Палеонтологи из Чикагского университета обнаружили первое детальное ископаемое миксины— семейства бесчелюстных типа хордовых, которые внешним видом напоминают угря. У окаменелости, названной Tethymyxine tapirostrum, исследователи нашли несколько отличий от современных миксиновых. Найденное ископаемое имеет вытянутый носовой вырост и такой же хвостовой плавник, в отличие от скругленного, которым обладают современные миксины. Ученые зафиксировали восемь пар жаберных мешков и 133 слизистые железы, которые отпечатались в известняке. Кроме того, в отличие от современных представителей этого вида, хрящики усиков их древних предков не выходили за пределы носового выроста.

 

Особенности строения найденного животного позволили ученым заключить, что они находятся в ближайшем родстве с миногами — до сих пор этой догадке не находилось реальных доказательств. Tethymyxine tapirostrum представляет собой 12-дюймовую рыбу, заточенную в плите известняка мелового периода из Ливана. Эта находка заполняет пробел в 100 миллионов лет и доказывает, что миксиновые более тесно связаны с кровососущей миногой, чем с другими рыбами. Это означает, что и миксиновые, и миноги приобрели современный внешний вид и особую систему питания после того, как отошли от остальной линии позвоночных около 500 миллионов лет назад. 

 

«Эта находка позволит внести серьезные изменения в генеалогическое древо всех рыб и их потомков и поможет нам установить эволюционную дату приобретения уникальных признаков, которые отличают миксиновых от всех других животных», — утверждает руководитель исследования Тецуто Мияшита (Tetsuto Miyashita). Результаты самой работы опубликованы в журнале PNAS.

 

 

Современные миксины известны своим необычным и весьма неприятным внешним видом, а также уникальным защитным механизмом.
них нет глаз, челюстей или зубов, которыми они могли бы кусать добычу, поэтому вместо этого они используют очень острый орган, напоминающий язык, с помощью которого стирают плоть с мертвой рыбы и китов на дне океана. Защищаясь от хищников, они способны мгновенно выпустить в окружающую воду облако слизи, забив жабры врага. Это умение и помогло Мияшите в его работе: он использовал технологию визуализации, называемую синхротронным сканированием, в Стэнфордском университете, чтобы идентифицировать химические следы мягких тканей, которые остались в известняке, когда миксина превратилась в окаменелость. Эти мягкие ткани сохраняются довольно редко, поэтому у ученых не так много примеров для изучения древних предков миксин.

 

Сканирование выявило кератин — материал, который входит в состав ногтей и волос человека. Кератин, как выяснилось, играл важную роль в защитном механизме миксин: эти животные имеют ряд желез вдоль своего тела, которые производят плотно свернутые кератиновые волокна, обмазанные слизью. Когда они попадают в морскую воду, волокна взрываются и задерживают воду внутри, превращая ее в удушающую хищника субстанцию. Эти волокна настолько прочны, что при высыхании напоминают шелковые нити, а потому их даже изучают в качестве возможных биосинтетических волокон для изготовления одежды и других материалов.

 

 

В последние несколько лет палеонтологи все чаще используют сложные методы визуализации, однако это исследование стало одним из немногих, где использовали синхротронное сканирование для идентификации химических элементов в ископаемых. Мияшита считает, что этот метод также может быть полезным при выявлении подлинности образца. Любая попытка подделать древние окаменелости оставляет на объекте химические следы, которые при синхротронном сканировании светятся, как новогодние украшения.

Источник: naked-science.ru

Происхождение Хордовых

До наших дней не удалось сформировать единую точку зрения о происхождении Хордовых. Этим вопросом задавались ученые еще в 19 веке. Предполагали, что их предками могут быть членистоногие, но вскоре эту гипотезу опровергли, в связи с весомыми отличиями между ними в эмбриональном периоде.

Следующая гипотеза: происхождение Хордовых от кишечноротых (из-за наличия жаберных щелей, стомохорд). Со временем выяснилось, что различий у них больше, чем сходства. Современные биологи до сих пор не могут решить этот вопрос.

Выделяют группу вторичноротых, которые имеют ряд сходных признаков с Хордовыми:

• Строение пищеварительной системы;
• нервная система;
• кровеносная система.

Предполагают, что предшественники Хордовых были свободноплавающие животные, которые разделились на  малоподвижных особей Ланцетники и Оболочечные, а другая ветвь дала Позвоночных, которые активно начали развиваться. Стороны тела позвоночных совершили переворот: переход из брюшной на спинную сторону. Считают, что это событие и стало ключевым в дальнейшей их эволюции.

Систематика Хордовых

Тип Хордовые делится на три подтипа.

Подтип Оболочники (Личиночнохордовые) насчитывает примерно 1000 видов, имеющих хорду лишь в начальных стадиях развития.

Класс асцидий ведет сидячий образ жизни, они цепляются к камням на дне моря, или к основанию судов, образуя сплошные пласты из мелких особей. Асцидии имеют отверстия: ротовое служит фильтром для захваченной воды, отфильтрованные пища поступает в кишечник и затем продукты переваривания выводятся через анальное отверстие.

Сальпы и Аппендикулярии способны свободно перемещаться в водных просторах.

Оболочники гермафродиты (присутствуют и семенники, и яичники), из яиц выходят личинки, которые мало похожи на взрослую особь, имеют признаки внутреннего скелета, что свидетельствует о родстве с позвоночными.

Подтип Бесчерепные – морские обитатели придонной территории, сохранили в себе признаки типичных Хордовых (нервная трубка, жабры, хорда). Головной мозг не развит, ведут примитивный образ существования, достигая максимальной величины в 7см, представители раздельнополые особи, мечут икру, живут в песках на дне морских глубин и океанов, оставив снаружи только часть тела с ротовой полостью для питания. Выделяют один Класс Ланцетники.

Подтип Позвоночные – высокоорганизованные особи, с наличием развитых полушарий головного мозга и черепной коробки, позвоночного столба, который служит защитной оболочкой для спинного мозга. В процессе эволюции получили сложное морфологическое строение, усовершенствованные органы чувств, перешли от сидячего образа жизни, стали легко перемещаться по просторам земли, воздуха и воды. Позвоночные включают земноводных, рыб, птиц, пресмыкающихся, млекопитающих и круглоротых.

Особенности строения хордовых

Какие особенности строения сформировались у хордовых животных в процессе эволюции?

Кожные покровы у Бесчерепных состоят из однослойного эпителия, у позвоночных это пух, перья, чешуя, еще из производных эпидермиса – когти, рога, копыта. Появляются железы выделяющие пот, кожное сало, пахучие вещества. Например, у коров, коз, овец образуются молочные железы для кормления потомства.

Филогенез кровеносной системы хордовых идет из мезодермы, формируется круг кровообращения (замкнутый), сердце в брюшной области, спинная и брюшная артерии, которые соединены анастомозами. Стенки сосудов высланы эндотелиальными клетками, что способствует поддержанию гомеостаза, увеличилось количество глюкозы крови и белков (зачатки иммунитета).

Нервная система в эмбриональном периоде выглядит, как слой утолщенной эктодермы, окончания ее замыкаются и формируют нервную трубку. Филогенез головного мозга хордовых происходит из переднего конца нервной трубки, спинного – из заднего. Формирование головного мозга (кефализация) – стало необходимым условием эволюционного развития Хордовых. Они начали различать внешние раздражители, воспринимать окружающий мир с помощью органов чувств. Высшие хордовые имеют головной мозг с пятью отделами, которые сформировались из трех мозговых пузырей.

Развитие дыхательной системы и пищеварительной тесно связано, идет общая закладка под видом прямой трубки, которая у высших хордовых дифференцируется на две самостоятельные системы.

У низших хордовых пищеварительный тракт не имеет отделов, у ланцетников ротовое отверстие с множеством щупалец сообщается с глоткой, где расположен фильтрующий аппарат, пища затем через заднюю бороздку направляется в кишку и выводится анальным отверстием, железы не развиты. У позвоночных пищеварительная система уже состоит из отдельных структур: глотки, пищевода, желудочно-кишечного тракта, появляются секретирующие железы: печень и поджелудочная железа.

Дыхание осуществляется жабрами и легкими (наземные позвоночные). После выхода из воды у земноводных сформировались легкие, но функциональные возможности их недостаточны, поэтому дополнительный газообмен осуществляется через кожу. Таким образом, для Класса Земноводных характерно кожно-легочное дыхание.

Для класса Птиц характерно наличие двойного дыхания. Дыхательный аппарат состоит из гортани, трахеи, бронхов, легких с воздушными мешками. Во время полета птицы используют для газообмена воздушные мешки, вдыхаемый воздух дважды проходит через легкие – и на вдохе, и на выдохе – это и есть механизм двойного дыхания.

Система размножения у хордовых животных представлена семенниками и семяпроводами у самцов, яичниками и яйцепроводами у женских особей. Хордовые, за исключением личиночнохордовых, раздельнополые.

Источник: animals-world.ru

Цель и задачи зоологии позвоночных. Место зоологии в системе биологических наук. Зоология позвоночных как учебная дисциплина. Связь зоологии с другими учебными дисциплинами.

Зоология(от греч. «зоон» — животное, «логос» — учение) — 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.

Современная зоология — система наук о животных.Среди них мор­фологияи анатомия,изучающие внешнее и внутреннее строение орга­низмов, цитология— их клеточное строение; физиологияизучает дея­тельность клеток, органов, систем органов и целых организмов. Основы эмбриологиирассматривают индивидуальное развитие организмов, сис­тематика— классификацию животных. Важную часть зоологии составля­ет экология,рассматривающая взаимоотношения животных между собой, с другими организмами и со средой обитания. Палеонтологияизу­чает ископаемых животных и их изменения в процессе исторического развития. В школьный курс зоологии включены основы и других наук: ге­нетики,изучающей закономерности наследственности, зоогеографии— распространение животных, этологии— их поведение.

 

 

Цель и задачи зоологии позвоночных. Значение материалов курса для решения общебиологических проблем, для практики народного хозяйства.

Целью учебного курса «Зоология позвоночных» является фор­мирование у студентов комплекса научных знаний по современ­ной зоологии: о морфофункциональной организации животных, приспособлениях их к среде, о закономерностях индивидуального и исторического развития хордовых животных, путях их эволюции, о многообразии позвоночных и их систематике, об их роли в при­роде и хозяйственной деятельности человека.
r /> Его задача — ознакомить с особенностями организации, биоло­гии, происхождением и хозяйственным значением основных групп ти­па хордовых. Хордовые — один из наиболее хорошо изученных типов животных. Поэтому многие общетеоретические проблемы (взаимоотно­шения формы и функции, пути видообразования и направления эволю­ции, географическая изменчивость, динамика популяций и т.п.) решаются в значительной степени на материалах по хордовым (поз­воночным) животным. Хорошая сохранность палеонтологических остат­ков ряда групп позвоночных животных позволяет выявить общий ход эволюции и ее взаимосвязь с менявшимися в геологические эпохи условиями жизни лучше и нагляднее, чем на любой другой группе живых организмов.
На примере одного типа (хордовые) рассматривается морфофункциональная эволюция в связи с особенностями обитания и общими принципами повышения активности, энергетики, характером высшей нервной деятельности и гомеостазирования организмов. Значительное внимание уделено классификации, которая составлена не только с учетом рецентных, но и вымерших форм, что облегчает понимание систематического положения отдельных групп позвоночных и отвечает современным представлениям об их эволюции. Основные проблемы, которые решает современная зоология позвоночных, многообразны: они имеют теоретический и практический интерес.

Одна из основных проблем – выяснение динамики численности вредных и полезных животных, что открывает возможность прогнозирования изменения численности хозяйственно важных видов животных и создает научную основу управления численностью и рациональной эксплуатации промысловых видов, а с другой стороны – борьбы с вредителями сельского хозяйства, хранителями и переносчиками болезней.

 

Основные этапы развития в истории зоологии позвоночных (от Аристотеля до современности). Вклад белорусских ученых А.В. Федюшина, И.Н. Сержанина, М.С. Долбика, М.М. Пикулика, П.Г. Козло и др.) ученых в развитие зоологической науки.

Первая попытка положить основание научной зоологии принадлежит Аристотелю (IV в. до н.э.). Аристотель не ограничивался описанием внешнего вида животных, но стремился изучать их строение, психическую жизнь, историю развития, биологию и Животное царство он подразделял на две больших группы: животных, имеющих кровь и лишенных крови. Он употреблял термины род и вид, но не в современном смысле, а скорее в том неопределенном смысле, в каком мы употребляем слово группа. С Аристотелем прекращаются в древности попытки сколько-нибудь научного изучения животных.

Общий упадок науки в средние века, по духу своему чуждые научному исследованию, отразился и на зоологии. Даже сочинения древних остаются долгое время забытыми и хранятся лишь кое-где в монастырях. Сильный подъем в области зоологии замечается в XVI веке. Великие географические открытия обогатили науку множеством новых фактов и возбудили стремление к самостоятельным исследованиям. Важные открытия по физиологии и анатомии содействуют более глубокому пониманию организма животных.

Гарвей открывает кровообращение. Азелли открывает лимфатические сосуды. Большое значение имеет применение микроскопа, изобретенного в конце XVI в., к изучению строения животных, открывающее целый новый мир. Мальпиги (1628-1694) применил к изучению строения животных ряд новых методов, дал полное описание строения насекомых и исследовал с помощью лупы развитие куриного яйца; он различал уже клеточное строение тела животных. Левенгук (1632-1723) открыл микроскопические организмы. Джон Рэй (1628-1678) установил понятие о виде и тем подготовил почву для обновления систематики животных, которым ознаменовался следующий век.

Громадный шаг вперед делает зоологии в XVIII в.

В конце XVII и начале XVIII вв. совершается ряд путешествий с научной целью в различные страны, которыеЗаслуга приведения в систему зоологического материала принадлежит Карлу Линнею (Linn e, 1707-78). доставляют обильный зоологический материал.

Самым важным явлением в области зоологии в начале XIX в. являются труды Кювье (1769-1832); наиболее крупные заслуги его относятся к области сравнительной анатомии Выдающимся явлением в периоде после 1859 г. является развитие эмбриологии животных. Едва затронутая до этого времени эмбриология беспозвоночных сильно подвинулась трудами ряда исследователей, среди которых выдающееся место занимают и русские ученые: А. О. Ковалевский и И. И. Мечников.

Геккель и ряд других зоологов устанавливают единство развития всех многоклеточных животных.

Белорусские ученые

А.В. Федюшин – изучал орнитофауну Беларуси. Большое внимание ученый уделял изучению и pазвитию охотничьего хозяйства pеспублики. Пpовел анкетиpование всех лесничеств с целью сбоpа инфоpмации об охотфауне, оpганизует в pеспублике 7 фаунистических экспедиций. Теме охраны природы он посвятил статьи в кpаеведческой и охотничьей литеpатуpе.

М.М. Пикулик — ученый в области зоологии и охраны природы, член-корреспондент НАН Беларуси, доктор биологических наук, директор Института зоологии НАН Беларуси.

Под руководством М.М. Пикулика и при его непосредственном участии впервые проведено системное и глубокое изучение герпетофауны Беларуси. Особое внимание М.М. Пикулик уделяет современным прогрессивным зоологическим и экологическим исследованиям. Важное место в научно-организационной деятельности М.М. Пикулика с 1986 г. занимает разработка проблем, связанных с оценкой последствий аварии на Чернобыльской АЭС для животного мира.

4. Тип Хордовые –Сhordata. Общая характеристика типа. Положение Хордовых в система животного мира. Специфические черты организации.

Тип Хордовые объединяет животных разнообразных по внешнему виду, образу жизни и условиям обитания. Географически хордовые распространены по всему земному шару. Общее число видов современных хордовых равно примерно 40 тыс.

Все хордовые обладают рядом общих черт строения и развития:

ü Имеется осевой скелет, первоначально возникающий в виде спинной струны, или хорды. Хорда представляет собой упругий нечленистый тяж, эмбрионально развивающийся путем отшнуровывания его от спинной стенки зародышевой кишки. Хорда имеет энтодермальное происхождение. Пожизненно она сохраняется только у низших хордовых (за исключением асцидий и сальп).У высших хордовых она в той или иной мере редуцируется в связи с развитием позвоночного столба.

ü Над осевым скелетом располагается центральная нервная система, представленная полой трубкой. Полость нервной трубки носит название невроцеля. Почти у всех хордовых передний отдел нервной трубки разрастается и образует головной мозг. Нервная трубка имеет эктодермальное происхождение.

ü Передний отдел пищеварительной трубки сообщается с наружной средой двумя рядами отверстий – жаберные щели. Пожизненно они сохраняются только у водных низших хордовых. У всех остальных они появляются как эмбриональное образование.

Наряду с основными особенностями можно выделить следующие характерные черты организации хордовых:

ü Имеют вторичный рот. Он образуется путем прорыва стенки гаструлы на конце, противоположном гастропору.

ü Полость тела вторичная (целом).

ü Метамерное расположение многих органов. У высших хордовых метамерия выражена слабо в связи с усложнением строения.

ü Двусторонняя симметрия тела.

Классификация типа Хордовые.

Существование типа Chordata было обосновано известным русским зоологом А. О. Ковалевским, который, изучая развитие (онтогенез) оболочников (Tunicata) и бесчерепных (Acrania), установил принци­пиальное сходство их организации с позвоночными животными. На­звание типа хордовые предложено Бэллом в 1878 г.

(+ вымершие группы).

 

Тип Хордовые — Chordata

Подтип 1. Бесчерепные — Acrania

Класс Головохордовые — Cephalochordata

Подтип 2. Оболочники (лнчиночнохордовые) — Tunicata sen Urochordata

Класс Асцидии — Ascidiae

Класс Сальпы — Salpae

Класс Аппендикулярии — Appendiculariae

Раздел Бесчелюстные — Agnatha

+ Класс Птераспидоморфы — Pteraspidomorphi

+ Класс Цефаласпидоморфы — Cephalaspidomorphi

Класс Круглоротые — Cyclostomata

Раздел Челюстноротые — Gnathostomata Первичноводные — Anamnia

Надкласс Рыбы — Pisces

+ Класс Панцирные рыбы — Placodermi

+ Класс Челюстножаберные — Aphetohyoidi (Acanthodii)

Класс Хрящевые рыбы — Chondrichthyes

Класс Костные рыбы — Osteiclithyes

Надкласс Четвероногие — Tetrapoda (Quadrupeda)

Класс Земноводные, или амфибии, — Amphibia Первичноназемные — Amniota

Класс Пресмыкающиеся, или рептилии, — Reptilia

Класс Птицы — Aves

Класс Млекопитающиеся — Mammalia (Theria)

6. Бесчерепные –Acrrania – самая примитивная группа ходовых животных. Класс Головохордовые –Chephalochordata. Особенности организации на примере ланцетника.

Бесчерепные – немногочисленная группа наиболее примитивных, исключительно морских хордовых животных. Все основные признаки типа сохраняются у них пожизненно. Нервная трубка бесчерепных недифференцирована на спинной и головной мозг, органы чувств почти не развиты. Черепной коробки нет. Кровеносная система замкнутая, сердце отсутствует. Скелет представлен хордой и соединительнотканной оболочкой. Питаются Бесчерепные пассивно, пищей являются мелкие животные и растительные организмы, взвешенные в воде.

Головохордовые–Chephalochordata.

Внешний вид. Ланцетник – мелкое полупрозрачное животное длинной 5-8см. . Тело сжато с боков. Имеется ланцетовидны й хвостовой плавник ,который является продолжением спинного плавника.

Кожные покровы состоят из двух слоев: эпидермиса и кутиса. Эпидермис однослойный и прикрыт кутикулой.

Мускулатура мало дифференцирована и обеспечивает несложные движения. Большая часть находится на спинной стороне тела, где мышечный слой состоит из двух продольных долей, разделенных на миомеры (сегменты). Миомеры отграничены друг от друга миосептами.

Скелет представлен хордой, вокруг которой располагается соединительнотканный слой. Опорой для плавников служат стержни плотной ,студенистой ткани.

Нервная система. ЦНС представлена продольной трубкой, внутренняя полость которой называется невроцель. На переднем конце трубки полость невроцеля расширяется. На передневерхней части головного отдела имеется углубление – обонятельная ямка. По краям невроцеля располагаются глазки Гессе (светочувствительные образования).

Питание и дыхание в значительной мере пассивны. Питаются зоо- и фитопланктоном, которые попадают в рот с током воды, возникши при движении окружающих ротовую воронку усиков и мерцательного эпителия. Глотка прободена жаберными щелями, которые открываются в атриальную полость, которая сообщается с окружающей средой отверстием, которое носит название атриопор.. На брюшной стороне глотки тянется желобок – эндостиль (его железистые клетки выделяют слизь, которая обволакивает пищевые частицы). Кишка прямая и не подразделяется на отделы.

Кровеносная система примитивна и представлена рядом сосудов. Сердце отсутствует. Под глоткой проходит брюшная аорта, от которой отходят жаберные артерии. На спинной стороне тела уже окисленная кровь поступает в парные наджаберные сосуды, которые на уроне глотки сливаются в спинную аорту. Спинная аорта распадается на ветви, которые несут кровь к внутренним органам. Далее кровь собирается в передние и задние кардинальные вены, где они образуют кувьеровы протоки и переходят в венозный синус, откуда берет начало брюшная аорта.

Выделительная система представлена многочисленными нефридиями, располагающимися в области глотки. Один конец нефридиальной трубки открывается в атриальную полость, другой – сообщается с полотью тела через ряд отверстий – нефромостомы с соленоциами.

Размножение и развитие ланцетника было изучено А.О. Ковалевским. Ланцетники – раздельнополые животные. Семенники и яичники расположены в жаберной отделе целома. Созревшие половые продукты попадают в атриальную полость, затем – наружу. Оплодотворение наружное. Личинка имеет размер 3 см, ее тело покрыто ресничками. Личиночная стадия длится около 3 месяцев. Затем личинка опускается на дно, формируется околоротовая воронка, образуются зачатки половых желез.

Источник: megaobuchalka.ru