Размножение и индивидуальное развитие животных
Лекции по зоологии
Происхождение многоклеточных.
Считается, что первым шагом к многоклеточности было нерасхождение дочерних клеток при делении одноклеточных организмов, то есть образование колонии. От многоклеточного организма такая колония отличается отсутствием настоящих тканей.
Вероятнее всего на определенном этапе эволюции у древнейших колониальных жгутиковых клетки стали располагаться не в один, а в два слоя. Условия существования этих клеток стали разными, что привело к их постепенной морфологической и функциональной дифференциации. При этом наружный слой клеток стал выполнять функции ответа на сигналы внешней среды (движение, защита, захват пищи), а внутренний слой - переваривание пищи.
Имеется несколько гипотез, объясняющих, как шел этот процесс. Мы рассмотрим три основные.
1. Теория ГАСТРЕИ (автор – Геккель, 1872). Шарообразная колония жгутиковых (бластея) превращается в двухслойное образование - гастрею, имеющую полость путем инвагинации (впячивания) стенки. При этом возникает первичная кишечная полость, открывающаяся наружу ротовым отверстием. Такое строение соответствует кишечнополостным, которые рассматриваются в качестве предковой формы всех многоклеточных.
2. Теория ПЛАКУЛЫ (автор – Бючли, 1884). У однослойной лепешкообразно колонии появился второй слой клеток, расположенный параллельно первому. Такая двухслойная пластинка нижней стороной ползала по грунту, а верхняя имела защитную и чувствительную функцию. Крупную пищу такое животное обволакивала и переваривала нижним слоем. Такой организм Бючли назвал плакулой (т.е. обволакивающей). В настоящее время описано морское животное трихоплакс, строение которого соответствует плакуле.
3. Теория ФАГОЦИТЕЛЛЫ (автор – Мечников, 1886). В колонии жгутиковых, способных к фагоцитозу, отдельные клетки захватывают добычу и погружаются (иммигрируют) внутрь колонии, освобождая место «голодным» клеткам. Со временем возникает двухслойный организм фагоцителла, наружный слой которого выполняет функции движения, защиты и захвата пищи, а внутренний – функции переваривания. Подобное строение имеют, например, кишечнополостные.
Так как все изложенные теории опираются на фактический материал, то не исключено, что процессы, которые они описывают, шли параллельно. Однако во многих пособиях преобладает теория Мечникова.
Подтип Личиночнохордовые
К этому подтипу относят асцидий, сальп, пиросом и аппендикулярий. Асцидии ведут прикрепленный образ жизни, а остальные – свободноплавающий (пелагический). Оболочники могут быть как колониальными, так и одиночными животными.
Снаружи мешковидное тело покрыто студенистой оболочкой (туникой), в состав которой входит вещество, близкое по строению с растительной клетчаткой.
Оболочники имеют два сифона – ротовой и клоакальный, которые сближены или расположены на разных концах. Пищеварительная система, начинающаяся ротовым сифоном, состоит из объемистой глотки, пищевода, желудка и кишечника. Глотка пронизана жаберными щелями, которые открываются либо в окружающую среду, либо в особую окологлоточную полость, образованную складками мантии – особых боковых выростов. С помощью глотки оболочники отфильтровывают из воды мелкие морские организмы, которые остаются в глотке и направляются далее по пищеварительному тракту, а вода выходит наружу через клоакальный сифон.
Нервная система у оболочников представлена либо нервной трубкой, либо вторично упрощается, превращаясь в ганглии с нервными тяжами. Органы чувств развиты слабо. У ряда форм есть светочувствительные клетки или глазки, а так же органы равновесия – статоцисты.
Кровеносная система незамкнутая и состоит из сердца с отходящими от него двумя сосудами. Сердце делает до 250 сокращений в минуту, проталкивая кровь попеременно то в одном, то в другом направлении.
Специальных выделительных органов нет. Их роль выполняют специальные клетки, накапливающие продукты распада в виде твердых конкреций. Причем у одних видов эти клетки остаются в организме до смерти животного, а у других конкреции переносятся в полость кишки и выбрасываются наружу. У некоторых видов асцидий такие клетки объединяются в особый мешкообразный орган, в котором конкреции обрастают мицелием особого грибка, который утилизирует продукты распада организма асцидии.
Оболочники гермафродиты. Но при этом самооплодотворение невозможно, так как женские и мужские гаметы образуются в разное время. Оплодотворение может быть как внутренним, так и наружным. Часто встречается и бесполое размножение – почкование или фрагментация; хорошо развита способность к регенерации. У Ряда форм наблюдается чередование поколений.
Из яйца асцидий развивается хвостатая личинка, напоминающая головастика, которая ведет подвижный образ жизни. Она обладает всеми характерными признаками хордовых: имеется хорда, над хордой располагается нервная трубка с мозговым пузырьком и глотка, пронизанная жаберными щелями. Органы чувств хорошо развиты. Через некоторое время (2-30 часов) личинка прикрепляется специальными сосочками к неподвижному предмету и с этого момента ведет неподвижный образ жизни. Личинка асцидии во время превращения в половозрелую особь претерпевает регрессивный метаморфоз. При этом хвост, хорда и большая часть центральной нервной системы атрофируются. Мозговой пузырек превращается в ганглий, органы чувств исчезают. Разрастается глотка и образуется околожаберная полость. Ротовое отверстие (сифон) перемещается по спинной стороне на задний отдел тела. Так постепенно формируется взрослая особь.
Аппендикулярии в своем развитии практически не претерпевают регрессивного метаморфоза.
У пирозом каждая особь колонии образует только по одному яйцу, из которого вовсе не образуется личинки, подобной личинке асцидии. В яйце развивается зародыш, который по строению соответствует взрослой асцидии. Будучи еще в яйцевых оболочках, происходит бесполое размножение животного, которое при выходе из материнского организма формирует «многоэтажную» колонию.
Класс Сальпы разделен на два отряда: бочоночники и собственно сальпы.
Бочоночники имеют самый сложный цикл развития. Из яйца формируется хвостатая личинка. Она превращается во взрослое, но бесполое животное, которое может размножаться только почкованием. Для этого у него появляется специальный вырост - брюшной столон, от которого отделяются почки и мигрируют на другой вырост – спинной столон, по бокам которого и прикрепляются. Питательными веществами их сначала снабжает материнская особь – кормилка, позже эту функцию берут на себя развившиеся на отростке молодые животные. После формирования колонии почки прикрепляются уже не к боковым, а к верхней стороне отростка. Эти почки прирастают к колонии особыми стебельками. К этим стебелькам крепятся новые почки. После этого молодое бесполое животное отрывается от колонии, унося с собой почку, и обеспечивает ее развитие. После развития эта почка отделяет от себя уже половозрелых особей, которые ведут уже одиночный образ жизни. Как только от спинной стороны отростка оторвутся все животные, вся колония погибает.
У представителей отряда собственно сальп жизненный цикл не так сложен. В материнском организме формируется единственное яйцо, из которого развивается бесхвостая личинка. Далее личинка выходит наружу и развивается в бесполую взрослую форму, которая способна только к почкованию. Этот процесс происходит на специальном выросте – столоне. Со временем формируется колония сальп, все особи которой равноценны и способны к половому размножению.
Подтип Бесчерепные.
Это небольшая группа морских животных, называемых ланцетниками, насчитывает около 40 видов. Все признаки хордовых животных у них выражены очень отчетливо.
Длина их рыбообразного тела достигает 40-70 мм. Имеется спинной и хвостовой плавники.
Наружный покров состоит из одного слоя клеток.
Хорда пронизывает все тело.
Над ней расположена нервная трубка, головной мозг не намечается. Органы чувств развиты очень слабо. Имеется обонятельная ямка и светочувствительные пятна (глазки Гессе) на нервной трубке.
У ланцетников хорошо выражена метамерия: мускулатура разделена поперечными перегородками на 50-80 мышечных сегментов, посегментно расположены также гонады и выделительные органы (нефридии, похожие на метанефридии кольчатых червей).
Пищеварительная система начинается ротовым отверстием, окруженным щупальцами. Далее следует огромная глотка, пронизанная жаберными щелями. Их насчитывается до 180 пар. Глотка окружена околожаберной (атриальной) полостью. Вместе с водой в глотку ланцетника попадают различные мелкие животные и детрит. Пищевые частица отфильтровываются и оседают на дно глотки (эндостиль), а вода, омывая жаберные щели, выходит в околожаберную полость и далее наружу через атриальное отверстие (атриопор). Пища, осевшая на эндостиль, склеивается слизью и с помощью мерцательного эпителия, выстилающего дно глотки, поступает в кишку. Позади глотки кишка имеет слепой вырост – печень. Кишечник заканчивается анальным отверстием на брюшной стороне тела.
Кровеносная система ланцетника замкнутая. Сердце отсутствует и его роль выполняет толстостенная брюшная аорта.
Ланцетники – раздельнополые животные, но железы у самцов и самок имеют одинаковое строение. Зрелая гонада разрывается, и половые продукты выпадают в атриальную полость. Через атриопор гаметы выносятся наружу. Таким образом, оплодотворение у ланцетников наружное. Личинки ланцетников ведут плавающий образ жизни, передвигаясь с помощью ресничек, покрывающих тело. У личинок рот расположен на левой стороне тела. Жаберные щели левой стороны тела образуются сначала на брюшной стороне, затем перемещаются на правую сторону, затем снова на брюшную и только потом на левую сторону тела. Жаберные щели правой стороны формируются и остаются на месте. Околожаберная полость у личинок отсутствует. Стадия личинки длится около 3 месяцев. Затем животное переходит к иному образу жизни. Днем ланцетники закапываются в песок, выставляя из него голову, а по ночам могут перемещаться.
Ланцетники распространены в морях Атлантического и Тихого океанов. Местами они очень многочисленны – до 1500 особей на квадратный метр. Местами этих животных добывают и употребляют в пищу.
Морфология, биология и онтогенез ланцетников указывают на то, что животные, подобные им, были древнейшими предками позвоночных животных.
Палеонтология практически не располагает материалами по древним Личиночнохордовым и Бесчерепным, так как их небольшие нежные тела, не имевшие прочных скелетных образований, не подвергались процессам фоссилизации и в ископаемом состоянии неизвестны.
Надкласс Рыбы.
Насчитывает более 20000 видов. Тело разнообразной формы (в основном - веретеновидной или сплющенной с боков). Длина тела от нескольких сантиметров до 20 м. Тело покрыто чешуей. Ротовое отверстие ограничено верхней и нижней челюстями. Имеются парные и непарные плавники. Скелет хрящевой или костный. Сердце двухкамерное. Головной мозг развит лучше, чем у круглоротых и образует изгиб в вертикальной плоскости. Глотка пронизана жаберными щелями. Органы чувств в общем развиты хорошо. Имеется орган боковой линии. Почки лентовидные, тянутся под позвоночником.
В современной систематике рыб принято делить на два класса -хрящевые и костные. Различий между ними не меньше, чем между классами наземных позвоночных.
Хрящевые рыбы.
Сюда относят акул, скатов и химер. Скелет их хрящевой и частично обызвествляется, но настоящая костная ткань отсутствует. Хорда сохраняется. Кожа покрыта плакоидной чешуей. Каждая из них имеет основную пластинку и конический зубец, состоящий из дентина и покрытый слоем эмали. Такое строение чешуи придает коже некоторых хрящевых рыб вид наждака, в качестве которого иногда ее и используют. Видоизменением плакоидной чешуи считаются челюстные зубы и различные выросты (шипы скатов). Челюстные зубы хорошо развиты и расположены в несколько рядов. Функционирует, как правило, только передний ряд. Замена зубов происходит постоянно. Жаберная крышка отсутствует. С каждой стороны головы открывается 5-7 пар жаберных щелей. Характерная особенность кишечника -наличие в нем спирального клапана, увеличивающего всасывающую поверхность. Плавательного пузыря нет. Впереди желудочка сердца расположен артериальный конус, способный к самостоятельным сокращениям. В головном мозге сильно развиты обонятельные доли. Крыша головного мозга отчасти образована нервным веществом. Хрящевые рыбы раздельнополы. Среди них есть как яйцекладущие виды, яйцеживородящие и живородящие. Во втором случае яйца задерживаются в задних отделах яйцевода самки до рождения молоди. В последнем случае зародыш развиваются за счет организма матери, соединяясь с ним подобием плаценты.
Среди акул встречаются в основном активные хищники, нападающие на добычу. Однако есть и виды, питающиеся планктоном. Пищу скатов составляют в основном донные животные. У некоторых скатов имеются специальные электрические органы, с помощью которых рыбы могут генерировать ток напряжением от 10 до 250 вольт. Значение хрящевых рыб для человека сравнительно велико. Добыча промысловых видов составляет около 1% улова всех морских рыб. Мясо идет в пищу, а жир применяется в медицине. Нельзя не сказать о видах, представляющих серьезную опасность для человека. Во время купания происходят нападения акул на людей. Такие происшествия иногда заканчиваются очень плачевно. В современных условиях нападения акул провоцируются самими людьми, так как тяга к экстремальным приключениям порой поддерживается и обеспечивается определенными фирмами, которых интересуют только прибыль, а отнюдь не безопасность. Но, в общем, от акул страдает не так много людей, как принято думать. Какая то часть рассказов (если не большая) является выдумкой.
Кроме того, ряд скатов имеет на нитевидном хвосте длинный, острый и зазубренный шип. В бороздке шипа расположены ядовитые железки. При неосторожном обращении скат-хвостокол вонзает этот шип в кожу человека и кроме серьезного ранения (иногда даже смертельного) происходит и тяжелое отравление. Крупные хвостоколы способны пробивать даже кожную и резиновую обувь. Поэтому при посещении пляжей (в том числе и черноморского побережья) нужно быть очень осторожными, чтобы не наступить на ската.
Среди хрящевых рыб наибольшей известностью пользуются 20-метровая китовая акула (кстати, совершенно безопасная для человека), белая акула, акула - молот, рыба пила, огромный скат-манта и др.
Первые хрящевые рыбы появились более 300 миллионов лет назад. От этих животных остались лишь зубы и иногда фрагменты челюстей. Вертикальное раскрытие рта некоторых ископаемых видов достигало полутора метров!
Костные рыбы.
Тело разной формы: червеобразной (угри), уплощенной с боков (большинство рыб), уплощенной в спино-брюшном направлении (морской черт, бычки) и сплющеной с боков (камбала, луна-рыба). Размеры варьируют от 6 мм (некоторые бычки) до 7 метров (некоторые осетровые, сомы) Парные и непарные плавники поддерживаются костными лучами.
Кожа этой группы рыб имеет слизистые железы и покрыта чешуей разного строения.
Самая примитивная - ганоидная чешуя. Отдельные чешуи ромбические, располагаются на теле косыми рядами и сочленяются между собой специальными отростками. В общем образуется панцирь, основа у которого костная, а поверхность состоит из ганоина. Этот тип чешуи характерен для каймановых щук и многоперов.
Костная чешуя характерна для большинства костных рыб. Она бывает округлая (циклоидная) у щуки, красноперки или имеет на свободном крае мелкие зубчики (ктеноидная) - у судака, ерша, бычка.
У осетровых кожа голая и покрыта разрозненными костными щитками.
Скелет костных рыб, как видно из названия содержит костную ткань. Хорда частично или полностью сохраняется. Головной мозг костных рыб примитивнее мозга хрящевых. Он относительно меньше, крыша эпителиальная и не содержит нервного вещества. Полость переднего мозга не разделена перегородкой. Органы чувств представлены хорошо развитыми глазами, внутренним ухом, статоцистами. Жаберных дуг всегда четыре, иногда имеются примитивные легкие. Вкишечнике нет спирального клапана, однако для увеличения всасывающей поверхности кишки иногда имеются слепые пилорические выросты. У многих рыб имеется плавательный пузырь, наполненный газом. Это придает рыбе плавучесть. У ряда видов этот пузырь выполняет и дыхательную функцию, сердце как и у хрящевых, двухкамерное, но отсутствует артериальный конус.
Рыбы большей частью являются раздельнополыми. Редко встречается партеногенез и частичны гермафродитизм. Большая часть костных рыб выметывает икру. При этом плодовитость доходит до 300 миллионов икринок. У некоторых развита забота о потомстве. Небольшая часть рыб живородящи. Оплодотворение наружное или внутреннее.
По образу жизни рыб принято разделять на следующие группы.
Морские рыбы постоянно живут в морской воде. Среди них имеются пелагические (населяют толщу воды) и придонные.
Проходные рыбы живут в море, а для размножения заходят в пресные водоемы (лососи).
Полупроходные рыбы обитают в опресненной части морей и устьях рек, а для зимовки и нереста заходят в реки. (Лещ, сом, сазан, судак). Эти рыбы в некоторых местах относятся к пресноводным.
Пресноводные рыбы никогда не выходят в море. Их разделяют на рыб текучих вод (форель, налим), стоячих вод (линь, карась) и общепресноводных (щука, окунь).
Миграции рыб бывают активными и пассивными.
Среди активных миграций выделяют нерестовые (лососи, а особенно угри), кормовые (треска, сельдь) и сезонные (зимовка леща, сома).
Пассивная миграция совершается молодью рыб, которая, пользуясь океаническими течениями и течением рек, попадает в места постоянного обитания взрослых рыб.
Кроме того, миграции могут быть вертикальными, когда рыба вслед за планктоном мигрирует в зависимости от времени суток или года в вертикальном направлении.
Пища рыб разнообразна. Выделяют хищных рыб (щука, судак, мурена) и мирных, питающихся растительной пищей и планктоном (карповые).
Значение костных рыб очень велико. В огромных количествах рыбы вылавливаются для пищевых нужд. Ряд видов разводится в качестве пищевых и декоративных. Продукты переработки используют в животноводстве в качестве подкормки.
Среди рыб имеется большое количество как активно-ядовитых (крылатки, скорпены), так и пассивно-ядовитых, имеющих токсичное мясо (фугу). Некоторые рыбы служат промежуточными хозяевами паразитических червей (описторх, лентец).
Известна также паразитическая рыбка ванделлия, которая может поражать мочеполовой тракт человека и животных.
Палеонтологические материалы по костным рыбам достигают возраста 400 миллионов лет.
Класс Птицы
Птицы - наземные позвоночные группы амниот, имеющие постоянную высокую температуру тела и приспособившиеся к полёту.
Систематика. В настоящее время насчитывается более 10000 видов птиц из 28 отрядов. В фауне СНГ около 800 видов из 18 отрядов.
Надотряд бескилевые – 4 отряда (страусы, эму, казуары, киви, нанду)
Надотряд пингвины – 1 отряд
Надотряд килевые – 23 отряда (гагарообразные, трубконосые, аистообразные, гусеобразные, совообразные, соколообразные, воробьинообразные и др.)
Размеры тела. Самыми мелким птицами по праву считаются колибри: вес тела некоторых из них составляет всего 1,6-1,8 г. Самая крупная из современных птиц – африканский страус. Его высота более 2 м, а вес 50-90 кг. Из летающих птиц самой тяжелой считается дрофа, весящая до 20 кг. Самый большой размах крыльев у альбатроса – 3-4 м.
Внешнее строение. Туловище имеет чаще всего яйцевидную форму. Шея длинная и тонкая, хотя под перьевым покровом этого не заметно. Голова округлая, заканчивается клювом, который имеет различное строение в зависимости от типа питания птиц. У стрижей и козодоев, которые ловят насекомых в воздухе, клюв очень маленький, зато рот очень широкий. У куликов, аистов и цапель клюв длинный и очень мощный. У хищных птиц клюв крючковатый. У уток клюв сильно уплощенный и т.д. У туканов, фламинго и некоторых других птиц клюв достигает большой относительной величины.
Передние конечности превращены в крылья, которые имеют длину до 1,5 м. Задние конечности, служащие для передвижения птицы по земле имеют цевку (плюсну) к которой прикрепляются пальцы. Чаще всего у птиц четыре пальца. У подавляющего большинства три пальца направлены вперёд, один - назад. У сов и попугаев два - вперёд, два - назад, у стрижей- все четыре пальца направлены вперёд. У некоторых птиц число пальцев уменьшается. У пингвинов и буревестников имеется три пальца, а у страусов – только два. Хвостовой отдел укорочен и служит для прикрепления рулевых перьев.
Покровы тела. Тело птиц покрыто тонкой кожей, лишенной желёз. Функционирует только копчиковая железа, выделяющая жирный секрет для смазывания перьев. Перья покрывают не все тело птицы, а лишь определенные участки, которые называют птерилии. Участки кожи, лишенные перьев, называют аптериями. У пингвинов аптерии отсутствуют. На цевке и пальцах большинства птиц покров представлен роговыми чешуйками, реже встречается перьевой покров (совы). Перья состоят из центрального стержня и опахала. Различают контурные перья (маховые 1 и 2 порядка, рулевые, кроющие), пуховые перья (располагаются под контурными), пух (укороченный стержень) и щетинки (около клюва и глаз). Перья имеют различную окраску. Различают истинную (пигментную) окраску и оптическую (металлический блеск). Смена перьевого покрова (линька) происходит в определённое время и иногда сопровождается сменой окраски (белая куропатка, овсянка). Перьевой покров очень плохо проводит тепло, это способствует поддержанию высокой температуры тела. Основная функция пера – создание обтекаемой и обеспечение манёвренного полёта.
Клюв птиц покрыт роговым чехлом. Пальцы на ногах (иногда на крыльях) заканчиваются роговыми когтями, имеющими разные размеры.
Скелет птиц сильно облегчён и пневматичен. Тонкие и губчатые кости черепа срастаются и швов между ними незаметно. Глазницы очень большие. Зубы отсутствуют. Позвоночник разделяется на 4 отдела: шейный, грудной, крестцовый, хвостовой. Шея весьма подвижна, за счет чего голова может поворачиваться на 180-270°. Короткие шейные рёбра образуют канал, в котором проходят сонные артерии. Число шейных позвонков колеблется от 9 до 25 штук. Позвонки грудного, крестцового и части хвостового отделов срастаются, образуя прочную опору. Грудные позвонки несут по паре рёбер, соединяющихся с грудной костью. Грудина имеет киль – вырост, к которому крепятся грудные мышцы. Свободная часть хвостового отдела подвижно соединена с телом. Пояс передних конечностей представлен лопаткой, коракоидом и ключицей. Коракоид срастается с лопаткой и служит опорой крыльям на грудину. Ключица вилковидная и играет роль распорки между передними конечностями. Скелет крыла содержит все отделы, характерные для хордовых, то есть плечо, предплечье и кисть. Кисть у птиц частично редуцирована. Таз срастается с позвонками в крестцовом отделе, создавая мощную опору ногам. Задние конечности состоят из бедра, голени, цевки (плюсны) и пальцев.
Мышечная система у птиц чрезвычайно развита. Крупные грудные мышцы, двигающие крыльями, расположены на грудине и соединяются со скелетом крыла тонкими сухожилиями. Мощно развиты и бедренные мышцы.
Пищеварительная системаимеет ряд особенностей. В ротовую полость открываются протоки слюнных желез, секрет которых может служить для одних птиц (дятлов) клеем для сбора насекомых, а для других (стрижей - саланганов) даже строительным материалом гнезда. В нижней части пищевода есть зоб, где пища некоторое время хранится и может подвергаться химическому воздействию. У некоторых птиц, например, у голубей и попугаев, железы зоба выделяют секрет (так называемое птичье молоко). Этим секретом родители выкармливают птенцов. Желудок птиц состоит обычно из двух отделов: переднего (железистого) и заднего (мускульного). В железистом отделе происходит ферментативная обработка пищи, а в мускульном отделе - механическая. При этом в заднем отделе желудка всегда содержаться мелкие камешки, выполняющие функцию жерновов. Кишечник состоит из тонкого и толстого отделов. В начало тонкого отдела впадают протоки печени и поджелудочной железы. Кишечник имеет разную относительную длину. У растительноядных птиц кишечник всегда относительно длиннее, а у плотоядных – короче. На кишечнике некоторых птиц имеются два выроста (слепые кишки). В них происходит дополнительная обработка пищи как кишечными ферментами, так и богатой бактериальной флорой. Прямая кишка очень маленькая, в связи с этим птицы часто испражняются, облегчая, таким образом, тело.
Дыхательная система. Воздух, проходя через ноздри и хоаны, попадает в гортанную щель. Гортань образована перстневидным хрящом и парой черпаловидных хрящей. От гортани отходит длинная трахея. У некоторых птиц (глухарей, лебедей, журавлей, цапель, райских птиц) трахея может делать один или несколько извивов, превышая длину шеи иногда в несколько раз. Увеличение длины трахеи способствуют лучшему резонированию глубоких тонов и разнообразному звучанию голоса птицы. Хрящевые кольца не позволяют дыхательной трубке спадаться. В месте разветвления трахеи на бронхи имеется голосообразовательный аппарат – нижняя (певчая) гортань, в которой имеются специальные голосовые перепонки. Движение нижней гортани обеспечивается особыми голосовыми мышцами. Бронхи, войдя в легкие, многократно разветвляются. Легкие губчатые и относительно небольшие по объему. Главные стволы бронхов пронизывают легкие насквозь. К крупным отверстиям бронхов, подходящих к краю лёгких, прикрепляются воздушные мешки. Эти образования уменьшают удельный вес птицы и являются резервуарами для воздуха при дыхании птиц во время полёта. В связи со способностью к полету, у птиц появился механизм двойного дыхания, позволяющий обеспечить газообмен более интенсивный, чем у нелетающих животных. Во время полета при поднятии крыльев полость тела увеличивается в объеме и воздух, пройдя через легкие, попадает в воздушные мешки. При опускании крыльев и соответственном уменьшении полостей тела воздух из воздушных мешков через легкие выдыхается наружу. Таким образом, газообмен в легких осуществляется как при вдохе, так и при выдохе. Механизм дыхания у птиц вне полета сводится к изменению расстояния между грудной костью и позвоночником посредством межреберных мышц.
Кровеносная система. Птицы имеют постоянную высокую температуру тела, что непосредственно связано с развитием кровеносной системы. Сердце у них четырёхкамерное; артериальная кровь полностью отделена от венозной. Сохраняется только одна дуга аорты, которая поворачивает направо. От дуги отходят две безымянные артерии, они отпускают от себя сонные, подключичные и грудные артерии. Последние снабжают кровью мощные грудные мышцы. В почках хорошо развита воротная система. Эритроциты птиц овальные, содержат ядро.
Температура тела птиц в среднем равна 42°С . У водоплавающих птиц она достигает 37-39°С, а у дроздов - до 45°С. У некоторых птиц, например, у стрижей, температура тела, и следовательно, интенсивность метаболизма может на время снижаться в неблагоприятную погоду.
Нервная система. Головной мозг относительно крупнее, чем у рептилий. Сильно развит передний мозг, мозжечок и зрительные доли среднего мозга. Обонятельные доли развиты слабо. Мозг образует резкие изгибы в горизонтальной плоскости. В крыше головного мозга появляются нервные клетки, однако большая часть ее покрыта первичным сводом (архипаллиумом). Спинной мозг имеет утолщения в плечевом и поясничном отделе позвоночника.
Органы чувств. У птиц особенно хорошо развито зрение. Четкое изображение на сетчатке глаза достигается как изменением кривизны хрусталика, так и изменением расстояния от хрусталика до сетчатки. Эта способность называется двойная аккомодация. Орган слуха представлен средним и внутренним ухом. Во внутреннем ухе имеется только одна слуховая косточка – стремя. С помощью такого органа птица способна воспринимать звуки от 20 до 20000 герц. Последние исследования выявили у птиц способность к эхолокации. Обоняние развито довольно слабо.
Выделительная система представлена парой крупных почек. Почечной лоханки у птиц нет, корковый слой не дифференцирован от сердцевинного. От почек отходят мочеточники, впадающие в клоаку. Мочевой пузырь у птиц отсутствует.
Половая система. Птицы - строго раздельнополые животные.
У самцов в тазовом отделе находится пара семенников. Протоки этих желез открываются в клоаку. Семенники особенно развиты в период размножения. Они увеличиваются в размере до нескольких раз. В остальное время года они мало заметны.
У самок развит только один (левый) яичник и яйцевод, открывающийся в клоаку.
Для птиц характерен половой диморфизм. Самцы отличаются от самок, как правило, более яркой окраской. На голове могут быть разнообразные выросты (гребни, сережки у куриных птиц).
Биология питания. По характеру питания птиц довольно условно разделяют на следующие группы:
Зерноядные – снегири, воробьи, клесты.
Насекомоядные – мухоловки, дятлы, ласточки, стрижи, козодои, пищухи.
Хищные – совы, ястребы, орлы.
Рыбоядные – бакланы, пеликаны, скопа, крачки, чайки.
Падальщики – грифы, сипы.
Разноядные – вороны.
Условность такого деления связана с тем, то птицы зачастую питаются смешанной пищей. Например, воробьи и скворцы птенцов выкармливают только насекомыми и другими беспозвоночными, а в конце лета и осенью переходят только на семена.
Некоторые птицы – сойки, поползни, некоторые совы – делают запасы пищи впрок. Сойки, например, закапывают желуди и орехи в мох и в почву, чем способствуют распространению растений. Некоторые растения – рябина, омела - распространяются в основном с помощью птиц. Сорокопут-жулан ловит насекомых, и излишек их накалывает на шипы растений.
Биология размножения. Спариванию птиц часто предшествует ритуал ухаживания. Самец привлекает самку расцветкой перьев, песней или поведением. Часто самцы дерутся за самок, собираясь в одних и тех же местах из года в год. Такие места называю токовище. Птицы могут быть полигамными и моногамными. К моногамам относят воронов, лебедей и некоторых других птиц, образующих пары на всю жизнь.
После спаривания птицы строят гнездо. Это делает либо только самка (глухари, тетерева), либо вместе с самцом (многие воробьиные). Некоторые птицы (кайры) гнезд не строят, а откладывают яйца на камни. Для строительства гнезд птицы используют различный материал. Постройки иногда достигают значительной сложности.
Время гнездования у большинства птиц нашего региона – весна – начало лета. Но клесты, например, выводят птенцов в феврале.
Количество отложенных яиц варьирует от 1 (пингвины) до 20 (утки). Размеры яиц колеблются от 10 кг (вымершие моа, эпиорнисы) до 0,5 г (колибри). После откладки яиц начинается период насиживания, который длится от 10 дней до 1,5 месяцев. Насиживает либо только самка (тетерев), либо только самец (африканский страус насиживает яйца, отложенные разными самками), либо оба родителя делают это вместе.
У одних птиц из яиц вылупляются голые, слепые и беспомощные птенцы. Таких птиц называют птенцовыми. У других птиц птенцы появляются на свет покрытыми пухом и вполне самостоятельными. Мать с выводком быстро покидают гнездо. Это выводковый тип. К первой группе относятся воробьи, синицы, вороны, дятлы. Ко второй – куриные, утки. Выкармливают птенцов либо один из родителей, либо оба. В гнезде птенцы находятся от 2 недель до 2 месяцев. Некоторые птицы в наших условиях успевают сделать 2-3 выводка (мелкие воробьиные).
Для кукушек характерен гнездовой паразитизм. Самка откладывает на землю яйцо, берет его в клюв и подбрасывает в гнезда мелких певчих птиц в отсутствие родителей. Вылупившийся кукушонок голый и слепой, но, тем не менее, в первую очередь он выбрасывает из гнезда все яйца и даже птенцов. Так что оба родителя выкармливают только одного кукушонка.
Продолжительность жизни птиц колеблется в очень широких пределах от 1-2 лет до 10-30 лет. Вороны, по некоторым данным, доживают до 60-70 лет.
Миграции птиц.Ряд видов птиц, обитающих в северных широтах, совершают периодические сезонные миграции. По дальности такие миграции разделяются на перелеты и кочевки.
Перелеты – миграции на большие расстояния, связанные, как правило, со сменой климато-географического региона. Так, например, большая часть наших перелетных птиц зимуют в северо-западной и восточной Африке, а так же в Индии и юго-восточной Азии. На зиму улетают все строго насекомоядные птицы (мухоловки, козодои, кукушки, стрижи, ласточки). Весной они возвращаются к местам гнездования.
Кочевки – миграции в пределах одной климато-географической зоны. Во время наступления холодов вороны и дрозды, обитающие у нас, откочевывают на 50-200 км к югу. А из северной тайги на зиму к нам прилетают свиристели и снегири.
Ряд видов остаются на зимовку в местах гнездования. Такие птицы называются оседлыми. К ним относятся глухари, тетерева, дятлы, голуби, воробьи и синицы.
Деление птиц по дальности миграций зачастую довольно условно. Например, утки и грачи, традиционно считавшиеся перелетными или кочующими, перешли к оседлому образу жизни и зимуют в городах.
Происхождение птиц. Сходство птиц с рептилиями очевидно, однако вопрос о происхождении их весьма сложен. Палеонтологических находок птиц немного. Остатки, принадлежащие настоящим птицам, впервые появляются в отложениях конца мезозойской эры. В качестве предков птиц рассматриваются древние рептилии эозухии. Археоптерикс, часто называемый первоптицей, скорее всего, является тупиковой ветвью развития рептилий.
Значение птиц. Птицы, населяя различные биотопы, включаются в сложные пищевые цепочки. Они служат зачастую главным регулятором численности насекомых и мелких грызунов, добывая их в огромном количестве особенно во время выкармливания птенцов. Ряд видов являются объектами охоты. Некоторые виды птиц находятся под охраной.
Нельзя переоценить и хозяйственное значение птиц. Продукция этого направления сельского хозяйства является незаменимой. Развивается и декоративное птицеводство.
Птицы могут иметь и отрицательное хозяйственное значение. Велика их роль как резервуаров опасных заболеваний человека (орнитоз, птичий грипп). Некоторые виды наносят определенный ущерб растениеводству, поедая зерно, ягоды и др. Рыбоядные птицы иногда наносят вред рыбному хозяйству.
Класс Млекопитающие.
Млекопитающие – высший класс позвоночных животных, который характеризуется совершенным развитием нервной системы, постоянной высокой температурой тела и способностью к живорождению.
Систематика.
Подкласс Первозвери
Подкласс Настоящие звери
Инфракласс низшие звери сумчатые
Инфракласс Высшие звери
В настоящее время известно около 4000 видов млекопитающих, которые относят к 20-23 отрядам. Крупнейшие отряды – грызуны (1500 видов), рукокрылые (1000 видов). Самый небольшой отряд – Однопроходные – 3 вида.
Внешнее строение. Размеры тела от 3,5 см (землеройка-малютка) до 35 м (киты). Чаще всего хорошо обособлены голова, шея и туловище, которое высоко приподнятое на передних и задних конечностях. На голове имеются ушные раковины – характерный признак млекопитающ