Царство Животные

В царство животные входят многоклеточные организмы с гетеротрофным питанием. Из многоклеточных организмов гетеротрофами, кроме животных являются и грибы. Эти две группы организмов положили в основу своей жизнедеятельности две противоположные стратегии выживания.

Грибы, как вы помните, выбрали неподвижный образ жизни, что позволило им использовать в качестве источника энергии малопитательную целлюлозу, на долю которой приходится более половины всего органического вещества планеты.

Животные, хотя и не сразу, избрали активный образ жизни, что дает им возможность и, в то же время, обязывает использовать более калорийные источники пищи, например, не целлюлозу, а грибы, ее переработавшие. Как следствие этого выбора, использование органического вещества у собственно животных происходит иначе, чем это характерно для растений.

а. Ведя активный образ жизни (передвигаясь), животные в процессе дыхания сжигают для извлечения энергии значительно большую часть органического вещества, чем растения.

б. Целлюлозный клеточный скелет, характерный для растений (и для грибов) не приемлем для двигающихся животных и отсутствует у них. Поэтому для «строительных» нужд они используют сравнительно немного глюкозы.

в. Животные вторично утратили способность синтезировать из глюкозы многие необходимые им органические вещества. Ибо зачем утомляться, если эти вещества можно получить из съеденных организмов непосредственно?

Многоклеточные животные образуют самую многочисленную группу живых организмов планеты, насчитывающую более 1, 5 млн. ныне живущих видов. Ведя свое происхождение от одноклеточных организмов – протист, животные в основу своего способа питания положили принцип питания протист, а именно, захват и переваривание пищи в ограниченном пространстве. Однако многоклеточность наложила на этот процесс свои особенности, а организация их многоклеточного тела претерпела существенные преобразования.

Вспомним как питаются протисты.

Простейшие имеют все ферменты, необходимые для превращения белков в аминокислоты, ДНК в нуклеотиды и т.д. Затем эти универсальные органические вещества можно использовать для извлечения энергии и для строительства собственных белков, ДНК и т.д. Беда только в том, что окружающая среда, будь то океан, пруд или капля, очень велика по сравнению с, например, амебой, поэтому, просто выделив эти ферменты в пруд, амеба никакого успеха не добьется, а только зря потратит ресурсы. Следовательно, необходимо уменьшить объем среды до такого, в котором процесс пищеварения станет эффективен. Амеба добивается этого, обволакивая добычу и заключая ее в пищеварительную вакуоль. Другие простейшие делают в принципе то же самое, с той разницей, что пищеварительные вакуоли образуются не в любом месте клетки, а в определенном, а подогнать добычу к нужному участку помогают жгутик или реснички. Другая амеба может съесть первую, если имеет достаточные размеры, чтобы заключить ее в свою пищеварительную вакуоль. Бесконечно так продолжаться не может, поскольку, размер клетки, при котором она может функционировать, ограничен. Как защититься маленькой амебе? Выход один – объединиться. При этом те амебки, которые окажутся внутри скопления, лишатся доступа к источнику питания и либо вымрут, либо переберутся наружу. В результате получится полый шар – колония простейших.

Такое защитное построение таит в себе и атакующие возможности, которое с успехом реализовали многоклеточные животные. От каких одноклеточных или колониальных протист произошли животные неизвестно, скорее всего это были какие-то неспециализированные организмы.

Многоклеточные животные чрезвычайно разнообразны по строению, различны по размерам, массе тела. Всего на основе наиболее существенных общих черт строения все животные подразделены на 23 типа. Родственные связи между разными типами животных представлены на следующем.

Конечно, все 23 типа мы рассматривать не будем, не тот курс, однако, рассматривая историю становления этого царства, нам придется остановиться на некоторых из них.

Полый однослойный шар может быть вогнут внутрь себя, и это не слишком изменит его жизнь, но внутри образуется полость, куда вполне поместится и может быть переварена самая большая отдельная амеба.

Эта простая схема в принципе вполне отражает конструкцию кишечнополостных. Великий прорыв к многоклеточности совершен по нехитрой схеме: скопление – шар – вогнутый шар, для решения насущной задачи – не быть съеденным и съесть другого. Главное приобретение, объединившее клетки в единый организм – гастральная или кишечная полость, участок пространства позволяющий реализовать животный тип питания, прототип нашей кишечной трубки.

Все прочие особенности строения кишечнополостных – это приспособления, обслуживающие работу кишечной полости по перевариванию других организмов, для чего требуется решить две основные задачи.

Во-первых, часть времени надо держать полость замкнутой, отделенной от окружающей среды для эффективного пищеварения, и часть времени эту полость надо открывать для попадания пищи и удаления непереваренных остатков. Решение, что в данный момент надлежит делать, принимает специализированная группа клеток - нервные клетки. Эти клетки должны уметь возбуждаться в ответ на стимулы окружающего мира и должны уметь передавать это возбуждение другим нервным или иным клеткам организма. У кишечнополостных нервные клетки располагаются во внешнем слое клеток – эктодерме (внутренний называется – энтодерма). Такое приграничное положение, если вдуматься, естественно, для клеток, отвечающих за контакты организма со средой. У всех других многоклеточных животных нервные клетки также имеют эктодермальное происхождение, хотя располагаются во взрослом состоянии уже отнюдь не снаружи.

Во-вторых, появляются клетки, способные собственно осуществить это замыкание, т.е. мышечные клетки, обладающие способностью сокращаться.

В-третьих, внутренние клетки, выстилающие кишечную полость, уже вполне специализируются на пищеварении, не отвлекаясь на иную деятельность.

У кишечнополостных есть и тип клеток, не имеющий аналогов у других организмов – стрекательные клетки, которые убивают добычу, впрыскивая в нее яд через полую нить.

Кишечнополостные – настоящие животные, и им присущи две особенности, характерные для всех многоклеточных животных и не характерные ни для кого более:

А) наличие 2 клеточных слоев – эктодермы и энтодермы (энтомезодермы), которые выделяются в раннем развитие и образуют в дальнейшем различные ткани. Причем ткани, являющиеся производными одного из этих слоев, не могут образоваться из клеток другого и наоборот.

Б) образование в эктодерме нервных клеток.

Несмотря на простоту организации и глубокую древность, кишечнополостные вполне процветающая и поныне группа, населяющая свою родину – мировой океан. У кишечнополостных есть две жизненные формы – полип (вогнутый шар лежит на дне с кишечной полостью, открывающейся вверх) и медуза (вогнутый шар плавает у поверхности с кишечной полостью, открывающейся вниз). У подтипа медуз полипоидное и медузоидное поколения чередуются.

Живущая в пресной воде (которую освоили очень немногие кишечнополостные) представитель этого класса – гидра утратила медузоидное поколение.

Для некоторых медуз характерно лишь медузоидное поколение, а для подтипа Коралловых полипов – только полипоидное.

Медуз видели все, кто был на море. В тропиках немало медуз жалящих не просто неприятно, но и опасно. В кухне стран Юго-Восточной Азии медуз с удовольствием едят, блюдо получается вкусное, напоминает мягкие хрящики.

Живущие на дне коралловые полипы менее заметны.

Но результаты их деятельности можно увидеть, даже не выходя из дому, на географической карте. Многие острова в экваториальной части Тихого Океана созданы именно отложениями отмерших кораллов. Если кораллы обрастают кратер потухшего подводного вулкана, то образуется типичный атолл, кольцевидный остров с лагуной в центре. Интересно, что кораллы как сейчас не могут жить при температуре воды холоднее +20, так и никогда не могли в далеком прошлом. Поэтому по находкам ископаемых кораллов можно строить заключения о климате (и, соответственно, географическом положении) континентов в палеозое, например.

Есть еще один тип примитивных животных - Губки, для которых характерно то, что клетки их тела хоть и специализированы, но способны эту специализацию менять. Функционально клетки губок слабо связаны между собою.

Тело губок высотой от 1, 5 мм до 1 м состоит из двуслойной пористой стенки, окружающей центральную полость. Между слоями стенки находится студёнистая мезоглея, в которой содержатся клетки разного рода. Губки ведут неподвижный образ жизни, прикреплясь своим основанием к субстрату. Только устье и поры способны немного сужаться. Под действием жгутиковых клеток – хоаноцитов, выстилающих внутреннюю поверхность губок, вода со взвешенными пищевыми частицами закачивается через поры во внутреннюю полость. Здесь различные органические вещества, а также бактерии и планктон захватываются хоаноцитами. Продукты метаболизма выходят вместе с водой наружу через широкое устье. Некоторые губки прокачивают сквозь себя за день до полутора тонн воды.

Скелет губок развивается в мезоглее. Он состоит из фибриллярного белка коллагена или органического вещества спонгина и миллионов микроскопических игл (спикул), образованных кремнезёмом или углекислой известью. Строение скелета служит основным признаком классификации губок.

Большинство губок гермафродиты. Размножение половое и бесполое. У губок очень хорошо развита способность к регенерации тканей: даже если губку разрезать на куски, то из каждого кусочка через некоторое время вырастет новая губка.

Большинство губок живут от нескольких недель до двух лет; конская губка может жить до 50 лет и больше.

Отнесение губок к настоящим животным не бесспорно. Науке известно около 5000 видов губок, большинство из которых населяют моря и океаны, и лишь 150 видов избрали местом жительства пресные водоёмы. На разных глубинах встречаются губки самых разных габаритов — от 1 м² до 1 см² — и цветов.

По способу питания губки — самые примитивные многоклеточные существа — являются фильтраторами. Их внутренние клетки процеживают частицы пищи, поступающей сквозь пористые стенки с током воды. Пройдя через атриальную полость и отдав кислород и частицы пищи, вода выталкивается наружу через устье губки. Каждая клетка снабжена крохотным жгутиком в липком воротничке. Ритмичные движения жгутиков создают ток воды, а с ним и пищевых частиц, которые прилипают к воротничкам и поглощаются клетками.