И методические указания к ним

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФАКУЛЬТЕТ БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК

Кафедра зоологии

Программа дисциплины

ЗООЛОГИЯ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ

дополнение к программе:

ЗАДАНИЯ БАЗОВОГО УРОВНЯ

ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

В ХОДЕ ИЗУЧЕНИЯ ЗООЛОГИИ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ

Форма обучения

очная

Ростов-на-Дону

ЗАДАНИЯ БАЗОВОГО УРОВНЯ

И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К НИМ

Главной задачей студента в ходе работы над заданиями базового уровня является формирование представления об особенностях строения и биологии беспозвоночных животных. Изучение животных на лекциях и лабораторных занятиях дополняется за счет самостоятельной работы студента с руководствами по зоологии и завершается подготовкой таблиц – характеристик важнейших групп.

Эту работу желательно выполнять в отдельной тетради. Практика показывает, что студенту следует еще раз напомнить о необходимости аккуратного выполнения этой работы. Таблицы должны быть аккуратно начерчены, иметь заголовки. Заполняются таблицы ручкой, разборчивым почерком, сокращения слов в таблицах допускаются, но злоупотреблять сокращениями не стоит. Если две или более групп характеризуемых в таблице животных имеют одинаковый признак, то при ответе рекомендуется объединять соответствующие ячейки (или вписывать в каждую из них одинаковую характеристику). Не стоит в подобных случаях проставлять значки " или " -". При отсутствии данного признака соответствующую ячейку можно оставлять пустой или писать в ней " не выражен" или " отсутствует". Следует также напомнить, что недопустимо такое размещение таблиц, когда заголовок размещен на одной странице тетради, а сама таблица - на следующей странице. Можно рекомендовать каждую таблицу размещать на отдельной странице (страницах). При необходимости внести исправления следует воспользоваться корректором. К выполнению схематических рисунков относится все сказанное выше о рисовании в ходе малого практикума.

Ниже приводятся задания по самостоятельной работе базового уровня и указания по их выполнению. Приведенные указания дополняют материалы учебника. Для оптимизации работы студента в этих указаниях могут быть приведены определения (смотри также " Глоссарий"), могут быть перечислены возможные варианты строения животных. В некоторых случаях в учебном пособии приводятся более новые данные по организации животных, не вошедшие в базовые учебники, один из которых издан в 1981 году, а второй - в 1999 году. Следует напомнить, что ответ студента в ходе собеседования не сводится только к пересказыванию материалов составленных таблиц - на основании этих материалов дается развернутая характеристика соответствующей группы или биологического явления.

Данный раздел имеет порядковый номер 6, в связи с тем, что первые пять частей посвящены различным сторонам работы в ходе малого практикума, а раздел по базовым заданиям составляет их продолжение.

6.1 Задания по подцарству Простейшие

Традиционная классификация рассматривает простейших как подцарство Protozoa в царстве Animalia. К подцарству Простейших относят животных, тело которых состоит из одной клетки. Морфологически они в целом сходны с клетками многоклеточных животных, но для простейших характерна вариабельность устройства органоидов, гораздо более значительная, чем у многоклеточных. Физиологически простейшие характеризуются тем, что одна клетка выполняет функции целостного организма. Простейшие - это организмы на клеточном уровне организации. В настоящее время известно около 39 тысяч видов простейших.

В составе подцарства Простейших выделяется несколько типов, в заданиях базового уровня характеризуются наиболее важные из них. Для характеристики простейших заполняются таблица 6.1.1 “Характеристика важнейших групп Простейших”; комбинированные задания таблица-рисунок 6.1.2 " Строение жгутика (реснички)"; таблица-рисунок 6.1.3 " Схема строения спорозоита (мерозоита) споровиков", таблица 6.1.4 " Важнейшие экологические группы простейших и приспособления простейших к среде обитания" и таблица 6.1.5 " Значение простейших в биоценозах".

Табл. 6.1.1

Характеристика важнейших групп Простейших

Комментарий к таблице 6.1.1: в этой таблице должны быть охарактеризованы классы Sarcodina и Mastigophora (тип Sarcomastigophora), а также тип Sporozoa и тип Ciliophora. При этом студент может составлять отдельные таблицы на каждую характеризуемую группу или заполнять таблицы, в правой части которых приводится характеристика двух групп.

Наиболее частой ошибкой при составлении подобных таблиц является переписывание в них больших фрагментов текста учебника без самостоятельного осмысления материала. При подготовке таблицы следует перечитать конспекты лекций, материалы практических занятий, внимательно изучить учебник, затем обдумать краткие ответы по соответствующим пунктам. Например, правильный ответ на вопрос “тип и способ питания” может быть таким “гетеротрофный тип питания, голозойный способ питания”.

Ответ на вопрос о способе движения для саркодовых и инфузорий специальных комментариев не требует. Для жгутиконосцев, кроме активного плавания за счет биения жгутика (жгутиков) следует указать на возможность так называемого метаболирующего способа движения, который основан на способности этих простейших изменять форму своего тела: сокращаться, вытягиваться, изгибаться. Что касается способов движения спровиков, то следует помнить, что в их жизненных циклах представлены стадии, способные к движению, и неподвижные стадии. К движению способны зоиты (спорозоиты и мерозоиты) всех споровиков, гамонты настоящих грегарин и, конечно, мужские гаметы (движение этих последних не характеризуется). Зоиты споровиков осуществляют движение за счет изгибания тела. Гамонты грегарин перемещаются за счет ундуляции гребней пелликулы, в вершинах которых расположены микрофиламенты.

Ответ на вопрос об устройстве органоидов передвижения в таблице 6.1.1 приводится для саркодовых и споровиков. Характеристике устройства жгутиков (ресничек) посвящена особая таблица 6.1.2.

Поглощение пищи простейшими может происходить голозойным (анимальным) способом, в этом случае клетка заглатывает крупную твердую частицу. Процесс этот у простейших реализуется путем фагоцитоза. Поглощение пищи может также осуществляться за счет пиноцитоза или путем мембранного транспорта (диффузии или активного транспорта). Возможно сочетание разных способов питания.

Формирование фагоцитозных вакуолей может происходить в любом месте тела, при этом специальные органоиды, обеспечивающие прием пищи отсутствуют. У многих простейших формируются специальные органоиды приема пищи, которые имеют вполне определенную локализацию (необходимо помнить, что в этих случаях органоиды приема пищи обеспечивают именно фагоцитоз). Выбрасывание непереваренных остатков может осуществляться в любом месте тела, в особом регионе тела или через строго локализованную порошицу. В таблице следует указать, имеются или отсутствуют у данной группы специализированные органоиды приема пищи, кратко описать их устройство (например “цитостом и цитофаринкс” или " околоротовое углубление, цитостом, цитофаринкс, околоротовая цилиатура"). При ответе на вопрос о локализации приема пищи и выбрасывания непереваренных остатков указывается, имеется или отсутствует строгая локализация органоидов, осуществляющих эти процессы. Напомним, что у многих жгутиконосцев цитостом открывается в жгутиковый карман.

Часть видов простейших не обладает особыми покровными структурами, их клетка одета лишь плазмалеммой. Такие виды способны в широких пределах менять форму тела, образуя ложноножки.

У большинства видов простейших поверхностный слой эктоплазмы уплотнен и препятствуют заметному изменению формы тела, такой тип поверхностных структур называют пелликулой. Напомним, что в современной протистологии различают несколько типов поверхностных структур и термин " пелликула" относят только к одному из типов покровных структур. У инфузорий под пелликулой располагаются особым образом расположенные корешки, связанные с кинетосомами и состоящие из микрофиламентов и микротрубочек. Такая совокупность специализированных структур кортикального цитоскелета, занимающих субмембранное положение, называется кортексом.

В состав покровов могут входить и надмембранные образования, например, некоторые жгутиконосцы формируют кнаружи от клетки чешуйчатый панцирь, в этих случаях форма тела вообще не способна изменяться.

При характеристике скелета описание цитоскелета (то есть внутренних субмикроскопических скелетных образований) не производится. Другие скелетные образования могут быть представлены наружной раковиной (которая может быть однокамерной или многокамерной) или внутренним скелетом. Внутренний скелет наиболее часто представлен системой сложно соединенных игл, вложенных друг в друга шаров или имеет еще более сложную форму. По химическому составу выделяются органический скелет, агглютинированный скелет (к органической основе скелета приклеены песчинки) и неорганический скелет. Для неорганического скелета необходимо указать название вещества, из которого образован скелет.

В седьмой строке таблицы характеризуются органоиды осморегуляции и выделения. Регуляция осмотического давления актуальна для протистов, живущих в пресных водах: они вынуждены выводить наружу избыток жидкости, постоянно поступающей извне в результате перепада осмотического давления. Эту функцию выполняют сократительные вакуоли, которые выполняют также функцию выделения и водообмена. Морские простейшие сократительные вакуоли имеют редко, паразитические простейшие, как правило, не имеют этих органелл. В таблице следует отметить наличие или отсутствие сократительной вакуоли (вакуолей) и особенности их строения - наличие или отсутствие приводящих каналов, а также местоположение сократительных вакуолей в клетке.

Специализированные органоиды дыхания у всех простейших отсутствуют. В таблице следует указать, является ли данная группа аэробной или анаэробной и как происходит поглощение кислорода у аэробных простейших.

Защитная реакция простейших чаще всего выражена способностью к образованию цист. Некоторые группы имеют специальные органоиды защиты и нападения, общее название таких органоидов " экструмы", наиболее известными из них являются трихоцисты инфузорий (смотри также в глоссарии определение термина " аксоподия").

Бесполое размножение (агамогония) у простейших может быть представлено монотомией, палинтомией, шизогонией и почкованием. Половой процесс обнаружен далеко не у всех простейших. В таблице следует указать, присущ ли половой процесс всем представителям данного таксона или встречается только у отдельных групп (указать, каких). Там, где половой процесс имеется, он чаще всего протекает в форме гамогонии, т.е. образования гамет, и следующей за ней копуляции, т.е. слияния гамет. Копуляция в свою очередь может быть представлена в изогамной и анизогамной (гетерогамной) формах. Только для инфузорий характерна конъюгация - особый тип полового процесса, протекающий в форме временного соединения двух клеток, в ходе которого происходит слияние гаплоидных ядер, происходящих из разных клеток, слияния цитоплазмы клеток при этом не происходит.

Ядерные циклы простейших могут быть представлены циклами с гаметической редукцией, с зиготической редукцией и с промежуточной редукцией.

По особенностям строения ядра и ядерно-цитоплазматическим взаимоотношениям клетки делятся на моноэнергидные (клетка имеет одно диплоидное или гаплоидное ядро), полиэнергидные (клетка имеет несколько гаплоидных или диплоидных ядер), полиплоидные (клетка имеет одно ядро более чем с двумя наборами хромосом), возможно также сочетание двух последних типов организации.

Характеристике организации жгутика (реснички) посвящена - в связи со сложным строением этого органоида - отдельная таблица 6.1.2.

Табл. 6.1.2

Строение жгутика (реснички)

В качестве комментария к этой таблице рекомендуется использовать две статьи из глоссария " Жгутик" и " Воротничок". Таблица дополняется схематическими изображениями продольного среза жгутика и поперечного среза жгутика на уровне ундулиподии (можно также добавить схемы поперечных срезов на других уровнях). Дополнительные структуры, характерные для жгутиков некоторых простейших, на рисунках не приводятся. Рисунки, естественно, дополняются обозначениями.

Характеристике споровиков посвящена таблица 6.1.3.

Таблица 6.1.3

Строение и функции органоидов зоита споровиков.

Представители типа Sporozoa, кроме общих особенностей организации, характеризуются также специфическими особенностями строения, связанными с паразитизмом. Из таких специфических особенностей строения ведущей является так называемый апикальный комплекс Апикальный комплекс характерен для стадии зоита (спорозоита или мерозоита). Другие стадии жизненных циклов споровиков апикального комплекса лишены, но имеют другие специфические приспособления к паразитизму.

Характеристика организации споровиков приводится для стадии зоита, при этом в комплексном задании 8.1.3 выполняется схематическое изображение зоита и характеристика строения и функций органоидов этой стадии. На рисунке следует обозначить органоиды: пелликула, микронемы, полярные кольца, коноид, роптрии, ультрацитостом, ядро, митохондрию, эндоплазматическую сеть, комплекс Гольджи. В таблице характеризуются только специфические органоиды споровиков, появление которых связано с паразитизмом, характеристика органоидов общеклеточного значения не производится. Особое место в таблице предусмотрено для изображения и характеристики эпимерита.

Как уже указывалось, другие стадии жизненного цикла споровиков не несут апикального комплекса и имеют иное строение. У представителей Coccidiomorpha при формировании шизонтов и гамонтов происходит утрата не только апикального комплекса, но и внутренних мембран пелликулы и других элементов кортикального цитоскелета. Паразит теряет характерную вытянутую форму и становится округлым.

У представителей отряда Gregarinida форма гамонтов высоко специфична. В ходе закрепления спорозоитов в клетке стенки кишечника (или другой полости) хозяина передняя часть их тела, внедряющаяся в клетку, преобразуется в специфическую органеллу - эпимерит, который не встречается у других споровиков. Строение и функции эпимерита характеризуются в дополнении к таблице 6.1.3. Это специальное включение эпимерита в число характеризуемых органоидов связано с его значением как органоида фиксации, а также с тем, что строение эпимерита позволяет проиллюстрировать явление конвергенции (сравните устройство и функции эпимерита с прикрепительными органами цестод, скребней, клещей).

Следующая таблица 6.1.4 посвящена описанию главнейших приспособлений простейших к среде обитания. Для выполнения этого задания составляется таблица по форме:

Табл. 6.1.4

Важднейшие экологические группы простейших

и приспособления простейших к среде обитания

Экологические группы выделяются с учетом места обитания животных и способов их передвижения. В таблице 6.1.4 рекомендуется охарактеризовать такие экологические группы, как активно плавающих простейших, планктонных простейших, парящих в толще воды, сидячих простейших, а также простейших - полостных и внутриклеточных паразитов.

Последняя таблица этого раздела (6.1.5) посвящена характеристике значения простейших в биоценозах. Главной задачей этой и аналогичных таблиц является освоение принципа оценки роли живых организмов в биоценозах. Для оптимизации работы студента можно напомнить те основные направления воздействия животных на другие составляющие биоценозов, которые обычно являются наиболее значимыми

· значение данной группы, обусловленное потреблением определенной пищи:

- регуляция численности животных или растений;

- очистка воды;

- деструкция органических остатков;

· значение данной группы как пищевых объектов для других животных;

· участие в опылении покрытосемянных растений;

· участие в распространении спор или семян растений;

· участие в почвообразовании;

· участие в формировании слоев земной коры

· средообразующее значение;

· значение данной группы как паразитов;

· значение данной группы как переносчиков возбудителей заболеваний;

· значение данной группы как промежуточных хозяев паразитов

· значение данной группы как переносчиков паразитов.

Табл. 6.1.5

Значение простейших в биоценозах

Комментарий к таблице 6.1.5. В первом столбце таблицы называется направление воздействия простейших на окружающую среду. Во втором столбце таблицы указываются особенности биологии (например, характер питания) или строения (например, наличие минерального скелета), которые определяют это значение животных в биогеоценозах. Наконец¸ в третьей строке приводятся примеры групп простейших, для которых характерно это воздействие.

Наиболее распространенной ошибкой студентов при заполнении таблиц такого типа является некритическое описание особенностей строения и биологии животных, при котором студент пытается указать все особенности строения и биологии или несколько случайно выбранных особенностей. В данном случае следует описывать только те особенности, которые делают эту группу животных значимыми в биоценозах. Например, для отряда Hypermastigina, обитающих в кишечнике термитов, студент может назвать в качестве особенностей строения наличие многочисленных жгутиков и аксостиля (которые этим животным действительно присущи), однако не эти особенности строения определяет роль Hypermastigina в природе. Эти жгутиконосцы имеют ферментные системы, способные расщеплять целлюлезу. Продукты расщепления целлюлозы усваиваются термитами, таким образом наличие этих жгутиконосцев в кишечнике являются необходимым условием питания термитов.

6.2 Задания по теме “Происхождение

многоклеточных”

Вопрос о происхождении многоклеточных животных имеет большое значение, так как представляет собой основу для понимания эволюции животных и их индивидуального развития. Существует несколько гипотез о происхождении многоклеточных, однако можно считать прочно установленным, что многоклеточные произошли от одноклеточных. Все структурные компоненты клеток многоклеточных частично или полностью идентичны таковым одноклеточных, кроме того, в пределах простейших наблюдается тенденция перехода к многоклеточности, что проявляется, например, в возникновении полиэнергидной организации у ряда видов, а также в возникновении колониальных видов. Чисто теоретически мыслимы три способа возникновения многоклеточных: симбиотический способ, через колониальных предков, за счет целлюляризации. Симбиотический способ заключается в объединении в целостный организм клеток двух или большего числа видов простейших. Колониальный способ заключается в том, что у колониального простейшего возникает дифференцировка первоначально одинаковых клеток в связи с выполнением этими клетками различных функций. Целлюляризация проходит путем образования у многоядерного (полиэнергидного) простейшего мембранных стенок вокруг каждого ядра и прилежащей к нему цитоплазмы.

Симбиотический способ формирования многоклеточной организации не положен в основу каких-либо гипотез о происхождении простейших и остается чисто теоретически мыслимым. Проявления полиэнергидности и колониальности у простейших послужили основанием к разработке двух групп гипотез о происхождении Metazoa: колониальные и полиэнергидные (целлюлярные). В таблице 6.2.1 студент должен проанализировать эти две группы гипотез.

Табл. 6.2.1

Характеристика гипотез о происхождении многоклеточных

(сравнение гипотез происхождения многоклеточных

от колониальных простейших и от одиночных простейших)

Комментарий к таблице 6.2.1: в первой строке таблицы надо назвать группу простейших (на уровне класса), которая, в соответствии с представлениями характеризуемой группы гипотез, дала начало многоклеточным. В следующей строке необходимо кратко описать способ становления многоклеточности. Для ответа на этот вопрос студент должен четко уяснить себе, что многоклеточные отличаются от простейших не столько количеством клеток, сколько наличием клеточной дифференцировки.

Любая гипотеза о филогении животных включает три обязательных пункта: выявление вероятной предковой группы, возможные пути перехода, и, наконец, заключение о том, какая группа животных образовалась в результате этих эволюционных перестроек. Авторы разных колониальных гипотез на этот последний вопрос отвечают по-разному, в таблице можно привести мнения различных авторов. Согласно полиэнергидной гипотезе наиболее примитивными многоклеточными были бескишечные плоские черви.

Для ответа на две последние строки таблицы студенту следует еще раз тщательно проанализировать суть двух гипотез, привлечь элементарные сведения из цитологии и эмбриологии и сформулировать доводы, которые говорят “pro et contra” изложенных эволюционных построений.

6.3 Задания по теме “ Губки”

В состав этого задания включена одна таблица 6.3.1 " Характеристика губок".

Подцарство Metazoa подразделяется на три надраздела с разным уровнем организации: надраздел Фагоцителлообразные (Phagocytellozoa), надраздел Паразои (Parazoa) и надраздел Эуметазои (Eumetazoa). Надраздел Фагоцителлообразных включает самых примитивных многоклеточных животных, к ним относится только один тип Placozoa (см. раздел 10). При выполнении заданий базового уровня характеристика Placozoa не приводится (она представлена в задании по одноименной теме повышенного уровня).

Паразои - примитивные многоклеточные животные. К надразделу примитивных многоклеточных Parazoa относится только один тип современных многоклеточных животных - тип Губки.

Для характеристики губок подготавливается таблица 6.3.1

Табл. 6.3.1

Характеристика губок

Комментарий к таблице 6.3.1: губки сочетают в себе признаки примитивных многоклеточных животных со специализацией к неподвижному образу жизни. Своеобразие этих животных так велико, что губок, как уже указывалось, выделяют в особый надраздел многоклеточных животных - Parazoa. В таблице необходимо раскрыть характерные черты типа.

Ответ на вопрос о строении тела губок целесообразно дать в форме схематического изображения трех типов строения губок - аскон, сикон и лейкон. При выполнении рисунка разные слои клеток и мезохил изображаются разными цветами. Необходимо особо подчеркнуть, что не следует изображать клетки: линией одного цвета изображаются вся совокупность клеток дермального слоя (пинакодермы), линией другого цвета - все клетки гастрального слоя (хоанодермы), третьим цветом затушевывается или заштриховывается пространство, заполненное мезохилом. Клеточные элементы, расположенные в мезохиле, на рисунке не изображаются. Следует тщательно следить за правильностью изображения пор и каналов так, чтобы на рисунке можно было бы проследить движение воды в теле животного. Для облегчения задачи студенту можно порекомендовать у губок типов сикон и лейкон с каждой стороны изображать не более 2 камер (карманов). Отметим, что совокупность каналов, камер, парагастральной полости и оскулюма составляет водоносную (ирригационную) систему, обеспечивающую питание, дыхание и размножение губок. На каждом из рисунков стрелками (контрастного цвета!) следует изобразить движение воды по водоносной системе. Рисунок должны сопровождать обозначения: дермальный слой (пинакодерма), гастральный слой (хоанодерма), мезохил, поры, каналы, парагастральная полость, оскулюм, жгутиковые карманы, жгутиковые камеры.

Может быть, следует напомнить разницу между порами и каналами: каждая пора образована одной специальной клеткой пороцитом (являясь ее внутриклеточным образованием, в свою очередь пороциты являются производным пинакоцитов), каналы же выстланы несколькими пинакоцитами. На схематическом рисунке поры и каналы следует изобразить тем же цветом, что и весь слой пинакодермы.

Не требуют особого комментария вопросы о химическом составе скелета, форме спикул и способах соединения спикул. Необходимо только отметить, что у представителей классов стеклянных губок и обыкновенных губок спикулы представлены микросклерами и макросклерами, у известковых губок микросклер нет. Классификация макросклер базируется на количестве простых элементов, вошедших в состав спикулы. Словесный ответ на вопрос можно дополнить изображением основных типов спикул.

При описании клеточных элементов губок следует привести их названия, отличительные особенности строения и функции, а также принадлежность дермальному (пинакодерма), гастральному (хоанодерма) слою или же мезохилу. При желании можно также изобразить характерную форму этих элементов.

Для губок характерно питание за счет биофильтрации. Пропуская воду через систему каналов тела, губки захватывают из воды органические частички, которые затем перевариваются внутриклеточно. При описании способа питания губок следует указать различные формы участия хоаноцитов и амебоцитов в процессе питания (создание тока воды через тело, улавливание пищевых частиц, их переваривание, транспортировка питательных веществ). Выбрасывание непереваренных остатков осуществляется следующим образом: амебоцит, завершивший процессы переваривания, подходит к пинакоциту и путем экзо-эндоцитоза передает ему непереваренные структуры, которые пинакоцитом выбрасываются наружу или в канал. Основываясь на типе питания губок, здесь же следует оценить их главную роль в экосистемах (см. комментарий к таблице 6.1.5).

В седьмой строке таблицы перечисляются возможные у губок способы размножения. В восьмой строке оценивается способ оплодотворения губок как наружный, внутренний или как наружно-внутренний. Не требует специального комментария вопросы о месте развития личинок и типе их организации.

В двух последних строках таблицы на основе анализа организации губок перечисляются черты их организации как примитивных многоклеточных и как сидячих животных. При этом не следует ограничиваться признаками строения, перечисленными к таблице, необходимо учесть и другие признаки, такие, как высокая регенарационная способность губок, способность клеток к взаимопревращению, наличие подвижных личинок.

6.4 Задания по типу Кишечнополостные

Кишечнополостные, как и все следующие типы животных, относятся к надразделу высших многоклеточных животных Эуметазоев. Всем им свойственны такие общие черты как дифференцированность тканей и органов, наличие нервной системы, мышечных структур. Для эуметазоев характерна радиальная или билатеральная симметрия тела. В соответствии с типом симметрии этот надраздел подразделяется на два раздела: раздел Лучистые и раздел Билатеральные. К разделу Лучистых относятся два типа: Кишечнополостные и Гребневики.

В качестве базовых заданий по типу Кишечнополостные заполняются таблицы 6.4.1. " Общая характеристика кишечнополостных", 6.4.2 " Характеристика различных классов и отрядов кишечнополостных", 6.4.3 " Важнейшие экологические группы кишечнополостных и приспособления их к среде обитания" и 6.4.4 " Значение кишечнополостных в биоценозах".

В таблице 6.4.1 приводится общая характеристика кишечнополостных.

Табл. 6.4.1

Общая характеристика кишечнополостных

При заполнении первой части этой таблицы характеризуется тип кишечнополостных в целом, во второй части приводятся характеристики классов, при этом в классе Hydrozoa характеристика идет на примере подкласса Hydroidea (высокоспецифичный подкласс Siphonopora характерихуется в системе заданий повышенного уровня). Большинство заданий таблицы не нуждается в специальных комментариях.

В следующей таблице 6.4.2 отдельные группы кишечнополостных характеризуются более подробно

Табл. 6.4.2

Характеристика различных классов, подклассов и отрядов

кишечнополостных

Комментарий к таблице 6.4.2: в первой строке следует определить характер жизненного цикла животных. Можно напомнить, что жизненный цикл - это совокупность всех стадий развития “от яйца до яйца” (или - от любой стадии до ближайшей такой же). Диплоидная фаза жизненного цикла (для кишечнополостных, как и для всех многоклеточных, характерен ядерный цикл с гаметической редукцией) может включать чередование поколений и жизненных форм. У кишечнополостных жизненный цикл, как уже указывалось ранее, может проходить с правильной сменой полового и бесполого поколений или без такового. Во второй строке таблицы необходимо привести схему жизненного цикла. При выполнении этого задания рекомендуется выписать в необходимом порядке названия стадий жизненного цикла и соединить их стрелками. Категорически не рекомендуется приводить в качестве ответа на этот вопрос схемы жизненных циклов, перерисованные из учебника. Наиболее распространенная ошибка при выполнении этого задания заключается в том, что в перечень стадий включают и название процесса, приводящего к образованию этой стадии. Например, в ходе жизненного цикла сцифоидных медуз из полипа за счет стробиляции образуется эфира. Ниже показано как правильное, так и неправильное оформление в схеме этого фрагмента жизненного цикла.

Стрелки в схемах жизненных циклов в обобщенном виде изображают тот или иной процесс, приводящий к формированию очередной стадии. Название процесса можно (но не обязательно!) надписывать над стрелкой, изображающей соответствующий процесс.

Третья и четвертая строки таблицы комментариев не требуют.

В пятой строке таблицы отмечается, свойственен ли колониям полипов соответствующей группы полиморфизм (или диморфизм), и, если это явление характерно, то какие именно типы особей представлены и какие функции они выполняют.

В шестой строке таблицы характеризуется признак наличия или отсутствия глотки. Следует отметить, что по отношению к классам Hydrozoa и Anthozoa все руководства очень четко указывает наличие или отсутствие данного признака. Относительно представителей Scyphozoa материалы разных руководств расходятся: в части из них указывается, что глотка у сцифоидных имеется как на стадии полипа, так и на стадии медузы, в других же руководствах этот момент организации сцифоидных не раскрывается. Ситуация с глоткой у сцифоидных медуз такова: у сцифистом энтодерма подходит к самым краям ротового отверстия, то есть у сцифистом глотки однозначно нет. Что касается медуз, то у них основания ротовых лопастей срастаются боковыми сторонами, в результате чего образуется короткая ротовая трубка, выстланная изнутри (как и вся поверхность ротовых лопастей) эктодермой. Эта трубка получила название глотки.

В седьмой строке указывается наличие или отсутствие в глотке сифоноглифов и их количество.

Скелет кишечнополостных в таблице характеризуется по нескольким параметрам: положение в теле, химический состав и структура. Эта последняя может монолитной, когда скелет возникает как цельное образование или быть представленной отдельными блоками, “кирпичиками” - склеритами. У некоторых видов скелет закладывается как совокупность отдельных склеритов, которые затем могут соединяться между собой роговым или известковым веществом. Вопрос о положении скелета в теле и о его химическом составе особого комментария не требуют.

Гонады у кишечнополостных представлены скоплениями половых клеток и могут возникать за счет эктодермы или энтодермы. NB! В таблице следует ответить на вопрос о происхождении гонад, а не о положении их у взрослого животного, у которого они чаще всего залегают между эктодермой и энтодермой.

В двенадцатой строке таблицы характеризуется один из главнейших признаков кишечнополостных - наличие или отсутствие септ в гастральной полости. Необходимо отметить, что данный признак выражен только у полипоидного поколения, медузоидное поколение характеризуется иным планом строения пищеварительной системы. Если септы имеются, то необходимо указать их количество. NB! При описании сцифоидных медуз в базовых учебниках не указано, что эти кишечнополостные на полипоидной стадии имеют 4 септы в гастральной полости.

В последней строке таблицы приводится схематический рисунок поперечного разреза животного на полипоидной стадии. Эти рисунки в схематическом виде обобщают материалы по количеству септ, а также по строению и положению скелета полипов. Если характеризуемое животное имеет глотку, то следует приводить схему поперечного разреза ниже уровня глотки (этот рисунок проще). Мышечные валики септ на рисунках для простоты не изображаются. Для 8-лучевых кораллов можно изобразить разрез полипа со скелетом из отдельных спикул или полипа с трубчатым скелетом (по выбору автора). В качестве представителя 6-лучевых кораллов следует выбрать мадрепоровых кораллов при этом ограничиться изображением 6 пар септ первого порядка. Необходимо отметить, что склероспеты мадрепоровых кораллов расположены только во внутренних камерах, то есть между септами одной пары. Также необходимо отметить, что склеросепты впячивают стенку полипа внутрь гастральной полости, но никогда эту стенку не прорывают.

На всех этих рисунках необходимо разные слои изображать разными цветами. Рисунки должны быть снабжены обозначениями: эктодерма, энтодерма, мезоглея, гастральная полость, септы, скелет (или отдельные скелетные элементы). Следует заметить, что для качественного выполнения рисунков необходимо достаточно большое место, что следует предусмотреть при разметке таблицы или вынести рисунки за сетку таблицы.

Следующая таблица 6.4.3 посвящена описанию главных экологических групп кишечнополостных и приспособлений их к среде обитания. Для выполнения этого задания составляется таблица по форме:

Табл. 6.4.3

Важнейшие экологические группы кишечнополостных и приспособления их к среде обитания

Экологические группы выделяются с учетом места обитания животных и способов их передвижения. В таблице рекомендуется охарактеризовать следующие экологические группы: активно плавающие, пассивно плавающие и сидячие кишечнополостные.

Последняя таблица этого раздела посвящена значению кишечнополостных в биоценозах.

Табл. 6.4.4

Значение кишечнополостных в биоценозах

При заполнении этой таблицы следует руководствоваться комментарием к таблице 6.1.5

6.5 Задания по типу Плоские черви

Все высшие многоклеточные животные подразделяются на два раздела Радиальные и Билатеральные. Для животных, относящихся к разделу Билатеральные, характерны следующие признаки: двусторонняя симметрия и трехслойность строения (то есть их тело развивается из трех зародышевых листков: эктодермы, энтодермы и мезодермы). У билатеральных животных различают передний и задний концы тела, спинную, брюшную и боковые поверхности тела. Через их тело можно провести лишь одну плоскость симметрии.

Билатеральные животные образуют два крупных подраздела: подраздел Бесполостные (Acoelomata) и подраздел Полостные (Coelomata). Бесполостные, или низшие черви, включают несколько типов и характеризуются отсутствием вторичной полости тела, выстланной мезодермальным эпителием. Промежутки между органами у бесполостных либо заполнены паренхимой, либо - в случае разрушения паренхимы - у них формируется первичная полость тела без эпителиальной выстилки.

Первым типом подраздела Бесполостных является тип Плоские черви, для которых характерно червеобразное тело, уплощенное в спинно-брюшном (дорсо-вентральном) направлении.

Всего известно около 15 тысяч видов плоских червей. Часть из них - свободноживущие, но большинство плоских червей представлено паразитами животных.

Для характеристики типа Плоские черви студент подготавливает таблицу 6.5.1 " Характеристика важнейших классов типа Плоские черви", рисунок 6.5.2 " Строение тегумента трематод", рисунок 6.5.3 " Строение тегумента цестод", таблицу 6.5.4 " Жизненный цикл трематод" и таблицу 6.5.5 " Жизненные циклы цестод".

Табл. 6.5.1

Характеристика важнейших классов типа Плоские черви

Комментарий к таблице 6.5.1: характеристика главных классов плоских червей начинается с определения их образа жизни.

Характеризуя форму тела, следует отметить тип симметрии этих животных, наличие сплющенности (указать, в каком направлении) и указать, компактно тело или разделено на характерные отделы (какие?). Органы фиксации характерны только для паразитических групп, причем для каждого класса следует назвать типичный набор органов фиксации.

У разных групп плоских червей могут быть представлены покровы следующих типов: однослойный ресничный эпителий, погруженный эпителий, тегумент (тегумент является разновидностью погруженного эпителия, характерная черта - отсутствие ресничек).

В пятой строке таблицы характеризуется питание и пищеварительная система этих червей. Здесь необходимо указать, во-первых, имеется пищеварительная система или же происходит всасывание питательных веществ всей поверхностью тела, во-вторых, при наличии пищеварительной системы кратко описывается ее строение (имеется ли глотка, имеется ли анальное отверстие, сформирована ли полость кишечника, имеется полостное и внутриклеточное пищеварение или только внутриклеточное, также необходимо описать характер ветвления кишечника. NB! Для турбеллярий следует отдельно описать главные типы их пищеварительной системы.

При характеристике нервной системы необходимо оценить общий тип нервной системы соответствующего класса и тип главного нервного центра - как ортогонный или как эндонный мозг. При характеристике нервной системы паразитических классов следует обязательно указать, что их нервная система, сохраняя общий для всех плоских червей тип нервной системы, характеризуется более слабым развитием, что является следствием паразитического образа жизни.

Характеризуя набор органов чувств, следует обратить особое внимание на то, чтобы отчетливо показать принципиальную разницу набора органов чувств у свободноживузщих и паразитических форм.

Выделительная система у всех плоских червей однотипна, но различается по числу главных выделительных стволов.

Половая система сначала характеризуется в целом для типа. Во второй части этой строки приводится краткая характеристика половой системы отдельно для классов. В последней строке таблицы определяется характерный тип оплодотворения, также следует указать, способны или неспособны характеризуемые животные к самооплодотворению.

Паразитические плоские черви в целом сохраняют общий план организации плоских червей, но характеризуются многочисленными адаптациями к паразитическому образу жизни. Эти адаптации оцениваются в системе заданий повышенной сложности, на базовом уровне приводится характеристика покровов трематод и цестод, который у этих животных представлен тегументом. Характеристика тегумента проводится путем выполнения схематических рисунков 6.5.2 и 6.5.3 " Строение тегумента трематод" и " Строение тегумента цестод". Выполнение этих рисунков помогает студенту выяснить особенности строения собственно тегумента как особой разновидности покровов, различие в организации тегумента трематод и цестод, связанное с отсутствием кишечника у последних. Кроме собственно тегумента, изображаются также мышцы и паренхима червей, расположение которых, впрочем, принципиально не отличается от гомологичных структур турбеллярий. На рисунках следует привести обозначения: наружная цитоплазматическая пластинка, базальная мембрана, цитоны (тела клеток тегумента), цитоплазматические мостики, микротрихии, кольцевые мышцы, продольные мышцы, дорзо-вентральные мышцы, паренхима. Как и обычно, при ответе студент не просто демонстрирует рисунки, но дает словесную характеристику организации тегумента.

Характеристике жизненного цикла трематод посвящена таблица 6.5.4

Табл. 6.5.4

Жизненный цикл трематод

Комментарий к таблице 6.5.4: жизненный цикл трематод сложен, так как связан со сменой хозяев и чередованием поколений. Разные стадии жизненного цикла приурочены к разным хозяевам (или обитают во внешней среде). По ходу жизненного цикла представлены стадии, способные к размножению, и стадии, не способные к размножению. Само размножение при этом осуществляется разными стадиями по-разному. При оценке набора хозяев в жизненном цикле трематод обнаруживаются окончательный хозяин и два промежуточных - первый и второй, их роль в жизненном цикле различна. В редких случаях в жизненном цикле имеется только один промежуточный хозяин).

В первом столбце таблицы студент выписывает название стадий жизненного цикла трематод. Обратите внивание, что наряду с метацеркарией надо указать и адолескарию: в жизненных циклах большинства видов представлена стадия метацеркарии, но у некоторых видов заключительная часть жизненного цикла представлена адолескарией, между этими равнозначными по положению в жизненном цикле стадиями имеются существенные биологические различия.

Во втором столбце таблицы оценивается статус соответствующей стадии: половозрелая стадия, неполовозрелая неразмножающаяся стадия (личинка), яйцо. Для личинок, кроме отсутствия способности к размножению, характерно также осуществление морфологических преобразований, приводящее к формированию следующей стадии жизненного цикла.

В третьем столбце таблицы указывается, какое значение соответствующая стадия имеет в жизненном цикле. Стадии жизненного цикла могут быть размножающимися, покоящимися, расселительными, т.е. исполнять роль поиска и заражения нового хозяина. У трематод половозрелые размножающиеся стадии следует дифференцировать на стадии, для которых характерно двуполое размножение, и стадии, для которых характерно партеногенетическое размножение. Например, в таблице следует указать, что " данная стадия является размножающейся, размножается двуполым путем" или " данная стадия является размножающейся, размножается партеногенетически". NB! Вероятно, не лишним будет напомнить, что партеногенез является особым типом полового размножения.

В последнем столбце таблицы указывается, в хозяине или во внешней среде обитает соответствующая стадия жизненного цикла. При этом необходимо участь, что некоторые стадии жизненного цикла трематод весь период своего существования локализованы в одном хозяине, другие - образуются в хозяине, затем выходят во внешнюю среду, а затем внедряются в следующего хозяина. Если на протяжении жизни стадии смены места обитания не происходит, то заполняется только подстолбец “осуществление главной функции”, при смене места обитания заполняются все три подстолбца. Примечание: при заполнении этого столбца не следует описывать функцию данной стадии, она была приведена ранее. Здесь необходимо только указать, в каком хозяине (или во внешней среде) эта функция осуществляется.

В жизненном цикле трематод представлены хозяева трех категорий: окончательный хозяин (в нем осуществляется двуполое размножение), первый промежуточный хозяин (в нем осуществляется партеногенетическое размножение) и второй промежуточный хозяин, в котором размножения не происходит. В этом втором промежуточном хозяине происходит инцистирование церкариев. Второй промежуточный хозяин практически всегда связан с окончательным хозяином трофическими связями по типу жертва-хищник. В жизненном цикле части видов трематод (в том числе Fasciola hepatica) второй промежуточный хозяин отсутствует. Способы заражения хозяина могут быть представлены пероральным и перкутанным. Пероральный способ заражения в свою очередь может быть представлен как а) случайное проглатывание свободной инвазионной стадии, б) случайное проглатывание очень мелкого промежуточного хозяина, несущего в себе инвазионную стадию, в) алиментарным способом. (Смотрите соответствующие статьи " Глоссария").

Жизненные циклы цестод характеризуются в таблице 6.5.5.

Табл. 6.5.5

Жизненные циклы цестод

Комментарий к таблице 6.5.5: жизненные циклы цестод могут проходить с участием трех хозяев, двух хозяев и одного хозяина, но этот последний случай (карликовый цепень) представляет собой вторичной упрощение исходно двуххозяинного жизненного цикла. Наблюдения и эксперименты определили группу животных, которая первично выступала в качестве промежуточного хозяина карликового цепня - ими были жуки-чернотелки.При характеристике жизненных циклов цестод существенное значение имеет строение матки этих животных..

В левом столбце таблицы приведены названия 4 видов цестод. В следующем столбце таблицы студент должен перечислить в правильном порядке стадии развития соответствующего вида цестод. Далее приводятся сведения о приуроченности данной стадии к определенному хозяину (или указывается, что стадия находится во внешней среде), о локализац