Естественная и искусственная систематика организмов

Систематика, или таксономия, - наука о классификации организмов. Зоологическая классификация представляет собой распределение животных по соподчиненным группам на основании изучения их сходства и различий и выявления родственных отношений. Основная цель систематики состоит в построении системы животных, которая давала бы максимальное количество информации о любой группе животных и имела бы большую прогностическую ценность. Два периода развития Таксономии:

1)линеевская: ввел бинарную номенклатуру вида, и объединял по схожим признакам виды в роды, от чего у него ель и одуван были в одном роду.

2) Дарвин по родственности, из-за теории эволюции, ввел термин изменчивости.

В настоящее время различают филогенетическую и искусственную систематики.

Филогенетическая систематика строится на основании выяснения генетических взаимоотношений родственных групп во времени и пространстве. Всех животных можно расположить в систематическую иерархию, состоящую из таксонов, ранг которых постепенно повышается. Филогения и систематика рассматриваются в неразрывной связи как две стороны единого процесса познания фактической истории органического мира; причем если филогения изучает родственные связи и выясняет общность отдельных таксонов, то систематика стремится разделить выделенные филогенетические ветви на отдельные соподчиненные таксоны. Поэтому нельзя отождествлять филогению и систематику.

Искусственные систематики отличаются от филогенетической тем, что организмы группируются по внешним сходным признакам. К искусственной систематике по необходимости прибегают тогда, когда классифицируются отдельные части организмов, они получают видовые и родовые названия и даже иногда объединяются в более высокие таксоны.

Вот так выглядит очень упрощенная схема соподчинения систематических единиц, используемых для естественной классификации: ИМПЕРИЯ ПОДИМПЕРИЯ ЦАРСТВО ПОДЦАРСТВО ТИП КЛАСС ОТРЯД СЕМЕЙСТВО РОД ВИД

15) Сведения из экологии: биотические взаимоотношения между организмами

Среди огромного разнообразия взаимосвязей живых существ выделяют основные типы отношений, имеющие много общего у организмов разных систематических групп.

Симбиоз. Форма взаимоотношения, из которых оба партнера или хотя бы один извлекают пользу. Например: птицы и крокодилы.

Нейтрализм. Тип биотической связи, при которой совместно обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга. При нейтрализме особи разных видов не связаны друг с другом непосредственно. Например: белки и лось в одном лесу не контактируют друг с другом.

Комменсализм. Форма симбиоза, при которой один из сожительствующих видов получает какую-либо пользу, не принося другому виду ни вреда, ни пользы. Например: моллюск и кит.

Хищничество. При котором представитель одного вида питаются представителями другого вида. Хищничество широко распространено в природе как среди животных, так и среди растений. Например: волк и заяц.

Паразитизм. Частный случай хищничества. Например: человек и глист.

16) Классификация морских обстановок: океанографический профиль.

- Супралитораль – орошаемая во время волно-прибойной деятельности зона. Обычно не далее 3-5 метров от береговой линии.

- Литораль – приливно-отливная зона, характеризующаяся специфическими условиями обитания организмов.

- Сублитораль – зона континентального шельфа (0-200 м). Делится на фотозону: 0 – 50-80 м. зону сумеречного освещения 50-80 – 180-200 м. Афотозона – глубже 200 м.

До глубин 20 метров ощущается интенсивная гидродинамика, вызванная ветровой деятельностью.

На литорали выделяют глубокие каньоны, в которых возникли специфические условия для жизни организмов, сходные с глубоководными, поэтому такие зоны называются псевдоабиссальными.

- Батиаль – зона континетального склона – характеризуется большими углами наклона, бентос редок или очень своеобразен.

- Абиссаль – зона глубоководных океанических котловин, повышенные давления и постоянно низкие температуры, повышенная соленость за счет низкой гидродинамической активности и постоянного привноса солей из горячих подводных источников.

17) Сведения из экологии: биотические и абиотические факторы среды: общая характеристика.

Абиотические факторы:

Это компоненты и явления не биологической природы, прямо или косвенно влияющие на жизнь или развитие живых организмов.

Большая тройка абиотических факторов:

- в воде: температура, соленость, освещенность

- на суше: температура, влажность, состав атмосферы.

Биотические факторы:

Беклемешев разделил биотические факторы на 4 группы:

топические — по изменению среды (разрывание почвы)

трофические — пищевые отношения (продуценты, консументы, редуценты)

фабрические — по жилищу (паразитические черви используют организм как среду обитания)

форические — по переносу (рак отшельник переносит актинию).

18) Сведения из теории эволюции: необратимость эволюционного процесса

Принцип необратимости эволюции сформулировал Дарвин: "Вид, раз исчезнувший, никогда не может появиться вновь, если бы даже снова повторились совершенно тождественные условия жизни".

Если орган подвергся редукции и исчез, то вновь он никогда не появляется. Взамен утраченного органа может появиться его заместитель, выполняющий аналогичную функцию, однако это будет совсем другой орган, по происхождению ничего общего не имеющий с исчезнувшим.

Повторяемость условий вызывает конвергентное сходство у организмов. Так, форма тела современных дельфинов напоминает форму тела мезозойских ихтиозавров.

Переход некоторых наземных позвоночных, например дельфинов, в водную среду сопровождался лишь конвергентным изменением конечностей, а не принципиальной их перестройкой по возвратному пути к рыбам. Конвергенция затрагивает только изменение внешнего строения органов. Внутреннее строение ласт у дельфина или кита сохраняет основные признаки пятипалой конечности, свойственные млекопитающим.

Ч. Дарвин и его последователи доказали, что при повторении условий могут повторяться некоторые признаки, но сами виды отличаются друг от друга не отдельными признаками, а сложным комплексом признаков. Повторение всего комплекса признаков статистически невероятно. Генофонд популяций постоянно обновляется в результате мутаций и поэтому никогда не копирует генофонда предыдущих поколений. Генетически обновленная популяция вступает в другие отношения с окружающей средой, и результаты естественного отбора будут иными. Закон необратимости эволюции отражает неповторяемость эволюционного процесса, сущность которого не в повторении, а в образовании нового качества.

19) Сведения из теории эволюции: причины вымирания организмов.

Вымирание — явление в биологии и экологии, заключающееся в исчезновении (смерти) всех представителей определённого биологического вида или таксона. Вымирание может иметь естественные или антропогенные причины. При особо частых случаях вымирания биологических видов за короткий промежуток времени обычно говорят о массовом вымирании.

Крупнейшие вымирания в истории Земли

440 млн лет назад — Ордовикско-силурское вымирание (англ.) — исчезло более 60 % морских беспозвоночных;

364 млн лет назад — Девонское вымирание — численность морских организмов сократилась на 50 %;

251,4 млн лет назад — «Великое» пермское вымирание, самое массовое вымирание из всех, приведшее к исчезновению более 95 % всех живых существ;

199,6 млн лет назад — Триасовое вымирание — в результате которого вымерла, по меньшей мере, половина известных сейчас видов, живших на Земле в то время;

65,5 млн лет назад — Мел-палеогеновое вымирание — последнее массовое вымирание, уничтожившее шестую часть всех видов, в том числе и динозавров.

Причины вымирания

Виды вымирают, когда их рождаемость на протяжении периода не способна компенсировать их смертность. Причины вымирания:

- численность популяции (у животных, размножающихся только в группах, например странствующий голубь)

- генетическое разнообразие

- продолжительность жизни (смерть перед достижением половой зрелости)

- хищники

- конкуренция с другими видами животных на одном и том же жизненном пространстве

- нападения паразитов (новые болезни)

- катастрофы

- изменения окружающей среды

20)Сведения из теории эволюции: конвергенция и параллелизм.

Дарвин считал, что развитие организмов идет дивергентно: появление различий в строении организмов приводит к приспособлению к местным географическим и экологическим условиям, к возникновению географических изоляторов, местных географических или экологических форм. Дивергенция форм лежит в основе всего эволюционного процесса. Она обусловлена борьбой за существование, естественным отбором и мутационным процессом. Дивергенция любой группы животных приводит к специализации ее отдельных представителей. Сходство форм объясняется общностью происхождения, а различия- приспособлением к разным условиям обитания. Позднее был предложен новый термин «адаптивной радации», сущность которого заключается в том, что наибольшая сумма жизни достигается при наибольшем разнообразии, и что при дивергенции снижается давление внутривидовых и межвидовых противоречий и повышается коэффициент выживаемости. Конвергенция означает приобретение сходных признаков неродственными организмами в результате приспособления к сходным условиям существования. Сходство объясняется приспособлением к сходным условиям, а различия-отсутствием близкого родства. Это сходство затрагивает только внешнюю форму тела или отдельных органов, но не затрагивает основной организации.

Параллелизм-независимое приобретение родственными организмами сходных признаков; в этом случае сходство объясняется частью общим происхождением, частью приспособлением к сходным условиям существования. Параллельность в развитии объясняется близким родством двух групп, обладающих сходной наследственной основой, сходными нормами реакций и сходными взаимоотношениями со средой.

21) Сведения из теории эволюции: соотношение между онтогенезом и филогенезом.

В процессе индивидуального развития, или отногенеза, организм выступает как единое целое. Онтогенез начинается после оплодотворения с дробления яйца, которое идет под контролем геномных корреляций, обуславливающих последовательную дифференциацию частей тела и установление между ними на каждой стадии развития новых соотношений. Внутри развивающегося организма существует сложнейшая система связей, объединяющая в одно целое элементы наследственной субстанции и внутриклеточные биохимические процессы. За геномными корреляциями вступают в действие морфогенетические корреляции, которые определяют последовательность развития отдельных структур тела. После завершения морфогенеза вступают в действие эргонтические, или рабочие, корреляции, которые обуславливают окончательное формирование органов и отдельных частей организма.

Филогенез, или филогенетическое развитие, представляет собой историческое развитие данного животного или данного вида, рода, семейства, отряда. Наиболее полную и всестороннюю теорию о взаимосвязи между индивидуальным и историческим развитием разработал Дарвин.

Он установил, что изменения у потомков возникают на тех же возрастных стадиях, на которых они наблюдались у предков, что зародыши разных видов одного и того же класса весьма сходны, но достигнув взрослого состояния, резко отличаются. В процессе развития любой группы происходит перестройка отногенезов, поэтому филогенез следует рассматривать как исторический ряд известных отногенезов. Эволюция отногенезов составляется из разных процессов: приспособлений зародыша или личинки к окружающей среде, перестройки самого онтогенеза, усовершенствования факторов индивидуального развития и ряда филэмбриогенезов.

22) Сведения из экологии: автотрофные и гетеротрофные организмы.

Автотрофы- организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических. Организмы, для которых источником энергии служит солнечный свет, называют фототрофами. Такой тип питания носит название фотосинтеза. К фотосинтезу способны зеленые растения и многоклеточные водоросли, а также цианобактерии и многие другие группы бактерий благодаря содержащемуся в их клетках пигменты-хлорофилу. Остальные организмы в качестве внешнего источника энергии используют энергию химических связей пищи или восстановленных неорганических соединений- таких как сероводород, метан, сера, двухвалентное железо и др. такие организмы называются хемотрофами.

Гетеротрофы-организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических путем фотосинтеза или хемосинтеза. Для синтеза необходимых для своей жизнедеятельности органических веществ им требуются экзогенные органические вещества, то есть произведенные другими организмами.. В сообществах гетеротрофы — это консументы различных порядков и редуценты. Гетеротрофами являются почти все животные и некоторые растения. По способу получения пищи делятся на две противопоставляемых группы: голозойных (животные) и голофитных или осмотрофных (бактерии, многие протисты, грибы, растения). Граница между автотрофами и гетеротрофами достаточно условна, так как существует множество видов, обладающих переходной формой питания — миксотрофией, либо использующие наиболее удобный в данных условиях тип питания.

Часть 2!!!

1) Коралловые полипы. Октокораллы: особенности строения, размножения, история развития и экология.

Коралловые полипы (лат. Anthozoa) — класс морских беспозвоночных из типа стрекающих (Cnidaria).

Колониальные и одиночные донные организмы. Многие виды коралловых полипов обладают известковым скелетом и участвуют в рифообразовании. Наряду с аквариумными рыбками и растениями коралловых полипов содержат в аквариумах. Скелеты некоторых видов (коралл) используют в ювелирном деле.

Описание

Коралловые полипы обитают в тёплых тропических морях, где температура воды не ниже 20 °C, и на глубинах не более 20 метров, в условиях обильного планктона, которым они питаются. Обычно днём полипы сжимаются, а ночью вытягиваются и расправляют щупальца, с помощью которых ловят различных мелких животных. Крупные одиночные полипы — актинии (Actinia) — способны ловить и сравнительно крупных животных: рыбу, креветок.

Имеются мускульные клетки, образующие продольные и поперечные мышцы. Имеется нервная система, образующая густое сплетение на ротовом диске.

Кораллами обычно называют только скелет колонии, оставшийся после гибели множества мелких полипов. Многие коралловые полипы являются рифообразователями. Скелет может быть наружным, образованным эктодермой, или внутренним, формирующимся в мезоглее. Как правило, полипы занимают на коралле чашевидные углубления, заметные на его поверхности. Форма этих полипов столбчатая, в большинстве случаев с диском на вершине, от которого отходят венчики щупалец.

Полипы неподвижно закреплены на общем для всей колонии скелете и связаны между собой покрывающей его живой мембраной, а иногда и пронизывающими известняк трубками.

Число участвующих в его образовании полипов также постоянно увеличивается путем их бесполого размножения (почкования). У многих восьмилучевых полипов скелет развит слабо и его заменяет гидроскелет, обеспечиваемый наполняемостью гастральной полости водой.

Кораллы размножаются и половым путем, образуя крошечные свободноплавающие личинки, которые в конечном итоге оседают на дно и дают начало новым колониям. Полипы, как правило, раздельнополые.

У многих коралловых полипов развитие протекает без метаморфоза и личинка не образуется.

Строение восьмилучевого коралла (Octocorallia).

Восьмилучевики образуют рифовые формы, полипняк состоит из кораллитов и жесткого каркаса поддержки.

Септальный аппарат плохо развит. Начало колонии кладет отдельная особь, прикрепившаяся к какому либо предмету на морском дне.

От места прикрепления начинают отходить пальцевидные полые выросты, распространяющиеся по поверхности предмета, соединяясь между собой образуют сеть, на выростах образуются новые полипы.

Кораллы индикаторы условий(теплые моря с нормальной и постоянной соленостью, много света, в зоне прибоя, богатой кислородом)

Геологическая история: видимо, они появились в венде, где найдены отпечатки колониальных организмов, несколько напоминающие морские перья. Спикулоподобные элементы, сходные со спикулами современных октокораллов, встречены в отложениях ордовика и силура. А достоверные остатки известны с мела и по ныне, т.е. возраст: венд?, кембрий-ныне.

2) Табуляты: общая характеристика, морфология, размножение и значение для стратиграфии.

- Колониальные кораллиты.

- Кустистые: стелющиеся, лежачие и массивные, цепочечные колонии.

- Септы или отсутствуют или развиты слабо, или их число непостоянное.

-Тело кораллита состоит не из спикул как у восьмилучевых, а имеет сплошное слоистое строение.

-Также в отличие от октакораллов могут размножаться почкованием.

- Могут иметь соединительные образования в виде пор, трубок.

Породообразующая роль.

Активные рифообразователи палеозоя. Так как эволюционировали, достаточно быстро используются для установления относительного возраста пород, исполняя корректирующую функцию с мшанками, брахиоподами, трилобитами и другими обитателями палеозойских морей.

Кораллы индикаторы условий(теплые моря с нормальной и постоянной соленостью, много света, в зоне прибоя, богатой кислородом.)

Вели неподвижный донный образ жизни, обитали в нормально-морских бассейнах и участвовали в палеозойском рифостроении.

3) гексакораллы: общая характеристика. Склерактинии: строение, система, история развития и экология. Значение для геологии.

- Имеются как колониальные (Acropora) так и одиночные (Fungia) формы существования кораллов.

- Если колониальные, то кораллиты скорее всего кустистые, вертикально стоящие.

- Внешний вид кораллита: цилиндрический с круглым или эллиптическим сечением.

Или призматический с многоугольным сечением.

- Септы обычно пластинчатые, заложены закономерно циклически в шести секторах.

- Днища слаборазвиты обычно горизонтальные.

Породообразующая роль:

Вероятнее всего гексакораллы произошли или от ругоз, вымерших в конце палеозоя или от других кораллов, лишенных твердого известкового скелета, не сохранившихся в ископаемом состоянии.

Но так или иначе гексакораллы получили большое распространение в мезозое (известны с триаса по н.в.). являются активными рифостроителями.

Геологическое распространение.

На протяжении мелового периода и всего кайнозоя граница распространения рифов гекса- и октакораллов смещалась на юг в северном полушарии и на север в южном.

Это было связано по видимому с происходившим понижением средней температуры в сублиторальной части моря.

Общая характеристика. К подклассу Hexacoralla относятся одиночные и колониальные организмы, особенно широко распространенные в современных тропических и субтропических морях. Это преимущественно стеногалинные формы, хотя некоторые из них, например актинии, встречаются и в бассейнах пониженной солёности. Большинство гексакораллов обладает известковым (кальцитовым или арагонитовым) скелетом, но встречаются и бесскелетные формы.

Отряд Scleractinia (греч. scleros — твердый, жёсткий; aktis, род. п. actinos —луч). Одиночные и колониальные современные и ископаемые кораллы. Форма одиночных кораллов дисковидная, коническая, грибообразная,цилиндрическая, червеобразная, с поперечником до 30 см. Колонии гексакораллов состоят из одинаковых полипов. Форма колоний массивная, массивно-ветвистая или кустистая, высота колоний до 1 м, диаметр до 3 м. Поперечное сечение кораллитов в колониях круглое, меандрическое или многоугольное. Внутренняя полость кораллитов заполнена септами, днищеподобными, пузыревидными образованиями, а также осевыми структурами. Септы у большинства гексакораллов пластинчатые, реже игольчатые и шиловидные.

Образ жизни. Современные рифостроящие шестилучевые кораллы обитаютв мелководье тепловодных бассейнов на глубинах не свыше 90 м. Кроме того, в современных морях известны также глубоководные коралловые банки («луга») вплоть до глубин почти 1500 м. Одиночные склерактинии жи-вут гораздо глубже — до 6328 м, но особенно разнообразны и многочисленны шестилучевые кораллы в верхней сублиторали тропических и субтропических акваторий.

Породообразующая роль. Склерактиний образуют коралловые известняки,они являются рифостроящими кораллами мезокайнозоя и современныхморских бассейнов.

Геологическая история склерактиний начинается со среднего триаса, когда появляются одиночные и колониальные кораллы, обладающие циклическим заложением септ, образующих несколько порядков. Дальнейшая эволюция шла по пути усложнения строения кораллитов и колоний. Начиная со среднего триаса колониальные склерактиний участвуют в рифостроении, сначала малых тел — биогермов, а затем и крупных тел — настоящих рифов, особенно в поздней юре, раннем мелу, позднем палеогене и в настоящее время. Бесскелетные актинии в ископаемом состоянии не сохраняются, если не считать концентрически-морщинистые отпечатки, известные с венда и кембрия, воспринимаемые некоторыми как основания полипов.

Геологическое значение. Склерактиний имеют значение для биостратиграфии мезозоя, особенно юры и мела, а также для палеогеографических и палеоэкологических реконструкций

Триас-ныне.

4) археоциаты: положение в системе царства животных, морфология и геологическое распространение.

Выделяют в отдельный тип, хотя некоторыми учеными определялись как кораллы или как губки. Состоят из.

- 1 или 2 стенки, внутренняя стенка может иметь более сложное строение.

- Пространство между наружной и внутренней стенками называется интерваллюм, который может быть заполнен вертикальными элементами: тениями или септами.

- Горизонтальные элементы интерваллюма – днища могут быть плостыми или гребенчатыми.

- Стерженьки (прочие элементы) также могут быть ориентированы как и септы радиально или как тении различно.

- Размер интерваллюма по отношению к размеру главной полости может быть или широкий или

узкий или почти равный главной полости.

- В центральной полости скелетные образования могут отсутствовать совсем или могут быть скелетные образования в виде различных пузырьков, трубок и стерженьков.

Известны в нижнем и среднем кембрии, хотя некоторые дожили до начала силура. Наибольшего распространения достигли в нижнем кембрии. Параллельно с трилобитами и брахиоподами применяются для стратиграфических целей.

Широкое распространение археоциат в отложениях нижнего кембрия различных, иногда достаточно удаленных районов определило большое значение этой группы как для расчленения разрезов, так и для их сопоставления между собой. Кроме того, пространственное прослеживание археоциатовых органогенных построек дает возможность (с известной долей условности) намечать положение береговой линии и выделять климатические пояса.