Билет № 2. Зоология- наука о животных

Билет №1

Зоология- наука о животных. Современная зоология. Сходство и отличие животных и растений.

Раздел биологии, посвященный изучению животных, их многообразия, строения и жизнедеятельности, связей со средой обитания, распространения, индивидуального и исторического развития, роли в природе и значения для человека, называется зоологией (от греч. зоон — «животное», логос— «учение»).

Современная зоология — система наук о животных. Среди них — морфология и анатомия, изучающие внешнее и внутреннее строение организмов. Физиология исследует деятельность клеток, органов, систем органов и целых организмов. Важную часть зоологии составляет экология, изучающая взаимоотношения животных между собой, с другими организмами и со средой обитания. Палеонтология рассматривает ископаемых животных и их изменения в процессе исторического развития. Этология изучает поведение животных. В школьный курс зоологии включены элементы других наук, объясняющих закономерности наследования свойств организма и распространения животных.

Зоология изучает различных животных, в том числе насекомых, рыб, птиц, млекопитающих; особый мир животных представляют простейшие. Отдельные группы животпых изучаются специальными разделами зоологии.

Сходство и различия животных и растений. Для животных, как и для большинства других живых организмов, характерны следующие особенности: клеточное строение, способность к питанию, дыханию, выделению, обмену веществ между организмом и окружающей средой, к размножению, росту, развитию.

Животные отличаются от растений но следующим признакам. Клетки животных не имеют твердой целлюлозной оболочки. В отличие от растений животные питаются готовыми органическими веществами. В природных сообществах они играют роль потребителей органического вещества. Животные способны воспринимать раздражения и реагировать на них. Они могут активно передвигаться. Большинство сами добывают себе пищу, преследуют добычу. Животные освоили разные среды жизни — водную, наземно-воздушную, почвенную.

Класс Птицы. Общая характеристика класса. Среда обитания. Внешнее строение. Скелет и мускулатура. Особенности внутреннего строения и процессов жизнедеятельности. Нервная система и органы чувств. Поведение. Размножение и развитие.

Внешний облик птиц хорошо отражает их приспособленность к полету. Как известно, плотность воздуха в 1000 раз меньше плотности воды, и для передвижения в этой среде необходимы особые приспособления. Компактное туловище птиц имеет яйцеобразную форму, легко обтекаемую воздухом при полете. Шея гибкая, тонкая и длинная, при полете птицы вытягивают ее, также обеспечивая лучшую обтекаемость воздушным потоком и уменьшая лобовое сопротивление.

Зубов у птиц нет — они исчезли в ходе эволюции. Это позволило снизить массу головы, что важно для полета. На относительно небольшой голове вперед выступает клюв, образованный костными челюстями, покрытыми роговыми чехлами — надклювьем и подклювьем. Клювом птица схватывает пищу, его форма и строение приспособлены к добыванию и обработке определенной пищи. У основания надклювья расположены ноздри, по бокам головы — крупные глаза, ближе к затылку под перьями скрыты ушные углубления, на дне которых находятся барабанные перепонки. Кожа сухая, лишенная желез. У основания хвоста имеется единственная копчиковая железа.

Тело птиц покрыто перьями. Основные перья — контурные (рис. 155). Они создают контур тела птицы, внешний абрис. Контурные перья расположены на определенных участках тела (птерилиях), между ними находятся участки, лишенные контурных перьев (аптерии). Это еще одно приспособление, облегчающее обтекание тела птицы воздушными потоками. Контурные перья черепицеобразно налегают друг на друга, защищая тело птицы и уменьшая его сопротивление в полете.

Скелет. Птицы обладают прочным и легким скелетом (рис. 158). Все длинные кости трубчатые, имеют воздушные полости; небольшие воздушные полости есть и в некоторых плоских костях. Прочность скелету придает срастание многих костей. Единую кость представляет собой череп, в котором подвижно соединена только нижняя челюсть.

Позвоночник состоит из пяти отделов: шейного (9-25 позвонков), грудного (3-10 позвонков), поясничного (шесть позвонков), крестцового (двапозвонка) и хвостового (пять позвонков срослись со сложным крестцом, шесть остались свободными, четыре последних срослись в копчиковую кость). Грудные позвонки срастаются в единую спинную кость. Она соединена суставом со сложным крестцом. К грудным позвонкам причленяются ребра. Каждое ребро состоит из спинного и брюшного отделов, соединенных подвижно. Брюшные отделы ребер соединяются с грудиной. Грудные позвонки, ребра и грудина образуют грудную клетку, защищающую внутренние органы.

У летающих птиц крупная грудина имеет высокий киль, к которому прикрепляются сильные грудные мышцы, двигающие крылья. С позвоночником срастаются тазовые кости. Поясничные, крестцовые и часть хвостовых позвонков образуют сложный крестец, создающий надежную опору для задних конечностей. Таз у птиц открытый — лобковые кости не срастаются, а широко расходятся в стороны. Это позволяет птицам откладывать крупные яйца, покрытые жесткой скорлупой.

Пояс передних конечностей состоит из парных мечевидных лопаток, двух сросшихся в вилочку ключиц (они амортизируют резкие толчки при опускании крыльев) и двух крупных коракоидов (вороньих костей), упирающихся в грудину. Скелет передней свободной конечности — крыла, как и у других наземных позвоночных, состоит из трех отделов: плеча, предплечья и кисти. Часть костей запястья и пясти срастаются в единый отдел — пряжку. Сохраняются остатки (рудименты) второго, третьего и четвертого пальцев. Скелет свободной задней конечности состоит из бедренной кости, костей голени, сросшихся вместе, и стопы. Часть костей предплюсны и все плюсневые кости срослись и образовали единую кость — цевку. Ноги большинства птиц четырехпалые: три пальца направлены вперед, один назад. У бегающих птиц число пальцев сокращается до трех, а у африканского страуса — до двух.

Мускулатура. Важное значение для полета имеют большие грудные мышцы, опускающие крылья (рис. 159). Они прикрепляются к килю грудины и заканчиваются сухожилиями на костях крыла. Под этими мышцами расположены поднимающие крылья подключичные мышцы. Хорошо развиты мышцы шеи. Более 30 мышц обеспечивают движения задних конечностей. Они начинаются на костях таза, бедра, голени. К пальцам подходят длинные сухожилия, которые при посадке птицы на ветку натягиваются, сжимая пальцы, поэтому птицы не падают с веток во время сна. Межреберные и некоторые другие мышцы обеспечивают подвижность грудной клетки. Есть специальные мышцы, двигающие перья.

Пищеварительная система птиц по сравнению с таковой у пресмыкающихся имеет большее число отделов, выполняющих разные функции (рис. 160).

Зубы у птиц отсутствуют, их частично заменяет роговой клюв с острыми краями. Им птицы захватывают, удерживают, а иногда размельчают пищу. Во рту она смачивается слюной. Длинный пищевод у зерноядных и хищных расширяется в зоб (рис. 161). Под влиянием слюны пища размягчается и набухает, начинают перевариваться углеводы. Затем она поступает в железистый желудок, где подвергается воздействию желудочного сока. Отсюда пища переходит в мускульный желудок. Стенки его образованы мощными мышцами, а в полости, выстланной плотной оболочкой, находятся мелкие камешки, проглоченные с пищей. При сокращении стенок пища перетирается. Непереваренные остатки (шерсть, кости, твердый хитин) отрыгиваются в виде так называемых погадок.

Перетертая пища поступает в кишечник. В передний отдел тонкой кишки открываются протоки поджелудочной железы, желчного пузыря и печени. Под влиянием пищеварительных ферментов пища переваривается. На границе тонкого и толстого кишечника находятся два слепых отростка. Толстая кишка короткая, фекалии в ней не задерживаются, переходят в клоаку и быстро выбрасываются наружу, что важно для облегчения веса тела птицы в полете. В клоаку открываются также мочеточники и протоки половых желез.

Птицы много и часто едят, обеспечивая интенсивный обмен веществ и восполняя большие затраты энергии на полет. Так, масса пищи, потребляемой певчими птицами за день, составляет до 50-80 % массы их тела. Пища быстро переваривается. Например, ягоды рябины у свиристеля перевариваются за 8-10 минут, мышь у домового сыча — за 4 ч. У воробьев от заглатывания гусеницы до выведения ее остатков с пометом проходит 15-20 минут, жуков — около 1 ч, зерна — 3-4 ч.

Дыхательная система птиц имеет важные черты, связанные с полетом. От гортани отходит длинная трахея, которая разделяется на два центральных бронха (рис. 162). В месте разделения трахеи на бронхи имеется расширение — нижняя гортань, играющая роль голосового аппарата, — в ней находятся голосовые связки. Нижняя гортань хорошо развита у певчих птиц и видов, издающих громкие звуки.

На вдохе центральные бронхи поставляют воздух и в легкие, и в задние воздушные мешки. На выдохе воздух из легких проходит в передние воздушные мешки, а из задних воздушных мешков — в легкие. Таким образом, воздух, богатый кислородом, поступает в легкие и на вдохе и на выдохе. В легких кислород насыщает кровь. Остальной воздух проходит в передние воздушные мешки, из них — в центральные бронхи и через трахею — наружу. Воздух всегда идет в одном направлении — из задних мешков через легкие в передние мешки. Таким образом, воздушные мешки играют важную роль в дыхании. Их объем в 10 раз больше, чем объем легких, что уменьшает плотность тела птицы. Поступление свежих порций воздуха в задние воздушные мешки, расположенные между органами, предохраняет тело птицы от перегрева во время полета.

Кровеносная система. В отличие от рептилий у птиц четырехкамерное сердце. Потоки крови не смешиваются. В левой половине сердца кровь артериальная (насыщенная кислородом). Она поступает ко всем органам и тканям по сосудам большого круга кровообращения (рис. 163). От левого желудочка отходит только один сосуд — правая дуга аорты, сохранившаяся от предков—пресмыкающихся (см. рис. 145). Спинная аорта распадается на артерии, несущие кровь к внутренним органам. От органов венозная (насыщенная углекислым газом) кровь по венам возвращается к сердцу и поступает в правое предсердие. В правой половине сердца кровь венозная. Она направляется в легкие по сосудам малого круга кровообращения, который начинается в правом желудочке легочной артерией, разделяющейся на две ветви.

Интенсивный обмен веществ у птиц обеспечен эффективным газообменом в легких, быстрой доставкой кислорода и питательных веществ кровью к органам и тканям, углекислого газа — к легким, а продуктов обмена — к почкам. Быстрое движение крови достигается интенсивной работой сердца. Так, у голубя оно сокращается 350 раз в минуту, у мелких певчих птиц — более 1000 раз.

Нервная система. Центральная нервная система у птиц более сложная по сравнению с центральной нервной системой рептилий. Особенно хорошо развиты полушария переднего мозга, средний мозг и мозжечок (рис. 164).

Хорошее развитие полушарий переднего мозга связано со сложным поведением птиц при строительстве гнезд, уходе за потомством, во время миграций, при добывании корма и избегании опасности.

У птиц быстро вырабатываются условные рефлексы. Птицы могут предвидеть наступление событий, то есть способны к экстраполяции (избегают человека с ружьем, находят спрятанный корм, искусно уходят от хищников, определяют угрозу по поведению других птиц). Хорошее развитие среднего мозгасвязано с совершенствованием органов зрения. Сложное строение мозжечка связано с точной координацией движений в полете.

Органы чувств. Наиболее развиты у птиц зрение и слух. Зрение у них развито лучше, чем у всех других позвоночных животных. Хищные птицы способны видеть подвижную добычу с расстояния 1 км. В глазу птицы больше, чем у человека, чувствительных клеток, воспринимающих изображение, значит, они могут лучше рассмотреть детали предмета. Птицы обладают цветным зрением: различают не только основные цвета, но и их оттенки и полутона.

Слух у птиц развит не хуже, чем у млекопитающих. Косвенно об этом свидетельствует разнообразие звуков, которые издают птицы. Особенно острым слухом обладают совы. Они способны поймать мышь в темноте, ориентируясь на слабый писк, который та издает.

Обоняние у большинства птиц слабое. Пожалуй, только новозеландские киви и некоторые падалыцики {грифы) находят добычу по запаху.

Органы выделения у птиц (рис. 165) приспособлены к интенсивному обмену веществ, быстрому удалению большого объема вредных продуктов обмена и экономии воды.

Крупные почки лежат в углублениях тазовых костей. От них отходят мочеточники, впадающие в клоаку. Основным продуктом выделения служит мочевая кислота, которая не требует большого расхода воды и быстро выводится в виде кашицеобразной массы через клоаку вместе с фекалиями. Мочевого пузыря у птиц нет.

Обмен веществ у птиц по сравнению с пресмыкающимися проходит гораздо интенсивнее. Это связано с быстрым перевариванием пищи, совершенными дыханием и кровообращением: полным разделением потоков артериальной и венозной крови. При окислении органических веществ в организме птиц выделяется много энергии, которая расходуется на работу мышц и поддержание высокой и постоянной температуры тела.

Строение и деятельность внутренних органов птиц приспособлены к интенсивному обмену веществ, связанному с большим расходом энергии при полете, с повышенной двигательной активностью, поддержанием высокой и постоянной температуры тела.

Органы размножения. У птиц, как и у других позвоночных, органами размножения служат у самцов — семенники, у самок — яичники (см. рис. 165). Находятся они в полости тела. Бобовидной формы парные семенники расположены в области крестца. Ко времени размножения их размеры увеличиваются в тысячу раз. От семенников отходят семяпроводы, открывающиеся в клоаку.

У самок развивается только один — левый — яичник. Расположен он у верхней части левой почки. Редукция (исчезновение органа в связи с утратой функции) правого яичника связана с откладыванием крупных яиц, покрытых жесткой скорлупой. Через узкий таз возможно продвижение только одного яйца.

Билет № 2