Простейшие животные. Простейшие Пирамида животных от простейших до сложных

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.

Тип простейшие включает примерно 25 тыс. видов одноклеточных животных, обитающих в воде, почве или организмах других животных и человека. Имея морфологическое сходство в строении клеток с многоклеточными организмами, простейшие существенно отличаются от них в функциональном отношении.

Если клетки многоклеточного животного выполняют специальные функции, то клетка простейшего является самостоятельным организмом, способным к обмену веществ, раздражимости, движению и размножению.

Простейшие - это организмы на клеточном уровне организации. В морфологическом отношении простейшее равноценно клетке, но в физиологическом представляет собой целый самостоятельный организм. Подавляющее большинство их - микроскопически малых размеров (от 2 до 150 мкм). Однако некоторые из ныне живущих простейших достигают 1см, а раковины ряда ископаемых корненожек имеют в диаметре до 5-6 см. Общее количество известных видов превышает 25 тыс.

Строение простейших чрезвычайно разнообразно, но все они обладают чертами, характерными для организации и функции клетки. Общим в строении в строении простейших являются два основных компонента тела - цитоплазма и ядро.

Цитаплазма

Цитоплазма ограничена наружной мембраной, которая регулирует поступление веществ в клетку. У многих простейших она усложняется дополнительными структурами, увеличивающими толщину и механическую прочность наружного слоя. Таким образом возникают образования типа пелликулы и оболочки.

Цитоплазма простейших обычно распадается на 2 слоя - наружный более светлый и плотный - эктоплазму и внутренний, снабженный многочисленными включениями,- эндоплазму.

В цитоплазме локализуются общеклеточные органоиды. Кроме того, в цитоплазме многих простейших могут присутствовать разнообразные специальные органеллы. Особенно широко распространены различные фибриллярные образования - опорные и сократимые волоконца, сократительные вакуоли, пищеварительные вакуоли и др.

Ядро

Простейшие обладают типичным клеточным ядром, одним или несколькими. Ядро простейших имеет типичную двухслойную ядерную оболочку. В ядре распределен хроматиновый материал и ядрышки. Ядра простейших характеризуются исключительным морфологическим многообразием по размерам, числу ядрышек, количеству ядерного сока и т.д.

Особенности жизнедеятельности простейших

В отличие от соматических клеток многоклеточные простейшие характеризуются наличием жизненного цикла. Он слагается из ряда следующих друг за другом стадий, которые в существовании каждого вида повторяются с определенной закономерностью.

Чаще всего цикл начинается стадией зиготы, отвечающей оплодотворенному яйцу многоклеточных. За этой стадией следует однократно или многократно повторяющееся бесполое размножение, осуществляемое путем клеточного деления. Затем образуются половые клетки (гаметы), попарное слияние которых вновь дает зиготу.

Важной биологической особенностью многих простейших является способность к инцистированию. При этом животные округляются, сбрасывают или втягивают органеллы движения, выделяют на своей поверхности плотную оболочку и впадают в состояние покоя. В инцистированном состоянии простейшие могут переносить резкие изменения окружающей среды, сохраняя жизнеспособность. При возвращении благоприятных для жизни условий цисты раскрываются и простейшие выходят из них в виде активных, подвижных особей.

По строению органоидов движения и особенностей размножения тип простейшие делится на 6 классов. Основные 4 класса: Саркодовые, Жгутиковые, Споровики и Инфузории.

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.

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.

В любой трофической цепи не вся пища используется на рост особи, т.е. на накопление ее биомассы. Часть ее расходуется на удовлетворение энергетических затрат организма (дыхание, движение, размножение, поддержание температуры тела).

При этом биомасса одного звена не может быть полностью переработана последующим, и в каждом последующем звене трофической цепи происходит уменьшение биомассы.

В среднем считается, что лишь порядка 10% биомассы и связанной в ней энергии переходит с каждого трофического уровня на следующий, т.е. продукция организмов каждого последующего трофического уровня всегда меньше в среднем в 10 раз продукции предыдущего уровня.

Так, например, в среднем из 1000 кг растений образуется 100 кг биомассы растительноядных животных (консументов первого порядка). Плотоядные животные (консументы второго порядка), поедающие растительноядных, могут синтезировать из этого количества 10 кг своей биомассы, а хищники (консументы третьего порядка), которые питаются плотоядными животными, синтезируют только 1 кг своей биомассы.

Таким образом, суммарная биомасса, заключенная в ней энергия, а также численность особей прогрессивно уменьшаются по мере восхождения по трофическим уровням.

Эта закономерность получила название правила экологической пирамиды.

Данное явление впервые было изучено Ч.Элтоном (1927 г.) и названо им пирамидой чисел или пирамидой Элтона.

Экологическая пирамида - это графическое изображение соотношения между продуцентами и консументами разных порядков, выраженное в единицах биомассы(пирамида биомасс), числа особей (пирамида численности) или заключенной в массе живого вещества энергии (пирамида энергии) (рис.6).

Рис.6. Схема экологической пирамиды.

Экологическая пирамида выражает трофическую структуру экосистем в геометрической форме.

Различают три основных типа экологических пирамид: пирамида чисел (численности), пирамида биомассы и пирамиды энергии.

1) пирамиды чисел , основанные на подсчете организмов каждого трофического уровня; 2) пирамиды биомассы , в которых используется суммарная масса (обычно сухая) организмов на каждом трофическом уровне; 3) пирамиды энергии , учитывающие энергоемкость организмов каждого трофического уровня.

Пирамиды энергии считаются самыми важными, поскольку они непосредственно обращаются к основе пищевых отношений - потоку энергии, необходимой для жизнедеятельности любых организмов.

Пирамида чисел (численности)

Пирамида чисел (численности) или пирамида Элтона отражает численность отдельных организмов на каждом трофическом уровне.

Пирамида численности представляет собой наиболее простое приближение к изучению трофической структуры экосистемы.

При этом сначала подсчитывают число организмов на данной территории, сгруппировав их по трофическим уровням и представив в виде прямоугольника, длина (или площадь) которого пропорциональна числу организмов, обитающих на данной площади (или в данном объеме, если это водная экосистема).

Пирамида численности может иметь правильную форму, т.е. суживаться кверху (правильная или прямая), а может быть и перевернутой вершиной вниз (перевернутая или обращенная) рис.7.

правильная (прямая) перевернутая (обращенная)

(пруд, озеро, луг, степь, пастбище и др.) (лес умеренного пояса летом и др.)

Рис.7. Пирамида численности (1 – правильная; 2- перевернутая)

Пирамида численности имеет правильную форму, т.е. сужается при продвижении от уровня продуцентов к более высоким трофическим уровням, для водных экосистем (пруд, озеро и др.) и наземных экосистем (луг, степь, пастбище и др.).

Например:

тысяча особей фитопланктона в небольшом пруду может прокормить 100 особей мелких ракообразных – консументов первого порядка, которые в свою очередь прокормят 10 особей рыб – консументов второго порядка, которых будет достаточно, чтобы прокормиться 1 окуню – консументу третьего порядка.

Пирамида численности для некоторых экосистем, например для леса умеренного пояса, имеет перевернутую форму.

Например:

в лесу умеренного пояса летом небольшое количество больших деревьев - продуцентов снабжает пищей огромное количество небольших по размеру насекомых-фитофагов и птиц - консументов первого порядка.

Однако в экологии пирамида численности употребляется редко, так как из-за большого числа особей на каждом трофическом уровне очень трудно отобразить структуру биоценоза в одном масштабе.

Пирамида биомассы

Пирамида биомассы отражает более полно пищевые взаимоотношения в экосистеме, так как в ней учитывается суммарная масса организмов (биомасса) каждого трофического уровня.

Прямоугольники в пирамидах биомассы отображают массу организмов каждого трофического уровня, отнесенную к единице площади или объема.

Пирамиды биомассы, так же, как и пирамиды численности, могут быть не только правильной формы, но и перевернутыми (обращенными) рис.8.

Консументы 3 порядка

Консументы 2 порядка

Консументы 1 порядка

Продуценты

правильная (прямая) перевернутая (обращенная)

(наземные экосистемы: (водные экосистемы: озеро,

луг, поле и др.) пруд и особенно морские

экосистемы)

Рис.7. Пирамида биомасс (1 – правильная; 2- перевернутая)

Для большинства наземных экосистем (луг, поле и др.) суммарная биомасса каждого последующего трофического уровня пищевой цепи уменьшается.

Это создает пирамиду биомасс, где существенно преобладают продуценты, а над ними располагаются постепенно уменьшающиеся трофические уровни консументов, т.е. пирамида биомасс имеет правильную форму.

Например:

в среднем из 1000 кг растений образуется 100 кг тела растительноядных животных – консументов первого порядка (фитофагов). Плотоядные животные – консументы второго порядка, поедающие растительноядных, могут синтезировать из этого количества 10 кг своей биомассы. А хищники – консументы третьего порядка, питающиеся плотоядными животными, синтезируют только 1 кг своей биомассы.

В водных экосистемах (озеро, пруд и др.) пирамида биомасс может быть перевернутой, где биомасса консументов преобладает над биомассой продуцентов.

Это объясняется тем, что в водных экосистемах продуцентом является микроскопический фитопланктон, быстро растущий и размножающийся), который в достаточном количестве непрерывно поставляет живую пищу консументам, намного медленно растущим и размножающимся. Зоопланктон (или другие животные, питающиеся фитопланктоном) накапливают биомассу годами и десятилетиями, тогда как фитопланктон имеет крайне короткий период жизни (несколько дней или часов).