВОТНЫХ» 1. Сопоставьте названия животных с их средой обитания: 1 Гидра пресноводная К Наземно-воздушная 2 Червь дождевой М Водная 3 Паук-крестовик А Почвенная 4 Аскарида человеческая О Живые организмы 1 2 3 i 4 . 1 При правильном сопоставлении получите название акулы, описанной Э. Хемингуэем: «Это была очень большая акула, её строение позволяло плыть также быстрс как плавают быстрые морские рыбы, и всё в ней было красиво, кроме пасти. Спина -такая же голубая, как у меч-рыбы, брюхо - серебристое, а кожа гладкая и блестящая По строению она похожа на меч-рыбу, если не считать огромных челюстей...» рик и море »). 2. 1 2 3 4 5 б Из предложенного перечня выберите основные систематические категории животных, расположите их в порядке усложнения и получите общее название систематических категорий: а - род; д - порядок; к - семейство; н - тип в - класс; с - отряд; т - вид; р - отдел. Сопоставьте названные группы беспозвоночных животных с их определяющими особенноаями и получите название 1 2 3 4 рыбы, которую в Средиземном море называют спето, в Австралии - динго, на Кубе - никуда, в США - морским тигром, и везде - морская щука, или...: 1 Кишечнополостные Б Диффузная нервная система К Голова, грудь, брюшко 2 Кольчатые черви Р Замкнутая кровеносная система В Хитиновый экзоскелет 3 Членистоногие А, Радиальная симметрия Аз Мантия, раковина ^ 4 Моллюски Д Голова, туловище, нога Aj Кожно-мышечный мешок | 4. Сопоставьте названные типы беспозвоночных животных с их классами и получите на- 1 2 3 4 звание типа взаимосвязей между особями одного или разных видов. 1 Кишечнополостные 2 Кольчатые черви 3 Членистоногие 4 Моллюски К Стрекающие Н Многощетинковые Р Ракообразные Ц Брюхоногие Е Паукообразные О Гребневики И Двустворчатые К Малощетинковые У Пиявки Я Головоногие Н Насекомые 5. Сопоставьте группы позвоночных животных с особенностями их покровов и получите название птицы Украины, выполняющей роль «полицейского лесов». 1 Рыбы 2 Ам^бии 3 Рептилии 4 Птицы 5 Млекопи- тающие О Кожа голая с многочисленными многоклеточными слизистыми железами Й Кожа сухая с роговыми чешуйками, пластинками, щитками К Кожа тонкая сухая с перьевым покровом С Кожа с чешуёй и многочисленными одноклеточными слизистыми железами А Кожа с волосяным покровом и кожными железами Тема 2 ПРОЦЕССЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЖИВОТНЫХ Благодаря питанию животные получают с пищей вещества и энергию, необходимые для жизни. От автора учебника §34. ПИТАНИЕ ЖИВОТНЫХ Основные понятия и ключевые термины: ПИТАНИЕ ЖИВОТНЫХ. Гетеротрофы. Вспомните! Какие процессы жизнедеятельности животных вы знаете? sC II Подумайте Все живые организмы в зависимости от того, какая пища им необходима, можно разделить на две большие группы. Одни из них обладают удивительной способностью обеспечивать себя пищей из простых неорганических соединений, а другие могут жить лишь получая готовую пищу из внешней среды. О каких двух группах организмов идёт речь? ^ СОДЕРЖАНИЕ ^ - Каковы особенности обмена веществ гетеротрофного организма? ПИТАНИЕ ЖИВОТНЫХ - это процесс поступления в организм готовых органических веществ, которые являются источником энергии и строительного материала для синтеза собственных органических веществ. Такое питания называют гетеротрофным, а организмы с таким питанием - гетеротрофами. Животные являются типичными гетеротрофами, как грибы и большинство бактерий. В отличие от ге-теротрофов автотрофные организмы - растения, цианобактерии и фотосинтезирующие бактерии - способны из углекислого газа и воды создавать для себя органические вещества. Но гетеротрофное питание свойственно и растениям. Чтобы понять это утверждение, вспомним, на каких почвах лучше растут растения. Конечно, на почвах с повышенным содержанием органики. С помощью корней растения поглощают не только минеральные, но и органические вещества, как это делают животные и грибы. В растительном мире встречаются насекомоядные растения, или растения-хищники. Росянка, жирянка, непентес, венерина мухоловка и другие, как и животные, способны ловить и переваривать добычу, впитывать и усваивать органические вещества из своих жертв, А ещё есть растения-паразиты (петров крест, заразиха). 149 i тЛ ос ф г 1 fO s 2 и и ф о a с ,4 ISO i-ri растения-сапрофиты (гнездовка обыкновенная, подъельник обыкновенный), питание которых также гетеротрофное. Возникает вопрос: чем гетеротрофное питание животных отличается от гетеротрофного питания растений? Ответ на этот вопрос зависит от того, что является источником энергии для образования органических веществ. Гетеротрофные животные организмы поглощают энергию, которая высвобождается при окислении готовых органических веществ - углеводов, жиров, белков. Эти же соединения служат для них и источником строительного материала, используемого для восстановления и образования новых клеток и тканей. А для гетеротрофных растительных организмов источником энергии является Солнце, которое обеспечивает их или растения, на которых они паразитируют, или остатки которых используют, светом для осуществления реакций фотосинтеза. Именно этот процесс и является основой отличий гетеротрофного питания растений и животных. Итак, обмен веществ гетеротрофного животного организма связан с энергией, высвобождающейся при расщепленнии готовых органических соединений, в отличие от обмена веществ у растений, который зависит от энергии Солнца. Каковы источники пищи у животных? Готовые органические вещества могут поступать в животный организм из внешней среды с пищей {экзогенное питание) или из запасов самого организма {эндогенное питание). Эндогенное питание особенно хорошо развито у животных, живущих в неблагоприятных условиях. Они способны накапливать запасы питательных веществ в определённых тканях и органах. Например, медведи накапливают значительные запасы жира в подкожной клетчатке, тушканчики - в основании хвоста, верблюды - в одном или двух горбах. В животном мире есть два пути экзогенного питания. При первом питательные вещества поступают в организм в растворённом состоянии путём всасывания через поверхность тела. Такое питание наблюдаем у паразитических червей (эхинококка, цепней), вестиментифер, многощетинковых помпейских червей и др. Как правило, эти животные не имеют пищеварительной системы. Второй путь - это поступление питательных веществ в составе твёрдой непереваренной пищи в организм через пищеварительную систему. Такое питание свойственно большинству животных. После того как пища попала в организм животного, происходит её переваривание и расщепление сложных питательных веществ на простые. Такие соединения всасываются, поступают в кровь или гемолимфу и транспортируются к живым клеткам, где и происходит их преобразование. Существует два основных типа таких превращений: 1) создание собственных веществ организма; 2) расщепление сложных веществ с высвобождением энергии, необходимой для жизни. В результате этих преобразований из клеток организма выводятся продукты обмена (СОг, НгО и др.). Итак, в зависимости от источника получения готовых органических веществ выделяют экзогенное и эндогенное питание. Способы литания животных I. Питание свободноживу-щих животных: 1. Фитофагия 2. Зоофагия 3. Микрофагия 4. Бактериофагия II. Сапротрофное питание II. Симбиотрофное питание Каковы способы питания у животных? Основным источником пищи для многих животных могут быть различные растения: водоросли - для растительноядных рыб, листья деревьев - для жуков-листоедов, кора деревьев - для бобров, семена и плоды — для птиц и млекопитающих и пр. Эта пища легкодоступна, её достаточно, но единственной проблемой для животных является сложность переваривания из-за высокого содержания целлюлозы. Растительноядные животные часто питаются определённым видом растительной пищи. Например, сумчатый медведь Австралии - коала - поедает листья некоторых видов эвкалиптов, а тли, комары, клопы питаются только соками растений. Всех растительноядных животных называют фитофагами. Для многих животных пищей служат другие животные. Эта пища высокопитательна, но её не так легко получить. Львы, тигры, гепарды и другие хищные животные тратят много энергии на то, чтобы догнать, поймать, победить и убить свою добычу. Хищники специализируются на животной пище, и это отражено в их названиях: птица-пчелоедка, тюлень-крабоед, змея-яйцеед, ястреб-осоед и другие. Есть среди этой группы животных и такие, которые используют питательные веществами жертв, не убивая их. Например, пиявки, вампиры, постельные клопы являются кровососущими видами. Всех животных, которые питаются животной пищей, называют зоофагами. Есть среди животных микофагы - виды, которые питаются грибами (личинки комаров, почвенных клещей), и бактериофаги - виды, употребляющие бактерий (почвенные нематоды, глубоководные черви). Все вышеназванные способы питания характерны для свободноживу-щих животных, имеющих различные приспособления для самостоятельного получения пищи. Наиболее распространёнными из них являются фильтровальные реснички мидий, фильтровальные щетинки дафний, язык с тёркой у брюхоногих моллюсков, щупальца кишечнополостных и головоногих моллюсков, ротовые органы членистоногих, клюв и когти птиц, клыки и конечности с когтями у млекопитающих и т. п. Источником питательных веществ для отдельных животных служат отмершие остатки растений и животных. В природе такие организмы являются «санитарами мест обитания», а в науке их называют сапротро-фами. К этой группе относятся существа, которые питаются мёртвой древесиной (личинки жуков), помётом животных (жуки-навозники), мёртвыми животными (жуки-могильщики, личинки мух), гниющими остатками организмов (дождевые черви, морские огурцы голотурии). Среди животных можно найти и таких, которые в своём питании сосуществуют с другими организмами. Их называют симбионтами, а их питание - симбиотрофным. В отличие от свободноживущих эти животные зависят не только от условий среды, но и друг от друга. Эта зависимость может быть выгодна одной стороне или быть взаимовыгодной, поэтому выделяют несколько разновидностей такого питания. Например, актиния, живущая на раковине рака-отшельника, питается остатками его пищи. Тараканы и термиты сосуществуют со X 2 X fe S £ О I- K et Or z m s 56 2 и a S' о Q. c s жгутиковыми животноподобными, которые живут в их кишечнике я питаются веществами их пищи. Аскарида человеческая в тонком кишечнике питается пищей человека, причиняя ему вред. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Учимся познавать Рассмотрите иллюстрации животных, сопоставьте их с видовыми названиями, определите способ питания каждого животного п укажите тип, к которому они относятся. Заполните таблицу. _ ч____ ^ , rh I Видовые названия изображённых на иллюстрациях животных: 1 - рак речной узкопалый; 2 - дикий голубь вяхирь; 3 — сосальщик печёночный; 4 - ёж белобрюхий; 5 - ласка обыкновенная; 6 - косуля европейская; 7 — сова ушастая; 8 — жук-навозник обыкновенный Таблица 13. РАЗНООБРАЗИЕ ПИТАНИЯ ЖИВОТНЫХ Видовое название Способ питания Систематическая принадлежность I Биология + Океанография Вестиментиферы - двухметровые черви с ярко-красными щупальцами, относящиеся к типу Погонофоры. Эти странные глубоководные животные живут на поверхности «чёрных курильщиков», где дав.чение составляет почти 260 атм и нет кислорода. Учёные утверждают: «У них нет рта, кишечника и лёгких, питаются они ав-тотрофно за счёт серобактерий-эндосимбионтов, населяющих их трофосому*. Что такое «чёрные курильщики»? Раскройте суть приведённого научного описания питания вестиментифер. ' РЕЗУЛЬТАТ Ил. 136. Вестиментиферы ^ 152 Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Кто такие гетеротрофные организмы? 2. Что такое гетеротрофное питание? 3. Назовите основные стадии питания животных. 4. Что является источником энергии при гетеротрофном питании животных? 5. Приведите примеры растительноядных животных. 6. Кто такие всеядные животные? 7-9 7. Каковы особенности обмена веществ гетеротрофного организма? 8. Каковы основные стадии питания животных? 9. Каковы источники пиши v животных? 10-12 10. Чем гетеротрофное питания животных отличается от гетеротрофного питания растений? Для того чтобы пища могла обеспечить организм необходимыми ему веществами и энергией, она должна быть преобразована в доступную для усвоения форму. Детсная знциклопедия «Аванта +» §35. ПИЩЕВАРЕНИЕ ЖИВОТНЫХ Основные понятия и ключевые термины: ПИЩЕВАРЕНИЕ ЖИВОТНЫХ. Ферменты. Пищеварительная система. Слепозамкнутая пищеварительная система. Сквозная пищеварительная система. Вспомните! Что такое питание животных? Подумайте И. П. Павлов (1849-1936), лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1904), сравнивал пищеварение с конвейерным химическим производством. Он писал: «Сырьё, поступающее на завод, проходит длинный ряд отделов, в которых претерпевает меха ническую и химическую обработку, и через бе.счис.ченные боковые ворота поступает в магазины тела. Кроме основной .чинии отделов есть ряд боковых фабрик, прои.чводящих реактивы для обработки сырья». Как вы понимаете такое сравнение выдающегося учёного? СОДЕРЖАНИЕ Основные этапы пищеварения 1. Механическая и химическая обработка пищи 2. Всасывание простых питательных соединений 3. Транспорт простых питательных соединений 4. Усвоение простых соединений Каковы основные этапы пищеварения животных? У животных пищеварение является начальным этапом обмена веществ. Во время пищеварения пища у большинства животных подвергается сначала механическому измельчению. Например, брюхоногие моллюски делают это с помощью языка с тёркой, позвоночные используют зубы, роговые челюсти, клюв. У животных, которые питаются жидкой пищей, в измельчении нет потребности. Например, комары, москиты, клопы, блохи, пиявки всасывают питательные жидкости с помощью колюще-сосущего ротового аппарата или мускулистой глотки. Далее измельчённая пища подвергается химическому расщеплению с помощью ферментов..Эти активные вещества образуются в пищеварительных железах и выделяются в пищеварительную систему. Благодаря ферментам сложные вещества, к которым относятся углеводы, жиры и белки, превращаются в простые соединения с небольшой молекулярной массой. Полученные простые вещества в таком виде уже могут проникать через стенки кишечника в кровь благодаря всасыванию. Затем эти вещества транспортируются к клеткам, проникают в них через клеточные мембраны и включаются в процессы образования собственных веществ и получения энергии для жизнедеятельности организма. 5. Удаление непереваренных остатков g I - Ml 153 Типы пищеварения животных Внеорганизменное II. Организменное 1. Внутриклеточное 2. Внеклеточное 3. Околоклеточное й 154 Итак, ПИЩЕВАРЕНИЕ ЖИВОТНЫХ - это совокупность процессов измельчения и расщепления пищи на простые вещества, которые могут всасываться и участвовать в обмене веществ. Какие существуют типы пищеварения? Пищеварение у большинства животных происходит внутри организма. Пища поступает в кишечную полость или пищеварительную систему, где и претерпевает изменения. У некоторых животных пищеварение начинается вне организма. Например, пауки с помощью хелицер с коготками вводят в тело жертвы яд, который превращает содержимое тела в жидкую массу. По тому, где происходит пищеварение, выделяют два его типа — внеорганизменное и организменное. Пищеварение внутри организма осуществляется с помощью ферментов, которые сосредоточиваются в клетках, на поверхности клеток или выделяются в полости органов пищеварения. По этому признаку различают три типа организменного пищеварения: внутриклеточное, внеклеточное и околоклеточное. Внутриклеточное пищеварение - древнейшее с эволюционной точки зрения. Оно происходит в клетке благодаря ферментам пищеварительных вакуолей. Этот вид пищеварения присущ всем животноподобным одноклеточным существам и низшим многоклеточным организмам. Например, у губок есть клетки-амёбоциты, осуществляющие захват частичек пищи, их переваривание и Ил. 137. Внутриклеточное транспортирование питательных веществ по пищеварение лейкоцитов телу. У кишечнополостных такое пищеварение происходит в пищеварительных клетках тела. В организмах многих беспозвоночных и позвоночных также встречаются подобные клетки, но они выполняют защитную функцию (фагоцитарные клетки червей, лейкоциты крови). Внеклеточное пищеварение (полостное) происходит под действием ферментов, секретируемых клетками (например, железистыми клетками кишечнополостных) или пищеварительными железами (например, слюнными, поджелудочной, печенью) в кишечную полость или полости органов пищеварения. Такой тип пищеварения впервые появился у кишечнополостных и характерен для червей, членистоногих, моллюсков и хордовых, то есть является наиболее распространённым. Возлекпеточное пищеварение (пристеночное) занимает промежуточное положение между внутри- и внеклеточным. Оно происходит благодаря действию ферментов, расположенных на мембранах клеток внутренней оболочки кишечника. Этот тип пищеварения имеет важное значение для деятельности пищеварительной системы позвоночных животных. Итак, у животных пищеварение происходит различными способами, которые различаются, как правило, местом прохождения. Каковы основные отделы и функции пищеварительной системы животных? ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА - совокупность анатомически объединённых органов, обеспечивающих преобра.ювание пищи и усвоение простых питательных веществ. Впервые пищеварительная полость, в которой осуществляется внеклеточное пищеварение, появляется у кищечнополостных. С внешней средой её объединяет лишь ротовое отверстие. Через него поступает пища и удаляются наружу непереваренные остатки. У гребневиков края ротового отверстия загибаются внутрь, образуя глотку, а у плоских червей уже есть слепой кишечник. То есть простым типом пищеварительной системы является слепо.замкнутая система, которая имеет ротовое отверстие, глотку и кишечник с выростами для диффузии питательных веществ. Но впоследствии в эволюции пищеварительной системы произошла настоящая революция - сформировалась сквозная пищеварительная система, характерная для моллюсков, членистоногих и хордовых. У большинства позвоночных животных сквозная пищеварительная система устроена подобным образом. Пищеварительная система представлена сплошной трубкой, которая соединяет ротовое отверстие с анальным, и в зависимости от функций и особенностей строения делится на три отдела: - передний отдел включает рот, ротовую полость, глотку, пищевод и желудок; основная функция этого отдела состоит в механической и начальной химической обработке пищи под действием ферментов слюнных и желудочных желёз; - средний отдел включает тонкую кишку с поджелудочной железой и печенью; основными функциями этого отдела являются завершающее переваривание пищи и всасывание питательных веществ в кровь и лимфу; - задний отдел состоит из толстого кишечника с прямой кишкой, в которой происходят формирование и выделение непереваренных остатков пищи, и анального отверстия. 8 9 Ил. 138. Слепозамкнутая пищеварительная система планарии: 1 - рот; 2 - глотка; 3 - кишечник 3 4 6 7 10 Ил. 139. А - общая схема строения сквозной пищеварительной системы (на примере млекопитающих); ^ - рот; 2 - ротовая полость; 3 - глотка; 4 - пищевод; 5 - желудок; 6 - печень; 7 - поджелудочная железа: 8 - тонкая кишка; 9 - толстая кишка; 10 - слепая кишка; 11 - прямая кишка; 12 - анус; Б - строение желудка жвачных животных; 1 - рубец; 2 - сетка; 3 - книжка; 4 - сычуг J I 0 1^ s )€ s и О X л с о/ 1“ к о S X S 01 f 8. л1 ...'i с S .о> \^- Однако у разных животных имеются некоторые различия в строении пищеварительной системы, связанные с особенностями питания. Например, у пиявок и пауков глотка мускулистая и выполняет всасывающую функцию. У нсивотных, питающихся мясом, кишечник короче, чем у травоядных. Для дополнительной механической обработки у раков желудок разделён на жевательный и цедильный отделы, у птиц - на мускульный и железистый, а у жвачных копытных животных - на четыре отдела. Итак, основными функциями пищеварительной системы являются механическое измельчение пищи, химическое расщепление, образование пищеварительных ферментов, всасывание, удаление непереваренных остатков. ^-4*1 ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ -J Учимся познавать Перед вами на иллюстрациях изображены домовая мышь (1) и африканский саванный слон (2). Масса мыши в среднем - 50 г, с,тона - 8000 кг. Масса корма, потребляемого слоном, равна 1% массы его тела, а суточный рацион мыши составляет 20% от её массы. Вычислите и сформулируйте вывод о том, КТО БОЛЬШЕ ЕСТ относительно размеров тела (слон или мышь) и почему. Объясните значение пищеварения для этих животных. Биология + Эволюция Сопоставьте группы позвоночных животных с особенностями их пищеварительной системы, определите основные направления услож-ненпя строения и функций пищеварительной системы позвоночных. 1 Рыбы А Отдельная дифференциация зубов, подвижный язык, слюнные железы с пищеварительными ферментами, клоака 2 Амфибии Б Отсутствие зубов, слюнные железы с пищеварительными фер- ментами, желудок из двух отделов, короткий кишечник, клоака 3 Рептилии в Однотипные зубы, язык без мышц, отсутствие слюнных желёз Г Зубы дифференцированы на группы, слюнные железы с пи- 4 Птицы щеварительными ферментами, желудок с пищеварительными железами и развитыми мышцами 5 Млекопитающие Д Мускулистый язык, слюна без ферментов, клоака i 4 Л 156 РЕЗУЛЬТАТ Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Что такое пищеварение животных? 2. Какие вещества называются ферментами? 3. Назовите основные типы пищеварения животных. 4. Назовите основные функции пищеварительной системы. 5. Какие два типа пищеварительных систем можно выделить у животных? 6. Назовите основные органы пищеварения животных. 7-9 7. Каковы основные этапы пищеварения животных? 8. Какие типы пищеварения выделяют у животных? 9. Каковы основные отделы пищеварительной системы животных и какие функции они выполняют? 10-12 10. На примере пищеварительной системы позвоночных докажите связь между усложнением строения и функций. 3 Жить - зто значит дышать. Жан Жак Руссо §36. ДЫХАНИЕ животных Основные понятия и ключевые термины: ДЫХАНИЕ ЖИВОТНЫХ. «Кожное» дыхание. Трахейное дыхание. Жаберное дыхание. Лёгочное дыхание. ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА. Вспомните! Какие органы дыхания есть у животных? Подумайте :L~ «Чтобы жить, нужно уметь где-то доставать кислород, а затем отправлять его в ка ждую живую к.яетку. Большинство организмов нашей Земли черпают этот газ из атмосферы или из воды, где он находится в растворённом состоянии», - писал Б.Ф. Сергеев в своей книге «Занимательная физиология*. А для чего нужен кислород живым организмам? Каково происхождение кислорода? 'ISi СОДЕРЖАНИЕ / $ ' ' ■ ' V Каково значение дыхания для высвобождения энергии в клетках животных? Целостный процесс дыхания у животных условно делят на три этапа: внешнее дыхание, транспортирование газов и внутреннее дыхание. Внешнее дыхание ещё называют газообменом, поскольку происходит обмен газов между организмом и внешней средой. Благодаря этому процессу животное получает кислород и избавляется от углекислого газа, который является конечным продуктом дыхания. Второй этап - транспортирование газов в организме. Это обеспечивают или специальные трубочки-трахеи, или жидкости внутри тела животных. В большинстве случаев такой жидкостью является кровь, содержащая гемоглобин. Это соединение связывается с кислородом и транспортирует его к клеткам, подобным способом освобождает клетки от углекислого газа. Внутреннее дыхание происходит уже в клетках. Простые питательные вещества (аминокислоты, жирные кислоты, простые углеводы) с помощью ферментов клетки расщепляются, при этом высвобождается необходимая для жизнедеятельности организма ЭНЕРГИЯ. И именно для этого нужен КИСЛОРОД. Основное значение дыхания заключается в высвобождении энергии из питательных веществ с помощью кислорода, который участвует в реакциях окисления. Заметим, что окисление питательных веществ во время внутреннего дыхания может происходить без участия кислорода с помощью других реакций, но тогда выход энергии будет незначительным. Такое дыхание называют анаэробным, а сами организмы - анаэробами. Анаэробное дыхание свойственно внутренним паразитам (сосальщикам, цепням, аскаридам), глубоководным червям. Большинство животных в своём дыхании используют кислород атмосферного воздуха или кислород, растворённый в воде; их называют аэробными, а дыхание - аэробным. 157 Итак, ДЫХАНИЕ ЖИВОТНЫХ - совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода из окружающей среды, его использование клетками для окисления органических веществ и выделение из организма углекислого газа. Чем определяется тип дыхания животных? Животные в зависимости от образа жизни имеют органы водного дыхания (жабры) и воздушного дыхания (трахеи и лёгкие). Кроме того, довольно часто у животных в процессе дыхания участвуют их покровы. Поэтому в зависимости от способа дыхания и строения дыхательного аппарата у животных выделяют четыре типа дыхания; кожное, трахейное, жаберное и лёгочное. Кожное дыхание - это обмен кислорода и углекислого газа через покровы тела. Основой этого дыхания является важнейший физический процесс - диффузия. Только в растворённом состоянии газы могут проникать через покровы неглубоко и с невысокой скоростью. Поэтому кожное дыхание является основным у тех организмов, которые имеют небольшие размеры, увлажнённые покровы, ведут водный образ жизни. Этим требованиям отвечают губки, кишечнополостные, черви, амфибии и др. Трахейное дыхание - это дыхание с помощью системы объединён ных трубочек-трахей, пронизывающих всё тело. С окружающей средой их соединяют специальные отверстия - дыхальца. Такая система доставляет газы к клеткам и органам без участия жидкостей. Быстрое перемещение воздуха в трахейной системе обеспечивается только на небольшое расстояние, поэтому размеры организмов с трахейным дыханием небольшие. Животное не может быть толще, чем 2 см, иначе организму не хватит кислорода. Дышат с помощью трахей не только насекомые, но и многоножки, паукообразные. Жаберное дыхание - это дыхание с помощью специали.зирован-ных образований с густой сетью кровеносных сосудов. Эти выросты называются жабрами. Хорошо развит этот тип дыхания у водных животных - ракообразных, моллюсков, иглокожих, рыб, определённых видов амфибий. У беспозвоночных жабры, как правило, внешние, а у хордовых - внутренние. Кислород транспортируется к таким жабрам в растворённом виде с помощью воды. В связи с тем, что в воде содержится в 30 раз меньше кислорода, чем в воздухе, для жабродышащих организмов характерны дополнительные формы дыхания через кожу, кишки, поверхность рта, плавательный пузырь. Лёгочное дыхание - это дыхание с помощью внутренних специализированных органов, которыми являются лёгкие. Такой тип дыхания наиболее совершенен, поскольку скорость газообмена высокая, что обеспечивает соответственно и высокий уровень обмена веществ. дыхальца Ил. 140. Трахейная система насекомых Лёгкими дышат почти все наземные позвоночные - пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие, часть наземных беспозвоночных (пауки, скорпионы, лёгочные моллюски) и некоторые водные животные (двоякодышащие рыбы). Воздух в лёгкие поступает по дыхательным путям. Итак, дыхание у животных определяется их образом жизни и осуществляется с помощью покровов, трахей, жабр и лёгких. Каковы функции и органы дыхательной системы животных? ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕЛЕЧ - совокупность органов для поступ ления воздуха или воды, содержащих кислород, и газообмена между организмом и окружающей средой. Развиваются органы дыхания как выросты внешних покровов или стенки кишечного тракта. В состав дыхательной системы могут входить дыхательные пути и органы газообмена. Так, у позвоночных дыхательными путями является носовая полость, гортань, трахея и бронхи, а органами газообмена - лёгкие. Таблица 14. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ Группа Характерные особенности оргаио* дыхания Кишечно- полостные Газообмен через всю поверхность тела. Специальных органов дыхания нет Кольчатые черви Наружные жабры (многощетинковые черви) и вся поверхность тела (малощетинковые черви, пиявки) Моллюски Жабры (двустворчатые, головоногие) и лёгкие (брюхоногие) Членистоногие Жабры (ракообразные), трахеи и лёгкие (паукообразные), трахеи (насекомые) Рыбы Жабры. Дополнительные органы для дыхания: лёгкие (двоякодышащие рыбы), участки ротовой полости, глотки, кишечника, плавательный пузырь Земноводные Лёгкие ячеистые, жабры (у личинок) и кожа (с большим количеством сосудов). Дыхательные пути: ноздри, рот, трахейно-гортанная камера Пресмыкающиеся Лёгкие ячеистые. Дыхательные пути: ноздри, гортань, трахея, бронхи Птицы Лёгкие губчатые. Дыхательные пути: ноздри, носовая полость, верхняя гортань, трахея, нижняя гортань с голосовым аппаратом, бронхи. Есть воздушные мешки Млекопитающие Лёгкие альвеолярные. Дыхательные пути: ноздри, носовая полость, гортань с голосовым аппаратом, трахея, бронхи Основной функцией органов дыхательной системы является доставка кислорода, удаление углекислого газа и газообмен. Кроме того, органы дыхания принимают участие в осуществлении других важных для организма функций. Так, лёгкие и дыхательные пути участвуют в регуляции температуры тела, так как способны испарять воду через поверхность. Эпителий носовой полости, трахей имеет реснички и слизистые железы для очистки и обеззараживания воздуха, поступающего из внешней среды. В носовой полости многих животных расположены обонятельные рецепторы, воспринимающие запахи, а в верхней гортани млекопитающих или нижней гортани птиц находится голосовой аппарат, с помощью которого образуются звуки. Итак, органы дыхания у животных разнообразны и выполняют не только функцию дыхания, но и участвуют в процессе терморегуляции, защите, восприятии информации, образовании звуков. г ьщ I Ш 3 Е ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Биология + Литература В романе А. Беляева «Человек-амфибия» рассказывается о юноше Ихтиандре, которому пересадили жабры акулы, и он, благодаря этому, жил под водой. Можно ли на самом деле создать такого получеловека-полурыбу, который имел жаберное и лёгочное дыхание и смог бы дышать под водой без специальных приспособлений? Для каких животных характерны два типа дыхания одновременно? Какие преимущества это им даёт? Самостоятельная работа с иллюстрациями 1. Рассмотрите (ил. 141) жаберные лепестки (1), жаберные дуги (2) и жаберные тычинки (3). Какой тип дыхания и какой этап такого дыхания связаны с жабрами у рыб? 2. Какой тип дыхания и какой этап такого дыхания связаны с движениями дна ротоглоточной полости и влажными покровами у лягушек? Какой тип дыхания и какой этап такого дыхания связаны с движениями грудной клетки у ящериц? Рассмотрите иллюстрацию 142 «Эволюция дыхания позвоночных животных» и определите основные направления эволюции органов газообмена и типов дыхания. Ил. 141. Жабры рыбы 3. 4. <♦* # "Н Ил. 142. Эволюция дыхания позвоночных животных РЕЗУЛЬТАТ Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Что такое дыхание? 2. Каковы основные этапы дыхания? 3. Назовите основные типы дыхания животных. 4. Приведите примеры животных, которые дышат с помощью кожи, жабр, трахей и лёгких. 5. Что такое дыхательная система? 6. Назовите основные функции дыхательной системы. 7-9 7. Каково значение дыхания для высвобождения энергии в клетках животных? 8. Чем определяется тип дыхания животных? 9. Каковы функции и органы дыхательной системы животных? 10-12 10. Опишите способы дыхания позвоночных животных. 160 Эта капелька крови то появлялась, то исчезала, казалось, колеблется между бытием и пропастью, и это был источник жизни. Она красная! Она пульсирует! Это - сердце! В. Гарвей §37. ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ВЕЩЕСТВ У ЖИВОТНЫХ Основные понятия и ключевые термины: ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ВЕЩЕСТВ У ЖИВОТНЫХ. Кровеносная система. Незамкнутая и замкнутая кровеносная система. КРОВЬ. Вспомните! Что такое питание, пищеварение и дыхание? Знакомьтесь Вильям Гарвей (1578-1657) - английский врач и естествоиспытатель, основатель современной физиологии животных. В 1628 году во Франкфурте была опубликована научная работа Гарвея «Анатомическое исследование о движениях сердца и крови у животных», в которой он впервые сформулировал теорию кровообращения и экспериментально её доказал. СОДЕРЖАНИЕ Каково значение транспортирования веществ в организме животных? Питание, пищеварение и дыхание обеспечивают поступление в организм питательных веществ и кислорода, которые необходимы для жизнедеятельности и должны быть доставлены в клетки. Как происходит эта доставка? В организме таких животных, как губки, кишечнополостные, плоские черви эта доставка осуществляется за счёт диффузии, у круглых червей - с помощью жидкости первичной полости тела, а у кольчатых червей, моллюсков, членистоногих, хордовых - по кровеносной системе. Общей функцией транспортирования веществ является быстрый перенос полезных или вредных соединений из одной части тела в другую. Чтобы это происходило быстро и эффективно, в состав транспортной системы входят: а) жидкость, в которой вещества растворяются (гидролимфа у медуз, гемолимфа у членистоногих, кровь у моллюсков, позвоночных); б) сократительный орган, который обеспечивает движение жидкости по всему телу (сердце или видоизменённые кровеносные сосуды); в) кровеносные сосуды (артерии, вены, капилляры). Транспортирование веществ играет важную ро.1Ть в жизнедеятельности всего организма, так как обеспечивает обмен веществ и энергии в клетках, регуляцию функций с помощью гормонов, терморегуляцию, защиту организма, поддержание постоянства внутренней среды и др. Итак, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ВЕЩЕСТВ - это совокупность процессов переноса различных соединений в организме для обеспечения его жизнедеятельности. Каковы общее строение кровеносной системы и её типы у животных? КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА - это совокупность обра.юваний, обеспечивающих транспортирование веществ в организме животных. У губок, кишечнополостных, плоских червей, круглых червей крове- Ил. 143. Незамкнутая кровеносная система речного рака Щ л 162 носной системы нет. Поступление питательных веществ и кислорода к клеткам происходит за счёт диффузии. Впервые кровеносная система появляется у кольчатых червей. Она у них замкнутая, но сердца нет, движение крови происходит благодаря пульсации спинного и кольцевых сосудов. У всех остальных животных центральным органом кровообращения является сердце, которое вместе с сосудами образует кровеносную систему. Сосуды, по которым кровь движется от сердца, называются артериями. Они переходят в капилляры - мельчайшие сосуды, в которых через стенки осуществляется обмен веществ с межклеточной жидкостью. Сосуды, по которым йровь движется к сердцу, называются венами. Животные могут иметь незамкнутую или замкнутую кровеносную систему. Незамкнутая кровеносная система - это система, сосуды которой прерываются щелевидными пространствами полости. Такую систему имеют брюхоногие и двустворчатые моллюски, членистоногие. Замкнутая кровеносная система -это система, в которой кровь циркулирует по непрерывной сети сосудов. Тгисая система характерна для кольчатых червей, головоногих моллюсков и позвоночных. У водных поавоночных животных (рыб) она включает двухкамерное сердце и один круг кровообращения. У животных, которые перешли к наземному образу жизни, сердце трёх- или четырёхкамерное и два круга кровообращения: малый (или лёгочный) и большой. Малый круг кровообращения - это движение венозной крови из желудочка через лёгкие, где она превращается в артериальную, к левому предсердию. Большой круг кровообращения - это движение артериальной крови из желудочка через ткани и органы, где она превращается в венозную, к правому предсердию. Круги кровообращения полностью разделены только у птиц и млекопитающих благодаря наличию в них четырёхкамерного сердца. Итак, кровеносная система у животных состоит из сердца и кровеносных сосудов; она бывает двух типов - незамкнутая и замкнутая. Ил. 144. Замкнутая кровеносная система позвоночных с сердцем (1), с большим (2) и малым (3) кругами кровообращения Каковы функции крови в организме животных? КРОВЬ - жидкая соединительная ткань, которая движется по кровеносной системе и осуществляет транспортирование веществ. Кровь содержит различные неорганические и органические соеди-нения, среди которых преобладают вода, соли, белки, углеводы. Кроме того, кровь содержит сложные молекулы, пигменты, специально приспособленные для газообмена. Доставка О, и СО, в ткани и от них I* % 2) 3) 1'0 ft _ t '2 “ ''''2 происходит за счёт дыхательных пигментов, которые находятся в растворённом состоянии (беспозвоночные) или сосредоточены в кровяных клетках (позвоночные). Наиболее распространёнными дыхательными пигментами являются красный гемоглобин (содержит железо) и синий гемоцианин (содержит медь). ^ Кровь в процессе эволюции формировалась как жидкость внутри тела для транспортирования веществ. Поэтому все её функции связаны именно с перемещением по системе сосудов определённых ионов, веществ и клеток. Итак, основными функциями крови являются: 1) дыхательная (перенос кислорода и углекислого газа); питательная (перенос питательных веществ); выделительная (транспортирование продуктов обмена, избытка веществ от клеток к органам выделения); 4) регуляторная (перенос гормонов от желёз к клеткам, что обеспечивает гуморальную регуляцию); терморегуляторная (перенос тепла от мыщц, печени по всему организму для поддержания постоянной температуры тела); гомеостатическая (с помощью перемещения ионов или соединений поддерживается постоянство внутренней среды); .шщитная (перенос антител, лейкоцитов для защиты организма от чужеродных веществ и клеток); опорная (жидкая кровь характеризуется несжимаемостью и участвует в создании гидравлического скелета у дождевого червя, виноградной улитки, иглокожих). функции крови выполняют ее клетки (эритроциты, лейкоциты и тромбрциты) или межклеточное вещество, которое называется плазмой. Основную массу клеток крови составляют красные кровяные тельца - эритроциты. Итак, кровь выполняет различные функции, важные для жизнедеятельности организма. Ил. 145. Эритроциты крови лягушки под микроскопом 5) 6) 7) 8) ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Практическая работа № 4 й I ^-0 СРАВНЕНИЕ СТРОЕНИЯ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ Цель; сравнить строение кровеносной системы у разных групп позвоночных животных; .закрепить знания о кровеносной системе. Ход роботы 1. Сопоставьте группы позвоночных животных с особенностями их кровеносной системы. s; 3 4 163 164 |[' 1 Рыбы А Сердце 3-камерное с неполной перегородкой. Два круга кровообращения. От желудочка отходят правая и левая дуги аорты, которые над сердцем сливаются 2 Амфибии Б Сердце 4-камерное. Два круга кровообращения. От левого желудочка отходит левая дуга аорты 3 Рептилии в Сердце 3-камерное. Два круга кровообращения. Через артериальный конус от желудочка отходит брюшная аорта, которая делится на сосуды 4 Птицы Г Сердце 2-камерное, с венозной кровью. Один круг кровообращения. Дуг аорты нет, от сердца отходит брюшная аорта 5 Млекопитающие Д Сердце 4-камерное. Два круга кровообращения. От левого желудочка отходит правая дуга аорты. 2. Рассмотрите иллюстрацию 146 схематического строения кровеносных систем и определите, к каким группам позвоночных животных они относятся. Определите основные направления усложнения кровеносной системы позвоночных животных. 4. Сформулируйте вывод о сходстве и различии в строении кровеносной системы позвоночных животных, биология + Экология 3. Ил. 146. Схематическое строение кровеносных систем позвоночных Клетки крови с дыхательными пигментами обнаружены у червей, моллюсков, иглокожих, однако только у позвоночных эритроциты есть у всех представителей. Хотя и при этом наблюдается нарушение закономерности. Исключением является небольшая группа антарктических рыб (белокровка, нототении, широколобики). Большинство видов этих рыб живёт в морской воде, температура которой от -2 ‘С до 4 ’С, у них нет плавательного пузыря, их кровь почти полностью лишена эритроцитов и гемоглобина, содержание железа в 25 раз ниже, чем у других рыб. Как у антарктических рыб происходит газообмен через кровь? Почему их кровь не замерзает при минусовой температуре? РЕЗУЛЬТАТ Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Что такое транспортирование веществ у животных? 2. Что такое кровеносная система? 3. Назовите типы кровеносной системы. 4. Какие органы образуют кровеносную систему? 5. Что такое кровь? 6. Назовите основную функцию крови. 7-9 7. Каково значение транспортирования веществ в организме животных? 8. Каковы общее строение кровеносной системы у животных, её типы? 9. Каковы функции крови в организме животных? 10-12 10. В чём сходство и различие в строении кровеносной системы позвоночных животных? Выделение - зто своеобразная непрерывная уборка и поддержание чистоты в организме. Детсная энциклопедия «Аванта +» §38. ВЫДЕЛЕНИЕ У ЖИВОТНЫХ Основные понятия и ключевые термины: ВЫДЕЛЕНИЕ У ЖИВОТНЫХ. МОЧЕВЫДЕЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА. Моча. Вспомните! Что такое обмен веществ? «3 Подумайте Листья жёлтые танцуют, С веток падают, летят. Эту сказку золотую Называют «листопад». О. Киселёва Растения в процессе жизнедеятельности образуют очень мало вредных и ненужных соединений, но и они удаляются из клеток. К осени такие продукты накапливаются в листьях деревьев, они будут удалены во время листопада. Что удаляют из организма животные? Как это происходит? СОДЕРЖАНИЕ . ^ j Каково значение выделения для организма животных? Из организма животных удаляются очень разные вещества. Среди них есть и такие, накопление которых нарушает нормальную жизнь животного. Этими соединениями являются: 1) конечные продукты окисления (углекислый газ, вода); 2) избыток воды и солей; 3) ядовитые соединения, поступившие в организм с пищей или образовавшиеся в ходе реакций (например, синильная кислота, алкалоиды); 4) конечные продукты обмена белков (это азотосодержащие соединения - аммониак, мочевина, мочевая кислота); 5) чужеродные вещества (например, ядохимикаты). У животных, которые ещё не имеют настоящих тканей и органов (губки, кишечнополостные), выделение продуктов обмена происходит на уровне клеток через их мембраны с помощью сократительных вакуолей и выделительных телец. А у всех других животных в этом процессе участвуют различные органы. Первую группу образуют органы, специализирующиеся на выделении, - протонефридии, метанефридии, зелёные железы, выделительные трубочки, почки. Специализированные органы удаляют мочу - жидкость с растворёнными веществами. Ко второй группе относят органы дыхательной, пищеварительной и покровйой систем, которые кроме своих функций выполняют ещё и выделительную. Так, жабры и лёгкие удаляют углекислый газ, кишечник - непереваренные остатки, кожа - соли, мочевину. Даже при таком поверхностном осмотре можно удивиться и спросить: для чего же такое разнообразие органов для «уборки и поддержания чистоты»? Причина в том, что выделение обеспечивает столь необходимое и очень важное для жизнедеятельности условие, как постоянство условий внутренней среды - гомеостаз. Кроме того, такое разнообразие органов объясняется ещё и тем, что выделение происходит у животных, живущих в различных условиях: удаляются избыток л 166 солей у морских жителей и избыток воды у пресноводных, экономится вода у обитателей засушливых местностей, подвижные животные быстро избавляются от лишнего веса и т. п. Итак, ВЫДЕЛЕНИЕ У ЖИВОТНЫХ - совокупность процессов, которые происходят с помощью специальных органов и обеспечивают выведение из организма избытка воды, конечных продуктов обмена, солей и ядовитых веществ, попавших в организм или образовавшихся в нём. Каковы типы органов выделения у животных? В процессе эволюции животного мира органы выделения появились на достаточно поздних этапах. У губок и кишечнополостных таких органов нет, и выделение из организма конечных продуктов обмена осуществляется путём диффузии через поверхность тела. Первые специализированные органы выделения — протонефридии появляются у плоских червей. Это разветвлённая трубочка, которая открывается на поверхности тела порой. У кольчатых червей, которые ведут водный образ жизни, действуют метанефридии. Они имеют вид трубок, которые одним концом открываются в полость, а противоположным -наружу. Органами выделения наземных беспозвоночных (паукообразных, насекомых) являются выделительные трубочки (мальпигиевы сосуды) количеством от двух до нескольких сотен. Каждый сосуд открывается в кишечник на границе средней и задней кишок, а другой конец слепо замкнут и омывается гемолимфой. У позвоночных животных органами выделения являются парные почки, которые расположены в брюшной полости вблизи позвоночника. Каждая почка состоит из тысяч почечных элементов, тесно связанных кровеносными сосудами. Канальцы от этих элементов собирают мочу и направляют её в парные мочеточники, которые ведут к мочевому пузырю. Последний открывается наружу мочевыводящим, или Ил. 149. Мальпигиевы сосуды насекомых: мочеиспускательным, каналом. 1 - средняя кишка; 2 - выделительные ^ большинства позвоночных трубочки; 3 - задняя кишка; животных органы выделения фор- 4 - прямая кишка мируют МОЧЕВЫДЕЛИТЕЛЬНУЮ Ил, 147. Схема строения протонефридия планарии: 1 - выделительный канал; 2 - разветвление канальцев; 3 - звездчатые клетки; 4 - мерцательный пучок ■‘.'.отаиофридии Ил. 148. Метанефридии дождевого червя СИСТЕМУ, состоящую из мочевыводящих путей (мочеточников, мочевого пузыря, мочеиспускательного канала) и органов образования мочи (почек). Итак, основные типы органов выделения у животных - протонефридии, метанефридии, выделительные трубочки, почки. Каковы формы выделения у животных? Деятельность большинства специализированных органов выделения связана с процессами фильтрации и обратного всасывания. Так, к почкам поступает кровь, которая содержит растворённые вещества для удаления из организма. Кровь фильтруется с образованием мочи, из которой благодаря всасыванию в организм возвращаются полезные вещества. Моча - продукт жизнедеятельности животных, который образу ется почками благодаря процессам фильтрации и секреции. Своеобразной формой выделения является перевод в труднорастворимую форму вредных веществ, который происходит в специальных клетках тела. Например, жировое тело у насекомых имеет клетки, способные накапливать и изолировать мочевую кислоту. Важное место в «уборке» принадлежит и такой форме выделения, как превращение веществ. Например, печень способна превращать определённые ядовитые вещества в безвредные для организма соединения. Особенно важным в этом смысле является превращение ядовитого аммиака в растворимую и безопасную мочевину. Синтез мочевины в клетках печени - основной путь обезвреживания аммиака у всех позвоночных животных. Таким образом, можно назвать три основные формы выделения: 1) растворение продуктов обмена и удаление их с мочой; 2) изоляция продуктов обмена; 3) преобразование продуктов обмена в безвредные. Исследования мочи у животных разных групп позволяют расширить представления о формах выделения. У водных животных в моче преобладает легко растворимый аммиак, у водно-наземных -мочевина, а у наземных - труднорастворимая мочевая кислота. Поэтому по преобладанию одного из трех азотосодержащих продуктов белкового обмена животных делят на трй группы с соответствующей формой выделения: 1) животные, которые выделяют аммиак (большинство беспозвоночных, пресноводные костные рыбы); 2) животные, выделяющие мочевину (хрящевые рыбы, морские костные рыбы, амфибии, млекопитающие); 3) животные, которые выделяют мочевую кислоту (насекомые, пресмыкающиеся, птицы). Ил. 150. Мочевыделительная система млекопитающих; мочеиспускательный канал; 2 - мочевой пузырь; 3 - мочеточники; 4 - почки 1 Формы выделения 1. Растворение продуктов обмена и удаление с мочой 2. Изоляция продуктов обмена 3. Преобразование продуктов обмена в безвредные 167 Итак, разнообразие продуктов выделения обуславливают и разнообразие форм выделения. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Учимся познавать Упражнение 1. Сопоставьте органы выделения с группами животных и их представителями. 1 Протонефридии А Кольчатые черви а махаон 2 Метанефридии Б Позвоночные 6 планария 3 Зелёные железы В Ракообразные в медицинская пиявка 4 -Мальпигиевы сосуды Г Насекомые г морской лев 5 Почки Д Плоские черви А лангуст Упражнение 2. Опишите способы выделения у изображённых животных, назвав: 1) тип органов выделения; 2) пути выделения; 3) группу животных по азотосодержащему продукту выделения. дива 3 ■■ ■ ^ ■ Ил. 151. 1 - сом обыкновенный: 2 - иволга (самец); 3 - гепард Биология + Екология жизни «Целый год путешествуют морские черепахи тёплыми морями и океанами. Только раз в год, ночью, в назначенное для этого время, выходят самки на песчаные пляжи, чтобы зарыть в уютном месте кучки отложенных яиц. Возвращаясь обратно в море, черепахи горько плачут, капают на сухой песок большие солёные слёзы», - читаем в одном из произведений о черепахах. Но плачут не только черепахи, плачут крокодилы, игуаны, пингвины, чайки, альбатросы и другие морские обитатели. Попробуйте объяснить, почему плачут морские рептилии и птицы, почему их слёзы солёные. РЕЗУЛЬТАТ Ил. 152. Морская черепаха 168 Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Что такое выделение? 2. Приведите примеры веществ, которые выводятся из организма животных. 3. Назовите основные типы органов выделения животных. 4. Какво основное значение выделения у животных? 5. Назовите формы выделения у животных. 6. Каковы органы выделения у позвоночных животных? 7-9 7. Какое значение имеет выделение для организма животных? 8. Каковы типы органов выделения у животных? 9. Каковы формы выделения у животных? 10-12 10. Опишите способы выделения на примере конкретных животных Дайте мне точку опоры, и я переверну мир, Архимед §39. ОПОРА У ЖИВОТНОГО Ил. 153. Архимед (287-212 гг. до н, э.) Основные понятия и ключевые термины: ОПОРА У ЖИВОТНЫХ. СКЕЛЕТ. Гидроскелет. Экзоскелет. Эндоскелет. Вспомните! Что такое клетки, ткани, органы, системы органов? Подумайте На значение опоры обращал внимание ещё древнегреческий математик, физик и инженер, один из величайших учёных античности Архимед. Что же такое опора? В механике опорой называют элементы системы, основной функцией которых является передача усилий от одной части конструкции на друг'ие или на фундамент. А какое же значение имеет опора для животных? Или только этим ограничивается значение опорной системы для организма животного? СОДЕРЖАНИЕ Каковы особенности опоры у животных? Для понимания значения опоры для животных ознакомимся с особенностями этой жизненной функции на уровне молекул, тканей, органов животного организма. Опора организма животных связана с наличием и свойствами неорганических и органических соединений. Это несжимаемость, устойчивость к воздействиям среды, гибкость, упругость и др. Так, вода как опорная жидкость имеет значение для животных, лишённых жёсткого скелета (дождевого червя, пиявок, аскариды). Карбонат кальция, фосфат кальция, сульфат стронция - это минеральные соли, которые укрепляют и образуют скелет коралловых полипов, раковину моллюсков, скелет позвоночных животных. А такие органические соединения, как спонгин, хитин, коллаген, кератин образуют опорные иглы губок, внешний скелет раков, пауков, насекомых, роговые образования позвоночных животных. В реализации опоры на уровне тканей важное значение имеют эпителиальные клетки покровов, а также хрящевые и костные клетки соединительной ткани. Например, клетки мантии, которые способны выделять на поверхность соединения, образуют раковину, клетки кожно-мышечного мешка у аскариды — соединения для кутикулы. В отличие от растений в животном организме функцию опоры выполняют специализированные органы, обладающие подходящими для этого особенностями строения и свойствами. Основными органами опоры у животных являются упругие хрящи и крепкие кости. Они тесно связаны с мышцами, кровеносными сосудами, нервными окончаниями и вместе формируют скелет в составе опорно-двигательной системы. Итак, ОПОРА ЖИВОТНЫХ - это функция животного организма, которую выполняют покровы тела и специализированные ' органы животного организма. Ъ I S CD Ф С£ Ф I л ' ' I 1 01 о о. с 11 .1 Ил. 154.1 - гидроскелет дождевого червя; 2 - экзоскелет краба; 3 - костный эндоскелет рыбы Н». 170 Какие виды скелета различают у животных? Скелет — совокупность образований, обеспечивающих опору организма. Различные типы скелета у организмов определяются различными способами жизни. Дождевому червю, живущему в почве, жёсткий скелет затруднял бы перемещение, а у гепарда иначе: ему необходим прочный, гибкий и подвижный скелет, который помогает развивать высокую скорость и совершать крутые повороты. У животных выделяют три вида скелета: гидроскелет, внешний скелет (экзоскелет) и внутренний скелет (эндоскелет). Гидростатический скелет - жидкостный скелет, в котором опорой для тела служат насыщенные водой мягкие ткани (головоногие моллюски) или полость (круглые черви, кольчатые черви). Полостная жидкость или вода тканей оказывает давление на мышцы тела или кожно-мышечного мешка, которые, сокращаясь, обеспечивают противодействие и, соответственно, размеры и форму тела. Экзоскелет - наружный скелет, который образуется выделениями цитоплазмы клеток, клетками эктодермы (коралловые полипы) или эпителиальными тканями тела (моллюски). Животные, имеющие эк-аоокелет, растут только во время линьки (членистоногие С хитиновым экзоскелетом) или постоянно наращивают его (моллюски с раковиной). Эндоскелет - внутренний скелет, который отличается от экзоскелета тем, что образован живыми тканями (хрящевой или костный скелет позвоночных). Он может непрерывно расти в теле, благодаря чему нет необходимости в линьке. У позвоночных животных скелет делится на три отдела: скелет головы, скелет туловища (позвоночник и грудная клетка) и скелет конечностей (плечевой пояс, тазовый пояс, скелет свободных передних конечностей и скелет свободных задних конечностей). Изучение скелетов у различных животных позволяет понять общие закономерности эволюции скелетной системы, которая происходила в следующих направлениях: 1) от внешнего к внутреннему скелету; 2) от мёртвых образований из эпителиальной ткани к образованиям из живых соединительных тканей; 3) дифг1)еренциации (разделения) на отделы, что способствовало разнообразию функций. Итак, в животном мире есть три вида скелета: гидроскелет, экзоскелет и эндоскелет. Каково значение скелета для животных? 1. Опора. Скелет помогает телу сохранять ту форму, которая для определённых условий существования является наилучшей. Например, для хищных рыб важна обтекаемая форма тела, а для придонных - сплющенная, как у камбалы. в процессе эволюции в живых системах функция опоры очень тесно соединилась с функцией движения, поэтому разграничить их работу невозможно. 2. Защита. Опорные структуры защищают организм от поедания или внутренние органы - от неблагоприятного воздействия факторов среды. Так, раковина защищает моллюсков от врагов, череп у позвоночных животных защищает головной мозг, а позвоночник -спинной мозг. 3. Движение. Скелет является местом прикрепления мышц. Например, у членистоногих к хитиновому экзоскелету прикрепляются мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели конечностей, а также мышцы крыльев у насекомых; у позвоночных мышцы прикрепляются к костям с образованием рычагов. На эту особенность обратил внимание ещё великий Леонардо да Винчи, который писал: «Мускулы начинаются и оканчиваются всегда в соприкасающихся костях и никогда не начинаются и не оканчиваются на одной и той же кости, так как они ничего не могли бы двигать, разве только самих себя». 4. Источник минеральных веществ. При потребности организма иэ скелета может поступать кальций. Некоторые растительноядные животные (олени, жирафы) даже могут поедать кости, чтобы обеспечить собственные потребности в этом важном для жизни химическом элементе. 5. Кроветворение. Кости позвоночных животных содержат костный мозг, в котором и происходит образование крови. Итак, опора животных - это функция животного организма, которая обеспечивает опору, активное перемещение в пространстве, характерную форму и защиту тела. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Практическая работа № 5 СРАВНЕНИЕ СТРОЕНИЯ СКЕЛЕТОВ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ Цель; сравнить строение скелета у разных групп позвоночных животных; закрепить знания об опорной системе животных. Ход работы 1. Рассмотрите иллюстрации скелета различных позвоночных животных: I - рыбы (окуня); II - земноводного (лягушки); III -пресмыкающегося (ящерицы); IV - птицы (голубя); V - млекопитающего (кролика). Какими цифрами обозначены следующие элементы скелета: череп, позвоночник, плечевой пояс, тазовый пояс, рёбра, скелет непарных плавников, скелет передних конечностей, скелет задних конечностей? 2. Сопоставьте группу позвоночных животных с особенностями скелета. 1 Рыбы 2 Амфибии 3 Рептилии А Череп костный или хрящевой, с челюстями. Позвоночник из двух отделов - туловищного и хвостового. Грудной клетки нет. Скелет парных плавников имеет хрящевые или костные лучи Б Череп костный с увеличенным мозговым отделом и дифференцированными зубами. В шейном отделе позвоночника 7 позвонков В Череп костный с твёрдым нёбом. Позвоночник из 5 отделов: шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового. Грудная клетка есть 4 Птицы 5 Млекопитающие Г Череп костный сплошной тонкостенный. В позвоночнике имеется сложный крестец. Грудная клетка образована рёбрами, которые имеют два отдела и крючки, и грудиной, есть киль. Кости конечностей срастаются и уменьшаются _________________________________________________________ Д Череп костно-хрящевой плоский. Позвоночник из 4 отделов: шейного, грудного, крестцового и хвостового. Грудной клетки нет Ил. 155. Скелет позвоночных животных 3. Сформулируйте вывод. Какие признаки сходства и различия имеются в строении скелетов позвоночных животных? Биология -г Химия Карбонат кальция - самое распространённое соединение кальция. В природе он встречается в составе известняка, мела, мрамора. В живой природе это соединение участвует в построении опорных структур различных животных и человека. Что представляет собой это неорганическое соединение? Какие свойства карбоната кальция определяют опорную функцию скелета? РЕЗУЛЬТАТ Оценка Волрскы для са1ио1юнтрояя 1-6 1. Что такое опора у животных? 2. Назовите основные органы опоры у животных. 3. Что такое скелет? 4. Назовите виды скелета у животных. 5. Назовите основные функции скелета. 6. Какие отделы выделяют в скелете позвоночных животных? 7-9 7. Каковы особенности опоры у животных? 8. Какие виды скелета различают у животных? 9. Каково значение скелета для животных? 10-12 10. Каковы признаки сходства и различия в строении скелетов позвоночных животных? Движение возникло одновременно с самой жизнью. Детская знцикпопедия §40. ДВИЖЕНИЕ ЖИВОТНЫХ _______________________________________ Основные понятия и ключевые термины: ДВИЖЕНИЕ ЖИВОТНЫХ (ЛОКОМОЦИЯ). Амёбоидное движение. Мерцательное движение. Мышечное движение. СИММЕТРИЯ ТЕЛА. Радиально-лучевая, радиально-осевая и двусторонняя симметрии. Вспомните! Кто такие животные? Подумайте «Движение — .это жизнь*, — утверждал великий древнегреческий мыслитель Аристотель. А согласны ли с этим утверждением животные (например, губки или коралловые полипы), которые ведут прикреплённый образ жизни? 'ЭаЦ| СОДЕРЖАНИЕ J Каковы особенности движения животных? Движение - это перемещение составных частей клетки, самих клеток, органов организма и самого организма путём активного изменения положения или формы. Живая природа наполнена движениями. Движется цитоплазма во всех живых клетках, перемещается жидкость в тканях, изменяют свою форму клетки растений, грибов и животных, которые имеют ложные ножки, жгутики и реснички, поворачиваются цветки или листья растений к свету. Передвигаются и изменяют своё место в пространстве и сами свободноживущие организмы. Существуют ли какие-то отличия в движении у животных? Особенности движения животных связаны с сократимостью, что определяется на каждом из уровней организма. На уровне молекул эту способность обусловливают особые белки — актин и миозин. Именно они образуют сократительные волоконца внутри клеток. Проявления движения на уровне клеток связаны также с органеллами движения -псевдоподиями, жгутиками и ресничками. Большое значение для изменения формы клеток и движения животных имеет отсутствие в их клетках жёсткой клеточной оболочки. Тканями животных, способными сокращаться, являются мышечные. В организме животных различают гладкую и поперечно-полосатую мышечные ткани, которые образуют специальные сократительные органы движения - мышцы. Гладкие и поперечно-полосатые мышцы формируют мышечную систему в пределах опорно-двигательной. Итак, ДВИЖЕНИЕ ЖИВОТНЫХ - способность клеток или организмов к активным взаимоотношениям со средой, которая возникает как результат сократимости на разных уровнях организации жизни. Каковы виды движения животных? Движения животных могут быть пассивными (воздух перюмещает пауков на паутинках) и активными (бег гепарда, плавание рыб). И те, и другие движения играют свою роль в жизни организмов, но специфическим для животных является именно активное движение. 173 f • i.' Ил. 156. Амебоидное движение лейкоцитов ЛОКОМОЦИЯ, или АКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ ЖИВОТНЫХ, - это процесс жизнедеятельности, в котором принимают участие органел-лы движения и органы движения для активного перемещения клеток или организмов в пространстве. В животном мире все типы активного движения, независимо от того, обусловлены ли они движениями цитоплазмы, или движениями клеточных органелл, или органами движения, связаны с сократительными элементами цитоплазмы клеток - микротрубочками. В зависимости от их расположения и способов взаимодействия в клетке различают амёбо-идное, мерцательное (ресничное и жгутиковое) и мышечное движение, Лмёбоидное движение — это движение с помощью ложных ножек, которые появляются благодаря медленному перетеканию цитоплазмы и изменению формы клетки. У губок такое движение свойственно амёбоцитам, которые обеспечивают питание и переваривание частичек пищи. Способны к амёбоидному движению и фагоцитарные клетки беспозвоночных, и специализированные лейкоциты позвоночных, которые защищают организм от чужеродных тел. Мерцательное движение - это движение с помощью ресничек и жгутиков, которые являются длинными или короткими нитевидными цитоплазматическими выростами к.четок с .микротрубочками внутри. Благодаря движению ресничек перемещаются ресничные черви, личинки беспозвоночных животных, яйцеклетки в яйцеводах и задерживается пыль в дыхательных путях ПОЗВОНОЧНЫХ. Волнообразные сокращения жгутиков воротничковых клеток губок, пищеварительных клеток гидры подгоняют воду с кислородом II частичками пищи. Те же жгутики помогают двигаться сперматозоидам и оплодотворять яйцеклетку. Мышечное движение - это движение с помощью сократительных органов .мышц, в образовании которых прини-.мают участие мышечные, ткани. Медленнее сокращаются гладкие мышцы, но они работают почти без устали. У большинства беспозвоночных животных эти мышцы образуют всю мускулатуру тела. У позвоночных животных гладкие мышцы образуют стенки пищеварительного тракта, дыхательных путей, кровеносных сосудов, мочевого пузыря. Поперечно полосатые мышцы могут быстро сокращаться и расслабляться, что лежит в основе таких сложных движений, как сокращение сердца, плавание, бег, полёт, скольжение, прыжки и т. п. Эти мышцы характерны для головоногих моллюсков, членистоногих и позвоночных. Ил. 157. Ресничное движение плоского червя Ил. 158. Мышечное движение гепарда Впервые мышцы появляются у плоских червей. У этих животных, а также у круглых и кольчатых, мышцы функционируют в составе кожно-мышечного мешка. У кольчатых червей формируются примитивные конечности - параподии, которые являются парными выростами тела в каждом сегменте. Членистоногие уже имеют членистые многофункциональные конечности, которые в значительной степени способствовали их приспособленности к условиям жизни. У позвоночных животных добыча пищи, миграция, защита от врагов уже связаны с парными плавниками или пятипалыми конечностями наземного типа. Способы активного перемещения животных с помощью этих органов движения очень разнообразны: плавание, летание, бег, ходьба, скольжение, реактивное движение, шагание, прыганье, ползание и др. Итак, основные виды движения у животных связаны с определёнными органеллами движения и органами движения, которые способны сокращаться благодаря сократительным белкам. От чего зависит тип симметрии тела у животных? СИММЕТРИЯ ТЕЛА - закономерное расположение подобных частей тела организма относительно центра, оси или плоскости сим метрии. Формирование различных видов симметрии тела связано с определённым образом жизни. У животных выделяют два основных типа симметрии: радиальную и двустороннюю. Радиально-лучевая симметрия (сферическая, шарообразная) -симметричное расположение частей тела вокруг центра симметрии в радиальных направлениях. Этот тип симметрии присущ обитателям водной среды, которые живут в толще воды или на дне и подвергаются со всех сторон одинаковому влиянию факторов (например, у колониальных коловраток, правильных морских ежей). Радиально-осевая симметрия - симметричное расположение ча сгней тела вокруг оси симметрии. Эта симметрия характерна для животных, ведущих малоподвижный или прикреплённый образ жизни. Радиальная симметрия характерна для многих книдарий (гидры, медузы, коралловые полипы), а также для большинства иглокожих (например, для морских звёзд). Двусторонняя симметрия - симметричное расположение частей относительно плоскости симметрии. Эта симметрия возникла в связи с активным перемещением в пространстве. У двусторонне-симметричных животных появляется дифференциация на спившую и брюшную стороны, поско.тьку эти части тела попадают в разные условия среды. Благодаря такой симметрии тело животных уже имеет передней и задний отделы. М 'f*:. Ил. 159. Симметрия тела животных; 1 - радиально-лучевая симметрия коловратки; 2 - радиально-осевая симметрия кораллового полипа; 3 - двусторонняя симметрия краба Плоскость симметрии можно провести и вдоль тела, которая разделяет его на левую и правую половины. Таким образом, у двусторонне-симметричного животного отличают верхнюю и нижнюю, переднюю и заднюю части, и только правая и левая одинаковы и зеркально отражают друг друга. Этот тип симметрии характерен для большинства животных. Итак, для животныех характерны два основных типа симметрии, которые являются отражением их образа жизни. р ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Учимся познавать Примените свои знания; 1) сопоставьте предложенные названия животных с их изображениями: рыба-ёж, колониальная коловратка, медуза-аурелия; 2) определите тип симметрии тела этих животных; 3) укажите образ жизни и среду обитания этих животных. S Назвние Тип симетрии Способ жизни 1 Среда обитания I Биология + Искусство Симметрия в пространстве была известна художникам, скульпторам и архитекторам ещё в глубокой древности. Мы видим элементы симметрии на картинах, в древних наскальных изображениях, орнаментальных украшениях древних предметов и оружия. Египетские пирамиды и пирамиды майя, купола славянских соборов, греческих храмов и дворцов, античные арки и амфитеатры - вот только некоторые примеры стремления человека к возвышенной красоте и подлиннму совершенству. А может быть вещь красивой, если она асимметрична, то есть лишена симметрии? Приведите примеры животных, обладающих асимметрией. РЕЗУЛЬТАТ • Ил. 160. Рафаэль. Обручение Марии. 1504 Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Что такое движение у животных? 2. Какова основная особенность движения животных? 3. Что такое локомоция? 4. Назовите виды движения у животных. 5. Что такое симметрия тела? 6. Назовите два основных типа симметрии тела у животных. 7-9 7. Какова роль движения в жизни животных? 8. От чего зависит способ передвижения животных? 9. От чего зависит тип симметрии тела у животных? 10-12 10. Как определить тип симметрии тела у животных? Приведите примеры асимметрии в животном царстве. §41. Покровы - зто лучшая незаменимая для тела одежда с чудесной способностью приспосабливать организм к условиям среды. От автора ПОКРОВЫ ТЕЛА ЖИВОТНЫХ Основные понятия и ключевые термины: ПОКРОВЫ ТЕЛА ЖИВОТ* НЫХ. ПОКРОВНАЯ СИСТЕМА. Кожа. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ. Вспомните! Что такое эпителиальные и соединительные ткани? Подумайте Что образует раковину мурексов (1)? Что выделяет хитин для скелета жука-оленя (2)? Почему карпатская саламандра не боится врагов (3)? Что кроме мышц помогает ползать ужу обыкновенному (4)? Откуда вырастают перья у павлина (5)? Благодаря чему быстро плавает дельфин (6)? Ответьте на'эти все вопросы одним словом. СОДЕРЖАНИЕ ' _ Каковы особенности и значение покровов тела животных? ' ПОКРОВЫ ТЕЛА - это внешние образования на поверхности тела, которые являются барьером между окружаюш,ей и внутренней средой. Особенности строения покровов у животных определяются образом жизни и теми функциями, которые они выполняют. Защитное значение покровов связано с определёнными веществами, среди которых основными являются минеральные соли, воски, жиры и сложные углеводы. Так, внешний скелет у ракообразных образован из хитина и укреплён солями кальция, плёнка из воска на поверхности тела пауков и насекомых защищает их организм от потерь воды. Клетки покровов могут быть живыми или мёртвыми, они обладают способностью к секреции веществ и образованию веществ-пигментов. На уровне тканей в составе покровов преобладают эпителиальные и соединительные ткани. У многоклеточных животных функционирование покровов связано с производными кожи, кожными железами, кровеносными сосудами, чувствительными и пигментными клетками, кожными мышцами и др. Каковы же основные функции покровов? Защита. Покровы защищают тело от внешних повреждений, воздействия температуры, высушивания, проникновения микробов и паразитов. Нападение. Стрекательные клетки покровов, когти хищных птиц и млекопитающих являются орудиями во время охоты и обеспечения их питания. i Опора и движение. Покровы придают телу определённую форму, удерживают внутренние органы, образуют плавательные перепонки между пальцами ног, кожные перепонки между конечностями у летучих мышей. Дыхание. У кишечнополостных, плоских червей, рыб, амфибий через поверхность тела происходит газообмен. Выделение веществ. Через покровы вместе со слизью, потом могут удаляться углекислый газ, избыток солей. Теплорегуляция. Нагревание или охлаждение тела происходит через покровы (например, усиленная теплоотдача через большие уши у слонов). Секреция веществ. В покровах многих животных имеются кожные железы, выделяющие вещества для обозначения территории, определения особей своего вида, защиты от паразитов и врагов. Раздражимость. Покровы содержат чувствительные клетки - рецепторы (воспринимают свет, прикосновение, солевой состав воды) и органы чувств (например, боковая линия рыб). Запасание веществ. В подкожной клетчатке пресмыкающихся, млекопитающих откладываются про запас жиры, под кожей лягушек запасается вода. Итак, покровы являются важными многофункциональными образованиями, с которыми связаны почти все процессы жизнедеятельности животных. Каковы покровы тела животных? ПОКРОВНАЯ СИСТЕМА - это совокупность образований на поверхности тела животного, которые, выполняя различные функции, играют важную роль во многих процессах жизнедеятельности. У беспозвоночных покровы представлены однослойным эпителием, который у большинства животных обладает способностью формировать защитную неклеточную оболочку - кутикулу. У позвоночных покровы имеют сложное строение и представлены кожей, состоящей из эпидермиса и собственно кожи (дермы). Достаточно часто функции покровов более разнообразны благодаря таким производным кожи, как роговые или костные образования (чешуя, перья, волосы, когти, копыта, рога) и кожные железы (слизистые, слёзные, ядовитые, солевые, потовые, пахучие, молочные). Таблица 15. ЭВОЛЮЦИЯ ПОКРОВОВ У ЖИВОТНЫХ fpynna Характерные особенности покровов тела Стрекающие Эктодерма из эпителиально-мышечных клеток, между которыми есть стрекательные клетки Плоские черви Однослойный эпителий с кутикулой в составе кожно-мышечного мешка Кольчатые черви Однослойный эпителий с кутикулой. Много слизистых желёз Моллюски Однослойный эпителий образует мантию, которая формирует раковину Членистоногие Однослойный эпителий и толстая хитиновая кутикула, которая у ракообразных укрепляется известью, у паукообразных и насекомых покрыта восковой плёнкой Рыбы Кожа из многослойного эпителия и дермы. Есть слизистые железы и чешуя Земноводные Кожа голая из многослойного эпителия и дермы. Есть многоклеточные слизистые железы. В коже густая сеть кровеносных сосудов Группа Характерные особенности покровов тела Пресмы- кающиеся Кожа сухая из многослойного эпителия и дермы. Желёз нет. Возникают роговые чешуйки, щитки, пластинки Птицы Кожа сухая, тонкая из многослойного эпителия и дермы. Желёз нет (кроме копчиковой), есть перья Млекопитающие Кожа толстая из многослойного эпителия и дермы. Есть развитые железы (потовые, сальные, пахучие, молочные) и волосяной покров Итак, эволюция покровов животных происходила по следующим направлениям: 1) от однослойного к многослойному эпителию; 2) от однослойного защитного эпителия к многофункциональной коже из двух слоёв: эпидермиса и дермы. Каковы приспособления животных к защите и нападению? ПРИСПОСОБЛЕНИЕ, или адаптация, - развитие у организма лю бого признака, который способствует выживанию вида и его размно жению. Приспособления организмов разделяют на морфологические (связанные с внешним строением), физиологические (проявляются в особенностях процессов жизнедеятельности) и этологические (определяются поведением). Основными путями приспособляемости животных является пассивный, активный и избежание неблагоприятных условий среды (например, миграции или кочёвки). Различное влияние условий среды сказывается, в первую очередь, на покровах животных, поэтому именно с ними и связано большинство приспособлений организмов. Какими могут быть приспособления животных к защите и нападешпо? Окраска. В покровах животных содержатся красящие вещества-пигменты, которые делают животных незаметными на фоне местности (белая окраска полярных сов), предостерегают от нападения врагов (божьей коровки, ос), делят очертания животных на части, что мешает их видеть в среде обитания (полосатость зебр). Некоторые животные способны быстро изменять окраску в зависимости от условий (хамелеоны, осьминоги). Маскировка. Форма тела и окраска покровов делают животных похожими на листья, ветки, кору или колючки растений (гусеница берёзовой пяденицы похожа на веточку берёзы). Мимикрия. Незащищённые виды имеют признаки сходства с видами, которые защищены (например, муха пчеловидка обыкновенная похожа на пчелу медоносную). Ядовитость бывает у брюхоногих (конусы), насекомых (пчёлы, шершни), паукообразных (пауки, скорпионы), многоножек (сколопендры), рыб (рыба-фугу, морской дракон), рептилий (змеи, вараны). Органы защиты и нападения. Для охоты и защиты предназначены такие органы, как клешни у раков, клюв у осьминогов и птиц, хели-церы у пауков, жало у шмелей, вооружённые выросты на голове или хвосте у рыбы-меч и ската-хвостокола, зубы у акул и хищных млекопитающих и т. д. Ил. 161. Мимикрия у мухи пчеловидки обыкновенной I Lt* ч 4” Электрические органы. Способностью генерировать электрический ток обладают только рыбы (электрический угорь, электрический скат). Ловчие образования. Есть животные, которые роют ловушки в земле (муравьиный лев), плетут паутину (пауки), имеют выросты для привлечения (рыбы-удильщики). Итак, покровы имеют важное значение для приспособленности животных к условиям существования. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Лабораторное исследование ОСОБЕННОСТИ ПОКРОВОВ ТЕЛА ЖИВОТНЫХ Цель; развиваем умение выделять особенности покровов тела у разных животных; формируем умение характеризовать разнообразие покровов тела животных, объяснять значение покровов для организма. Оборудование и материалы: живые организмы (иллюстрации). Ход работы 1. Исследуем покровы ко.дьчатых червей на примере дождевого червя. Каково его тело на ощупь? Чем образованы покровы тела дождевых червей? Каково значение покровов для дождевого червя? Исследуем покровы насекомых на примере божьей коровки семиточечной (жука колорадского, клопа). Чем образованы покровы тела насекомых? Какое значение имеет окраска покровов для ярко окрашенных насекомых? Изучаем покровы моллюсков на примере улитки виноградной (слизня садового). Чем образованы покровы тела моллюсков? Какие особенности покровов моллюсков? Как реагирует улитка виноградная на прикосновение? Каково значение покровов для моллюсков? Покровами позвоночных является кожа, образованная эпидермисом и дермой. Эпидермис кожи позвоночных может образовывать различные производные. Рассматриваем с помощью .тупы производные эпидермиса холоднокровных (чешуя рыбы, панцирь черепахи) и теплокровных (перья птицы или шерсть млекопитающего). Каковы особенности покровов позвоночных? Какое значение имеют производные кожи для позвоночных животных? 2. 3. 4. РЕЗУЛЬТАТ liS 180 Оценка ' Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Что такое покровы тела? 2. Назовите несколько основных функций покровов тела животных. 3. Что такое покровная система? 4. Назовите покровы тела у позвоночных животных. 5. Что такое приспособление? б. Приведите примеры приспособлений животных к защите и нападению. 7-9 7. Каковы особенности и значение покровов тела животных? 8. Каковы покровы тела животных? 9. Каковы приспособления животных к защите и нападению? 10-12 10. Почему покровы животных отличаются от покровов тела растений? В чём заключается мастерство маскировки животных? Раздражимость - это универсальное свойство всего живого реагировать на воздействия среды. Из учебника §42. РАЗДРАЖИМОСТЬ ЖИВОТНЫХ Основные понятия и ключевые термины: РАЗДРАЖИМОСТЬ ЖИВОТНЫХ. Таксисы. Рефлексы. ОРГАНЫ ЧУВСТВ. Вспомните! Что такое раздражимость? Подумайте Наличие раздражимости у растений доказывают с помощью опыта, демонстрирующего ростовые движения корня и побега у проростка бобов. Этю связано с тем, что побег реагирует ростом на свет, а корень воспринимает силу земного притяжения и растёт вниз. А как убедиться в наличии раздражимости у животных? СОДЕРЖАНИЕ ^ J Каковы особенности раздражимости животных? Раздражимость у животных проявляется в способности отвечать на воздействия Ил. 162. Ростовые движения растения среды своей активной деятельностью. Например, на заре птицы просыпаются и начинают утреннее пение, прикосновение к улитке виноградной заставляет её прятаться в раковину. В этих примерах свет или прикосновение являются раздражителями, процесс действия этой силы - раздражением, а ответ птиц или улитки на действие факторов - биологической реакцией. Раздражителями для животных могут быть свет, Ил. 163. Зяблик - одна из механические воздействия, температура, соле- самых распространённых вой состав воды, пища, влажность, вода, звуки, певчих птиц различные вещества и многие другие факторы. На уровне клеток признаком раздражимости является положительный электрический заряд на поверхности клетки и отрицательный -внутри клетки. Эта разность зарядов может изменяться под воздействием различных факторов, что и является началом внутриклеточных процессов. Изменение клеточного обмена веществ обусловливает соответствующую реакцию клетки. Раздражимость характерна и для цитоплазмы клеток, которая способна воспринимать воздействия среды и реагировать на них возникновением или прекращением движения. У многоклеточных животных раздражимость обеспечивают ткани, обладающие возбудимостью. Это нервная, мышечная и отдельные виды эпителиальной ткани. Проведение возбуждения для обеспечения движений, выделение секретов связано с такими органами, как нервы, спинной и головной мозг, мышцы, железы секреции. В формировании ответной реакции животных на воздействия среды определяющее значение имеют нервная и эндокринная системы. 1ы ^182 Итак, РАЗДРАЖИМОСТЬ ЖИВОТНЫХ - способность переходить из состояния покоя к действиям в ответ на действие факторов среды, которая реализуется на разных уровнях их организации. Каковы формы раздражимости у животных? Биологические реакции-ответы животных на воздействия среды проявляются в виде таксисов и рефлексов. В отличие от ростовых или гигроскопических движений растений и грибов у животных эти реакции являются двигательными. Таксисы - двигательная реакция в ответ на направленное воздействие фактора, которая осуществляется клетками или организмами. Например, выброс нити из стрекательной клетки гидры при прикосновении к чувствительному выросту является механотаксисом, а движение амёбоцитов к питательным веществам или от вредных веществ является положительным или отрицательным хемотаксисом. Таксисы обеспечивают пространственную ориентацию движений животных в ответ на действие благоприятных и.ти неблагоприятных раздражителей. Рефлексы - двигательная реакция организма на определённый пусковой раздражитель, которая происходит при обязательном участии нервной системы. Впервые рефлексы как формы раздражимости появляются у кишечнополостных в связи с возникновением у них диффузной нервной системы. Рефлексы могут быть врождёнными безусловными (сжатие тела гидры в комочек после механического воздействия) или приобретёнными условными (пищевые рефлексы рыб, которые формируются при кормлении в одно и то же время). 'Г Г Ил. 164. Таксис амёбоцитов Ил. 165. Безусловный защитный рефлекс гидры Таксисы и рефлексы являются постоянными составляющими поведения животных. Если рефлексы обусловливают возникновение и ход биологической реакции животного, то таксисы обеспечивают её направленность. Например, появление крачки с кормом включает реакцию птенцов (безусловный пищевой рефлекс), а чёрный кончик их красного клюва направляет реакцию этих птенцов на его клюв (положительный фототаксис). Итак, биологическими реакциями животных на воздействие факторов являются взаимосвязанные таксисы и рефлексы. Каково значение органов чувств для организма животных? ОРГАНЫ ЧУВСТВ - анатомические обра.ювания организма животных, воспринимают информацию из внешней или внутренней среды. Эта информация поступает в виде воздействий звука, света. Ил. 166. Формы раздражиоости у птенцов крачки 3. Рассмотрите судака обыкновенного (2) и определите название, особенности и расположение органов зрения, обоняния, вкуса и боковой линии. Заполните таблицу. Название органов чувств Рак речной Судак обыкновенный Органы зрения Органы обоняния Органы вкуса Органы осязания 4. Сформулируйте вывод. Учимся познавать Мини-проект «Как видят животные?» На протяжении веков люди даже не догадывались, как видят мир животные. Но сегодня наука даёт нам возможность заглянуть в удивительный мир разнообразия органов зрения животных. Воспользуйтесь правилом-ориентиром (см. приложение) для создания мини-проекта и на примере предложенных шести животных (кот, лошадь, стрекоза, голубь, обезьяна, змея) или животных, которых вы выберете самостоятельно, опишите возможности органов зрения животных. 1 ' JB9B 2i РЕЗУЛЬТАТ 3 .г 184 Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1, Что такое раздражимость? 2. Каково значение раздражимости? 3. Назовите основные формы раздражимости животных. 4. Приведите примеры таксисов и рефлексов животных. 5. Что такое органы чувств? 6. Назовите основные органы чувств животных. 7-9 7. Каковы особенности раздражимости животных? 8. Каковы особенности таксисов и рефлексов? 9. Каково значение органов чувств для организма животных? 10-12 10. Дайте характеристику органов чувств разных групп животных на примере конкретных представителей ■:'т< Быть живым - это быть организованным. В. И. Вернадский § 43. РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА ЖИВОТНЫХ. НЕРВНАЯ СИСТЕМА_______________________________________ Основные понятия и ключевые термины: РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА ЖИВОТНЫХ. НЕРВНАЯ C4dCTEMA. Головной мозг. Вспомните! Что такое органы чувств? Подумайте Сопоставьте названные уровни организации жизни животных с соответствующими иллюстрациями: А - молекулярный; Б - клеточный; В - тканевый; Г - уровень органов; Д - системный; Е - организ-менный. СОДЕРЖАНИЕ ^ . Какова основная особенность регуляции функций организма животных? РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА ЖИВОТНЫХ - совокупность процессов, обеспечивающих согласованный и скоординированный ответ животного организма на любые изменения среды. На уровне клеток регуляцию осуществляют химические элементы и соединения (например, ионы натрия или гормоны) и электрические сигналы. Проведение сигналов, обеспечивающих регуляцию, выполняют в животном организме жидкости внутренней среды (кровь или гемолимфа переносят вещества-регуляторы) и нейроны со своими отростками (проводят нервные импульсы). У животных в регуляции функций организма принимают участие все ткани, но активную роль играют нервная и эпителиальная железистая ткани. На уровне органов регуляцию функций животных выполняют органы нервной системы (нервы, мозг), органы эндокринной системы (железы внутренней секреции), органы иммунной системы (например, тимус). У большинства животных есть два основных механизма регуляции функций -нервный и гуморальный, которые объединяются в единую нейрогумо-ральную регуляцию функций. Таблица 16. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕРВНОЙ И ГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ Признак Нервная регуляция Гуиораяьная регуляция Природа сигналов Сигнал электрической природы Сигнал химической природы Скорость передачи сигналов Очень высокая Невысокая Пути передачи сигналов Нервные волокна и нервы Внутренняя среда Характер влияния сигналов Кратковременный выборочный Длительный общий ii 185 Ил. 167. Диффузная и стволовая нервные системы Итак, регуляция функций организма животных в отличие от гуморальной регуляции у растений и грибов является нейрогуморальной. Каковы особенности нервной системы различных животных? ИЕ1^ВНАЯ СИСТЕМА - совокупность органов, которые объединяют деятельность всех органов и систем организма и обеспечивают быстрый ответ на воздействия факторов среды. В животном мире выделяют четыре типа нервной системы: диффузную, стволовую, узловую и трубчатую. Диффузная нервная система, или нервная сеть, образована сплетением нейронов в виде сети, чем обеспечивается передача возбуждения по всему организму. Реакции организма примитивны, но небольшое количество связей между нейронами обеспечивает их надёжность. Такой тип нервной системы наблюдается у кишечнополостных и иглокожих, ведущих прикреплённый или малоподвижный образ жизни. Ство-повую нервную систему имеют плоские и круглые черви. Её образуют скопления нейронов в форме стволов и парного мозгового узла. В такой системе уже наблюдается разделение на центральную и периферическую системы. Поэтому у животных с такой системой усложняется поведение и повышается скорость реакции на раздражитель. Однако подвижность таких животных незначительна, и этот тип нервной системы обеспечивает лишь примитивные условные рефлексы. Узловая нервная система кольчатых червей, моллюсков, членистоногих образована скоплениями нейронов в форме увеличенных узлов и нервных волокон, отходящих от них. Происходит дифференциация нейронов в соответствии с выпо.яняемыми функциями на чувствительные, вставные и двигательные. Благодаря разделению функций между нейронами обеспечиваются высокая скорость и точность ответа на действия раздражителя. У животных с узловой нервной системой усложняется поведение и увеличивается подвижность. Трубчатая нервная система есть только у хордовых и представлена нервной трубкой с нервной полостью. В такой системе появляются головной и спинной мозг с разделением на отделы и нервы, которые проводят импульсы. Головной и спинной мозг образуют центральную нервную систему, а нервы и нервные узлы - периферическую. Такая нервная система осуществляет быстрый сбор информации от органов чувств и её анализ. Благодаря этому трубчатая нервная система координирует „ , , ^ ^ Ил. 169. Трубчатая нервная работу всех органов и обеспечивает эффектив- ^ ную приспособленность организма к внешней ^озг; 2 - спинной мозг; среде. 3 - нервы Ил. 168. Узловая нервная система насекомых Итак, нервная система различных животных отличается уровнем централизации нейронов (сеть - стволы - узлы - головной и спинной мозг с отделами), что сказывается на поведении и подвижности организмов. Каковы преимущества нервной системы с развитым головным мозгом? Головной МО.ЧГ - расширенный передний конец нервной трубки позвоночных животных, который регулирует и координирует деятельность всей нервной системы и обеспечивает целостность организма и его взаимодействие со средой. Головной мозг позвоночных состоит из нейронов, вспомогательных клеток, нервных волокон и кровеносных сосудов. У взрослых позвоночных мозг состоит из 5 отделов: продолговатого, заднего (имеет мозжечок), среднего, промежуточного и переднего мозга. Усложнение каждого отдела связано с развитием органов чувств, подвижностью и формированием сложных форм поведения. У разных групп позвоночных отделы головного мозга имеют свои особенности. Так, у рыб крупнейшим и наиболее развитым отделом головного мозга является средний мозг, поскольку именно сюда поступает вся информация от органов чувств и именно этот отдел принимает самое активное участие в регуляции жизненных функций. Мозжечок хорошо развит у рыб, птиц и млекопитающих, ведущих подвижный образ жизни. Размеры продолговатого мозга в процессе эволюции изменялись незначительно, поскольку у всех позвоночных он регулирует жизненно важные функции. В эволюции позвоночных особое значение имеет развитие переднего мозга - небольшого у рыб, увеличенного у амфибий, рептилий и огромного у птиц и млекопитающих. Это связано с выходом позвоночных на сушу и усложнением органов обоняния и зрения, а такйсе с приспособленностью к изменяющимся условиям наземной среды. Итак, нервная система позвоночных животных с развитым головным мозгом обеспечивает совершенную деятельность органов чувств, разные формы подвижности и усложнение поведения. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Практическая работа № 6 СРАВНЕНИЕ СТРОЕНИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ 1^ель: сравнить строение головного мозга у различных групп позвоночных животных; закрепить знания о нервной системе и функциях головного мозга животных. Ход работы 1. Определите, к каким группам позвоночных относятся изображения головного мозга. Отделы головного мозга позвоночных 1, Передний мозг 2. Промежуточный мозг 3. Средний мозг 4, Задний мозг 5. Продолговатый мозг <0 S ф о: гз I № ^ l.i 188 2. Сопоставьте отделы головного мозга позвоночных с их значением в регуляции жизненных функций. А Передний мозг 1 Регулирует деятельность нервной системы, является основой сложных форм поведения Б Промежуточный мозг* 2 Обработка информации от внутренних органов и регуляция их деятельности В Средний мозг 3 Обработка зрительной информации, у рыб и амфибий является основным координационным центром мозга г Мозжечок 4 Регуляция и координация двигательной деятельности Д продолговатый мозг 5 Рефлекторная регуляция жизненно важных функций дыхания, пищеварения, транспортирования веществ, сердечной деятельности Сопоставьте группу позвоночных животных с особенностями строения их мозга. А Рыбы 1 Передний мозг слабо развит, не образует полушарий; хорошо развит средний мозг; развит мозжечок Б Амфибии 2 Передний мозг имеет два разделённых полушария, хорошо развит средний мозг, слабо развит мозжечок В Рептилии 3 Передний мозг имеет полушария, в которых появляется кора, отвечающая за условные рефлексы; в продолговатом мозге появляется характерный изгиб Г Птицы 4 Передний мозг увеличен, увеличены средний мозг и мозжечок Д Млекопитающие 5 Передний мозг - самый большой, имеет большую площадь коры полушарий за счёт борозд. Мозжечок сравнительно большой Сформулируйте вывод. Как усложнение строения головного мозга связано с усложнением процессов жизнедеятельности позвоночных живцтных? РЕЗУЛЬТАТ Оценка ■ Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Что такое регуляция функций организма животных? 2. Каков тип регуляции функций у животных? 3. Что такое нервная система животных? 4. Каково значение нервной системы для организма животных? 5. Что такое мозг? 6. Назовите основные отделы головного мозга позвоночных животных. 7-9 7. Какова основная особенность регуляции функций у животных? 8. Каковы особенности нервной системы у различных животных? 9. Каковы преимущества нервной системы с развитым головным мозгом? 10-12 10. Каковы особенности раздражимости и регуляции функций у животных? Плодитесь и размножайтесь, и наполняйте воды в морях, и птицы да размножаются на земле. Книга Бытия, Ь22 §44. РАЗМНОЖЕНИЕ ЖИВОТНЫХ__________________________________ Основные понятия и ключевые термины: РАЗМНОЖЕНИЕ ЖИВОТНЫХ. БЕСПОЛОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ. ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ. Оплодотворение. Вспомните! Как размножаются растения? ,1 Подумайте Известный шведский естествоиспытатель XVIII века К. Линней утверждал, что в тропических странах три мухи могут за то же время съесть дохлую зебру, что и лев. Докажите это утверждение. , СОДЕРЖАНИЕ ^ Какое значение имеет размножения для животных? РАЗМНОЖЕНИЕ ЛСИВОТПЫХ - воспроизведение животным организмом новых особей. Начало новым организмам дают отдельные клетки или группы клеток родительских особей. В этих клетках в ядре содержится наследственная информация обо всех признаках будущих потомков. Такая информация записана на универсальных информационных носителях, которыми являются молекулы ДНК. Перед размножением эти молекулы удваиваются и ♦упаковываются» в клетки, предназначенные для размножения. Ими могут быть клетки тела животного или клетки, которые формируются в специализированных органах размножения - яичниках и семенниках. В первом случае клетки называются бесполовыми, во втором - половыми. Таким обра-’ зом, в размножении участвуют два вида клеток - бесполовые и половые, поэтому выделяют две формы размножения - бесполое и половое. Таблица 17. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФОРМ РАЗМНОЖЕНИЯ ОРГАНИЗМОВ Признаки Бесполое размножение Половое размножение Клетки, которые участвуют Бесполые Половые Участие родительских особей В основном одна В основном две Сходство потомков Потомки являются почти точными «копиями» родителей Потомки сочетают признаки каждого из родителей, поэтому отличны и неповторимы Биологическое значение Обеспечивает быстрое воспроизведение большого количества подобных потомков Обеспечивает медленное воспроизведение небольшого количества различных потомков Преобладающая форма размножения у животных - половое размножение. Оно осуществляется половыми клетками, которые могут образовываться как в одном родительском организме, так и в двух разных, один из которых является женской особью, а другой - мужской. Значение бесполого и полового размножения для вида заключается в непрерывном быстром или медленном пополнении и замене одина- 189 КОВЫХ или разных особей, которые погибают в природе по разным причинам.'Кроме того, размножение позволяет увеличить численность вида и иметь перспективы в эволюционном развитии. В результате размножения вместо старых и больных особей появляются молодые и здоровые. Место погибшых занимают новые, и вид, таким образом, сохраняется и продолжает свое существов^ие. Итак, размножение животных обеспечивает появление потомков и существование вида во времени. Каковы способы и значение бесполого размножения у животных? БЕСПОЛОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ - это воспроизведение себе подобных с участием бесполых клеток. Преимущество такого размножения у животных: оно происходит без затрат энергии на поиски партнёра противоположного пола. Но бесполое размножение имеет и большой недостаток - сходство потомков. Если среда обитания организмов с бесполым размножением изменится, то подобным организмам одного вида с одинаковыми приспособлениями грозит гибель. Поэтому бесполая форма размножения характерна для низших животных и происходит, если в окружающей среде имеются благоприятные условия. Чаще всего бесполое размножение у животных осуществляется с помощью группы бесполых клеток тела. Основными способами бесполого размножения являются фрагментация и почкование. Фрагментация - способ бесполого размножения, когда тело многоклеточного животного делится поперечным делением на много частей, каждая из которых растёт и образует новый организм. Так могут размножаться многощетинковые черви, морские звёзды. Почкованием называют способ бесполого размножения, когда на толе jKiiDOTiioro образуются многоклеточные образования-почки, которые впоследствии отделяются или остаются на теле на всю жизнь (например, губки, гидры, коралловые полипы). / Ил, 170. Почкование гидры Ил. 171. Фрагментация морской звезды Итак, бесполое размножение ограничивает разнообразие признаков у новых особей, но может за короткий благоприятный период обеспечить быстрое появление большого количества потомков со сходными признаками. Как происходит половое размножение животных? ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ - воспроизведение себе подобных с участием, половых клеток, или гамет. Эти клетки содержат половинный набор информации, поскольку в половом размножении участвуют две родительские особи. Обязательным условием полового размножения являются встреча гамет и их слияние - оплодотворение, сопровождающееся образованием полного и необходимого для развития нового организма набора наследственной информации. Гаметы, сформированные мужской особью, называются сперматозоидами, а женские гаметы - яйцеклетками. Оплодотворение - процесс слияния мужской и женской гамет с образованием зиготы, которая даёт начало новому организму. Различают внешнее оплодотворение, при котором слияние гамет происходит вне тела самки, и вну треннее оплодотворение, при котором гаметы сливаются в теле самки. Внешнее оплодотворение характерно для водных животных (двустворчатые моллюски, лучепёрые рыбы), а внешнее - для наземных животных (брюхоногие моллюски, пауки, насекомые, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие). Основными способами полового размножения является партеногенез, гермафродитизм и раздельнополость. ТАБЛИЦА 18. СПОСОБЫ ПОЛОВОГО РАЗМНОЖЕНИЯ Ил. 172. Половые клетки и процесс оплодотворения: 1 - сперматозоид; 2 - яйцеклетка; 3, 4, 5 - стадии оплодотворения Название Определение и примеры Партеногенез Развитие организмов из неоплодотворенной яйцеклетки (тля, дафния, палочник, коловратка, ящерица кавказская, карась серебряный) Гермафро- дитизм Размножение с участием мужских и женских гамет, которые развиваются в одном организме (гидра, паразитические плоские черви, дождевые черви, брюхоногие моллюски, коралловые рыбы) Раздельно- полость Размножение, при которм сперматозоиды образуются в мужском организме, яйцеклетки - в женском (например, круглые черви, головоногие моллюски, членистоногие, позвоночные животные) Итак, половое размножение имеет преимущества перед бесполым, так как новые особи наследуют признаки обоих родительских особей и поэтому имеют возможность лучше приспосабливаться к окружающей среде. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Развиваем умение Внимательно прочитайте текст и рассмотрите предложенные иллюстрации, объясняющие процесс передачи наследственной информации во время размножения. Вставьте в текст и сопоставьте с рисунками следующие понятия: А - хромосомы; Б - ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) В — ядро; Г - митоз; Д - мейоз. «Наследственная информация организмов записана на ... Это химическое соединение участвует в образовании особых органелл -.... Именно они и являются носителями наследственности и хранятся в ....Основой размножения является способность клеток к ....Суш,ествуют два основных типа деления клеток, которые участвуют в размножении. Один из них осуществляет образование клеток для бесполого размножения - ... а другой - клеток, которые являются основой полового размножения -...». ЁИ ■V*' м - ■** У'Лл ...J».V* I 5 У 1 ' 'd. - ''<ЛЛл1'"’ |' -uMei'U/ Ил. 173. Ящерица кавказская Биология + Мифология Амазонки - мифологические воинственные женщины, в племена которых не допускались мужчины. По древним преданиям, они образовали мощное государство во главе с царицей. Вступали в брак с представителями соседних племён только для продолжения рода, затем отсылали мужчин обратно. Новорождённых мальчиков отдавали родителям, девочек воспитывали для войны. Встречаются «амазонки» и среди животных. Например, у ящерицы кавказской самцов вообще нет или их не могут найти. Как же происходит половое размножение у таких видов? Учимся познавать Мини-проект «Забота о потомстве» С размножением у животных связано большое количество приспособлений, в частности плодовитость организмов и забота о потомках. Воспользуйтесь правилом-ориентиром (см. приложение на с. 284) для создания мини-проекта и докажите значение заботы о потомстве для размножения. Ил. 174. Проявление заботы о потомстве животных РЕЗУЛЬТАТ Оценка 1 ■ ■ ' ' Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Что такое размножение у животных? 2. Назовите две формы размножения организмов. 3. Что такое бесполое размножение у животных? 4. Назовите основные способы бесполого размножения животных, 5. Что такое половое размножение у животных? 6. Назовите основные способы полового размножения животных. 7-9 7. Каковы значение и формы размножения животных? 8. Какие способы и значение бесполого размножения у животных? 9. Как происходит половое размножение животных? 10-12 10. Как сохраняется и передаётся наследственная информация при размножении? «Отпе vivum ex ovo» e переводе c латыни - всё живое из яйца. В. Гарвей §45. ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ЖИВОТНЫХ________________ Основные понятия и ключевые термины: ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ЖИВОТНЫХ. Яйцо. Эмбриональное развитие. Послеэмбриональ-ное развитие. Прямое развитие. Непрямое развитие. Вспомните! Что такое размножение, половые клетки, оплодотворение? Подумайте Перед вами на фотографиях яйца насекомого (1), акулы (2), птицы (3) и лягушки (4). Что находится внутри яиц и каково их назначение? СОДЕРЖАНИЕ ^'' Что такое индивидуальное развитие животных, или онтогенез? Как вы уже знаете, начало новому организму могут давать бесполые клетки или половые клетки после их слияния. У большин- ства животных развитие начинается с оплодотворенной яйцеклетки -зиготы, которая формируется после внешнего или внутреннего оплодотворения. Эта клетка начинает делиться, возникают новые клетки, ткани, органы и новый организм. Направляются все эти процессы наследственной информацией молекул ДНК. Иными словами, проект для образования записан и заготовлен в ядре зиготы. Но для её развития нужны питательные вещества, энергия и защита. Вот почему в цитоплазме яйцеклетки и вокруг неё в виде оболочек накапливаются белки и жиры, образуются защитные структуры. Так формируется яйцо. Яйцо - образование у животных организмов с половым размножением, имеющее запас питательных веществ и защитные оболочки для развития нового организма. Яйца разных животных имеют свои особенности, связанные с содержанием питательных веществ и свойствами оболочек. Так, яйца птиц имеют твёрдую скорлупу, яйца иглокожих, моллюсков, рыб, амфибий имеют слизистую оболочку. Интересное название - «кошелёк русалки» имеют яйца акул и скатов, защищённые роговой капсулой. Признаки нового организма возникают не все сразу, а постепенно, в процессе его жизни. Поэтому индивидуальное развитие организмов, или онтогенез, начинается с момента оплодотворения и продолжается до естественной смерти. Продолжительность индивидуального развития у разных животных различна. Итак, ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ЖИВОТНЫХ -совокупность последовательных изменений строения, функций и химического состава, которые происходят в животном организме с момента зарождения и до конца жизни. •♦а 193 4v V* 4"" I . I '■H 1 в чём суть способов воспроизведения потомства у животных? У животных выделяют три способа воспроизведения потомства: живорождение, яйцерождение и яйцеживорождение. Живорождение - это способ воспроизведения, при котором развитие эмбриона происходит внутри материнского организма за счёт его питательных веществ, после чего сформированный новый организм выходит из тела матери и начинается его отдельное от неё существование. Такое воспроизведение характерно для кишечнополостных, червей, членистоногих, моллюсков, некоторых акул и плацентарных млекопитающих. Яйца этих животных имеют незначительный запас питательных веществ. Развитие эмбриона при живорождении может происходить в яичнике, яйцеводах или их расширениях, преобразованных в матку. Яйцерождение - это способ воспроизведения, при котором развитие эмбриона происходит вне материнского организма за счёт значительного запаса питательных веществ яйца. После формирования новый организм выходит из яйцевых оболочек и начинает самостоятельную жизнь. Такой способ воспроизведения характерен для кишечнополостных, членистоногих, птиц, пресмыкающихся и однопроходных млекопитающих. Яйцеживорождение - это способ воспроизведения, при котором эмбрион развивается внутри материнского организма за счёт питательных веществ яйца. Сформированный молодой организм освобождается от яйцевых оболочек ещё в организме матери. Этот способ менее распространён и присущ дафниям, некоторым ящерицам, змеям, аквариумным рыбкам (гуппи, меченосцам). Ил. 175. 1 - эмбрион дельфина в матке; 2 - эмбрион рептилии в яйце; 3 - дафния с эмбрионами в выводковой камере Итак, у животных в зависимости от источника питательных веществ и места развития зародыша различают живорождение, яйцероджение , и яйцеживорождение. Какие периоды и типы развития выделяют у животных? Развитие нового организма после рождения будет продолжаться вплоть до гибели. Поэтому выделяют два периода индивидуального развития животных - эмбриональный и послеэмбриональний. Эмбриональное развитие - это развитие эмбриона от зиготы до рождения или вылупления из яйца. В этот период закладываются зародышевые ткани, формируются постоянные ткани и органы, которые и будут выполнять жизненные функции после рождения. Послеэмбриочальное развитие - это развитие организма от рождения или выхода из яйца до смерти. Основными событиями этого периода являются рост, созревание, половая зрелость и старение сформированного организма. В этот период онтогенеза у определённых животных могут наблюда- Ил. 176. Типы развития у птиц: 1 - прямое гнездовое развитие синицы большой; 2 - прямое выводковое развитие утки ться процессы перестройки организмов, появившихся на свет. Поэтому учёные ввели понятие прямого и непрямого развития. Прямое развитие - развитие, при котором только что родившееся животное в общем напоминает взрослое. Характерно для некоторых кишечнополостных (гидры), ресничных и малощетинковых червей, ракообразных (дафнии, речные раки), пауков, скорпионов, моллюсков (брюхоногие, головоногие), хрящевых рыб, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих. У птиц прямое развитие может быть гнездовым и выводковыми. Непрямое развитие - развитие, при котором образуется личинка, которая превращается во взрослую особь непосредственно или в результате преобразований. Оно характерно для многих кишечнополостных, плоских, круглых, многощетинковых червей, насекомых, многоножек, клещей, большинства моллюсков, ланцетников, костных рыб, амфибий и др. Если у личинки происходит перестройка всех её органов и систем, то говорят о непрямом развитии с полным превращением (жесткокрылые, чешуекрылые, костные рыбы, амфибии). Если же личинка имеет общие черты строения со взрослыми особями, в связи с чем преобразования коснутся лишь отдельных органов и систем, то развитие непрямое с неполным превращением (прямокрылые, полужесткокрылые). Ил. 177. Непрямое развитие с полным превращением у крапивницы; 1 - яйца; 2 - личинка (гусеница); 3 - куколка; 4 - взрослая стадия (имаго) Ил. 178. Непрямое развитие с неполным превращением у клопа-солдатика; 1 - яйца; 2, 3 - личинки; 4 - взрослое насекомое 0 ш S X 01 S ш РО го О. ' . QJ ш 2 ^ -О L го >4 =1 ш т > 2^ -й li^. - Итак, в онтогенезе животных выделяют эмбриональный и после-эмбриональний периоды и два типа развития - прямое и непрямое. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Биология + Наука Яйцеклетку млекопитающих впервые увидел под микроскопом К. Бэр ещё в начале XIX века. Это произвело на него большое впечатление: «Я должен был опомниться, прежде чем решился снова заглянуть в микроскоп... Никогда не думал, что содержимое яйца в такой степени похоже на желток птицы». И здесь функция определяет строение. Сравните яйцеклетку млекопитающих в яичнике (1) и яйцо птицы (2). Чем они похожи? Как их функция определяет строение? Биология + Музыка Лира - струнный щипковый инструмент, или хордофон. Этот распространённый в Древней Греции и Древнем Риме музыкальный инструмент имел корпус из панциря черепахи, обтянутый воловьей кожей, и струны из овечьих кишок. Звук извлекался костяным медиатором. Обучение игре на лире было частью базового образования греков и римлян. В мире животных похожие на лиру образования имеют птица-лира (1) и недавно открытый вид хищных губок - губка-лира (2). Какое же значение в воспроизведении и развитии этих существ имеет их лира? Каковы особенности развития птиц и губок? 1 i Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Что такое индивидуальное развитие? 2. Что такое яйцо? 3. С чего начинается индивидуальное развитие животных? 4. Назовите способы воспроизведения потомства у животных. 5. Назовите периоды развития животных. 6. Назовите два типа развития животных. 7-9 7. Что такое индивидуальное развитие животных? 8. В чём суть способов воспроизведения потомства у животных? 9. Какие периоды и типы развития выделяют у животных? 10-12 10. В чём сходство и различие яйцеклетки млекопитающего и яйца птиц? Подвластность изменениям - свойство живого, Н. буало §46. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ, РОСТ животных Основные понятия и ключевые термины: РОСТ ЖИВОТНЫХ. Продолжительность жизни. Диапауза. Регенерация. Вспомните! Что такое индивидуальное развитие животных? Подумайте ► Морской двустворчатый моллюск арктика исландская (1) встречается в Атлантическом океане у побережья Исландии. Изучение «годовых колец» его раковины указало возраст моллюска -507 лет, что делает его самым долгоживущим из известных животных на Земле. Отдельные деревья сосны остистой (2) достигают возраста 5 тысяч лет, Ларрея (креозотовый куст) -11 тысяч лет, что делает их старейшими живыми организмами на Земле. Какие вопросы появляются у вас после прочтения об этих фактах? СОДЕРЖАНИЕ От чего зависит продолжительность жизни животных? Продолжительность жизни - это период существования организма от рождения до смерти. У разных животных этот показатель имеет разное значение и может колебаться от нескольких часов (у насекомых-по-дёнок) до нескольких сотен лет (например, у моллюсков Арктики). К животным-дол-гожителям относят также гренландских китов (почти 210 лет), галапагосскую черепаху (почти 170 лет), озёрного осетра (почти 150 лет) и др. Учёные считают, что среди животных есть и бессмертные существа. Так, крошечная (почти 5 мм в диаметре) гидроидная медуза туритопсис - единственный известный ныне организм на Земле, способный к омоложению. Эти медузы способны переходить из взрослой стадии в незрелую стадию полипа и обратно, осуществляя такие преобразования много раз подряд. Продолжительность жизни животных зависит от внутренних факторов и внешних условий среды обитания. Внутренними факторами, влияние которых на продолжительность жизни наиболее существенно, являются плодовитость (чем больше потомства животное даёт, тем меньше живёт), размеры (обычно небольшие по размеру животные имеют меньшую, а большие по размеру - большую продолжительность жизни), ритм и частота дыхания и сердцебиения (животные, которые имеют высокий ритм и частоту, живут недолго), тип питания (растительноядные живут дольше хищников). Ил. 179. 1 - взрослая однодневка; 2 - медуза туритопсис г 197 о m ¥ Существенное влияние на продолжительность жизни организмов, несомненно, имеют условия среды — свет, температура, состав воды, воздуха и организмы. Растения в общем имеют большую продолжительность жизни, чем животные благодаря наличию образующих тканей. Именно эти ткани обеспечивают образование новых тканей, рост органов и восстановление тела растения в течение всей его жизни. У животных подобные ткани (их называют зародышевыми листками) есть только на ранних стадиях развития, а способность к неограниченному делению сохраняют только отдельные и немногочисленные клетки (их называют стволовыми). Итак, продолжительность жизни животных меньше, чем у растений, и зависит от многих внутренних и внешних факторов. Каковы особенности роста животных? РОСТ ЖИВОТНЫХ — это совокупность количественных иэме нений, обеспечивающих увеличение массы и размеров особей за счёт процессов биосинтеза веществ. На молекулярном уровне основное участие в реализации роста животных осуществляют белки. Из них образуются новые клетки, с их помощью увеличиваются размеры клеток и масса межклеточного вещества. Рост животных сопровождается увеличением всех органов тела, но новые органы, как это бывает у растений, при этом не образуются. В определённые периоды развития различные органы и сам животный организм растёт с неодинаковой скоростью. Сразу после рождения животные растут быстрее, а с возрастом - медленнее. Величина и скорость роста зависят от наследственности и внешних факторов. Если есть пища, вода, тепло, то организмы растут лучше, поэтому процессам роста свойственны сезонная и суточная ритмичность. У животных наблюдаются два типа роста - ограниченный и неограниченный. Как правило, у водных животных рост неограниченный, а у наземных - ограниченный. Таблица 19. ТИПЫ РОСТА У ЖИВОТНЫХ Тип Характеристика Примеры Ограниченный Рост прекращается при достижении определённых размеров Наземные членистоногие, круглые черви, птицы, млекопитающие Неограничен- ный Увеличение размеров и биомассы продолжается до смерти организмов Ленточные черви, кольчатые черви, водные членистоногие, моллюски, рыбы, пресмыкающиеся 198 В жизни животных наблюдаются периоды, когда рост и активность снижаются до минимума. Это период покоя, который называется диапаузой. Диаиауза - период покоя в развитии животных, характеризующийся резким снижением скорости обмена веществ и остановкой ростовых процессов. Период покоя является приспособлением животных к неблагоприятным условиям существования. Проявляется у различных животных в виде глубокого сна, зимней спячки, летней спячки, оцепенения и т.п. Диапауза свойственна многим животным, особенно насекомым, насекомообразным, млекопитающим, грызунам, летучим мышам, многим хищным млекопитающим и др. Сигналом к переходу в диапаузу является уменьшение продолжительности светового времени суток. Итак, рост у животных имеет свои особенности, которые определяются их образом жизни. Какое значение имеет регенерация для животных? Регенерация - это процессы восстановления организмом утраченных или повреждённых частей, а также воссоздание целостного организма из определённой его части. Регенерация является общебиологическими явлением, но у разных групп организмов наблюдают разную степень регенерации. Так, губку ^ можно растолочь в ступке, пропустить Ил. 180. Ящерица, у которой через сито, и её клетки соберутся в один регенерируется хвост или несколько организмов; разрезанный дождевой червь восстановит утраченную половину тела; организм планарии может восстановиться из одной клетки; голотурии, или морские огурцы, спасают себя тем, что выбрасывают навстречу хищнику свои внутренности; ящерица ломает хвост в случае опасности. С повышением уровня организации способность к регенерации уменьшается. Так, у гидры восстановление организма может произойти из 1/200 части, а у млекопитающих восстановление наблюдается на уровне тканей и отдельных органов. У большинства животных регенерация ограниченна, чего не скажешь о регенерации у растений. У них это явление происходит благодаря наличию образовательных тканей во всех органах и является основой вегетативного размножения. В животном мире регенерация обеспечивает восстановление структур организма или целого организма, вызванное их потерей или повреждением (отрастание утраченных конечностей речного рака и хвостатых амфибий). Кроме того, благодаря регенерации животный организм восстанавливает утраченные в процессе жизнедеятельности клетки и ткани (обновление клеток крови, кожи, эпителия пищеварительного канала). У низших животных, которым свойственно бесполое размножение, регенерация является основой почкования и фрагментации. Итак, регенерация в мире животных выполняет восстановительную функцию и функцию размножения. ^ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Лабораторное исследование ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗРАСТА ЖИВОТНЫХ (на примере двустворчатых моллюсков и лучепёрых рыб) Цель: развиваем умение выделять признаки, по которым определяют возраст животных, формируем умение объяснять связь между возрастом и ростом, развиваем умение сравнивать особенности роста животных и растений. Ход работы Определить возраст рыбы можно, подсчитав концентрические кольца на чешуе, на вываренных в воде жаберных крышках и по плотности чешуек (у двухлетней рыбы вы увидите сдвоенные чешуйки, у трёхлетней - строенные чешуйки и т, д.). Определите возраст рыбы, подсчитав количество колец на чехпуе (ил. 181). Какова причина появления колец на чешуе? 1. 199 2. Возраст моллюсков можно определить по количеству колец на створке раковины. Каждое кольцо отличается от предыдущего из-за сезонных особенностей условий существования. Определите возраст моллюска, подсчитав количество колец на раковине (ил. 181). Какова причина появления колец на раковине? Ил. 181. Годовые кольца на чешуе рыбы (1), раковине беззубки (2) и стволе дерева (3) 3. Стволы деревьев, произрастающих в климатических зонах с сезонным климатом, на поперечном распиле имеют структуру в виде набора годовых колец. Каждое кольцо соответствует одному году жизни дерева. Определите возраст спиленного дерева (ил. 181). Какова причина появления годовых колец в стволе? 4. Сделайте вывод из проведённого исследования. Биология + Цивилизации Аксолотль - личинка тигровой (мексиканской) амбистомы, которая в природных условиях иногда не превращается во взрослую особь. Название этого хвостатого земноводного животного на языке ацтеков звучит как «водяная собачка». В аквариумах часто содержат выведенных в неволе альбгшосов с молочно-белым цветом кожи и красными наружными жабрами. Способность аксолотля к восстановлению утраченных частей тела кажется безграничной: у них воспроизводятся хвост, конечности, отломанные челюсти, глаза, жабры, сердце, печень, даже часть головного мозга. Тайна заключена в клетках, которые могзгг превращаться в любую другую клетку организма. Кроме удивительной способности к регенерации аксолотль может размножаться, не став ещё взрослым организмом. Кто такие ацтеки? Каким образом рассмотренное животное из цивилизации ацтеков может помочь современной цивилизации? РЕЗУЛЬТАТ Ил. 182. Амбистома тигровая: 1 - личинка (аксолотль); 2 - взрослая особь 200 Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Что такое продолжительность жизни у животных? 2. Приведите примеры жи-вотных-долгожителей. 3. Что такое рост у животных? 4. Какие типы роста характерны для животных? 5. Что такое регенерация у животных? 6. Назовите животных, впадающих в спячку. 7-9 7. От чего зависит продолжительность жизни животных? 8. Каковы особенности роста животных? 9. Какое значение для животных имеет |эегенерация? 10-12 10. Какое значение для человека имеют исследования регенерации животных? Жизнедеятельность - совокупность процессов, которые происходят в организме и обеспечивают поддержку его жизни. Биологический словарь Обобщение темьг «Процессы жизнедеятельности животных» Таблица 20. ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЖИВОТНЫХ Название Суть Разиоо^маиост» Гетеро- трофное питание Обеспечивается поступление в организм питательных веществ и получение собственных органических соединений Через поверхность тела Через пищеварительную систему Пищеваре- ние Обеспечивает измельчение и расщепление пищи на простые вещества, которые могут всасываться и участвовать в обмене веществ Внеорганизменное Организменное; внутриклеточное, внеклеточное, околоклеточное Дыхание Обеспечивается поступление в организм кислорода, использование его клетками для окисления органических веществ и выделения из организма углекислого газа Кожное Трахеи Жаберное Лёгочное Транспор- тирование веществ Происходит перенос соединений в организме для обеспечения его жизнедеятельности Путём диффузии С помощью кровеносной системы органов Выделение Обеспечивает выведение из организма излишка воды, конечных продуктов обмена, избытка солей и ядовитых веществ, поступивших в организм или образовавшиеся в нём Путём диффузии С помощью дыхательной системы органов Опора Осуществляет защиту, опору и связана с наличием скелетных мёртвых или живых укрепляющих образований Гидроскелет Экзоскелет Эндоскелет Движение Способность к активным взаимоотношениям со средой, возникает как результат сократимости на разных уровнях организма Амебоидное Мерцательное Мышечное Раздражи- мость Способность организма реагировать в ответ на действие факторов среды, которая реализуется на разных уровнях организации В форме ориентаций, таксисов и рефлексов Регуляция функций Обеспечивает согласованный и скоординированный ответ животного организма на любые изменения среды Гуморальная регуляция Нервная регуляция Иммунная регуляция Размноже- ние Воспроизведение животным организмом новых особей Бесполое размножение Половое размножение Развитие Совокупность последовательных изменений строения, функций и химического состава, что происходит в животном организме с момента зарождения и до конца жизни Прямое развитие Непрямое развитие: 1) с полным превращением; 2) с неполным превращением Рост Совокупность количественных изменений, обеспечивающих увеличение массы и размеров особей за счёт биосинтеза веществ Ограниченный рост Неограниченный рост Процессы жизнедеятельности животных имеют свои особенности, которые определяются и характеризуются сложной организацией органов и систем органов. Процессы жизнедеятельности животных организмов изучает физиология животных. 201 Самоконтроль знаний и Тест-обобщение 3. «ПРОЦЕССЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЖИВОТНЫХ» Установите соответствие между проявлениями жизнедеятельности животных и веществами, органами, составляющими процессами и типами. Ответы запишите в таблицу. 1 Питание 2 Пищеварение 3 Дыхание 4 Транспортирование веществ 5 Выделение 6 Опора 7 Движение 8 Покровы 9 Раздражимость 10 Регуляция функций 11 Размножение 12 Развитие I. Вещества А Сложные питательные вещества Б Нейрогормоны, гормоны В Рецепторные белки Г Кислород, углекислый газ Д ДНК, гормоны Е Сократительные белки Ё Половые гормоны Ж Аммиак, мочевая кислота 3 Пищеварительные ферменты Й Карбонат кальция, вода И Хитин, воск, кератин Л Гемоглобин, вода III. Составляющие процессы А Деление клеток, оплодотворение Б Рост, созревание, старение В Возбуждение, сокращение Г Обезвреживание, изоляция Д Измельчение, расщепление Е Растворение, присоединение Ё Укрепление, покрытие Ж Возбуждение, проведение С Линька, обновление Й Всасывание, поглощение И Восприятие воздействий Л Газообмен, окисление II. Органы А Протонефридии, почки Б Сердце, сосуды В Кости, хрящи Г Кожные железы, кутикула Д Органы чувств Е Нервы, головной мозг Ё Глотка, желудок Ж Зародышевые оболочки 3 Яичники, семенники Й Мышцы, конечности, крылья И Жабры, лёгкие, трахеи Л Челюсти, ротовые органы IV. Тилы (виды, разновидности) К Прямое и непрямое Л Незамкнутый и замкнутый М Гидро-, экзо и эндоскелет Н Авто- и гетеротрофное О Бесполое и половое П Фото-, фоно-, хеморецепция Р Нервная, гуморальная С Эпителий, кожа Т Жгутиковый, мышечный Ц Жаберное, лёгочное Ю Диффузное, спецорганами Я Клеточное, полостное Таблица ответов Раздел 1 2 3 4 S 6 7 8 9 10 11 12 1 Вещества II Органы III Составляющие процессы IV Типы (виды) II. Расположите в соответствующих ячейках буквы из таблицы ответов и получите название явления и способности животных (северных оленей, морских черепах, китов) выбирать правильное направление движения во время ежегодных миграций: МО 18 IV 11 IV 1 115 1117 ИЗ 118 III 11 IV 3 1119 IV 2 Самоконтроль знаний Тест-обобщение 3. «ПРОЦЕССЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЖИВОТНЫХ» Установите соответавие между проявлениями жизнедеятельности животных и веществами, органами, составляющими процессами и типами. Ответы запишите в таблицу. 1 Питание 2 Пищеварение 3 Дыхание 4 Транспортирование веществ 5 Выделение 6 Опора 7 Движение 8 Покровы 9 Раздражимость 10 Регуляция функций 11 Размножение 12 Развитие I. Вещества А Сложные питательные вещества Б Нейрогормоны, гормоны В Рецепторные белки Г Кислород, углекислый газ Д ДНК, гормоны Е Сократительные белки Ё Половые гормоны Ж Аммиак, мочевая кислота 3 Пищеварительные ферменты Й Карбонат кальция, вода И Хитин, воск, кератин Л Гемоглобин, вода III. Составляющие процессы А Деление клеток, оплодотворение Б Рост, созревание, старение В Возбуждение, сокращение Г Обезвреживание, изоляция Д Измельчение, расщепление Е Растворение, присоединение Ё Укрепление, покрытие Ж Возбуждение, проведение С Линька, обновление Й Всасывание, поглощение И Восприятие воздействий Л Газообмен, окисление II. Органы А Протонефридии, почки Б Сердце, сосуды В Кости, хрящи Г Кожные железы, кутикула Д Органы чувств Е Нервы, головной мозг Ё Глотка, желудок Ж Зародышевые оболочки 3 Яичники, семенники Й Мышцы, конечности, крылья И Жабры, лёгкие, трахеи Л Челюсти, ротовые органы IV. Типы (виды, разновидности) К Прямое и непрямое Л Незамкнутый и замкнутый М Гидрю-, экзо и эндоскелет Н Авто- и гетеротрофное О Бесполое и половое П Фото-, фоно-, хеморюцепция Р Нервная, гуморальная С Эпителий, кожа Т Жгутиковый, мышечный Ц Жаберное, лёгочное Ю Диффузное, спецорганами Я Клеточное, полостное Таблица ответов Раздел 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Вещества II Органы III Составляющие процессы IV Типы (виды) II. Расположите в соответствующих ячейках буквы из таблицы ответов и получите название явления и способности животных (северных оленей, морских черепах, китов) выбирать правильное направление движения во время ежегодных миграций: МО 18 IV 11 IV 1 115 1117 113 118 III 11 IV 3 1119 IV 2 Тема 3 ПОВЕДЕНИЕ ЖИВОТНЫХ Сколько существует человечество, столько оно задумывается над поведением животных. И. Акимушкин § 47. ПОВЕДЕНИЕ ЖИВОТНЫХ________________ __________________ Основные понятия и ключевые термины: ПОВЕДЕНИЕ ЖИВОТНЫХ. Этология. Вспомните! Что такое раздражимость? Подумайте Наука о поведении животных на- зывается этологией. Её основателями считают Конрада Лоренца (1903-1989), Николаса Тинбергена (1907-1988) и Карла фон Фриша (1886-1982), которые в 1973 году получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытия, связанные с созданием и установлением моделей индивидуального и группового поведения животных. А разве знания о поведении животных имеют для человека такое большое значение? СОДЕРЖАНИЕ Vj Каковы особенности поведения животных? ' --4i ПОВЕДЕНИЕ ЖИВОТНЫХ - совокупность приспособительных действий, направленных на установление жизненно необходи мых связей организма с окружающей средой. В ^ основе формирования поведения животных лежит раздражимость как способность организма реагировать на воздействия окружающей среды. Примерами поведения животных могут быть и реакция маленькой гидры и большой медузы на прикосновение, и охота хищников, и защита их потенциальной добычи, и брачные игры, и забота о потомстве, и миграции, и кочёвки. Поведение животных по своим проявлениям разнообразнее и сложнее, чем у растений или грибов. Это обусловлено их способностью к активному движению и поиску оптимальных условий существования. Наличие мышечных Ил. 183. Забота о потомстве у шимпанзе t X Ъ X к о ш S ф S X 0) ф rv i203 I о (D s X ф s z Ф Ч Ф m о c Г I * 206 m Итак, знания о поведении животных имеют значение в различных областях деятельности человека. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Лабораторное исследование НАБЛЮДЕНИЕ ЗА ПОВЕДЕНИЕМ ЖИВОТНЫХ Цель: развиваем умение наблюдать и описывать поведение животных; формируем умение характеризовать биологическое значение врождённого и приобретённого поведенйя, объяснять изменение поведения со временем. Ход работы 1. Простейшими видами врождённого поведения являются ориентация, направленные двигательные реакции (таксисы) и врождённые реакции-ответы на действие жизненно важных факторов (безусловные рефлексы). Понаблюдайте за действиями своих домашних животных и приведите примеры проявлений врождённого поведения. Каково биологическое значение названных вами проявлений врождённого поведения? 2. Простейшими видами приобретённой формы поведения является привыкание, на5Ч1ение путём проб и ошибок и приобретённые реакции-ответы на действие определённого фактора, который не был изначально важным для животных (условные рефлексы). Понаблюдайте за действиями своих домашних животных и назовите примеры проявлений приобретённого поведения. Каково биологическое значение названных вами проявлений врождённого поведения? 3. Сделайте вывод из проведённого исследования. Биология Биокоммуникация О языке танцев пчелы медоносной, откры-том в двадцатые годы прошлого века известным зоологом Карлом фон Фришем, знает почти каждый человек. Способ, которым пчёлы передают информацию, — это одно из самых впечатляющих чудес природы. Пчелиный язык - это язык танцев. Когда пчела находит нектар или пыльцу, она возвращается домой и начинает танцевать. Танец привлекает внимание других пчёл и рассказывает им, где был найден нектар или пыльца, как далеко они находятся и в каком направлении. Каким образом кодируется информация в этом языке? Может ли человек общаться с пчёлами с помощью этого языка? РЕЗУЛЬТАТ Вопросы для самокоятроля 1-6 1. Чю такое этология? 2. Что такое поведение животных? 3. Назовите основные методы изучения поведения животных 4. Приведите примеры проявлений поведения животных. 5. Назовите основные формы поведения животных 6. Приведите примеры областей деятельности человека, где используются знания о поведении животных 7-9 7. Каковы особенности поведения животных? 8. Каковы методы изучения поведения животных? 9. Какое значение для человека имеют этологические знания? 10-12 10. Чем отличается поведение животных от поведения растений? Поведение животного - зто результат наследственности и условий среды. Из учебника §48. ПОВЕДЕНЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ЖИВОТНЫХ Основные понятия и ключевые термины: ПОВЕДЕНЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ЖИВОТНЫХ. Врождённые реакции. Приобретённые реакции. Приспособительный акт. Стимулы. Вспомните! Что такое поведение? к ^ Подумайте Почему зяблики, которые выросли в неволе без родителей, умеют петь, но их пение «зачаточное» и обеднённое? Почему молодые пчёлы умеют летать, но в начале своей «трудовой» жизни не улетают далеко от ульев? СОДЕРЖАНИЕ Что такое поведенческие реакции животных? Ил. 186.1 - зяблик; 2 - пчела медоносная •Г ПОВЕДЕНЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ - это отдельные приспособительные проявления внешней активности животных в ответ на действие того или иного фактора среды обитания. У животных они бывают двух типов - врождённые и приобретённые, но между ними нет чёткой границы, и большинство проявлений имеет элементы первого и второго типов. Врождённые реакции - это поведенческие реакции, которые определяются наследственностью и не требуют для своего развития специального обучения или тренировки. Эти реакции развивались и совершенствовались путём отбора в течение жизни многих поколений. Их главное приспособительное значение заключается в том, что они способствуют выживанию особей вида сразу после рождения. Врождённые реакции называют видоспецифичными, потому что одинаковы у всех представителей определённого вида животных. К врождённым реакциям относятся ориентация, таксисы, кинез, простые безусловные рефлексы. Приобретённые реакции - это поведенческие реакции, которые формируются в течение жизни постепенно, с накоплением индивидуального опыта. Их ещё называют индивидуально-специфичными, поскольку эти проявления не одинаковы у разных представителей вида. Приобретённые реакции обеспечивают приспособление каждой особи к изменяющимся условиям среды в течение индивидуального развития. Приобретённые реакции не передаются из поколения в поколение и не закрепляются в наследственности. Формируются такие реакции во время научения, привыкания, подражания, возникновения условных рефлексов. По направленности поведенческих реакций выделяют индивидуальную, репродуктивную и социальную формы цл. 187. Самка панды передаёт опыт поведения. малышу Таблица 21. ФОРМЫ ПОВЕДЕНИЯ ЖИВОТНЫХ X & ш * 01 X I 01 ч: 01 ш о m п: S .01 Название Значение 1. Индивидуальное поведение Поведение, направленное на выживание и приспособленность отдельных особей (например, локомоция, поиск пищи, поиск убежища, исследовательская деятельность, игровое поведение, агрессивное поведение) 2. Репродуктивное поведение Действия, связанные со взаимодействием особей, направленные на воспроизведение себе подобных (например, формирование брачных пар, брачные танцы, выведение потомства, забота о потомстве) 3. Социальное поведение Поведение, проявления которого направлены на совместные действия, совершаемые многими организмами одного вида (например, взаимоотношения между особями в муравейнике, пчелиной семье) 208 Следовательно, поведение животных - результат взаимодействия наследственности и условий среды, оно направлено на выживание вида и приспособляемость особей в течение индивидуального и исторического развития. Какова структура поведенческого акта? Поведенческий aicr — это совоку^пность последовательных врождённых и приобретённых действий, направленных на достижение результата. У животных есть много поведенческих актов, которые, как отдельные пазлы, формируют мозаику сложного поведения. Общую структуру поведенческих актов отражает простая схема из трёх основных стадий: поисковое поведение, ответ на ключевые стимулы, завершающий акт. Ил-188- Орех для белки - Первой стадией поведенческого акта яв- ключевой стимул пищевой ляется поисковое поведение, которое осу- поведенческой реакции ществляется под влиянием мотивационных стимулов. Так, голодная собака ищет пищу, в начале сезона размножения самцы птиц выбирают места для гнёзд. Поиски животных базируются на врождённых реакциях, но в процессе жизни особи поисковое поведение дополняется приобретёнными реакциями. Второй стадией являются действия, которые проявляются как ответ на определённые раздражители. Их называют ключевыми стимулами, потому что именно они «включают» именно это действие. Ключевые стимулы разнообразны и воспринимаются с помощью органов чувств. Это могут быть пение, метка на клюве, запах пищи, дупло дерева и т. п. Так, для птицы, которая выбирает место для гнезда, дупло в дереве будет ключевым сигналом, который включает последующие действия, связанные со строительством гнезда. Для голодной собаки запах закопанной в земле кости будет сигналом для её откапывания. Третьей стадией является завершающий акт, совершаемый как фиксированный комплекс действий (ФКД). Это сложный комплекс врождённых действий (таксисов, кинезов, безусловных рефлексов), подобных у всех представителей вида, они проявляются без специального обучения. Именно такие реакции завершающей стадии поведенческих актов и являются инстинктом в чистом виде. Если эти действия проявились у животного, то оно будет их выполнять, даже если изменятся условия и целесообразность этих действий утратится. Итак, поведенческий акт осуществляется в три стадии и состоит из врождённых и приобретённых действий, направленных на результат. Какова роль стимулов в поведенческих реакциях животных? Стимулы {сигнальные раздражители) - это различные по природе сигналы, влияющие на поведенческие реакции животных. В зависимости от их значения и влияния на определённой стадии поведенческих актов стимулы делятся на мотивационные, пусковые и завершающие. Мотивационные стимулы - это внутренние или внешние раздражители, которые способствуют возникновению определённой поведенческой реакции. Так, у птенцов чайки серебристой или голодной собаки мотивационным стимулом является чувство голода. Пусковые {ключевые) стимулы - это сигналы, которые включают поведенческие реакции животных. Носителями этих сигналов являются сами животные, а их способность подавать такие сигналы является врождённой. Ключевыми раздражителями могут быть звуки (кваканье у лягушек, пение у певчих птиц), запахи (летучие соединения для насекомых, собак), осязание, цвет и изображения (рисунки на крыльях бабочек, цвет и форма цветов для нектарниц), движения (проявления угрожающего поведения у змей) и др. Рассмотрим роль ключевых раздражителей на классическом примере этологии. Птенцы чайки серебристой после вылупле-ния из яиц хотят есть. Они часами смотрят на мир и ищут красное пятно, которое для них является ключевым стимулом. У взрослой чайки клюв жёлтый, но снизу подклювья есть яркое красное пятно. Птенцы ищут именно его. Они будут тыкаться клювами в разные стороны, пока не наткнутся на него. Постукивание клювиками в области пятна стимулирует взрослую чайку к кормлению птенцов. Завершающие стимулы - это внешние или внутренние сигналы, которые вызывают завершение поведенческой реакции. Так, наполненный желудок является сигналом для прекращения пищевого поведения собаки или птенцов, вид построенного гнезда заставляет птиц прекратить свою работу. Итак, стимулы являются сигнальными раздражителями для осуществления последовательных стадий поведенческих актов животных. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Практическая работа № 7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМ ПОВЕДЕНИЯ ЖИВОТНЫХ Цель: научиться распознавать формы поведения животных по видеоматериалам (или другим источникам): закрепить знания о формах поведения животных. Ил. 189. Жёлтые клювики птенцов - пусковой стимул для родителей Ил. 190. Красное пятно на клюве чайки - пусковой стимул для птенцов X Л X h- о со 1 5 ьс U 01 7 I 01 ^=z QJ СО О с 06 -Г -Н 209 Ход работы 1. Сопоставьте указанные проявления поведения с соответствующими иллюстрациями: А - игровое поведение; Б - агрессивное поведение; В - брачные танцы; Г - турнирные бои; Д - защита от хищников; Е - забота о потомстве. 2. Определите принадлежность названных проявлений к одной из форм поведения. 3. Определите направленность названных проявлений поведения. 4. Заполните таблицу. Проявление поведения Форма поведения Направленность поведения 1. Брачные танцы журавлей Репродуктивное поведение Размножение и выживание вида 2,.., 5, Сформулируйте выводы. В чём заключается приспособительное значение поведения? Учимся познавать Примените свои знания структуры поведенческих актов и объясните: 1) почему в отдельных случаях попугайчики в неволе не размножаются, хотя брачные пары образуют; 2) почему енот, научившись самостоятельно Ил. 191. 1 - волнистые попугаи; 2 - енот-полоскун открывать водопроводный кран, бежит к умывальнику с каждым кусочком пищи, тщательно промывает его и только после этого начинает РЕЗУЛЬТАТ Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Что такое поведенческие реакции животных? 2. Назовите типы поведенческих реакций. 3. Что такое поведенческий акт? 4. Назовите три стадии поведенческого акта. 5. Что такое стимул поведения? 6. Назовите три вида стимулов поведения животных 7-9 7. Каково значение поведения в жизни животных? 8. Какова структура поведенческого акта? 9. Какова роль стимулов в поведенческих реакциях животных? 10-12 10, Объясните на конкретных примерах роль стимулов в поведенческих реакциях животных. Ил. 192. Берлога медведя Инстинкт и научение друг без друга существовать не могут. К. Фабри §49. ВРОЖДЁННОЕ ПОВЕДЕНИЕ ЖИВОТНЫХ__________________________ Основные понятия и ключевые термины: ВРОЖДЁННОЕ ПОВЕДЕНИЕ ЖИВОТНЫХ. Биологическая потребность. Вспомните! Что такое врождённое и приобретённое поведение? 5^^ > Подумайте В глухих уголках Карпат, в зарослях, под вывернутым деревом, поверженным стволом, старым пнём, под скалой устраивает берлогу медведь, выстилает её ветвями ели и пихты, мхом, листьями. Вход в берлогу он закрывает верхушками молодых деревьев, которые наклоняет или обламывает. Берлогу умеют строить все медведи и даже те медвежата, которых выкормил человек. Откуда они знают, как строится такое жильё? Почему берлоги разных медведей могут отличаться? СОДЕРЖАНИЕ ^ Каковы особенности врождённого (инстинктивного) поведения животных? Наиболее подробно описал инстинктивные проявления французский энтомолог Жан Анри Фабр, наблюдая за роющими осами из рода сфекс. Воспользуемся описанием одного из инстинктов осы, чтобы определить их особенности. «Снача.1а осы роют норку, имеющую небольшую камеру для будущей добычи. Затем летят и ищут характерную для каждого вида добычу, это могут быть сверчки, кузнечики, пауки (видовая специфичность). После непродолжительной борьбы жертва теряет силы: сфекс перево^ рачивает её на спину, придерживает лапками и колет своим жалом в три нервных узла брюшной нервной цепочки. В результате добыча остаётся живой, но не может двигаться. После этого сфекс приносит её в норку, кладёт у входа, влезает в норку и проверяет, нет ли незваных гостей. Затем затягивает в норку парализованное тело, откладывает на нём яйцо, из которого впоследствии вылупится личинка. И наконец закрывает вход в норку камешком. Последовательность этих действий у сфексов одинакова: сначала норка, затем добыча, далее добыча в норке, яйца на добыче и закрытая норка (сложность). Целесообразность этого инстинкта заботы о потомстве впечатляюищя: слабая личинка обеспечивается свежей пищей, которая не портится в течение всей её жизни, а неподвижная жертва не может сбросить с себя личинку-хищника, питающегося её телом» (направленность ). S о; S X о? ffi о с ф 0 1 X :ф о о. по о> Ил. 193. Самка сфекса зубастого у норки (1) и с парализованным кузнечиком (2) 211 t л г л I ф S I ф Ct ф 00 о п. S 1 / :■■ 212 Из описания наблюдений можно выделить следующие особенности врождённого (инстинктивного) поведения животных; врождённый ха рактер, сложность, видовая специфичность, направленность возникновения и др. Итак, ВРОЖДЁННОЕ, или ИНСТИНКТИВНОЕ, ПОВЕДЕНИЕ - это совокупность врождённых сложных специфических для вида поведенческих реакций, которые возникают как ответ на определённую биологическую потребность и имеет важное значение для выживания отдельных особей и вида в целом. Как осуществляется врождённое поведение? Врождённое поведение не происходит само по себе. Прежде всего должна возникнуть соответствующая биологическая потребность (л«о-тивация). Ведущими биологическими потребностями животных являются те, которые необходимы для жизни. Это потребность в пище, воде, безопасности, температурная и половая потребности и другие. Они и будут мотивационными сигналами. Когда возникает потребность в пище, в организме появляется чувство голода, животное начинает активно исследовать окружающую среду. Оно ищет внешние сигналы, которые помогут удовлетворить возникшую потребность. Это так называемая по исковая стадия поведенческого акта по поиску пищи. Именно на этой стадии у многих животных к их врождённым поведенческим реакциям подключаются приобретённые реакции, которые улучшают промежуточный результат. Роющие осы отыскивают сделанные норки каждый раз по другим ориентирам. Строя гнёзда, птицы могут использовать материалы, созданные человеком, которых ранее в природе вообще не было. Певчие птицы мог>т дополнять свои песни новыми звуками. Поисковая стадия отдельного инстинкта продолжается до тех пор, пока не будет найден ключевой раздражитель - внешний сигнал, который запускает новые инстинктивные поведенческие реакции. Таким пусковым раздражителем для хищника может быть вид, запах, звуки жертвы. Этот сигнал вызывает у хищника определённую последовательность поведенческих действий: подкрадывание, нападение, схватывание жертвы. Именно на этой стадии под влиянием определённого ключевого раздражителя у животных возникеиот особенности, присущие только определённой родственной группе. Так, все кошачьи наносят жертве особенный укус в области шеи, все голуби пьют воду, не поднимая головы. Инстинктивные действия, соответствующие завершающей фазе, связаны с удовлетворением потребности, например, в еде. Стимулом, выключающим этот пищевой инстинкт хищника, является чувство насыщения, которое формируется при наполненном желудке. Инстинктивная деятельность - это совокупность многих поведенческих реакций, которые всегда происходят в определённом порядке. Не может самка сфекса сначала отложить яйцо, а уже потом делать норку. Такие стабильные комплексы действий характерны для всех форм поведения животных, и только длительные изменения условий существования могут вызвать в ней сдвиг или повлиять на формирование нового инстинктивного проявления. Итак, врождённое поведение - это система последовательных поведенческих реакций, возникающих под влиянием соответствующих стимулов. г Каково биологическое значение врождённого поведения животных? Врождённое поведение животных разнообразно по своим проявлениям и является основой поведения практически всех животных. Индивидуальные инстинктивные проявления направлены на выживание особей, и их осуществление не требует участия других особей. Такими проявлениями являются пищевые, питьевые, защитные, регуляции сна и бодрости, терморегуляции, исследовательские, игровые, инстинкты строительства жилья и другие. Репродуктивные инстинктивные проявления направлены на размножение и в большинстве случаев связаны с особями мужского и женского пола. К ним относят половые, родительские, материнские, гнездовые инстинктивные проявления птиц, территориальные инстинкты и т. п. Социальные инстинктивные проявления направлены на выживание группы и достижение приспособительного результата совместными усилиями многих особей. Такими проявлениями являются инстинкты иерархии в группе, инстинкты миграций и перелётов, инстинкты ориентирования в группе и т. д. Благодаря врождённому поведению животные настолько хорошо приспосабливаются к различным внешним воздействиям, что у человека создаётся впечатление, что эти поведенческие проявления являются разумными. Однако это не соответствует действительности. Тгпсие врождённые поведенческие акты осуществляются по наследственной программе, автоматически, без осознания конечного результата. Так, инстинкт выкармливания птенцов у многих птиц срабатывает даже в тех случаях, когда они выкармливают кукушат, которые не похожи на их детей и не продолжат их род. Ил. 194. Разнообразие инстинктов: 1 - питьевой инстинкт жирафа; 2 - материнский инстинкт чёрного лебедя; 3 - социальный защитный инстинкт буйволов; 4 - стадный инстинкт овец Итак, врождённое поведение обеспечивает приспособленность животных к типичным для вида условиям среды. Эти врождённые сложные проявления поведения отражают полезный опыт предыдущих поколений и направлены на получение результата, полезного для данного животного или вида. X Z X S Z 0^ СХ ш со о 0> о X X :ф Ct о Cl CD 0\ 213 X 2 X »- о ffl s Ф s X Ф s CO о c 2 .Ф I ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Биология + Литература Кукушка прилетела к чёрному Дроздику. - Как тебе не скучно? - спрашивает его. - Что ты делаешь? - Пою, - отвечает Дроздик, - видишь... - Я и сама пою чаш,е тебя, да всё, однако, скучно... - Да ты ж, сударыня, только то одно и делаешь, что, подкинув в чужое гнездо свои яйца, с места на место перелетая, поёшь, пьёшь и ешь. А я сам кормлю, берегу и учу своих детей, а свои труды облегчаю пением. (Г, Сковорода. «Кукушка и дрозд»). Что такое гнездовой паразитизм? Почему камышевка, изображённая на иллюстрации 195, не отказывается кормить кукушонка? Учимся познавать Сопоставьте проявления поведения животных с соответствующими иллюстрациями, определите их биологическое значение и заполните таблицу: турнир глухарей, забота рабочих пчёл о матке, бой орланов, нападение бегемота на антилопу гну, объятия детёньппей шимпанзе, сон леопарда. 1 Ил. 195. Камышевка выкармливает кукушонка 4к Таблица 22. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВРОЖДЁННОГО ПОВЕДЕНИЯ Проявление Группа инстинктов Биологическое значение врождённого поведения 1. Турнир между глухарями Репродуктивные К размножению допускаются сильные самцы РЕЗУЛЬТАТ Вопросы для самоконтроля 1 1-6 1. Что такое врождённое поведение? 2. Назовите основные особенности врождённого поведения. 3. Назовите стадии осуществления врождённого поведения. 4. С чего начинаются инстинктивные действия? 5. Назовите основные группы инстинктов. 6. Приведите примеры врождённого поведения животных. 7-9 7. Каковы особенности врождённого поведения животных? 8. Как осуществляется врождённое поведение? 9. Каково биологическое значение врождённого поведения? 10-12 10. Охарактеризуйте биологическое значение врождённого поведения, используя конкретные примеры из животного мира. Научение - зто видоизменение поведения, возникающее в результате индивидуального опыта, Дональд Дьюсбери §50. ПРИОБРЕТЁННОЕ ПОВЕДЕНИЕ ЖИВОТНЫХ____________________ Основные понятия и ключевые термины: ПРИОБРЕТЁННОЕ ПОВЕДЕНИЕ ЖИВОТНЫХ. Научение. Вспомните! Что такое врождённое поведение? Подумайте И. Акимушкин в своей книге «Проблемы этологии» приводит такой пример: «Учёные предлагали в пищу актиниям несъедобные кусочки фильтровальной бумаги, касаясь ими щупалец. Сначала актинии жадно хватали бумагу и направляли в рот, но очень быстро выбрасывали её наружу. Но уже через пять дней прочно усвоили, что это угощение в пищу не годится, и больше его не брали. Приобретённый навык сохраняется в их памяти от шести до десяти дней. Впоследствии они снова подвергались обману, но теперь негативное отношение к бумаге формировалось гораздо раньше, чем в начале опытов» . Что же такое научение? СОДЕРЖАНИЕ Ил. 197. Морской заяц Ил. 196. Коралловый полип актиния конская Чем отличается научение от врождённого поведения? Чтобы понять сущность приобретённого поведения, рассмотрим описание одного простого опыта с моллюском Аплазия (морской заяц). Его провёл лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине Э. Кандел. На теле моллюска находится трубка-сифон, через которую поступает вода и направляется на жабры. Если прикоснуться к этой трубке, у апли.шии наблюдается защитная врождённая реакция: втягивание и сифона, и жабр, расположенных внутри тела в мантийной полости. Но если воздействовать струёй воды или прикос новением стеклянной палочки к сифону много раз подряд с одинаковой силой, то аплизия будет втягивать жабры и сифон всё слабее, а потом совсем перестанет реагировать на эти прикосновения. У разных особей количество прикосновений и сила втягивания были разными, но сама реакция наблюдалась у всех испытуемых животных. Что же произошло? Наблюдаем приобретённое поведение в его простейшей форме - в форме привыкания. Если сравнить эту защитную реакцию аплизии с той, которая наблюдалась относительно механического воздействия, то мы поймём, что поведение моллюска видоизменилось. Научение будет обеспечивать проявления поведения со следующими особенностями: приобретённый характер, индивидуальность, устойчивость, направленность на условия, которые быстро изменяются. 2 * I Ct Ф ffi О С X Z :ф К Ф а ю о S Q. С О 1Л I 215 X 2 X н 0 QQ S 56 О! S 1 ф С1 ф CD О С гг» ТО S .ф 216 Итак, ПРИОБРЕТЁННОЕ ПОВЕДЕНИЕ - относительно устойчивые изменения поведения, возникающие в течение жизни особи и обеспечивающие приспособленность к изменяющимся условиям среды. Каковы виды научения у животных? На^ттение - это деятельность организма, направленная на формирование приобретённых поведенческих реакций. Приобретённое поведение животных формируется благодаря научению животных, которое может иметь различные виды: привыкание, подражание (социальное научение), запечатление, научение путём проб и ошибок, озарение, вырабатывание условных рефлексов и др. Привыкание - вид научения животных, в процессе которого происходит ослабление врождённой защитной поведенческой реакции при многократном повторении стимула. Благодаря такому научению животные не тратят энергию на те раздражители, которые являются нейтральными и не представляют угрозы для их жизни. Теперь вы понимаете, почему скворцы перестают бояться неподвижного чучела, которое хозяева вывесили на черешне, чтобы сохранить урожай. Подражание - вид научения животных, при котором молодая особь копирует поведение взрослых. Такое научение особенно распространено среди певчих птиц и млекопитающих. Известен такой пример. Японских макак подкармливали клубнями сладкого картофеля. Однажды 16-месячная самка вместо того, чтобы вытереть клубень от песка лапами, как это делали другие, случайно помыла его в воде. Впоследствии она это уже делала постоянно, а через 9 лет так делали уже 70 % обезьян из её группы. Запечатление {импринтинг) - вид научения животных, в процессе которого после рождения особи в её памяти фиксируются отдельные признаки впервые увиденных движущихся объектов. Этот вид научения осуществляется быстро, запомненное сохраняется длительное время и не изменяется в течение жизни. Так, новорождённые гусята первой видят взрослую гусыню, которая является их матерью. Но ею может стать и любой движущийся объект (человек, собака, кошка), который гусята увидят в первые часы после вылупления из яйца. Научение путём проб и ошибок - вид научения животных, при котором особь случайно проявляет реакцию, которая соответствует стимулу. Эта связь стимула с реакцией вызывает удовлетворение и укрепляется. Так, золотых рыбок после того, как они проплыли лабиринт, кормили. Рыбки это усвоили и с каждым разом проплывали необходимое расстояние быстрее. Озарение {инсайт) - вид научения животных, суть которого заключается во внезапном нахождении решения какой-то ситуации. Термин Ил. 198. Японская макака с бататом Ил. 199. Домашняя гусыня с гусятами Ил. 200. Опыты В. Келлера с шимпанзе ввёл В. Келер, исследовав умственную деятельность шимпанзе. Когда высоко подвешивали бананы и клали рядом несколько ящиков, обезьяна после определённого периода «размышлений* и действий ставила ящики друг на друга, и, взобравшись на них, доставала бананы. Проявлений поведения животных, которые являются результатом такого научения, сегодня известно уже немало. Так, вороны бросают с высоты орехи под колёса автомобилей, певчий дрозд камнем разбивает раковины моллюсков и многие другие. Вырабатывание условного рефлекса {классическое обусловливание) — вид научения животных, во время которого формируется поведенческая реакция не только на безусловный жизненно важный раздражитель, но и на соединённый с ним условный раздражитель. Так, у собак вырабатываются определённые реакции на звуковые сигналы, подкреплённые едой. Итак, различные виды научения обеспечивают изменения в поведении в ответ на изменения условий существования. Как осуществляется приобретённое поведение у животных? Существование и возникновение поведенческих реакций зависит от памяти, которая осуществляет запоминание, хранение и воспроизведение опыта. Различают прошлый опыт, накопленный предыдущими поколениями и полученный в наследство от родителей, и индивидуальный опыт, приобретённый в течение жизни благодаря научению. Поэтому у животных выделяют две разновидности памяти - генетическую и механическую. Если последняя проявляется в форме способностей К научению и приобретению жизненного опыта, то генетическая память проявляется через генетическую наследственную информацию, передающуюся из поколения в поколение. Память есть у всех живых существ, но наивысшего уровня она достигает у млекопитающих. Проявления приобретённого поведения животных осуществляются преимущественно на врождённых реакциях и заключаются в их изменении для большего соответствия условиям существования. Таким образом, в каждом случае научения формируется поведенческий акт, содержащий врождённые и приобретённые поведенческие реакции. Так, птицы-шалашники свой прошлый опыт по строительству беседки дополняют приобретённым опытом по использованию синих пластиковых вещей человека для «декора» сооружений с целью привлечения внимания самок. Способность к научению свойственна всем животным, но у разных видов и в разных условиях проявляется по-разному. Так, у гидры приобретённые реакции будут намного проще, чем у млекопитающих. Итак, приобретённое поведение животных связано с процессами памяти и врождёнными поведенческими реакциями. Ил. 201. Птица-альтаночник Ж 2 X э ffi о с QJ 0 1 X Н Ф а ю о S Q. С О 1Л 217 ;U. О CQ S Ф s z fV CC QJ 00 о % СХ X S ct X (N 1Л : ч 223 о m * V s. X V Ч OJ GO о d s Форма поведения Значение Игровое поведение Действия животных, обеспечивающие формирование навыков охоты, общения, обогащения информацией и т. п. Использование орудий труда Действия с предметами среды для получения пищи и защиты. Чаще животные используют камни, ветки, колючки Биологические ритмы Поведение в виде периодических действий в соответствии с периодическим изменениям в среде. Наиболее известными являются суточные и сезонные ритмы 224 Итак, формы индивидуального поведения чрезвычайно разнообразны, но ни одна из них не существует обособленно от других; все они взаимодействуют друг с другом, обеспечивая выживание особей в определённой среде. Какие виды поведенческих реакций являются основой индивидуального поведения животных? Поведенческая реакция - это ответ организма на воздействие фактора внешней среды, который проявляется в виде определённого действия. Эти реакции могут быть простыми и сложными, врождёнными и приобретёнными. Основными типами поведенческих реакций являются таксисы, кинез, безусловные и условные рефлексы. Таксисы - это врождённые направленные двигательные реакции организма в ответ на действие фактора. Такие движения могут быть положительными (в направлении действия фактора) или отрицательными (против направления действия фактора). Например, для дождевых червей характерен отрицательный фототаксис, а для планарии, которая движется в направлении пищи, - положительный хемотаксис. Кинезы — это врождённые ненаправленные двигательные реакции организма в ответ на действие фактора. Такие движения определяются СИЛОЙ действия фактора, а не его направленностью. Например, щупальца гидры в поисках пищи двигаются медленно, но при появлении добычи их движение ускоряется. Безусловные рефлексы - это врождённые реакции-ответы организмов на воздействия жизненно важных стимулов при участии нервной системы. Впервые рефлексы как поведенческие реакции наблюдаются у кишечнополостных. Например, реакцией гидры на прикосновение будет сжатие тела в комочек. Простые безусловные рефлексы, соединяясь друг с другом, образуют у многих животных инстинкты. Условные рефлексы - это приобретённые реакции-ответы организмов на воздействия стимулов при участии нервной системы. Условные рефлексы образуются на базе безусловных и вместе с ними участвуют в формировании приобретённого поведения. Эти рефлексы являются основой для различных форм научения. Например, привыкание у гидры на многократное раздражение щупалец несъедобными объектами. Итак, поведение животного является совокупностью различных поведенческих реакций, в осуществлении которых играют роль наследственность и условия среды. От чего зависит видовая склонность животных к некоторым формам поведения? На развитие большинства индивидуальных форм поведения особи в течение жизни влияют наследственность и факторы среды обитания. Но среди всего разнообразия существуют такие формы индивидуального поведения, которые проявляются в полном объёме сразу и не подвергаются изменениям в онтогенезе особи. Никакие формы научения и влияния мотивационных стимулов такое поведение изменить не могут. Так, наши домашние петухи и дикие кольчатые горлицы поют даже тогда, когда их выращивают в полной изоляции от родителей. Этих птиц не учат петь, их пение определяется наследственностью. Не учатся у родителей и птенцы кукушки, которых выкармливают другие птицы. Они вырастают и «кукуют» свою песню так, как она записана в их наследственной программе, хотя их могли выкармливать и петь свои мелодии такие замечательные певцы, как соловьи. Факторы среды в этих проявлениях поведения являются ключевыми стимулами. Этологи в таких случаях говорят о видовой склонности животных к определённым формам поведения. Примеры такой склонности учёные заметили и у организмов многих других видов. Так, у грызунов наблюдаем такую форму поведения, как умывание мордочки; только енот-полоскун полощет пищу перед употреблением. В некоторых случаях такие поведенческие акты являются единственным критерием для того, чтобы различить особей разных видов между собой. Например, у светлячков световые сигналы являются видоспецифичными. Каждый вид имеет свою световую серию, которую самцы используют для общения, самки - для привлечения самцов. В предыдущих темах мы приводили примеры видовой специфичности поведения у голубей, которые пьют воду, и у кошек, совершающих характерные укусы в шею жертвы. Ил. 207. Всего известно около 2 000 видов светлячков, и каждый из них имеет свои специфичные сигналы Итак, видовая склонность животных к некоторым формам поведения является видоспецифичным инстинктивным поведением, которое определяется наследственностью. ч et S ffl s «=с X s rs 1Л (ЛП 225 Учимся познавать 0 m S * ш S X 01 ч 01 ш о с Мини-проект «Как общаются животные?» В результате длительного приспосабливания к среде животные выработали различные системы общения: с помощью звуков (1), запахов (2), танцев (3), прикосновений (4), Какие типы поведенческих реакций обеспечивают общение животных? Биология + География В своём описании «Живые рифовые драгоценности» Андрей Изморов писал: «Я, сидя перед экраном телевизора, всегда с большим увлечением рассматривал параллельное измерение - по-другому коралловые рифы и не назовёшь. Живой мир, окружённый синей лазурью, такой далёкий от человеческой цивилизации, наполненный фантастическими морскими созданиями, каждое из которых живёт своей таинственной жизнью. Ил. 209. Коралловый риф Наиболее захватывающими в этом удивительном многообразии природы являются коралловые рыбы, их пёстрые цвета и богатство форм. В общем учёные насчитывают почти 2 800 видов коралловых рыб. Среди них наиболее известны рыбы-ангелы, рыбы-клоуны, рыбы-бабочки, рыбы-попугаи, рыбы-хирурги, рыбы -зебры, морские коньки ». Что такое коралловые рифы? Какие формы поведения коралловых рыб связаны с их яркой окраской? ■ РЕЗУЛЬТАТ Э||внка1 Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Что такое индивидуальное поведение? 2. Каково значение форм индивидуального поведения животных? 3. Что такое поведенческие реакции? 4. Назовите основные типы поведенческих реакций. 5. Назовите две основные причины, определяющие различные формы индивидуального поведения животных. 6. Приведите примеры видовой склонности к некоторым формам поведения. 7-9 7. Какие существуют формы индивидуального поведения животных? 8. Какие типы поведенческих реакций являются основой индивидуального поведения животных? 9. От чего зависит видовая склонность животных к некоторым формам поведения? 10-12 10. На конкретных примерах докажите индивидуальность поведения животных. Организм, который выживает, но терпит поражение в размножении, обладает нулевой приспособленностью. Д. Дьюсбери §53. РЕПРОДУКТИВНОЕ ПОВЕДЕНИЕ ЖИВОТНЫХ Основные понятия и ключевые термины: РЕПРОДУКТИВНОЕ ПОВЕДЕНИЕ ЖИВОТНЫХ. Забота о потомстве. Миграции животных. Вспомните! Что такое размножение? Подумайте Разноцветным и ярким бывает окрашивание у бабочек, коралловых рыб и птиц. На иллюстрации вы видите самца утки мандаринки. Для чего же ему такая «красота*? j А будет ли способствовать его выживанию такая заметная яркая окраска? СОДЕРЖАНИЕ Ил. 210. Самец утки мандаринки Каково значение репродуктивного поведения животных? РЕПРОДУКТИВНОЕ ПОВЕДЕНИЕ - это поведение особей, на правленное на воспроизведение себе подобных и существование вида во времени. Приспособленность животных определяется не только выживанием особей в тех или иных условиях среды, но и их способностью давать потомство. Благодаря размножению образуются следующие поколения организмов, которые будут продолжать существование вида. Основой такого поведения у животных являются различные инстинкты: половые, родительские, материнские и другие. Поэтому проявления репродуктивного поведения у многих животных имеют видоспецифичный характер, то есть осуществляется более или менее одинаковым способом всеми животными одного и того же вида. Например, брачный танец японских журавлей не перепутаешь с танцами фламинго. Подавляющее большинство различных форм репродуктивного поведения связано с половым размножением, поскольку этот тип размножения животных является преобладающим. Поэтому далее мы можем пользоваться термином «половое поведение», заменив понятие «репродуктивное поведение*. Ил. 211. Брачный танец: 1 - журавлей японских; 2 - фламинго X Ъ X о (й ф S X ф г ш о Г: и о а Ь- m 1Л 227 Таблица 24. ОСНОВНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ РЕПРОДУКТИВНОГО ПОВЕДЕНИЯ ЖИВОТНЫХ f I X Ъ X н 0 ю S ф S 1 ф ф ш о с гп W п S .<1^ Форма поведения Значение Сезонность Поведение, связанное с размножением в определённое время года, вызывается благоприятными климатическими условиями среды или достаточным количеством пищи Ухаживание Форма поведения направлена на выбор самкой того самца, гены которого лучше. Кроме этого, ухаживание заставляет самку и самца согласовывать свои действия во врюмя спаривания Спаривание Форма поведения направлена на образование пар организмов противоположного пола для рождения и выращивания потомства Забота о потомстве Поведение животных, которое обеспечивает выкармливание, уход и защиту потомства 228 Итак, репродуктивное поведение животных имеет различные проявления, направлено на размножение организмов и обеспечивает существование вида. Что вызывает циклические изменения репродуктивного поведения животных? Главным и важнейшим признаком репродуктивного поведения животных является его цикличность, то есть повторяемость через определённые промежутки времени. Это связано с необходимостью подготовки организмов к размножению, накоплением сил и энергии для такого важного и ответственного периода, как рождение и выкармливание здорового потомства. Главная причина цикличности размножения животных обусловлена необходимостью приспособить связанные с этим расходы энергии (для ухаживания, спаривания, заботы о потомстве) к наиболее благоприятному времени года с хорошими климатическими условиями, достаточным количеством пищи и воды. Животные учитывают и такие факторы среды обитания, как отсутствие хищников и паразитов. Поэтому в условиях умеренного климата размножение большинства животных обычно происходит весной и летом. Есть среди животных и такие, которые размножаются несколько раз в год (коралловые рыбы) или размножаются только один раз в жизни (тихоокеанские лососи, насекомые подёнки, ланцетники). Животные, которые созревают быстро, могут размножаться несколько раз в течение лета и сохранять половую активность осенью и зимой, В тропическом климате цикличность размножения часто определяется сменой засушливого и дождевого сезонов года, поскольку это отражается на запасах пищи и воды. Цикл размножения у многих животных состоит из этапов, которым соответствуют определённые формы репродуктивного поведения: ухаживание, спаривание и забота о потомстве. Начало цикла размножения и его основные этапы привязаны к действию факторов среды, ра.злич-ных у разных видов. Но чаще всего цикличность размножения зависит от продолжительности светового дня. Это наиболее стабильная во времени и пространстве величина, наиболее устойчивый фактор внешней сре- Ил. 212. Ланцетники - хордовые бесчерепные животные, которые размножаются один раз в жизни Ил. 213. Бабочка монарх ды, который в течение миллионов лет постоянно влияет на живую природу. Другие факторы (температура, влажность, давление и т. д.) могут изменяться в течение суток или года. Продолжительность дня влияет на нерестовые миграции рыб, перемещение к водоёмам амфибий, весенние и осенние перелёты птиц, половые циклы млекопитающих и т. п. Репродуктивное поведение животных определяется и гормонами, которые влияют на активность животных, деятельность половых желёз, изменение окраски и т. п. Гормоны могут определять и начало самого размножения. Например, размножение личинок тритонов или саламандр зависит от гормонов щитовидной железы. Итак, цикличность репродуктивного поведения животных зависит от действий определённых внутренних и внешних факторов. Что такое миграции животных? Для размножения животные довольно часто ищут благоприятные места, перемещаясь при этом на определённые расстояния от мест постоянного проживания. Такие перемещения называются миграциями. Среди насекомых самые длинные миграции, протяжённость которых может достигать 4 тысяч километров, совершают бабочки монархи. Яркими примерами миграций, связанных с репродуктивным поведением, является миграции речного угря, который для размножения плывёт из рек в Саргассово море, или тихоокеанских лососей, которые для размножения плывут из морей в пресные реки. Миграционные перемещения имеют яркий приспособительный характер и возникли в процессе эволюции у самых разных видов животных не только для размножения, но и для переживания неблагоприятных условий или лучшего питания. Миграции животных могут быть регулярными (нерестовые миграции горбуши) и нерегулярными (миграции саранчи, осуществляемые каждые 3-5 лет), сезонными (миграции перелётных птиц) и суточными (миграции летучих мышей из пещеры к местам кормления и обратно), активными (миграции бабочки монарха, продолжительность которых намного больше их жизни) и пассивными (перемещение морских змей с помощью течений или моржей на льдинах), вертикальными (миграции наутилусов в толще океана) и горизонтальными (миграции антилоп гну на новые пастбища), близкими (перемещение лягушек в водоёмы для размножения) и дальними (миграции горбатых китов в тёплые воды для спаривания и размножения). Полярная крачка совершает самые длинные миграции из всех птиц. Одна из этих птиц, окольцованная ещё птенДом на островах у восточного побережья Великобритании, совершила путешествие длиной более чем в 22 тысячи километров. На сотни и даже тысячи километров мигрируют некоторые копытные (северный олень, зебры), китообразные (синий кит, кашалоты). Эти перемещения совершаются ежегодно по определённым миграционным путям. Изучение миграций животных проводят методами кольцевания, мече-ния, радиотелеметрии и других. Итак, миграции животных - периодические перемещения животных, связанные с изменением условий существования или с циклом их развития. X Ъ X О т S % 0J S Z ф ф ш о с ф 0 1 I о. с а. 229 2 1 н 0 CD S 56 ш s 1 s S X «тз X fn Л С. R I £ X I I i I 5 ■ Тест-применение 4. «ПОВЕДЕНИЕ ЖИВОТНЫХ» 1. Укажите название науки, которая изучает взаимопомощь, защиту, агрессию животных; А эйдология Б экология В этология Г этиология 2. Какой из методов чаще всего применял Карл фон Фриш для изучения языка пчёл? А сравнение Б эксперимент В наблюдение Г кольцевание 3. Проявлением какой формы поведения является образование брачных пар у лебедей-шипунов? А индивидуальной Б репродуктивной В социальной Г приобретённой 4. Укажите причину, почему в отдельных случаях волнистые попугаи в неволе не размножаются, хотя брачные пары образуют, а условия их содержания оптимальны. А отсутавие гнездового ящика как ключевого стимула для репродуктивных инстинктов Б отсутствие гнездового ящика как мотивационного стимула для спаривания В наличие клетки, в которой половые инстинкты не проявляются Г в клетке должно быть готово гнездо с пуховым настилом как необходимый пусковой стимул 5. Калан калифорнийский, поднявшись на поверхность с добытой пищей (моллюсками, морскими звёздами, морскими ежами), переворачивается на спину, вынимает из-под правой передней лапы камень, располагает его на груди и ударяет о него добычу. Какой характер имеет описанное проявление поведения? А умственная деятельность Б научение В инаинкт Г условный рефлекс 6. Какой вид научения наблюдается в случае, когда скворцы перестают бояться неподвижного чучела, которое хозяева вывесили на черешне для сохранения урожая? А привыкание Б подражание В запечатление Г озарение 7. Осьминоги способны обустраивать жильё. Сверху свой «дом» они прикрывают большим плоским камнем-крышей, по бокам подпирают камнями, а спереди строят барьерную стену из ракушек, моллюсков, камней, крабовых панцирей. Какая деятельность является определяющей в таких проявлениях поведения? А инстинктивная Б условно-рефлекторная В умственная Г научение 8. Среди коралловых рыб с их пёстрым богатством цветов и форм наиболее известны рыбы-ангелы, рыбы-клоуны, рыбы-бабочки, рыбы-попугаи, рыбы-хирурги, рыбы-зебры, морские коньки и др. Какие формы поведения коралловых рыб связаны с их яркой окраской? А индивидуальные и репродуктивные Б репродуктивные и социальные В индивидуальные и социальные Г только репродуктивные 9. Почему позы во время сна у разных животных являются проявлениями видотипового поведения? А осуществляются одинаковым способом всеми животными одного и того же вида Б осуществляются различными способами всеми животными одного и того же вида В осуществляются одинаковым способом животными разных видов Г осуществляются различными способами животными разных видов 10. Какую стратегию поведения иллюстрирует фотография, на которой шимпанзе кормит тигрёнка? А стратегию конфликтов Б стратегию сотрудничества В стратегию жертвенности Г аратегию выживания 11. Какие из признаков являются свидетельством рассудочной деятельности шимпанзе? А предвидение какого-либо события Б использования орудий труда В общение с помощью содержательных сигналов Г инстинктивное осуществление действий 12. Какой признак не указывает на то, что сурикаты являются социальными животными? А сложная система общения Б распределение функций между особями В стремление к совместному пребыванию Г непостоянство состава Ответ 1 8 10 11 12 Тема 4 ОРГАНИЗМЫ И СРЕДА ОБИТАНИЯ Между организмами и окружающей средой существуют тесные взаимоотношения, взаимозависимости и взаимовлияния, обеспечивающие их единство. Закон единства организма и среды §57. ОРГАНИЗМЫ И СРЕДА ОБИТАНИЯ Основные понятия и ключевые термины: ПОПУЛЯЦИЯ. ЭКОСИСТЕМА. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. Вспомните! Что такое организм? Что такое среда обитания? Подумайте Каким многогранным и объёмным является понятие ЖИВАЯ ПРИРОДА. Все организмы живой природы - бактерии, растения, грибы и животные - чрезвычайно разнообразны, однако есть у них и общие признаки, которые называют признаками живого. Как вы уже знаете, каждое живое существо, или организм, является целостной системой, образованной из клеток, тканей, органов и систем органов, А какие надорганизменные биологические системы образуют сами организмы? СОДЕРЖАНИЕ Каковы особенности популяций как надорганизменных ^ биосистем? ' На уровне организма упорядоченность живой природы отнюдь не заканчивается. Первым типом надорганизменных биологических систем является популяция, которую называют наименьшей структурной единицей вида и элементарной единицей эволюции. Именно из популяций состоят виды, именно на уровне популяций возникают и форм;1руются приспособления организмов к условиям среды обитания. ПОПУЛЯЦИЯ - это совокупность особей одного вида организмов, которые в течение многих поколений существуют на определённой территории, свободно скрещиваются и относительно изолированы от других популяций вида. ОС S ю о (О CI К I го а. О к ш ил 4 245 s I p s Ю о CC Ш Q. I*' s r ЯЗ i- CL О I Ил. 229. В горных лесах Украины популяции белки обыкновенной имеют тёмную окраску (1), а популяции равнинных лесов - рыжую (2) Существование популяций в пределах территории вида связано с неравномерностью распределения условий существования. Например, белка обыкновенная распространена в Евразии, но живёт в разных лесах, разделённых реками, горами и пр. Поэтому в каждом из таких лесов обитает одна или несколько популяций белок. Окунь обыкновенный как вид имеет прибрежные и глубоководные популяции. Особи одной популяции схожи между собой, но отличаются от особей других популяций. Это объясняется тем, что внутри популяций скрещивание происходит чаще, чем с представителями других популяций. Популяция может поддерживать свою численность неограниченное время благодаря процессам воспроизводства и саморегуляции. В благоприятных условиях популяция вполне успешно «выполняет* главную задачу живого; размножаться и более или менее быстро наращивать свою численность. И это при благоприятных условиях. На самом деле конкуренты, враги, неблагоприятные условия или нехватка ресурсов удерживают численность популяции в определённых границах. Итак, совокупность близкородственных организмов, которые имеют сходные признаки, свободно скрещиваются и дают плодовитое потомство, образуют популяции. Каково условие существования экосистем? Следующим уровнем организации живой природы, который состоит из популяций различных* видов, являются экосистемы. Примеры экосистем - это широколиственный или сосновый лес, природное озеро или искусственный пруд, болото. Их границы не всегда чёткие и размеры бывают разными, но общая структура и внутренние связи всегда подобны. В этих Ил. 231. Коралловый риф - пример экосистемы Ил. 230. Различные породы собак -это популяции одного вида Собака домашняя экосистемах выделяют две составляющие части - живои компонент и неживой компонент. Основным условием их существования является круговорот веществ и энергии, которые связывают между собой неживые компоненты среды и живые организмы. Так, в экосистеме кораллового рифа живую часть представляют бактерии, водоросли, моллюски, коралловые полипы, рыбы и другие органы, а неживую -факторы среды, в частности вода, воздух, песок, галька, тепло, свет и др. Водоросли аккумулируют энергию света и на*ращивают свою массу, животные питаются растениями, бактерии разлагают остатки растений и животных. Эти мелкие существа в процессе своего существования выполняют незаметную для нас, но очень важную для жизни экосистем работу: бактерии превращают органические остатки в минеральные соединения, которые могут использовать растения. Экологические факторы 1. Факторы неживой природы (абиотические факторы) 2. Факторы живой природы (биотические факторы) 3. Факторы человеческой природы (антропические факторы) Итак, ЭКОСИСТЕМА - это совокупность живого и неживого компонентов среды, связанных между собой круговоротом веществ и энергии. Какие влияния природы на организмы являются экологическими факторами? Факторами среды являются очень разные элементы неживой и живой природы, имеющие или не имеющие определённого значения для организмов. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ - это компоненты окружающей среды, которые влияют на живые организмы и их сообщества и имеют для них определённое биологическое значение. По происхождению экологические факторы разделяют на абиотические, биотические и антропические. К факторам неживой природы, или абиотическими факторам, относятся свет, температура, влажность, рельеф, ветер, давление и другие. Факторы живой природы называют биотическими факторами. К ним относятся воздействия живых существ друг на друга, которые возникают и формируются как взаимоотношения в популяциях. Это взаимопомощь, паразитизм, конкуренция и другие. Факторы человеческой природы, или антропические факторы, - это факторы, связанные с деятельностью человека, которая влияет на состояние окружающей среды. Например, вырубка лесов, возделывание земель, осушение болот может существенно изменить условия всей среды обитания. Экологические факторы той или иной среды обитания действуют на организм одновременно, но с разной интенсивностью. Например, на растения широколиственного леса действуют одновременно свет, температура, влажность, но в разное время года с разной силой. Лишь определённая сила действия фактора является благоприятной для жизни того или иного организма. Так, щука выдерживает температуру воды от О °С до 35 °С, а для форели температура свыше 20 'С уже является граничной для жизни. Итак, жизнедеятельность организмов в той или иной среде существования связана с их взаимодействием с целым комплексом условий, которые являются экологическими факторами. К '§ <0 Ct ш а 2 Г д м s т р 0 го 4 ф а U 5 Z S ГЛ S 1 m а О из S WWF® ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Биология + Символика Редкие виды MOiyr быть представлены немногими или только одной популяцией. Популяции могут занимать разнообразное пространство. Перед вами животное-символ - большая панда, представитель семейства Медвежьи класса Млекопитающие. Большая панда - это вымирающий вид, главной угрозой для её выживания является дальнейшая потеря среды обитания и очень низкий уровень рождаемости как в неволе, так и в дикой природе. Большая панда является символом Всемирного фонда дикой природы (WWF). Чем занимается этот фонд? От чего же зависят размеры популяций этого животного? Биология + Наука Старые дуплистые дерева необходимы для жизни более 1000 видов птиц и зверей. Этим видам животных нужны именно полости или дупла в старых деревьях, образованные естественным путём. Нужно пропагандировать сохранение старых, больших и ещё живых деревьев - они в наибольшей степени необходимы дуплогнёздным животным. Назовите животных, которым необходимы дупла для жизни. Почему без старых дуплистых деревьев не будет лесных экосистем? Биология -I- Экология жизни Почти через 28 лет после крупнейшей катастрофы на атомной электростанции некоторые птицы прекрасно чувствуют себя в Чернобыльской зоне отчуждения. Из-за повышенного радиационного фона, возникшего после взрыва на Чернобыльской АЭС в 1986 году, людям в этой местности жить запрещено. После исследований учёные констатировали, что в организмах птиц, обнаруженных в местах с высоким уровнем радиации, содержится больше защитных веществ (антиоксидантов), общее состояние их организма - лучше. Что такое радиация как экологический фактор? П РЕЗУЛЬТАТ Сычик-воробей в дупле Оценка Вопросы для самоконтроля 1-6 1. Что такое популяция? 2. Приведите примеры популяций. 3. Что такое экосистема? 4. Приведите примеры экосистем. 5. Что такое экологические факторы? 6. Назовите основные группы экологических факторов по их происхождению. 7-9 7. Каковы особенности популяции как надорганизменной биосистемы? 8. Каково основное условие существования экосистем? 9. Какие влияния природы на организмы являются экологическими факторами? 10-12 10. От чего зависят размеры различных популяций одного вида? Разнообразие условий суи{ествавания нашей земли не уступает разнообразию самих организмов. Детская эниикяопедия § 58. ОРГАНИЗМЫ И ФАКТОРЫ НЕЖИВОМ ПРИРОДЫ Основные понятия и ключевые термины: АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. Жизненная форма организмов. Вспомните! Что такое экологические факторы? Подумайте На иллюстрации перед вами - улитка Zospeum tholussum, открытая в 2014 году. Это существо найдено в пещере на глубине 980 м в западной части Хорватии. У него нет глаз, покровы и раковина бесцветные. Можем ли мы определить особенности факторов неживой природы, которые «сформировали» приспособления этой улитки? СОДЕРЖАНИЕ Какие абиотические факторы имеют первостепенное значение для организмов? Абиотические факторы делят на климатические (свет, температура, влажность, ветер, осадки и т. п.), почвенные, гидрологические и факторы рельефа. Распространение и жизнь организмов определяются взаимодействием этих факторов на определённой территории Земли. Важную роль для живых существ играют распределение и характер осадков, перемещение масс воздуха и ветра (особенно тех, что несут влагу), рельеф земной поверхности (горные системы, реки, низменности) и др. Однако основное значение среди факторов неживой природы имеют свет, тепло и влажность. Свет - один из самых необходимых экологических факторов, поскольку без него невозможны фотосинтез у растений, восприятие информации у животных, регуляция ритмов у всех организмов и др. В жизни организмов важное значение имеют световые лучи различной длины и количество света, неодинаковое в разное время года и зависящее от широты местности. Тепло - один из основных факторов распространения существ по всему земному шару. С изменением температуры в течение года у организмов связаны циклические и сезонные явления. Вода -фактор, регулирующий распределение организмов не только по всему земному шару, но и в пределах небольших территорий одного климатического пояса. Вода нужна организмам для обмена веществ со средой как растворитель, для защиты от перегрева, для транспортирования веществ. Для многих видов (водоросли, рыбы) вода является средой обитания. Итак, АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ - это факторы неживой природы, среди которых первостепенное значение имеют свет, тепло и влажность. Ил. 232. Существование дерева определяется взаимодействием экологических факторов, но первостепенное значение имеют сеет, тепло и вода Z ? а S а с >s о а й) Z Z Q. О ■§. S . Z CL О 00 1Л ил 4: 249 i s X fO к s УО о to d 0» Q. Si г Какие приспособления к жизни в разных условиях имеют организмы? Приспособления, или адаптация, - особенности строения, функций пли поведения организмов вида, обеспечивающие проживание в определённых условиях среды. Все организмы способны приспосабливаться, и эта особенность является одним из главных признаков живого. Поскольку условия среды очень разные, то и приспособления организмов чрезвычайно разнообразны. Они связаны с влиянием экологических факторов и проявляются опреде.тёнными особенностями химического состава, строения, жизненных функций, поведения организмов. Растения на нашей планете растут в разных световых условиях: от чрезмерно освещённых гор, пустынь, степей до полутёмных пещер и морских глубин. У растений, которым необходимо много света, листья толстые, жёсткие, располагаются ребром или под углом к солнцу, имеют хорошо развитые механические ткани, много устьиц. У растений, которые хорошо развиваются при слабом солнечном освещении, приспособления имеют противоположный характер. Для водных растений характерны такие приспособления: хорошо развита воздухоносная ткань с многочисленными межклетниками, небольшое количество устьиц, тонкая восковая плёнка или её отсутствие, большие тонкие листья, слабо развитая корневая система и т. п. Среди засухоустойчивых растений значительная часть видов сохраняет влагу и питательные вещества в подземных органах - луковицах, клубнях или корневищах (тюльпаны). Кактусы, алоэ, молочаи запасают воду в листьях и стеблях, поэтому они толстые и мясистые. У некоторых растений для уменьшения испарения листья узкие, как у ковыля, покрыты во-.тосками, как у полыни, а для получения воды их корневые системы проникают на значительную глубину, как у верблюжьей колючки. Не менее разнообразны приспособления животных. С температурой связано существование холодно- и теплокровных животных. Свет как экологический фактор является внешним регулятором жизненных функций, ориентиром в среде и источником информации для многих животных. Влажность как фактор определяется наличием воды в среде. Роль воды для животных может быть обусловлена её содержанием в теле, составе пищи, воздухе или почве и как среды жизни для водных обитателей. Таблица 25. НЕКОТОРЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ЖИВОТНЫХ К ВОЗДЕЙСТВИЮ АБИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ X Фактор Адаптации Изменение продолжительности дня является сигналом для многих биоритмов. Свет Фототаксис, образование витамина D, чёрно-белое и цветное зрение, ночной и i i дневной образ жизни, использование ультрафиолетовых лучей для ориентире- вания и общения, использование инфракрасных лучей для согревания и т. п. Тем- пера- тура Наличие в крови «биологических антифризов», которые понижают точку замерзания и препятствуют образованию кристалликов льда. Теплоизолирующие покровы, откладывание жира, дрожание мышц, увеличенная площадь внешних органов для теплоотдачи, спячка, сооружение убежищ и пр. Влаж- Накопление жиров, которые при расщеплении дают воду. Наличие покровов ность для удержания или испарения воды, органов активного перемещения для поис- и вода ка воды или плавания в воде и т. п. Итак, приспособленность организмов к воздействию различных экологических факторов обусловлена в основном определёнными особенностями строения, функций и поведения. Почему разные виды организмов могут иметь похожие приспособления? Приспособленность живых организмов к среде обитания непременно сказывается на их строении. В результате этого возникают адаптации, способствующие успешному осуществлению жизненных функций и выживанию вида. Если организмы разных систематических групп живут в одинаковых условиях, то у них формируются похожие приспособления и появляется внешнее сходство. Жизненная форма организмов - это тип приспособленности разных видов организмов с определённым комплексом сходных приспособ лений, которые формируются под влиянием подобных условий среды. Для растений распространёнными жизненными формами являются деревья (имеют один многолетний одревесневший стебель), кусты (имеют многолетние одревесневшие стебли) и травы (имеют мягкие сочные стебли). Один вид растений в различных условиях может иметь разные жизненные формы. Так, на склонах боярышник пятитычинко-вий будет иметь форму куста, а на ровной поверхности - форму дерева. В основу классификации жизненных форм животных могут быть положены добывание пищи и её характер (растительноядные, хищные и всеядные), степень активности (сидячие, свободноживущие), форма тела и тип размножения (форма полипа и медузы). Чаще всего используется классификация жизненных форм у животных по способу их жизни. Это наземные (львы, олени), подземные (кроты, слепыши), древесные (белки, обезьяны), воздушные (птицы, летучие мыши), водяные (рыбы, дельфины), летающие (летучие рыбы, летающие лягушки) животные. Итак, жизненная форма свидетельствует о подобном образе жизни организмов разных видов в подобных условиях существования. 2 EI О а S а с >s о ю S g X 2 Cl О i S X L. а О 00 Ai Ил. 233, Сходство приспособлений у летающих животных: 1 - летучая рыба; 2 щий дракон; 3 - белка-летяга;