Зоология как наука. Этапы развития зоологии, ее разделы и главные задачи

РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЗООЛОГИЧЕСКОЙ НАУКИ.

ПОДЦАРСТВО ОДНОКЛЕТОЧНЫЕ

Зоология - наука, которая изучает: многообразие животных (систематика), строение и жизнедеятельность (морфология и физиология), взаимосвязь животных с живой и неживой природой (экология) и т.д.

Общее число известных видов составляет свыше 2 млн. Современный животный мир - это результат длительной эволюции животных, существовавших в предыдущие эпохи жизни Земли.

Объекты зоологии и науки их изучающие

Зоологические науки изучают следующие объекты:

протозоология (Простейшие животные);

малакология (Моллюски);

карцинология (Ракообразные);

арахнология (Паукообразные);

акарология (Клещи);

энтомология (Насекомые);

ихтиология (Рыбы);

герпетология (Земноводные и Пресмыкающиеся);

орнитология (Птицы);

маммология (Млекопитающие животные).

Краткая история зоологии

Научная зоология берет начало от ученого и мыслителя Древней Греции Аристотеля (384–322 гг. до н. э.), который опубликовал следующие труды: «История животных», «Возникновение животных», «О частях животных».

В Древнем Риме Гай Плиний Старший (23–79 гг. до н. э.) написал труд «Естественная история». В Средние века очень мало занимались зоологией.

Только в 15 веке, в эпоху Возрождения, развивается естествознание, и зоология в частности. Происходит накопление сведений о многообразии животных, их строении, образе жизни.

После изобретения микроскопа Антони Ван Левенгук положил начало изучению микромира.

В конце 17 и первой половине 18 века закладываются основы системы животного мира.

Значение животных в природе и жизни человека

Роль животных в природе и жизни человека:

– функции потребителей органического вещества, созданных растениями;

– могут участвовать в распространении растений, грибов, бактерий;

– многие представители являются источниками пищи, сырья, медикаментов;

– некоторые представители являются возбудителями заболеваний;

– имеют научное значение как объекты исследований;

– некоторые животные имеют эстетическое значение.

Сравнение животных и растительных организмов

Основные различия между растениями и животными указаны в таблице 1

Таблица 1

Различия растений и животных на различных уровнях организации

Сходства растительных и животных организмов

– клеточное строение;

– наличие ядра в клетке (эукариотные организмы);

– внутреннее строение клетки (митохондрии, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, рибосомы, лизосомы и др.);

– сходные процессы обмена веществ и энергии (дыхание, питание, выделение);

– рост и способы размножения;

– передача и реализация наследственной информации;

– единый универсальный генетический код

Сходство между растениями и животными доказывает родство и единство происхождения, различия - дивергентный (расходящийся) путь развития органического мира.

Основные экологические понятия

Среда обитания и условия существования организмов

Среда обитания - совокупность абиотических и биотических условий, непосредственно окружающих живые организмы и оказывающих прямое или косвенное влияние на их состояние, рост, развитие, размножение, выживаемость и т. п.

От понятия «среда обитания » следует отличать понятие «условия существования ». Это совокупность необходимых факторов среды, без которых живые организмы не могут существовать (свет, тепло, влага, воздух, почва). Существуют факторы среды, которые оказывают существенное влияние на организмы, но не являются для них жизненно необходимыми (например, ветер, естественное и искусственное ионизирующее излучение, атмосферное электричество и др.).

Экологические факторы

Этоэлементы окружающей среды, которые оказывают прямое или косвенное воздействие на живые организмы и их сообщества.

По происхождению и характеру действия экологические факторы подразделяются на:

- абиотические (элементы неорганической, или неживой, природы);

- биотические (формы воздействия живых существ друг на друга);

- антропогенные (все формы деятельности человека, оказывающие влияние на живую природу).

Экологические факторы действуют на организмы по-разному. Они могут выступать как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических функций; как ограничители, обусловливающие невозможность существования тех или иных организмов в данных условиях; как модификаторы, определяющие морфологические и анатомические изменения организмов.

Влияние абиотических факторов на организм животных

Абиотические факторы:

– физические, или климатические (свет, температура воздуха и воды, влажность воздуха и почвы, ветер),

– эдафические, или почвенно-грунтовые (механический состав почв, их химические и физические свойства),

– топографические, или орографические (особенности рельефа местности),

– химические (соленость воды, газовый состав воды и воздуха, рН почвы и воды и др.).

Влияние воды на организм животных

Вода является основной средой в клетке, где осуществляются процессы метаболизма, служит важнейшим исходным, промежуточным или конечным продуктом биохимических реакций. Поэтому вся эволюция наземных организмов шла в направлении приспособления к активному добыванию и экономному использованию влаги. Для многих видов животных вода является непосредственной средой их обитания.

Поддержание осмотического давления в теле животных с помощью механизмов водно-солевого обмена

– удаление поступающей в организм воды с помощью пульсирующих вакуолей или органов выделения.

Пресноводные рыбы избыток воды удаляют с помощью выделительной системы, а соли поглощают через жаберные лепестки. Морские рыбы приспособлены к поглощению морской воды, а излишки солей, поступающих с водой выводят из организма через жаберные лепестки.

Фильтрация

Процеживание взвешенных в воде частиц органического происхождения и многочисленных мелких организмов (Пластинчатожаберные моллюски, Иглокожие, Асцидии, Планктонные рачки и др.). Животные - фильтраторы выполняют важную роль в биологической очистке водоемов.

Способы ориентации животных в водной среде

Ориентация на звук развита у гидробионтов в целом лучше, чем зрительная. Ряд видов улавливает даже колебания очень низкой частоты (инфразвуки). Многие обитатели водоемов – Млекопитающие, Рыбы, Моллюски, Ракообразные сами издают звуки при помощи различных частей тела. Звуковая сигнализация служит чаще всего для внутривидовых взаимоотношений, например для ориентации в стае, привлечения особей другого пола и т. п., и особенно развита у обитателей мутных вод и больших глубин, живущих в темноте.

Ряд гидробионтов отыскивает пищу и ориентируется при помощи эхолокации – восприятия отраженных звуковых волн (Китообразные ).

Многие воспринимают отраженные электрические импульсы, производя при плавании разряды разной частоты для обнаружения беспозвоночных (рыба Водяной слон ), для защиты и нападения (Электрический скат, Электрический угорь и др.).

Для ориентации в глубине служит восприятие некоторыми животными гидростатического давления.

Наиболее древний способ ориентации, свойственный всем водным животным – восприятие химизма среды. Хеморецепторы многих гидробионтов обладают высокой чувствительностью. Многие рыбы, совершая миграции на нерест, ориентируются в основном по запахам. Тонкость обоняния чрезвычайно велика у рыб, совершающих особенно далекие миграции.

Адаптации животных к водному режиму

Способы регуляции водного баланса у животных можно разделить на поведенческие, морфологические и физиологические.

К числу поведенческих приспособлений относятся поиски водоемов, выбор мест обитания, рытье нор и т. д. В норах влажность воздуха приближается к 100%, что снижает испарение через покровы, экономит влагу в организме.

К морфологическим способам поддержания нормального водного баланса относятся образования, способствующие задержанию воды в теле; это раковины наземных моллюсков, отсутствие кожных желез и ороговение покровов пресмыкающихся, хитинизированная кутикула насекомых и др.

Физиологические приспособления регуляции водного обмена делятся на три группы:

– способность к образованию метаболической воды и использование влаги, поступающей с пищей (многие Насекомые, мелкие пустынные Грызуны );

– способность к экономии влаги в пищеварительном тракте за счет всасывания воды стенками кишечника, а также образования высококонцентрированной мочи (Овцы, Тушканчики );

– развитие выносливости к обезвоживанию организма благодаря особенностям систем организма, эффективной терморегуляции потоотделением и отдачей воды со слизистых оболочек ротовой полости (Верблюды, Овцы, Собаки ).

Приспособления животных к жизни в пересыхающих водоемах

Общими особенностями обитателей пересыхающих водоемов являются способности давать за короткие сроки многочисленное потомство и переносить длительные периоды без воды.

– гипобиоз - состояние пониженной жизнедеятельности (Планарии, Малощетинковые черви, Моллюски, некоторые Рыбы – Вьюн, Африканский протоптерус)

– образование цист(Солнечники, Инфузории, Корненожки, Турбеллярии)

– переживание неблагоприятного периода в стадии яиц

– полное обезвоживание (Коловратки, Тихоходки, Нематоды и др.).

Экологические группы животных по отношению к влаге:

а) животные морской толщи (Простейшие, Морские кишечнополостные, Полихеты, рыбы, Киты, Дельфины );

б) животные прибрежных морских зон (Тюлени, Моржи, Морские слоны );

в) животные прибрежных пресных водоёмов (Амфибии, Полихеты и др.);

Экологические группы гидробионтов

а) Нектонные организмы – это совокупность активно передвигающихся животных, не имеющих непосредственной связи с дном. Они имеют обтекаемую форму тела и хорошо развитые органы движения (Рыбы, Кальмары, Киты, Ластоногие) . К нектону в пресных водах кроме рыб относятся земноводные и активно перемещающиеся насекомые.

б) Планктонные организмы – это совокупность организмов, которые не обладают способностью к быстрым активным передвижениям. Это зоопланктон который не может противостоять течениям.

в) Плейстонные организмы – организмы, которые пассивно плавают на поверхности воды или ведут полупогруженный образ жизни. Они используют пленку поверхностного натяжения как опору или образуют воздушные полости (Сифонофоры, некоторые Моллюски и др. ).

г) Бентосные организмы – это совокупность организмов, обитающих на дне водоемов. Подразделяется на зообентос и фитобентос. Представлен прикрепленными, или медленно передвигающимися, или роющими в грунте животными (Фораминифоры, Губки, Кишечнополостные, Черви, Моллюски, Асцидии, Рыбы и др ).

д) Нейстонные организмы – сообщество организмов, обитающих у поверхностной пленки воды (Простейшие, Моллюски, Водомерки, Вертячки ).

е) Перифитонные организмы - совокупность организмов, которые поселяются на подводных предметах и образуют обрастания на твердых поверхностях (Усоногие раки, Моллюски, Губки и др .).

Плавающие, или водные

Группы животных:

– водные животные (Рыбы, Кишечнополостные и др.);

– полуводные плавающие, неныряющие (Утки, Гуси );

– полуводные плавающие, ныряющие (Гагары, Пингвины );

– полуводные, собирающие в воде корм (Цапли, Кулики ).

Роющие

Группы животных:

– абсолютные землерои (Дождевые черви, Кроты );

– относительные землерои (личинки Майских жуков, Цикад ).

Наземные

Группы животных:

– не делающие норы (бегающие – Копытные, Хищные, Страусы ; прыгающие – Кенгуру ; ползающие – Змеи );

– делающие норы (бегающие – Суслики, Полевки ; прыгающие – Тушканчики ; ползающие – некоторые Змеи и Безногие ящерицы ) и др.

Древесные

Группы животных:

– не сходящие с деревьев (обитатели крон – Обезьяны, Ленивцы ; обитатели дупел – различные Членистоногие , некоторые Рептилии ; ствололазы – различные Членистоногие )

– сходящие с деревьев (некоторые Обезьяны, Белки, Куньи ).

Воздушные

Группы животных:

– добывающие пищу в воздухе (Стрижи, Ласточки, Летучие мыши )

– высматривающие пищу с воздуха (большинство Птиц и Насекомых ).

Но эта классификация не получила признания, т.к. животные настолько многообразны по экологическим местам обитаниям и жизнедеятельности, что трудно найти им экологическое место.

К сходным жизненным формам зачастую относятся виды, далеко отстоящие друг от друга по систематическому положению. Тушканчик и кенгуру также представляют сходную жизненную форму, но кенгуру – сумчатое, а тушканчик – плацентарное млекопитающее.

Сходные жизненные формы могут объединять даже представителей разных классов (дельфин – млекопитающее и акула – хрящевая рыба) и даже типов (крот – хордовое, медведка – членистоногое).

Формы биотических отношений

1. Нейтрализм – форма нейтральных взаимоотношений, при котором виды не оказывают никакого воздействия друг на друга.

В природе истинный нейтрализм крайне редок или даже невозможен, поскольку между всеми видами возможны косвенные взаимоотношения. В связи с этим понятие нейтрализма часто распространяют на случаи, когда взаимодействие между видами слабое или несущественно.

Например: животные разных ярусов (лось и дятел).

2. Симбиоз – это форма взаимополезных отношений при совместном существовании разных видов организмов.

Протокооперация - форма факультативного (необязательного) взаимовыгодного сожительства организмов двух и более видов.

Это, например, взаимоотношения краба и актинии: актиния защищает краба и использует его в качестве средства передвижения

Мутуализм - форма облигатного (обязательного) взаимовыгодного сожительства организмов двух и более видов.

Мутуализм может возникать на основе различных типов взаимоотношений: трофических (питание одного из партнеров продуктами фотосинтеза, неиспользованными остатками пищи другого), пространственных (поселение на поверхности или внутри тела другого, совместное использование нор, гнезд, муравейников, раковин и т. п.).

Симбионты обычно характеризуются противоположными признаками: автотрофы -гетеротрофы, подвижные – неподвижные, ведущие прикрепленный образ жизни и т. п.

Комменсализм - форма симбиотических полезнонейтральных взаимоотношений между организмами,при которой одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни пользы, ни вреда.

Выделяют следующие типы комменсализма:

- зоохория – перенос семян и пыльцы животными на или в различных органах. Наиболее древняя форма эндозоохория - распространение семян, остающиеся неповрежденными, проходя пищеварительный тракт животного.

- синоийкия (квартирантство ), при котором один организм использует другого (его самого либо его жилище: нору, гнездо, раковину и т. п.) в качестве жилища, не принося своему «хозяину» ни пользы, ни вреда.

Например, пресноводные рыбы горчаки откладывают икринки в мантийную полость двустворчатых моллюсков. Развивающиеся икринки надежно защищены раковиной моллюска и не питаются за счет хозяина.

В муравейниках, термитниках, норах грызунов, гнездах птиц, в дуплах, на стволах деревьев поселяются многие виды членистоногих, грибов, лишайников, используя их как местообитания с более стабильным и благоприятным микроклиматом.

- энтойкия – обитание одного организма в теле другого (хозяина).

- нахлебничество или сотрапезничество - потребление остатков пищи хозяев. Таковы, например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки не доеденной львами добычи, крупных акул и рыб-прилипал и др.

Антибиоз

Инцистирование

При наступлении неблагоприятных условий большинство простейших образуют цисты

Реакция на раздражение

Раздражимость проявляется в виде таксисов - движений всего организма, направленных либо в сторону раздражителя, либо от него.

Систематика

Типы Саркомастигофоры, Инфузории, Споровики и др. Около 40 тысяч видов

Экология

Среда обитания: морские и пресные водоемы, почва, организмы растений, животных и человека

Значение в природе

Положительное : компонент биоценоза в цепи питания, морские корненожки имеют известковую раковину и в процессе эволюции образовали осадочные горные породы – мел, известняк; по некоторым видам корненожек судят о существовании нефти, живут со многими животными в симбиозе

Значение в жизни человека

Положительное: биологическая очистка воды, являются объектами лабораторных исследований, биологические индикаторы степени загрязненности воды

1.8. Тип Саркомастигофоры (саркожгутиконосцы) (Sarcomastigophora)

Класс Саркодовые

Подкласс Корненожки

Корненожки характеризуются разнообразной формой, подвижными псевдоподиями и отсутствием дифференцировки тела на постоянные зоны. В подклассе различают 3 отряда:

Отряд Амёбы

Выделение

Размножение

Бесполое, осуществляемое путем деления надвое. Этот процесс начинается с митоза. Ранее считали, что ядра амеб делятся путем амитоза, но эти суждения оказались ошибочными.

Полового процесса нет

Инцистирование

Происходит при наступлении неблагоприятных условий. В таком состоянии амебы могут сохраняться долгое время (месяцами), а затем вновь переходить к активной жизни.

Реакция на раздражение

Положительный и отрицательный хемотаксис (движение в сторону или от химического воздействия пищи)

Экология

Свободноживущее животное. Среда обитания – пресная вода

Значение в природе

Положительное: компонент биоценоза в цепи питания

Рис. 1.4. Амеба протей

Рис. 1.5. Кишечная амеба с захваченными эритроцитами

Отряд Раковинные амебы

Представители этого отряда отличаются от амеб защитной раковиной, из которого выдаются псевдоподии, имеющие у разных видов неодинаковую форму и длину.

Раковина у одних форм - тонкий слой плотного органического вещества, у других она образуется частицами (песчинки и т.п.), склеенными выделениями цитоплазмы (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Раковинные амёбы

Отряд Фораминиферы

Фораминиферы, обитатели моря, устроены сложнее корненожек. Более 1000 видов. Форма раковины фораминифер чрезвычайно разнообразна, состоит из плотного органического вещества – псевдохитина, которое выделяется эктоплазмой. У других видов к этой тонкой пленке приклеиваются песчинки (рис. 1.7).

Большинство фораминифер живет на дне водоемов, иногда на глубинах в тысячи метров, питаясь разными мелкими организмами. Лишь немногие виды, например Globigerina (рис. 1.8) , входят в состав планктона.

Раковинки этих видов снабжены обычно длинными радиальными шипами, сильно увеличивающими поверхность и позволяющими "парить" в толще воды.

Рис. 1.7. Фораминиферы

Рис. 1.8. Globigerina

Отряд Лучевики (Радиолярии)

Лучевики (радиолярии) (7000-8000 видов) - исключительно морские животные, ведущие планктонный образ жизни.

Они встречаются на всех глубинах (до 8000 м). Наиболее многочисленны они в теплых морях.

Отличительной особенностью их является наличие кремнеземового панциря -минерального сложно устроенного внутреннего скелета. От тела во все стороны отходят многочисленные нитевидные псевдоподии.

В скелете радиолярий сочетаются прочность и легкость и выполняет он двоякую функцию - защищает тело простейшего и способствует парению в воде в результате увеличения поверхности путем образования различных выростов (рис. 1.9).

В цитоплазме лучевиков часто имеются одноклеточные симбиотические водоросли. Эти симбионты снабжают лучевика кислородом, сами же частично перевариваются и служат источником питания.

Рис. 1.9. Радиолярии

Подкласс Солнечники

К солнечникам относятся несколько десятков видов пресноводных и морских простейших. Тело, чаще всего шаровидное. Имеются многочисленные радиально расположенные лучи. Большинство видов лишены минерального скелета. Один из известных представителей Actinosphaerium eichhorni (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Actinosphaerium eichhorni

Класс Жгутиковые

Класс жгутиконосцев характеризуется наличием от одного до множества жгутиков, которые являются органоидами движения. У некоторых жгутик проходит вдоль тела и соединяется с последним при помощи цитоплазматической перепонки (ундулирующая мембрана), которая волнообразными колебаниями вызывает движение простейшего. В основе движения жгутика винтообразное движение. Жгутики служат не только для движения, но и способствуют захвату пищи.

У гамет саркодовых также имеются жгутики, но у них стадии со жгутиками временные. У жгутиконосцев жгутики присутствуют постоянно в течение большей части жизненного цикла. Наряду с этим у некоторых видов жгутиконосцев встречаются и псевдоподии. Все это указывает на отсутствие резкой границы между саркодовыми и жгутиконосцами, что дает основание объединять эти два класса в тип Саркожгутиковые.

Класс имеет два подкласса: растительные жгутиконосцы, способные к фотосинтезу и подкласс жгутиконосцы с гетеротрофным типом питания (животные жгутиконосцы).

Растительные жгутиконосцы способны к фотосинтезу. Зеленый пигмент хлорофилл находится в хроматофорах (разного вида и количества), имеющих подобное строение, как и хлоропласты высших зеленых растений. Доказано, что у некоторых видов эвглен существуют оба типа обмена веществ - аутотрофный и гетеротрофный. Они осуществляют и фотосинтез, и сапрофитное питание. Такой смешанный тип обмена называется миксотрофным. Это свидетельствует о том, что данные организмы находятся на границе между растительным и животным миром.

Рис. 1.11. Отряд Dinoflagellata

Для большинства известен только бесполый способ размножения делением надвое. Деление всегда происходит в продольном направлении.

Среди жгутиконосцев распространена способность формировать колонии, которые образуются в результате незавершенного деления (например, колонии Dinobryon, Volvox, Gonium) (рис. 1.12-1.14).

Рис. 1.12. Колонии динобриона Dinobryon

Рис. 1.13. Колонии вольвокса Volvox

Рис. 1.14. Колонии гониума Gonium

Половой процесс имеется не у всех жгутиконосцев. Он в основном распространен у растительных форм. Первые два деления зиготы представляют собой мейоз. Таким образом, диплоидна у них лишь зигота, все же остальные стадии жизненного цикла гаплоидны. У жгутиконосцев, следовательно, наблюдается зиготическая редукция в отличие от многоклеточных животных, где мейоз предшествует образованию гамет (гаметическая редукция) и все клетки тела, кроме зрелых половых, диплоидны.

В пределах класса жгутиконосцев наблюдаются различные формы полового процесса. У вольвокса Volvox, происходит формирование настоящих активно подвижных сперматозоидов и яйцеклеток

Автотрофные (растительные) жгутиконосцы играют важную роль в биологическом круговороте веществ биосферы как первичные продуценты органического вещества (планктонные организмы). Кроме того, многие жгутиковые (как окрашенные, так и бесцветные) служат биологическими индикаторами степени загрязненности вод. По видовому составу жгутиковых можно составить представление о степени загрязненности водоема органическими веществами.

Некоторые виды бесцветных жгутиконосцев, поглощая и усваивая органические вещества (наряду с другими простейшими), играют важную роль в процессе биологической очистки сточных вод.

Дыхание

Газообмен осуществляется через наружную клеточную мембрану. Дыхательным и энергетическим центром служат митохондрии.

Питание

На свету питание автотрофное (фотосинтез), как у растений.

При длительном отсутствии света питание становится гетеротрофным, сапротрофным. (смешанное питание - миксотрофное). Пищеварительная вакуоль не образуется.

Выделение

Вода и конечные продукты жизнедеятельности собираются в сократительную вакуоль и выносятся наружу.

Размножение

Осуществляется вследствие деления клеток путем митоза вдоль оси клетки.

Половой процесс

Отсутствует

Инцистирование

Происходит при наступлении неблагоприятных условий

Реакция на раздражение

Положительный таксис на пищу, свет, отрицательный – на раздражающие факторы

Экология животных

Среда обитания: пресная вода. Место обитания: освещенные места

Значение в природе

Положительное : компонент биоценоза в цепи питания

Отрицательное: вызывает цветение воды в водоемах

Значение в жизни человека

Положительное : имеет познавательное значение для изучения общих предков растений и животных.

Рис. 1.15. Строение эвглены зеленой

Рис. 1.16. Эвглена зеленая (под микроскопом)

Широко распространен род трихомонад (Trichomonas), характеризующийся наличием 4 свободных жгутиков и короткой ундулирующей мембраной (рис. 1.17, 1.18) .

Заражение происходит чаще всего половым путем при незащищенном половом контакте, а также при пользовании общей постелью и предметами личной гигиены. Фактором передачи могут послужить и нестерильный инструментарий.

Рис. 1.17. Жгутиконосцы рода Trichomonas: А - Trichomonas vaginalis; Б - Trichomonas hominis из кишечника человека. 1 - жгутики; 2 - ундулирующая мембрана; 3 - базальные зерна жгутиков; 5 - аксостиль

Рис. 1.18. Различные виды рода Trichomonas

Рис. 1.19. Строение трипаносомы: 1 - ядро, 2 - жгутик, 3 - ундулирующая мембрана, 4 - кинетопласт

Рис. 1.20. Цикл развития Trypanosoma gambiense

Leishmania tropica вызывает кожное заболевание, известное под именем лейшманиоза или пендинской язвы. Эта болезнь широко распространена в Южной Азии, Северной Африке, в некоторых районах Южной Европы (Италия). В дореволюционное время пендинская язва часто наблюдалась в Средней Азии (Туркестан, Узбекистан).

Безжгутиковая форма очень мелкая (3–5 мкм), округлая. Жгутика не имеет. Обитает в клетках ретикулоэндотелиальной системы человека и некоторых животных (грызунов, собак).

Зоология – это наука о животных. Представители животного мира принадлежат к одному царству, которое насчитывает более 1,5 миллиона видов. Известны микроскопические организмы, размерами до 0,5мм и огромные жители морей — киты до 33м. Распространены повсеместно на суше, в воде, в воздухе.

Что изучает зоология и ее главные задачи

Зоология изучает строение, жизнедеятельность животных, закономерности их расселения и взаимосвязь с окружающей средой. Описывает эволюционные процессы, этапы развития животного мира.

Зоология — наука о животных

Главные задачи зоологии:

1. Исследование особенностей в строении внутренних органов, скелета, внешнего покрова животных.
2. Характеристика процессов развития отдельных особей от оплодотворения до смерти.
3. Изучение роли животных в биоценозах и природной среде в целом.

История развития зоологии

Развитие зоологии началось еще да нашей эры, еще тогда люди исследовали животный мир, изучали их строение и поведение. Основоположник зоологии как науки известный древнегреческий ученый и мыслитель Аристотель . Он написал трактат из 10 книг «История животных», где были представлены основы физиологии и анатомии животных.

Таблица основных этапов развития зоологии

История отечественной зоологии берет начало с XVII ст., когда знания о животном мире стали обобщатся, систематизироваться, и начали издаваться первые книги про животных.

XVIII ст. ознаменовалось открытием Академии наук, этому поспособствовал Петр I, который интересовался зоологией, коллекционировал животных.

Было организовано множество экспедиций для изучения фауны собственных территорий и близлежащих.

В ХХ ст. развитие зоологии связано с именами А.Н.Северцова, К.И.Скрябина, В.А.Догеля. Во второй половине ХХ ст. основано много научных сообществ, организованы научные исследования. Начато сотрудничество с зарубежными учеными, идет все большее углубление знаний и формирование новых направлений в изучении животного мира.

Разделы зоологии в зависимости от выполняемых задач

Систематика животных дает полное описание видовому разнообразию, проводит разделение их по сходным и отличительным признакам, изучает характерные изменения строения в ходе исторического развития животных.

Анатомия (зоотомия) – наука о строении представителей царства Животные, о топографии органов и систем.

Морфология занимается изучением и составлением сравнительных характеристик животных из разных групп, исследуя их эволюционное развитие.

Цитология - исследует функции и строение животных клеток; физиология дает представление о деятельности клеток, органов и систем в целостном организме.

Экология животных - взаимодействие их друг с другом и с иными индивидуумами и элементами неживой природы.

Этология - изучает инстинктивное поведение животных в естественной среде.

Зоогеография - изучает причины и факторы, которые влияют на расселение животных, их распространение по разным континентам, климатическим зонам.

Палеозоология занимается исследованием ископаемых животных, которые населяли землю в разные периоды ее становления.

Разделы зоологии в зависимости от объекта изучения

• Арахнология – наука о паукообразных;
• энтомология – о насекомых;
• малакология – о моллюсках;
• ихтиология – о рыбах;
• териология – о млекопитающих.

Современная зоология

Современная зоология представляет собой совокупность научных отраслей, которые отображают образ жизни представителей животного мира, их развитие, структуру органов и систем.

В каждой из этих областей работает множество ученых, что привело к высоким достижениям в развитии зоологии.

Значение животных в жизни человека на протяжении веков существенно изменилась. Роль диких видов, как источника пищи значительно снизилась. Люди активно стали заниматься выведением новых видов, более ценных и плодовитых. Разведение домашних животных, рыб очень популярно на сегодняшний день. Отдельные отрасли зоологии помогают бороться с вредными насекомыми, грызунами, грибками, которые наносят ущерб сельскому хозяйству.

В процессе исследований зоологами было установлено, что причиной ряда тяжелых заболеваний человека являются животные. К примеру, чесотку вызывает чесоточный зудень, малярию – малярийный плазмодий, опасные для жизни многие глисты. А другие животные переносят возбудителей этих болезней. Вши переносчики риккетсий (сыпной тиф), комары рода Анофелес — малярии, грызуны — чумы.

Из-за развития промышленной деятельности человека ущерб нанесен многим животным. Массовая вырубка лесов, мелиорация болот, охота на ценные виды привели к вымиранию многих диких видов. Поэтому задачей зоологии в современном мире также является охрана животных, предотвращение их истребление, сохранение мест обитания.

Парабельская средняя общеобразовательная школа имени Н.А. Образцова

Зоологические дисциплины

Учебно-терминологический словарь

учитель биологии

Парабель 2008

Название словаря: Зоологические дисциплины

Пояснительная записка

Словарь «Зоологические дисциплины» является учебно-терминологическим словарем, включающим в себя названия и краткое определение наиболее важных дисциплин, входящих в состав комплексной зоологической науки. Часть указанных терминов носит междисциплинарный характер (биогеоценология, биотехнология и т.п.) – науки или отрасли науки, для которых объектом изучения кроме животных служат и другие организмы и надорганизменные системы.

Цель словаря: создание представления о зоологии в частности и о биологии вообще как о комплексной науке, включающей достаточно большое число различных научных дисциплин.

Словарь «Зоологические дисциплины» используется, прежде всего, при изучении авторского спецкурса «Физиология, планы строения и сравнительная морфология животных», созданного для обучающихся 10-11 классов. Особенно важным является использование этого словаря при изучении раздела " Планы строения и сравнительная морфология", который рассматривает основные таксономические единицы животного царства с точки зрения филогенетических отношений.

Также словарь «Зоологические дисциплины» используется в 7 классе общеобразовательной школы при изучении различных тем раздела «Животные» школьного курса биологии («Современная зоология»; «Многообразие животных»; «Биоценозы»); в 10 классе при изучении раздела «Общая биология» («Краткая история развития биологии», «Методы исследования в биологии», «Уровни организации живой материи»).

Акарология - раздел зоологии, изучающий клещей.

Анатомия – одна из частных наук морфологии, изучающая строение и соотношение органов, а также их развитие. Сравнительная анатомия изучает строение и эволюцию органов животных путем сопоставления и выявления их сходства и различия.

Антропология – наука, изучающая человека: положение в ряду органических существ, происхождение, древние и современные формы и типы, морфологические, физиологические и другие особенности.

Арахнология – раздел зоологии, изучающий паукообразных.

Батрахология - отрасль зоологии, изучающая земноводных.

Биогеоценология - наука, изучающая структуру и функционирование биогеоценозов, а также их совокупность - биогеоценотический покров земли в целом и отдельных регионов.

Биометрия - совокупность методов и приемов математической обработки и анализ массовых количественных показателей измерений признаков организмов, а также их экологических особенностей.

Биомеханика - раздел физиологии, изучающий развитие, строение и деятельность двигательного аппарата животных.

Бионика - наука, комплексно изучающая принципы действия живых систем с биологической, физической и химической точек зрения для последующего моделирования и применения их в технике, например, использование принципа фасеточного глаза насекомого для создания приборов, определяющих скорости движения самолетов, системы ультразвуковых импульсов летучих мышей в радиолокации.

Биотехнология - использование живых организмов и биологических процессов в производстве. Например, применение микроорганизмов в хлебопечении, сыроварении и т.д.; получение биологически активных веществ (антибиотиков, ферментов, гормональных препаратов), белковых кормовых добавок.

Биофизика – наука о физических и физико-химических явлениях, протекающих в клетках и тканях живых организмов, а также о действии физических факторов на организм. Изучает кинетику молекулярных процессов, лежащих в основе биологических явлений: роста, клеточного деления, биохимических превращений в живой цитоплазме.

Биохимия – наука о химическом составе живой материи и химических процессах в живых организмах.

Биоценология - наука, изучающая биоценозы.

Биоэнергетика – раздел биологии, изучающий совокупность процессов преобразования солнечной энергии биологическими системами биосферы на разных уровнях.

Гелиобиология - раздел биологии, изучающий влияние солнечной активности (11-летних и более длительных циклов) на протекание биологических явлений в биосфере. Например, установлена зависимость интенсивности процессов фотосинтеза, различных биологических ритмов и других явлений, имеющих большое значение для экологии, сельского хозяйства и т.д., от солнечной активности. Основоположником гелиобиологии считается советский ученый А.Л. Чижевский, научно обосновавший это явление в 1915 году.

Генеалогия – совокупность сведений о происхождении особи или группы особей животных либо растений. Генеалогические данные имеют большое значение в селекционной работе.

Генетика - наука о наследственности и изменчивости живых организмов.

Генетика поведения – раздел генетики, изучающий наследственные, генетически детерминированные функции нервной системы. Применение генетических методов позволяет понять характер наследственной передачи поведенческих особенностей, углубляет понимание индивидуального развития цепи поведенческих реакций, дает возможность вычленить влияние среды на формирование поведения в пределах возможностей генотипа.

Генетическая инженерия, генная инженерия – раздел молекулярной генетики, сформировавшийся в 1972 году; изучает возможности создания новых комбинаций генетического материала, способных размножаться в клетке-хозяине и синтезировать конечные продукты обмена.

Герпетология - раздел зоологии, изучающий пресмыкающихся и земноводных.

Гидробиология - наука о жизни в воде, о водных организмах и биологических процессах,

совершающихся в воде.

Гистология - частная дисциплина морфологии, изучающая строение, происхождение и развитие тканей и органов животных и человека.

Дарвинизм - материалистическая теория эволюции органического мира, учение о закономерностях его развития, изложенное Ч. Дарвином (1809 – 1882) в его основном труде «происхождение видов путем естественного отбора…» (1859) и развитое в последующем многими учеными. Движущими силами эволюции Дарвин считал наследственную изменчивость и естественный отбор. Он впервые установил, что центральным ядром эволюционного процесса являются не отдельные особи, а виды и внутривидовые группировки, что организмам любого вида свойственна борьба за существование, складывающаяся из их взаимодействия с абиотическими и биотическими факторами внешней среды и внутривидовой конкуренции; что неизбежным результатом наследственной изменчивости и борьбы за существование является естественный отбор, а результатом последнего – видообразование, дивергенция и прогрессивная эволюция. Современный дарвинизм продолжает творчески развиваться на основе достижений всех направлений биологической науки.

Диптерология - отдел энтомологии, изучающий двукрылых насекомых.

Естествознание - совокупность наук о природе. Включает биологию, химию, физику, палеонтологию, географию, геологию, минералогию, механику, астрономию и другие науки о живой и неживой природе.

Животноводство – отрасль сельского хозяйства, которая занимается разведением животных, увеличением их поголовья и повышением продуктивности. Включает молочное и мясное скотоводство (разведение крупного рогатого скота), свиноводство, овце - и козоводство, птицеводство, коневодство, мулопроизводство, ословодство и верблюдоводство, оленеводство (разведение и хозяйственное использование одомашненного северного оленя) и пантовое хозяйство, звероводство и кролиководство, собаководство (служебное, включая ездовое и пастушье, охотничье и декоративное), шелководство и пчеловодство, а также рыбоводство.

Звероводство – отрасль животноводства, занимающаяся разведением ценных пушных зверей. На зоофермах разводят норку, серебристо-черную лисицу, голубого песца, нутрию и других животных – в основном в клетках, где содержатся взрослые звери и молодняк. Применяется также полувольная форма звероводства – при разведении нутрии (молодняк летом выпускают в водоемы) – и островная – при разведении голубых песцов (зверей в вольном состоянии, но, подкармливая, содержат на острове).

Зоогеография, география животных - наука о закономерностях распространения животных и их сообществ на земном шаре. Тесно связана с другими зоологическими, а также с рядом ботанических, геологических и географических наук, т.е. является наукой комплексной. Вместе с географией растений составляет биогеографию.

Зоогигиена - наука об охране здоровья животных.

Зоология - система наук, изучающая животный мир, его многообразие, строение связь со средой обитания, закономерности индивидуального и исторического развития. Зоология делится на ряд дисциплин - систематику, морфологию, физиологию, эмбриологию, генетику, экологию, филогению, этологию, зоогеографию, палеозоологию. По объектам исследования зоология разделяется на протозоологию, зоологию беспозвоночных, зоологию позвоночных и более дробно - на гельминтологию, малакологию, карцинологию, энтомологию, ихтиологию, герпетологию, орнитологию, маммологию и др.

Зоопалеонтология - наука об ископаемых животных – то же, что палеозоология.

Зоопатология - наука о болезнях животных.

Зоопсихология - наука о психике животных, ее происхождении и развитии в процессе эволюции. Основы зоопсихологии заложены в XIX – начале XX века в трудах Ж.Л. Бюффона, Ж.Б. Ламарка и Ч. Дарвина; в России – К.Ф. Рулье и В.А. Вагнера. Современная зоопсихология тесно связана с возникшей в XX веке этологией, а также с экологией, нейрофизиологией, физиологией высшей нервной деятельности. Важно прикладное значение зоопсихологии для медицины, животноводства, охраны животного мира, акклиматизации и одомашнивания диких животных.

Зоотехника, зоотехния - наука о разведении, содержании и использовании сельскохозяйственных животных, научная основа животноводства.

Зоотомия – наука о внутреннем строении животных, частная анатомия.

Ихтиология – отрасль зоологии, изучающая рыб.

Карционология – раздел зоологии, изучающий ракообразных.

Колеоптерология – раздел энтомологии, изучающий жуков.

Конхиология – отдел малакологии, изучающий раковины моллюсков.

Космическая биология – отрасль биологии, изучающая действие факторов космического пространства на живые организмы. Задачей космической биологии является разработка методов и средств обеспечения жизнедеятельности в условиях космического полета.

Краниология – раздел морфологии, изучающий строение черепа.

Криобиология – раздел биологии, изучающий влияние низких и сверхнизких температур на живой организм.

Малакология, малакозоология – раздел зоологии, изучающий моллюсков.

Механика развития - одно из направлений науки об индивидуальном развитии организма (онтогенез), стремящееся путем эксперимента установить влияние тех или иных факторов на формообразовательные процессы.

Миология – раздел анатомии, изучающий мышцы.

Молекулярная биология – раздел биологии, изучающий жизнь во всех ее проявлениях на молекулярном уровне. Сформировалась после 1953 года в связи с установлением Дж. Уотсоном и Ф. Криком пространственной структуры молекулы ДНК.

Морфология животных – раздел зоологии, изучающий форму и строение животных организмов в индивидуальном и историческом развитии. Объединяет анатомию, гистологию, эмбриологию, цитологию.

Орнитология – отрасль зоологии, изучающая птиц.

Остеология – раздел анатомии, изучающий костный скелет.

Палеозоология, зоопалеонтология – часть палеонтологии, изучающая вымерших животных, известных в настоящее время лишь в виде ископаемых остатков.

Палеонтология – наука об ископаемых организмах. Включает в себя палеоботанику и палеозоологию.

Патология – наука, изучающая болезненные процессы в организме.

Проморфология – раздел морфологии, изучающий общий план строения животного, его симметрию и расположение отдельных частей.

Протистология – отдел биологии, изучающий одноклеточные организмы.

Протозоология – раздел протистологии и зоологии, изучающий одноклеточных животных – простейших.

Радиобиология – наука, изучающая действие радиоактивных излучений на животные и растительные организмы.

Рефлексология – направление в зоопсихологии XX века, изучающее рефлексы головного мозга.

Рыбоводство – отрасль животноводства, организующая на базе естественных и искусственных водоемов рыбные хозяйства. Занимается разведением ценных видов рыб.

Синэкология – раздел экологии, изучающий пути формирования и развития, структуру и динамику, взаимодействие с физико-химическими факторами среды, энергетику, продуктивность многовидовых сообществ организмов (биоценозов). Синэкологические исследования направлены на изучение сложного комплекса взаимосвязанных организмов. Синэкология рассматривает с качественной и количественной стороны каждый компонент биоценоза во взаимодействии друг с другом и с неживой природой, что в конечном итоге позволяет определять характер круговорота веществ и потока энергии в биогеоценозе и биосфере в целом.

Систематика - наука, разрабатывающая классификацию организмов, закономерности распределения их по систематическим категориям, отражающим родственные взаимоотношения между видами и их группами.

Спланхнология - часть анатомии, изучающая внутренние органы.

Териология – раздел зоологии, изучающий млекопитающих; то же, что маммалогия.

Фаунистика – раздел зоогеографии, занимающийся изучением фаун, их систематической, географической и генетической структуры.

Фенология – наука о сезонных явлениях живой природы.

Физиология - наука о функциях живого организма, о процессах протекающих в нем (дыхание, пищеварение, выделение и т. д.), и об обмене веществ между организмом и внешней средой.

Филогенетика, филогения – учение о происхождении и путях эволюции отдельных видов и систематических групп, а также органического мира в целом, наука о филогенезе.

Хорология - раздел биогеографии, изучающий закономерности размещения организмов и их сообществ в пространстве.

Цитология - наука о строении и деятельности клеток; часть гистологии.

Эволюционные учение - учение об историческом развитии органического мира. Научно обосновывает изменчивость видов, выясняет условия, причины и закономерности развития органического мира – от появления жизни до настоящего времени. Впервые эволюционная теория была предложена Ж.Б. Ламарком в работе «Философия зоологии» (1809). В основу современного материалистического эволюционного учения положена эволюционная теория Ч. Дарвина, разработанная в труде «Происхождение видов путем естественного отбора…» (1859).

Экология - наука о взаимоотношениях организмов между собой и окружающей средой. Изучает организацию и функционирование надорганизменных биологических макросистем различных уровней: популяций, биоценозов, биогеоценозов (экосистем) и биосферы с учетом изменений, вносимых в среду деятельностью человека. Термин «экология» введен Э. Геккелем в 1866 году. Современная экология вследствие усиливающегося воздействия человека на биосферу все глубже проникает в другие науки о природе. Происходит «экологизация» естественных наук, устанавливаются все более прочные связи экологии с философией и социологией.

Эмбриология - наука о закономерностях индивидуального развития организма.

Эндокринология – наука, изучающая строение и функции желез внутренней секреции.

Энтомология - наука о насекомых, изучающая их строение, жизнедеятельность, а также роль в сельском хозяйстве и здравоохранения.

Эпизоотология - наука, изучающая массовые инфекционныезаболевания животных – эпизоотии.

Этология – наука о поведении животных. Чем многообразнее контакты организма с окружающей средой, тем сложнее его поведение. Изменение поведенческих реакций животных в связи с изменением условий существования – первые шаги дальнейшей эволюции.

Зоология (от греч. «зоон» - животное и «логос» - учение) - это наука, изучающая строение, жизнедеятельность, видовое многообразие животных, а также их значение в природе и жизнедеятельности человека.

По современной систематике, все животные организмы объединены в единое царство, насчитывающее свыше 1,5 миллиона видов. Среди них есть крохотные организмы, видимые только под микроскопом (амеба обыкновенная - 0,2-0,5 мм) и великаны, например киты до 30 м. По количеству видов царство животных превосходит все другие царства, вместе взятые. Одни из них приспособлены к жизни на суше, другие - в воде, третьи - в воздухе. Многие животные обитают в земле.

Значение животных в природе трудно переоценить. Они участвуют в опылении многих растений, распространении семян, почвообразовании; в разрушении остатков умерших растений и животных, в очистке водоемов.

Животные играют важнейшую роль не только в биоценозах, но и в жизни человека. Домашние животные - источник пищи, шерсти, кожи. Животные широко используются для научных исследований - на них изучают строение и функции органов, влияние лекарств, реакцию живого организма на условия окружающей среды. Животные - помощники человека в труде, спорте, отдыхе. И наконец, это «меньшие братья», друзья человека. Человек приручил и одомашнил около 40 видов животных.

Вместе с тем чрезвычайно многообразна и отрицательная роль животных в жизни человека. Существенный вред наносят они сельскохозяйственным растениям, запасам продовольствия, изделиям из кожи, шерсти и дерева. Немало животных вызывают различные заболевания (малярию, дизентерию, аскаридоз и др.) или являются переносчиками возбудителей опасных болезней.

Среди животных есть одноклеточные организмы, колониальные и многоклеточные виды.

Между растениями и животными наблюдается много общих черт:

1. все они имеют клеточное строение и сходный химический состав;
2. общность происхождения одноклеточных форм;
3. обмен веществ и энергии (питание, дыхание, выделение);
4. рост и способы размножения;
5. раздражимость;
6. передача наследственной информации.

Однако между растениями и животными есть существенные различия.

Отмеченные различия произошли в процессе эволюции (исторического пути развития) в результате расхождения признаков. Сходство доказывается родством и единством происхождения.

Зоология - часть биологии, изучающая многообразие животного мира, строение и жизнедеятельность животных, их распространение, связь со средой обитания, закономерности индивидуального и исторического развития. По задачам исследования зоология распадается на ряд основных дисциплин.

Систематика -описание многообразия видов, систематизацию их по признакам сходства и различия, установление иерархии таксонов, построение естественной системы, отображающей пути исторического развития животного мира.

Морфология -исследует внешнее и внутреннее строение животных (их анатомию).

Сравнительная и эволюционная морфология сопоставляет строение животных разных систематических групп, устанавливая закономерности их исторического развития.

Филогенетика изучает пути эволюции животного мира.

Эмбриология - индивидуальное развитие (онтогенез).

Экология - взаимоотношения их между собой и с др. организмами, а также неорганическими факторами среды обитания.

Этология - поведение животных в сравнительном и эволюционном плане.

Зоогеография - раздел зоологии и физической географии, исследует распределение животных на суше и в воде, а также факторы, определяющие это распределение.

Палеозоология изучает вымерших животных прежних геологических эпох; она тесно связана с филогенетикой и эволюционной морфологией.

Физиология животных, исторически возникшая как одна из ветвей зоологии, развивалась в самостоятельную биологическую науку, изучающую функции животного организма.

История зоологии как науки

Аристотель написал первые сводки о животных (452 вида). Он описал их поведение и особенности их обитания. Разделил их на бескровных и животных с кровью. Его называют «отцом» зоологии. В средние века был определенный застой. В эпоху Возрождения начинается интенсивное изучение флоры и фауны нашей планеты. Колумб, Марко Поло, Магеллан и др. Возникла необходимость систематизировать новые знания. Закладываются зачатки ботаники, зоологии и т.д. «История животных» Геснера (швейцарец) на тот момент была самой совершенной сводкой. Он также пытался систематизировать животных.

Труды Рея и Линнея послужили началом современной систематики, появления бинарной номенклатуры. В конце XVIII начале XIX веков вышли работы Кювье по палеонтологии. Он утверждал, что все части и органы животных находятся в связи и изменение одного из них, влечет изменение других. Отсутствие некоторых видов (при наличии останков) связаны с периодическими катастрофами. До середины XIX века господствовали метафизические взгляды о неизменности видов животных.

Линней был одним из ее последователей. В 30-ые года XIX века появилась теория клеточного строения Шнейдера и Шванна. Они заложили фундамент единства животных и растений. Позже Ламарк развил теорию Линнея, он также являлся основателем эволюционного учения. 1859 – вышел в свет труд Дарвина (основатель эволюционной теории). Термин «экология» ввел Геккель, а основателем экологии считают Рулье. Его учениками были Северцев (эволюц. ж), Богданов (зоогеограф), Сетченов (физиология нервной деятельности), Мечников и Ковалевский (эмбриолог. учение) и др.