Зоология позвоночных: Учебное пособие - Т. А. Дауда 2014

Предисловие

Предлагаемый курс «Зоология позвоночных» предназначен для студентов вузов, готовящих ветеринарных врачей, зоотехников и экологов. Авторы учитывали специфику применения зоологических знаний выпускниками в своей профессиональной деятельности. Кроме того, пригодность материала определялась исходя из его важности для практической работы и с учетом реального времени, отводимого на изучение дисциплины.

В книге рассматриваются основные представители позвоночных, которые широко распространены по земному шару. Изложение материала осуществлено по классической схеме. Вначале приводятся наиболее общие и характерные признаки отдельной систематической группы, затем дается ее морфофизиологическая характеристика и, наконец, рассматриваются представители наиболее важных в практическом и научном отношении отрядов, виды которых встречаются на территории нашей страны. После описания типичных признаков отряда приводятся характерные биологические позиции видов в связи с экологическими условиями их обитания, а также указывается их значение в природе и отношение к ним человека (охрана, уничтожение, ограниченная добыча и др.).

В пособии освещаются вопросы филогении, эволюции, а также экологии отдельных систематических групп позвоночных животных. Много внимания уделяется сведениям о практическом значении основных групп позвоночных животных, о состоянии ресурсов охотничье-промысловых животных, даны рекомендации по их рациональному использованию и охране. Особое внимание уделено редким и исчезающим видам.

Введение

Животный и растительный мир — это неотъемлемые и тесно связанные между собой части окружающей нас органической природы. Между растительными и животными организмами много общего: их тела состоят из клеток, представителям тех и других свойственна раздражимость, обмен веществ, рост, размножение, наследственность, изменчивость, внутренняя регуляция. Это свидетельствует об общности происхождения всех обитателей Земли от одного корня — первичных живых организмов, развитие которых и привело к образованию на нашей планете различных групп организмов — царств растений, животных, грибов и бактерий.

Основные различия между животными и растениями заключаются в следующем:

✵ большинство животных подвижно, а растения стационарны, т. е. обычно прикреплены к какой-либо поверхности;

✵ животная клетка покрыта тонкой мембраной, а растительная образует дополнительную целлюлозную клеточную стенку;

✵ большинство органов животных находится внутри их тела, имеющего постоянную форму, в свою очередь, у растений они расположены снаружи, а форма тела довольно изменчива;

✵ рост животных обычно прекращается после того, как пройдет определенный период развития (хотя клетки различных тканей постоянно обновляются), тогда как рост растений продолжается в течение всей жизни;

✵ в типе обмена веществ.

Животные потребляют в пищу сложные органические вещества, поедая растения или других животных, — такой способ питания называют гетеротрофным. Растения способны усваивать углекислый газ из воздуха, а воду и неорганические вещества — из почвы. Из них под действием солнечной энергии в присутствии зеленого пигмента хлорофилла путем фотосинтеза образуются сложные органические соединения, при этом кислород освобождается как побочный продукт. Такой способ питания называют автотрофным.

Первое знакомство человека с животными, так же как и с растениями, приходится на самые ранние этапы развития первобытного общества. Охота и употребление в пищу животных, их приручение и разведение давали человеку первые сведения о строении, образе жизни и болезнях животных.

Позднее в Древней Греции обобщение сведений о животных привело к возникновению самостоятельной науки — зоологии (от греч. ζωον — животное, λογος — учение). Основателем зоологии считают великого древнегреческого ученого и философа Аристотеля (384-322 гг. до н. э.), которому было известно около 500 видов животных. Всех известных ему животных он разделил на две большие группы: животные с кровью и со спинным хребтом и животные без крови.

После Аристотеля попытки классифицировать животных возобновились только в XVII-XVIII вв. Из многих исследователей, работавших в то время, наибольший вклад в биологическую науку внес шведский ученый Карл Линней (1707-1778). Основной его работой была книга «Система природы», которая явилась как бы завершающим этапом развития описательных наук — ботаники и зоологии. В этом труде он предложил систему и классификацию растений и животных, которые с некоторыми дополнениями лежат в основе современной систематики растений и животных. К. Линней подразделил всех известных ему (около 4200 видов) животных на шесть классов: млекопитающие, птицы, земноводные, рыбы, насекомые и черви. Эти классы животных он подразделил на отряды, их — на роды, а роды — на виды. При этом он считал, что вид — это совокупность особей, похожих между собой, беспрепятственно скрещивающихся, дающих плодовитое потомство и не имеющих переходов к другим (соседним) видам.

Удачным оказалось предложенное Линнеем бинарное (двойное) название вида латинскими словами. Первое, родовое, название было общим для всех близких видов, объединяемых в один род, а второе — собственно видовым наименованием (например, синица большая — Parus major).

Во взглядах Линнея наряду с сохранившимися в веках научными идеями были и идеалистические мысли. В частности, по его убеждению, весь мир был создан творцом (богом). Несмотря на идеалистические взгляды, его метод (бинарное название вида, строгая соподчиненность систематических таксонов) оказался рациональным и используется до сих пор.

Большой вклад в дальнейшее развитие зоологии внесли французские ученые Жан Батист Ламарк (1744-1829) и Жорж Кювье (1769-1832), которые усовершенствовали систему животного мира К. Линнея. Первый отстаивал идею эволюционного исторического развития живой природы, хотя причины эволюции он истолковывал неверно, связывая их с врожденными способностями организма приспособляться к окружающей среде. Второй установил понятие о типах в зоологии и впервые объединил рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих в один тип — позвоночных. Его труды положили начало формированию новой науки — палеонтологии позвоночных. Важны также работы немецкого ученого Теодора Шванна (1810-1882), сформулировавшего в 1839 г. основные положения клеточной теории, доказавшей, что все живые организмы состоят из клеток.

Всестороннее изучение животных приводило к возникновению множества новых систем животного мира, но все они были искусственными, так как в понятие естественной системы животного мира никто до Чарльза Дарвина (18091882) не вкладывал эволюционного содержания. В книге «Происхождение видов путем естественного отбора» он доказал историческое развитие всех живых организмов из одного корня. Существование и соподчиненность всех систематических категорий Ч. Дарвин объяснял теорией естественного отбора и принципом расхождения признаков (дивергенцией), заложив теоретические основы естественной системы, доказав, что она формировалась в процессе эволюции органического мира.

Научные сведения по зоологии позвоночных были получены в результате работ участников Великой северной экспедиции (1733-1743), из которых особо следует отметить сочинение русского путешественника и исследователя Степана Крашенинникова «Описание земли Камчатки» (1755). В этой книге приведено много научных сведений о фауне, которые в дальнейшем широко использовал К. Линней в своем труде «Systema Nature».

В 1811 г. появилось первое описание фауны позвоночных России (Паллас П. Zoographia Rosso-Aziatica). Особенно активное изучение животного мира России началось в эпоху Петра I.

Для изучения природы России в 1720 г. государь отправил в Сибирь ученого-врача Даниила Мессершмидта (1685-1735), который за годы путешествий (1720-1727) собрал и привез в столицу богатейшие описания зверей и птиц. Отчет Мессершмидта «Обозрение Сибири, или три таблицы простых царств природы» долго оставался неизданным, но широко использовался последующими исследователями.

Исключительное значение для изучения позвоночных России имело фундаментальное сочинение академика А. Ф. Миддендорфа «Путешествие на север и восток Сибири» (1815-1894), содержащее оригинальные сведения по экологии и зоогеографии позвоночных.

Большую роль в развитии экологического направления в зоологии сыграла деятельность одного из первых российских эволюционистов профессора К. Ф. Рулье (1814-1858).

Его ученик Н. А. Северцов (1827-1885) успешно развивал идеи своего учителя в работах, посвященных экологии наземных позвоночных европейской части России и зоогеографии Туркестана. А. О. Ковалевский (1840-1901) и И. И. Мечников (1845-1916) стали родоначальниками эволюционной эмбриологии. Вместе с С. А. Усовым (1827-1885), Я. А. Борзенковым (1825-1887) и А. П. Богдановым (1834-1896) они были активными сторонниками дарвинизма. Под влиянием идей Ч. Дарвина в России В. А. Ковалевским (1842-1883) было создано эволюционное направление в палеонтологии.

Велика роль русских ученых в изучении фауны и систематики рыб (Л. С. Берг), амфибий и рептилий (П. В. Терентьев; И. С. Даревский), птиц (М. А. Мензбир; П. П. Сушкин; Г. П. Дементьев), млекопитающих (С. И. Огнев; B. Г. Гептнер).

Общие вопросы экологии животных, преимущественно позвоночных, успешно разрабатывали профессора Д. Н. Кашкаров, В. В. Станчинский, академики

C. С. Шварц, В. Е. Соколов, И. А. Шилов, профессора А. И. Иванов, Н. П. Наумов, А. Г. Банников, В. Р. Дольник, С. П. Наумов, А. В. Михеев. Ими были написаны содержательные монографии, посвященные отдельным группам позвоночных.

Следует отметить обширный цикл исследований известных ученых Б. М. Житкова, А. Н. Формозова и Г. В. Никольского по экологии рыб, птиц и млекопитающих. Особое внимание эти ученые уделяли промысловым животным и видам, имеющим эпизоотологическое значение. Академик Е. Н. Павловский (1884-1965) разработал теорию природно-очаговых инфекционных болезней человека и домашних животных и заложил научные основы борьбы с носителями и переносчиками этих болезней.

Блестящие исследования были проведены по сравнительной анатомии и филогении академиком И. И. Шмальгаузенем (1884-1963), его учителем академиком А. Н. Северцовым (1866-1936) и профессором Б. С. Матвеевым

(1889-1973), по высшей нервной деятельности позвоночных — школой профессора Л. В. Крушинского (19111984).

Большое значение для доказательства и совершенствования естественной системы животных, а также для развития зоологической науки в целом имели труды выдающихся отечественных ученых.

Современная естественная система животного мира включает около 2 млн видов. Царство животных принято делить на ряд взаимоподчиненных систематических категорий — таксонов.

В настоящее время для обозначения видов используется принцип бинарной номенклатуры. Каждому виду присваивается латинское название, состоящее из двух слов. Первое слово — существительное — название рода, в который объединена группа близких видов; второе слово — обычно прилагательное — название вида. Например, научное название белянки капустной — Pieris brassicae, а близкородственные виды, относимые к тому же роду — Pieris, называются: репница — Pieris rapae, брюквенница — Pieris napi и т. д. Двойные названия удобны, так как сразу указывают на родовую принадлежность вида.

Если название вида установлено по правилам «Международного кодекса зоологической номенклатуры», то оно считается обязательным для всех. Правильным наименованием вида считается только установленное ранее всех других; название, предложенное позднее, не признается.

Близкородственные роды объединяются в семейства, семейства — в отряды, отряды — в классы. Высший таксон современной систематики — тип, который объединяет несколько родственных классов. Зоологами часто используются «промежуточные» таксоны: подтипы, подклассы, подотряды и т. д., объединяющие в пределах данного таксона группы более низкого ранга.

В предлагаемом пособии рассматриваются особенности морфологии и биологии представителей типа Хордовые, включающего три подтипа:

1. Оболочники, или Личиночнохордовые (Tunicata seu Urochordata);

2. Бесчерепные (Acrania);

3. Позвоночные, или Черепные (Vertebrata seu Cra- niota):

Раздел Бесчелюстные (Agnatha)

Класс Круглоротые (Cyclostomata)

Раздел Челюстноротые (Gnathostomata)

Надкласс Рыбы (Pisces)

Класс Хрящевые рыбы (Chondrichthyes)

Класс Костные рыбы (Osteichthyes)

Надкласс Четвероногие, или Наземные позвоночные (Tetrapoda)

Класс Земноводные (Amphibia)

Класс Пресмыкающиеся (Reptilia)

Класс Птицы (Ares)

Класс Млекопитающие (Mammalia)

Вопросы для самопроверки и контроля:

1. Каковы черты сходства и различия между растениями и животными?

2. Какие основные этапы развития отмечены в истории зоологии?

3. Почему зоологию в настоящее время считают комплексной наукой?

4. Каковы основные принципы зоологической систематики?