Зоология беспозвоночных

Н.А.Заренков

Зоология беспозвоночных

Курс лекций, читаемых в Пущинском филиале

Биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.

1.Вводная лекция.

Зоология – знание о жизни животных, аналогичное ботанике. Общебиологические основы зоологии: деление зоологии на систематику, филогенетику, зоогеогpафию, сравнительную анатомию, экологию, биосимметрику. Принцип относительной поверхности и фактор абсолютных размеров тела животного и его частей. Диффузионный барьер. Аллометрический рост. Движение и перемещение в пространстве как физиологический эквивалент абсолютной и относительной поверхности тела организма и его частей. Классификация форм движения. Принцип Пьера Кюри. Функциональное значение классических симметрий. Примеры неклассических симметрий. Понятие Геомериды как земной версии жизни.

2.Одноклеточные (Простейшие): Саркодовые, споровики и жгутконосцы.

Почему все простейшие остаются гидробионтами. Строение амебы и ее жизнедеятельность (внутреннее движение, перемещение органелл). Раковинные и паразитические амебы. Особенности строения амебоидных, вызванные наличием раковины. Фораминиферы и их жизненный цикл, разнообразие строения раковин. Споровики (Апикомплекса): малярийный плазмодий: строение и жизненный цикл, значение в медицине и ветеринарии. Жизненные циклы как форма двигательной активности. История изучения малярии и современное состояние проблемы малярии. Жгутиковые: Трипаносомы (симметрии) и трипаносомозы. Понятие природной очаговости. Жгутиковые - симбионты термитов.

3. Одноклеточные (Простейшие): Инфузории.

Строение инфузорий на примере инфузории туфельки. Особенности ресничного аппарата и гидродинамики перемещения в пространстве. Спиральные симметрии подвижных и прикрепленных инфузорий. Причины усложнения ядерного и выделительного (осморегуляторного) аппаратов. Модификации ресничного покрова у инфузорий. Многоядерность (инфузории, опалина) и разноядерность, причины полигеномности и полиплоидии. Колониальность. Жизнедеятельность (питание, поведение, размножение, конъюгация), жизненный цикл. Симбиотические инфузории пищеварительного тракта жвачных. Опыты по обучению инфузории туфельки и опыты Гаузе по изучению сопряженных изменений численности хищника и жертвы.

4.Губки.

Почему все губки – гидробионты. Губки как жизненная форма неподвижного фильтратора донных сообществ. Роль в сообществе обрастаний, пассивное перемещение в пространстве. Основные типы организации губок, обусловленные фактором абсолютных размеров: аскон, сикон, лейкон. Клеточный состав, фрактальное самоподобие, компьютерное моделирование (губка Менге), двуслойность и мезохил. Опорный аппарат: функции и геометрия склер. Минеральный скелет и значение спонгина. Особенности активного вододвижения. Регенерация и основные черты эмбриогенеза губок, проблема энантиоморфизма. Пресноводные губки и греческая туалетная губка.

5.Кишечнополостные (Книдарии): Гидрозои.

Почему все кишечнополостны - гидробионты, и почему они имеют стрекательные клетки. Кишечнополостные как два типа организации и две жизненные формы донных и планктонных сообществ: полип и медуза. Гидра как пример полипоидного типа организации: цикломерия, двуслойность, пищеварительная полость, клеточный состав, латеральное почкование регенерация. Обелия – пример колониальных полипов с латеральным почкованием и диморфизмом полипов. Симметрии каспийского планктонного полипа мерсии. Строение медузы обелии: двигательный, пищеварительный и половой аппараты. Функционирование пищедобывающего аппарата. Фрактальное ветвление колоний: факторы абсолютных размеров и размерности. Медузоидная стадия в метагенетическом жизненном цикле обелии.

6.Кишечнополостные (Книдарии): Антозои и Сцифоидные

Актиния: цикломерия, строение пищеварительной полости, рта и глотки. Значение фактора абсолютных размеров организма. Особенности строения септ. Симметрии в процессе фрактального рост актинии (эффект принципа абсолютных размеров и проявление принципа Пьера Кюри). Склерактинии и рифообразующие кораллы: особенности физиологии (симбиотрофия), типы коралловых построек (работы Дарвина), цикличность роста кораллов в геологическом прошлом и в настоящем, ареал мадрепоровых кораллов как тропической фауны. Фрактальное строение колоний, сравнение с филлотаксисом наземных растений. Гекса- и Октокораллы. Морские перья: типы строения колоний (размерность), полужесткий скелет (функциональное значение). Благородный коралл. Медуза аурелия: цикломерия, строение и функционирование пищеварительной полости, гонад, рта и ротовых лопастей, желудка, двигательного и щупальцевого аппарата. Функциональные особенности медузоидного движения. Фрактальное усложнение гастроваскулярной полости. Различия строения медуз аурелии и обелии, которые объясняются их неодинаковыми размерами. Стробиляция полипа в жизненном цикле аурелии. Симметрия стробилы. Строение планулы, значение большой величины относительной поверхности. Cтроение и аллометрическй рост эфиры. Медузы цианея, ризостома и кассиопея.

7.Плоские черви: Турбеллярии.

Основные особенности строения турбеллярий: билатеральный план строения, трехслойность, ресничный покров и кожно-мышечный мешок, становление пищеварительного тракта, протонефридии как разрастание наружной поверхности, концентрация нервных клеток в центральную нервную систему. Фактор абсолютных размеров тела и соотношение между мышечным и реcничным аппаратом. Изменения формы тела у крупных поликлад. Функциональное значение уплощенной формы тела. Почему турбеллярии остаются гидробионтами. Особенности регенерации. Спиральное дробление, его отличия от радиального дробления. Кристаллическое строение ранних стадий дробления. Топологическое преобразование радиального дробления в спиральное дробление. Цикломорфы и рефлеморфы в системе животного царства и в донных сообществах, характеризуемых трофической структурой (принцип Пьера Кюри).

8.Паразитические Плоские черви: Сосальщики и Лентецы (Цестоды).

Cтроение сосальщиков на примере печеночной двуустки, фасциолы: кутикулярный покров, две присоски, фрактальные желточник, пищеварительная, выделительная и гермафродитная половая системы. Биология размножения (гетерогония) и личиночное развитие (мирацидий, спороциста, редия, церкария, адолескария). Фасциолез рогатого скота. Шистозома и лигула. Свиной солитер: тегумент, расчленение тела (метамерия стробилы), ЦНС и выделительная система, строениегермафродитного членика (фрактальные гонады). Биология размножения, жизненный цикл и личиночное развитие (онкосфера, финна). Жизненный цикл как особая форма перемещения организма в пространстве. Особенности строения и паразитизма эхинококка. Фактор топологической размерности в метамерии цестод. Общие проблемы паразитизма: понятие об окончательном и промежуточном хозяевах паразита, экто- и эндопаразитизм, сопряженная эволюция паразита и хозяина, летальный и нелетальный паразитизм. Географический и этнический факторы распространения паразитизма в человеческом обществе.

9. Круглые черви: Нематоды и Коловратки.

План строения нематод на примере аскариды: кутикулярный покров, гиподерма, cквозной кишечник, продольные нервные стволы ЦНС (понятие ортогона) и протоки выделительный системы, продольная мускулатура: элементы радиальной и двусторонней симметрии. Элементы симметрии. Функциональное значение изгибательного движения. Жизненный цикл и биология размножения. Аскаридоз человека и домашних животных. Особенности строения и биологии размножения трихинеллы. Фитонематоды, грунтовые и почвенные нематоды. Эутелия у нематод. Коловратки: основные особенности их строения, объясняемые миниатюризацией: симметрии и коловращательный аппарат, спиральная траектория движения. Особенности жизненного цикла пресноводных коловраток.

10. Кольчатые черви: Олигохеты, Полихеты, Пиявки.

План строения кольчецов: метамерия и рефлемерия. Гипотеза Седжвика о происхождении рефлемерии. Внешнее строение дождевого червя как представителя олигохет: наружная кутикула, метамерия, щетинки, поясок. Внутреннее строение: рот, глотка, пищевод, зоб, желудок, сквозной кишечник, кожно-мышечный мешок, метамерные целом (диссепименты), метанефридии, брюшные стволы ЦНС. Окологлоточные и головной отдел ЦНС. Функционирование двигательного аппарата дыхательной и кровеносной систем (продольные и кольцевые сосуды), газообмен через поверхность тела. Гидродинамика капиллярного и вокругкишечного отделов кровеносной системы. Биомеханика и геометрия (геодезическая кривая на цилиндрической поверхности) перистальтического движения, значение мезентерия и диссепиментов. Гермафродитная половая система и биология размножения. Значение дождевых червей для почвообразования, работы Ч.Дарвина. Особенности почвообразования в тропиках и пустынях. Ареал дождевых червей и последнее оледенение. Основные черты строения и биологии пиявок (тип организации активного хищника). Нереис как представитель полихет: расчленение головного отдела (прото- и перистомиум, их сенсорные придатки), строение параподий и их функционирование. История ареала нереиса и его акклиматизация в Каспийском море. Особенности биологии размножения морских полихет. Спиральное дробление и ранние стадии личиночного развития.

11.Моллюски: Брюхоногие моллюски (Гастроподы).

Внешнее строение виноградной улитки: цефалоподиум и внутренностный мешок. Двигательная функция подошвы Плано- и турбоспиральная раковины. Мантийная полость как компенсация относительной поверхности при наличии раковины. Мантийный комплекс органов (жабры, легкое, 2-камерное сердце, почка, задняя кишка, мочеточник). Функционирование дыхательной и кровеносной систем. Пищеварительная система: глотка, радула, слюнные железы, пищевод, зоб, кишечник, желудок c печенью, задняя кишка. Симбиотрофия у голожаберных брюхоногих. Основные особенности строения ЦНС. Гермафродитная половая система и биология размножения. Рецепторная функция мантийной полости. Причины диссимметрии гастропод и ее происхождение в процессе торсиона. Наземные и водные гастроподы. Особенности строения гастропод, объясняемые циркуляцией воды (воздуха) в мантийной полости и редукцией раковины у голожаберных моллюсков. Причины редукции раковины. Спиральное дробление, личинка трохофора и турбопиральность дефинитивного организма. Инверсионные симметрии изомеров турбоспиральных раковин.

12.Моллюски: Двустворчатые моллюски.

Почему двустворчатые моллюски остаются гидробионтами. Беззубка (перловица): строение раковины, мантия и мантийная полость, геометрия роста раковины, сифоны и их значение для вододвижения. Томпсоновские преобразования формы раковины. Мантийный комплекс органов. Перемещение животного с помощью ноги. Циркуляция воды в мантийной полости. Уплощенность тела как способ регуляции циркуляции воды в мантийной полости. Фильтрационное питание и ротовые лопасти. Внутреннее строение моллюска: пищеварительная система (рот, пищевод, желудок с печенью, задняя кишка, анус), 3-камерное сердце, почки, гонады. План строения ЦНС (сравнение с гастроподами). Биология размножения, глохидий. Морская и пресноводная жемчужница. Факторы формирования ареалов унионид: гидрографическая сеть, последнее оледенение. Физико-географические факторы распределения видового разнообразия двустворок и гастропод. Промысловая биология устрицы, мидии, морского гребешка. Дрейссена и мидия как жизненная форма фильтратора.

13.Головоногие моллюски.

Двужаберные и четырехжаберные, наружнораковинные и внутреннераковинные головоногие моллюски. Мантийный комплекс, причины редукции раковины. Щупальцевый аппарат, общие особенности функционирования мышечного двигательного аппарата. Плавниковые головоногие. Головоногие как тип организации жизненной формы активного хищника. Биология размножения. Вымершие головоногие моллюски. Промысел головоногих моллюсков.

14.Членистоногие: Ракообразные.

Кутикулярный покров членистоногих, его значение для типа организации членистоногих. Расчленение тела ракообразных на примере артемии и речного рака (голова, грудь, головогрудь, брюшко, тельсон). Головные конечности и ротовой аппарат. Двигательный аппарат: листовидные и рычажные грудные конечности с жабрами, брюшные конечности и хвостовой веер. Внутреннее строение: пищеварительный тракт (желудочная мельница, средняя кишка с печенью, задняя кишка, анус. Головной и туловищный отделы ЦНС. Половая система. Биология размножения. Образ жизни и географическое распространение речных раков. Основные особенности биологии артемии и дафний, их биология. Механизм фильтрации, метахрония. Особенности строения ракообразных, объясняемые абсолютными размерами тела. Сопоставление речного рака с крабом и раком-отшельником. Промысел камчатского крабоида и его акклиматизация в Баренцовом море. Аквакультура креветок и других десятиногих ракообразных.

15.Членистоногие: Трахейные, Насекомые.

Расчленение тела насекомых на примере таракана (голова, грудь, брюшко). Головные конечности (усики и ротовой аппарат), проблема гомологий. Двигательный аппарат: грудные конечности, две пары крыльев. Возможные рудименты брюшных ног. Внутреннее строение: пищеварительный тракт (глотка, зоб, средняя кишка c пилорическими выростами, задняя и прямая кишка. Трахейная система (механизм дыхательных движений) и выделительная система (Мальпигиевы сосуды). Метамерное сердце. Головной и туловищный отделы ЦНС. Половая система и биология размножения. Модификации ротового и двигательного аппаратов. Типы метаморфоза: онтогенез жизненной формы. Образ жизни синантропных тараканов. Общие особенности газо- и водообмена у насекомых, объясняемые фактором абсолютных размеров. Сопряженная эволюция насекомых и высших растений. Биология медоносной пчелы как жизненной формы опылителя. Полиморфизм общественных насекомых и проблема типа организации жизненной формы.

16.Членистоногие: Хелицеровые.

Мечехвост и наземные Хелицеровые. Расчленение тела скорпиона, паука и клеща иксодес. Конечности: хелицеры, педипальпы, 4 пары грудных ног, органы дыхания и возможные рудименты брюшных ног. Проблема гомологий конечностей. Общие особенности хелицеровых (дыхательная и выделительная системы), способы обездвижения жертв. Состав жизненной формы типа организации наземных хелицеровых. Особенности строения и функционирования конечностей у разных хелицеровых (принцип Дорна). Фактор абсолютных размеров тела, парадокс миниатюризации у клещей. Паразитические, почвенные и морские клещи, медицинское значение клещей. Разорванный ареал мечехвостов и его объяснение в палеогеографии.

17.Иглокожие.

Строение морской звезды астериас: элементы симметрии цикломерии и рефлемерии (лучи, мадрепорит, анус, рот), ось и поверхности тела. Известковый скелет и педициллярии. Системы внутренних органов: амбулакральная, пищеварительная, и выделительная системы, осевой комплекс, три отдела ЦНС, кровеносная и перигемальная системы. Особенности функционирования астериас как подвижной донной жизненной формы хищника: кожное дыхание, ползание, захват добычи. Биология размножения и симбионты. Радиальное дробление, закладка 3-мерного целома, фрактальность ресничных шнуров. Сравнение симметрий морской звезды, офиуры, морской лилии (циклический фрактал щупальцевого аппарата), голотурии и морских ежей (правильного и неправильного). Особенности двигательного и опорного аппаратов у разных иглокожих в связи с симметриями.

Дата добавления: 2015-08-29