Книга по ботанике 

Пищевые цепи и экологические пирамиды. Эволюция — от микроба до человека Пирамида животных от простейших до сложных

Подцарство Одноклеточные животные включает в себя животных, тело которых состоит из одной клетки . Эта клетка является сложным организмом с присущими ему физиологическими процессами : дыханием, пищеварением, выделением, размножением и раздражением.

Форма клеток у них разнообразна и может быть постоянной (жгутиковые, инфузории) и непостоянной (амеба). Органоидами движения являются ложноножки, жгутики и реснички . Питание у простейших бывает автотрофным (фотосинтез) и гетеротрофным (фагоцитоз, пиноцитоз). Размножение у одноклеточных бесполое (деление ядра – митоз, а затем продольный или поперечный цитокинез, а также множественное деление) и половое : конъюгация (инфузории), копуляция (жгутиковые).

Около 30 000 видов одноклеточных объединены в несколько типов . Наиболее многочисленными являются типы Саркожгутиконосцы и тип Инфузории .

Тип Инфузории насчитывает более 7 500 видов. Это высокоорганизованные простейшие, которые имеют постоянную форму тела.

Типичным представителем типа является инфузория-туфелька . Тело инфузории покрыто плотной оболочкой. У нее два ядра: большое (макронуклеус ), которое регулирует все жизненные процессы , и маленькое (микронуклеус ), играющее основную роль в размножении . Инфузория-туфелька питается водорослями, бактериями, а также некоторыми простейшими. Реснички инфузории колеблются, что «продвигает» пищу в ротовое отверстие, а затем в глотку, на дне которой образуются пищеварительные вакуоли , где и происходит переваривание пищи и всасыванием питательных веществ. Через порошицу – особый орган – удаляются непереваренные остатки. Функции выделения осуществляются сократительными вакуолями . Размножается инфузория-туфелька , как и амеба, бесполым способом (поперечное деление цитоплазмы, малое ядро делится митотически, большое – амитотически). Характерен и половой процесс – конъюгация. Это временное соединение двух особей, между которыми образуется цитоплазматический мостик , посредством которого они обмениваются разделившимися малыми ядрами. Половой процесс служит для обновления генетической информации.

Инфузории являются звеном в пищевых цепях. Обитающие в желудках жвачных, инфузории способствуют их пищеварению.

Типичным представителем является амеба обыкновенная.

Живет амеба в пресноводных водоемах. Форма тела ее непостоянная. Ложноножки служат также и для захвата пищи – бактерий, одноклеточных водорослей, некоторых простейших. Непереваренные остатки выбрасываются из любого места амебы. Животное дышит всей своей поверхностью тела: кислород, растворенный в воде, посредством диффузии проникает в организм амебы, а образующийся при дыхании в клетке углекислый газ выделяется наружу. Животное обладает раздражимостью. Размножается амеба делением : сначала митотически делится ядро, а затем происходит деление цитоплазмы. При неблагоприятных условиях происходит инцистирование .

Типичный представитель Жгутиковых – эвглена зеленая – имеет веретеновидную форму. От переднего конца тела эвглены отходит длинный тонкий жгутик: вращая им, эвглена передвигается, как бы ввинчиваясь в воду. В цитоплазме эвглены ядро и несколько окрашенных овальных телец – хроматофоры (20 штук), содержащие хлорофилл (на свету эвглена питается автотрофно). Светочувствительный глазок помогает эвглене находить освещенные места. При длительном содержании в темноте эвглена теряет свой хлорофилл и переходит к питанию готовыми органическими веществами, которые она всей поверхностью тела всасывает из воды. Дышит эвглена всей поверхностью тела. Размножение осуществляется делением надвое (продольное).

Остались вопросы? Не знаете, кто такие « Простейшие» ?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь .
Первый урок – бесплатно!

сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Согласно теории эволюции, все виды живых существ на Земле постепенно, долгие миллионы лет, развивались из своих одноклеточных предков. Более сложные организмы, вероятнее всего, возникли из колоний простейших. Это можно отследить, если подробнее изучить основные типы животных. Классификация разделяет все существа на виды, семейства, отряды, классы согласно их строению и внешним признакам, которые приобретались во время эволюционного совершенствования.

Формировались новые типы появлялись органы, которых не было у древнейших предков. Начальную стадию такого прогресса можно наблюдать у губок. У кишечнополостных уже есть прекрасно выраженные энтодерма и эктодерма, а также зачатки мускулатуры. Высшие типы животных характеризуются сложным строением нервной системы и других систем органов. Для понимания эволюции необходимо рассмотреть подробнее их важнейшие особенности.

Простейшие

Это микроскопические существа, имеющие одноклеточную структуру. Ученым известно около 15 тысяч видов Форма их тела различная, от лучисто-радиальной до асимметричной. Часто образуют сложные колонии, что позволяет ученым предположить, как возникли многоклеточные типы животных. Подразделяются на классы, в зависимости от способов передвижения и строения тела.

Губки

Самые примитивные многоклеточные организмы. Обитают чаще всего в море. Их разделяют на 3 класса, в зависимости от состава скелета. Образ жизни у них прикрепленный. Другие типы Царства Животных им противопоставляются, потому что у губок отсутствуют характерные органы и ткани. Присутствует наружный, защищающий организм с поверхности, и внутренний слой, состоящий из особых жгутиковых воротничковых клеток. Между ними располагается мезоглея - иногда весьма массивная группа клеток, часть из которых образует скелет.

Кишечнополостные

Тела этих животных состоят всего из двух слоев клеток, которые окружают полость тела, называемую кишечной, с одним ротовым отверстием. Обладают зачатками нервной и мышечной ткани. Кровеносной и нет. Образ жизни у кишечнополостных бывает сидячим или свободноподвижным. Обитают, за редкими исключениями, в морской воде и образуют обширные колонии. К этому типу относятся медузы, кораллы, гидроидные полипы и актинии.

Плоские черви

Круглые черви

Кольчатые черви

Тела таких животных состоят из отдельных сегментов. Обладают кровеносной системой, высокой способностью к регенерации зачатками примитивных конечностей и вторичной полости тела. Другие, более высокоразвитые типы Царства Животных были сформированы под влиянием этих изменений. От морских кольчатых червей произошли многочисленные представители группы членистоногих.

Моллюски

Животные, мягкое тело которых обычно защищено раковиной. Обладают высокоразвитой нервной системой, вторичной полостью тела. Появились органы чувств и сердце - мышца, которая перекачивает кровь. У можно различить туловище и ногу, у брюхоногих - голову. Обитают как в морской и пресной воде, так и на суше.

Иглокожие

Обитатели морских глубин. Размеры самых крупных представителей не превышают 50 см. Тип включает классы морских ежей, звезд, лилий и другие. Образ жизни неподвижный, благодаря чему выработалась свойственная только иглокожим пятилучевая симметрия. У представителей типа есть кровеносная система, мезодермический внутренний скелет.

Членистоногие

Типы животных бывают очень обширными. Именно такой группой являются тип - самый разнообразный и богатый видами. Характерными признаками типа являются наличие сложных органов чувств в виде выделенных придатков ротовой полости - усиков, четкого разделения тела на отделы, конечностей, состоящих из сегментов, для более эффективного передвижения. Развитие членистоногих проходило от вымерших трилобитов, примитивной группы, являющейся родоначальной для ракообразных и паукообразных, до высших летающих насекомых. Многоножки считаются переходным звеном эволюции этого типа.

Хордовые

Тип включает в себя виды и классы, разнообразные по своему внешнему виду, образу жизни, среде обитания. Типы нервной системы у животных объединяет сформированная на спинной части тела трубка, являющаяся центром всех многочисленных окончаний, которую защищает хорда, хрящевой или костный стержень, опора скелета. Развитие представителей различных классов можно отследить от личинкохордовых и бесчерепных (ланцетников) до сложноорганизованных приматов, отличающихся высоким интеллектом.

Рыбы

Встречаются хрящевые, лопастеперые или мясистолопастные, костные. Представители первой группы имеют плотную кожу с плакоидной, свойственной только им чешуей. Рот располагается на нижней стороне тела, отсутствуют легкие и плавательный пузырь, скелет состоит из хрящей.

Лопастеперых рыб разделяют на двоякодышащих и кистеперых. Последние представлены сейчас только одним родом, обитающим в Индийском океане. Они очень схожи с предками земноводных и вызывают особый интерес исследователей-сторонников теории эволюции. Двоякодышащие имеют как жабры, так и легкие.

Костные - это большая часть современных представителей класса рыб. Имеют и твердый скелет; кожа в основном покрыта чешуей, но есть многочисленные исключения.

Земноводные

Как правило, личинки этих существ дышат жабрами и живут в воде. Взрослая особь имеет легкие и живет на суше. Кожа увлажнена и лишена волос или чешуи. К этому классу относятся лягушки, тритоны, жабы, саламандры.

Пресмыкающиеся

Тело покрыто чешуей, обитают и на суше, и в воде. В древности этот класс доминировал среди остальных по численности, но после главное место заняли млекопитающие. Имеют разнообразные размеры, форму тела, образ жизни. Крокодилы, ящерицы, змеи, черепахи являются представителями пресмыкающихся.

Птицы

Анатомически близки к рептилиям, но у них появилась способность самостоятельно поддерживать температуру своего тела вне зависимости от условий среды обитания. У птиц отлично сформировавшиеся легкие, четырехкамерное сердце и крылья, которые позволяют большинству из них перемещаться по воздуху.

Млекопитающие

Названы так из-за наличия специальных желез, секретом которых они выкармливают детенышей. Тело обычно покрыто шерстью, они теплокровны, конечности подведены под тело и развернуты вперед. У высших млекопитающих, приматов, развивается интеллект, что очень способствует выживанию.

Все существа разделяются на 3 категории по способу питания:

. Травоядные . Употребляют исключительно растительную пищу - водоросли, травы, листья или плоды. Например, лось, олень, кролик.

. Хищники . Едят насекомых или плоть других животных. Например, лягушка, тигр, рысь.

. Всеядные . В зависимости от окружающих условий, могут питаться как растительной, так и животной пищей. Например, медведь, синица, кабан.

Океан жизни

Древние предки современных существ постепенно выходили из океана, ставшего колыбелью жизни Земли. Эта миграция могла происходить несколькими путями - через побережья на сушу, в пресные воды или в подземные пещеры. В связи с кардинальной переменой среды обитания изменялись и совершенствовались типы животных тканей, что было необходимо для выживания. Некоторые группы - киты, рептилии и птицы - затем вернулись в море, пройдя долгий эволюционный путь.

Сейчас представители большинства классов обитают в океане или рядом с ним. Очень многие виды животных, особенно беспозвоночные, остаются неизменными миллионы лет и представляют собой ценный ресурс для изучения. Другие основные типы животных считаются сравнительно молодыми, но их исследование помогло выявить генетические связи между, казалось бы, разными группами. Это оказывает огромное влияние на осознание единения человека с окружающей природой и понимание огромной схожести живых существ.

Простейших раньше выделяли в ранге подцарства царства Животные. Сейчас их считают отдельным царством. Однако организмы, относящиеся к Простейшим, преимущественно имеют гетеротрофный способ питания, а также подвижны. В связи с этим их всё-таки можно считать животными.

Прежняя классификация простейших, делящая их на Саркодовые, Жгутиковые, Ресничные и Споровики считается устаревшей. Сейчас используются несколько другие таксономические группы.

Простейшие - одноклеточные формы жизни, а также иногда колониальные (например, вольвокс ). От бактерий их отличает наличие ядра, т. е. они эукариоты. Колонии отличаются от примитивных многоклеточных животных тем, что в колониях отсутствует дифференциация клеток (все клетки одинаковые, или почти одинаковые). Образование колоний одноклеточными организмами на заре биологической эволюции можно рассматривать как этап на пути к многоклеточности.

Поскольку у простейших на одну клетку возложены функции целого организма, то они имеют отличия от клеток многоклеточных. У них есть такие клеточные структуры, которые не встретишь в клетках многоклеточных животных.

В клетках простейших образуются пищеварительные вакуоли, есть сократительные вакуоли, у более сложных форм (инфузории) образуются подобие рта (клеточный рот ) и анального отверстия (порошица ). У ряда видов есть светочувствительное образование (глазок, или стигма ). Органами передвижения служат жгутики, реснички . У корненожек (к которым относится амеба) образуются ложноножки (псевдоподии ).

Простейшие реагируют не только на свет, но и на химический состав окружающей среды. Так инфузории улавливают вещества, выделяемые их пищей (бактериями) и движутся к ним. Могут «выстреливать» в своего хищника специальными жалящими образованиями. То есть реагируют на касание. Ответная реакция организма на внешнее воздействие называется раздражимостью. У простейших раздражимость существует в виде положительных или отрицательных таксисов (фототаксис, хемотаксис).

Размножение происходит преимущественно бесполым путем. Однако встречается и половое размножение, а также половой процесс (конъюгаци я ).

Кроме цитоплазматической мембраны, на поверхности у многих простейших есть плотная пелликула (эвглена зеленая), придающая телу форму, а также цитоскелет (инфузория туфелька), представляющий собой уплотненный внешний слой цитоплазмы.

Ядер в клетках простейших может быть одно или несколько.

Пища переваривается в пищеварительных вакуолях . После чего питательные вещества всасываются в цитоплазму, а не переваренные остатки выбрасываются из клетки в любом месте или строго определенном.

Сократительные вакуоли выводят из клеток излишки воды, а также вредные вещества. Наиболее сложное строение сократительные вакуоли имеют у инфузории-туфельки. У нее каждая из двух вакуолей имеет несколько канальцев и резервуар. Пресноводные простейшие вынуждены активно откачивать из своего тела лишнюю воду, так как она постоянно поступает через цитоплазматическую мембрану. Это происходит потому, что концентрация солей в клетке выше, чем в окружающей воде.

При неблагоприятных условиях многие простейшие образуют цисты , в которых клетка покрыта плотной оболочкой и находится в стадии покоя.

  1. Размер простейших обычно составляет около 10-40 метров. В отдельных случая организмы или колонии организмов могут достигать нескольких мм.
  2. Среда обитания простейших - вода и почва, в которой они заселяют все трофические уровни.
  3. Питание простейших . Могут питаться одноклеточными или нитчатыми водорослями, другими видами простейших, микроскопическими грибами, а также бактериями и детритом (продукт разложения тканей).
  4. Размножение простейших происходит путем деления на две части или множественным делением. Есть простейшие, которые размножаются только половым или бесполым путем, но большинство видов - и тем, и другим.

Значение простейших.

Простейшие являются частью микрофауны и мейофауны, служат пищей для микроскопических беспозвоночных и мальков рыб. Простейшие переносят водорослевую и бактериальную продукцию на следующие трофические уровни. Являются возбудителями многих болезней. Жгутиконосцы и инфузории помогают своим хозяевам расщеплять целлюлозу.

Классификация простейших.

Простейшие делятся на:

  • Инфузории;
  • Радиолярии;
  • Жгутиковые;
  • Споровики;
  • Солнечники;
  • Корненожки.

Как известно, в 1675 г. т. е. более трёхсот лет назад, А. Левенгук открыл «анималькулов» (зверушек), которых впоследствии назвали инфузориями . С 1820 г. установилось название Protozoa, что в перево-де с греческого означает «простейшие животные». Зоолог К. Зибольд посчитал их особым типом животного царства и выделил два класса: инфузорий и корненожек. Он же определил, что простота их органи-зации соответствует одной клетке. С тех пор одноклеточность про-стейших стала общепризнанной, а название «одноклеточные» и «про-стейшие» стали синонимами.

По уровню организации все живые организмы классифицируются на две группы. Привычное для нас деление на одноклеточных и мно-гоклеточных потребовало уточнения, после того как при изучении строения организмов был применён электронный микроскоп и появи-лись новые методы исследования. Возникли вопросы об основных различиях, определяющих уровни развития, а также о планах строе-ния. Поэтому необходимо рассмотреть организацию простейших — парафилетической группы, объединяющей представителей органического мира, относимых ранее к растениям, животным и грибам, но имеющих свои специфиче-ские особенности.

Самозарождение

Природа простейших долгое время оставалась предметом спора. Одни учёные рассматривали их как живых молекул, или простые ком-плексы таких молекул, которые способны самозарождаться, т. е. воз-никать сами по себе. Этих воззрений придерживались немногие учение, тем более что блестящие опыты Л. Спаланцани в XVIII в. Л. Пастера в XIX в. опровергли идею самозарождения.

Целлюляризация

Другие учёные считали простейших весьма сложно организованными существами, которых можно структурно сравнить с высокоорганизованными жи-вотными. Основание для этого они видели в том, что в организме мно-гоклеточных есть структуры, не имеющие разделения на клетки, на-пример синцитии. Исходя из подобных воззрений, зоолог Й. Хаджи в 50-60-е годы XX в. выдвинул даже теорию происхождения многокле-точных животных путём целлюляризации. Обнаружив сходство инфу-зорий с самыми примитивными ресничными червями, так называемы-ми бескишечными, Хаджи предположил, что при обособлении частей тела инфузории, содержащих органоиды, и образовании между ними перегородок возникает многоклеточный организм. Следовательно, по своей природе инфузория сравнима с целым организмом низших мно-гоклеточных. Однако после электронно-микроскопических исследова-ний было доказано, что теория целлюляризации опирается только на внешние аналогии и конвергентные сходства.

Клеточная теория Т. Шванна

С позиций клеточной теории, разработанной М. Шлейденом и Т. Шванном, простейшие представляют собой одноклеточные орга-низмы. По мнению современных учёных, придерживающихся этих воззрений, простейшие — это клетки, которые функционально являются организмами. Однако функции не могут существовать отдельно от определённых структур. Таким образом, современное определение простейших как микроскопических одноклеточных животных, пред-ставляющих собой физиологически самостоятельные организмы, не соответствует нынешнему уровню знаний. Удовлетворительное опре-деление простейших может быть дано после ответов на следующие вопросы: являются ли простейшие только одноклеточными организ-мами? Всегда ли их размеры микроскопически малы? Являются ли они исключительно животными? Являются ли они организмами толь-ко в физиологическом отношении?

Подцарство Одно-клеточные (Простейшие) объединяет животных, тело которых состоит из одной клетки. Она выполняет функции самостоятельного организма. Клетка простейшего состоит из цитоплазмы, органоидов, одного или нескольких ядер. В ней происходят обмен ве-ществ с внешней средой, процессы размножения в развития.

Многие одноклеточные обладают специальными органоидами (движения, питания, выделения), возникшими как результат приспособления к среде обитания.

Клетка — это самовоспроизводящееся образование, отделённое от своего окружения плазматической мембраной, способ-ствующей регуляции обмена между внутренней и внешней средой.

Простейшие животные — процветающая и разнообраз-ная группа (около 70 000 видов) — обитатели водоёмов и влажной почвы. Преимущественно они входят в состав зоопланктона — совокупность мельчайших животных, обитающих в морских и пресноводных водоёмах. На суше они встречаются тоже в водной среде — в почвенной капельной воде, а также в жидкой среде внутри много-клеточных животных и растений. Хотя почвенные про-стейшие животные могут существенно влиять на коли-чество бактерий, все же их значение несравненно меньше, чем у простейших в пресных и морских водоёмах.

Многие простейшие животные так же мелки и просто устроены, как и некоторые клетки крупных животных. Но они отличаются от них тем, что способны жить само-стоятельно. Одноклеточные животные представляют собой слаженный организм, осуществляющий питание, дыхание, выделение, размножение, рост, развитие и обмен веществ. У него в протоплазме существует как бы разделение труда: каждая из её обособленных, более мелких образований выполняет свою особую задачу.

Например, ядро регулирует жизнедеятельность всего одно-клеточного организма и воспроизводит само себя, благодаря чему образуются новые дочерние организмы; в пищеварительной вакуоли происходит переваривание пищи; сократительная ваку-оль удаляет избыток воды и растворенные в ней вредные для организма вещества.

При неблагоприятных условиях многие простейшие перестают питаться, теряют органы движения, покрываются толстой оболочкой и образуют цисту. При наступлении благоприятных условий однокле-точные принимают прежний облик.

Согласно названию Protozoa, в это подцарство должны входить только животные. Но в современной системе простейших содержатся зелёные жгутиконосцы (ботаники считают их водорослями), миксомицеты и плазмодиофориды (по мнению микологов, это грибы) и т. д. В связи с этим древние простейшие скорее всего могут рассматривать-ся в качестве исходной группы, давшей начало и грибам, и растениям, и животным. Поэтому в настоящее время должно считаться признанным выделение особого царства протистов и противопоставление его царствам растений и животных. Выделение царства протистов при-надлежит знаменитому зоологу и эволюционисту Э. Геккелю (1866). Protozoa же могут быть выделены в системе протистов в качестве подцарства.

Одноклеточные прошли длительный путь эволюции, в ходе которой возникло их огромное разнообразие. В зависимости от сложности строения и спо-собов передвижения выделяют несколько типов простейших. Материал с сайта

  • Саркожгутиконосцы (Саркомастигофоры) .
    • Саркодовые.

Со времён Линнея и до наших дней простейшие привлекают вни-мание учёных по разным причинам. Возникла даже специальная наука — протозоология.