какая наука изучает членистоногих
Членистоногие
Arthropoda Siebold и Stannius, 1848
Основная особенность представителей данной группы животных организмов — наличие хитинового наружного скелета.
Членистоногие распространены практически всесветно и всюду играют заметную роль. Насекомые, наряду с млекопитающими и птицами, — доминирующая группа наземных животных. Насчитывается не менее 1,5 млн. видов насекомых, возможно, значительно больше. Предположительно их от 3—10 до 30 миллионов. Паукообразные и многоножки, хоть и не достигли такого разнообразия, как насекомые, также очень широко распространены. Наконец, ракообразные населяют практически все широты и глубины Мирового океана. В некоторых регионах мелкие ракообразные — господствующая группа зоопланктона.
Содержание
Основные особенности строения и биологии
Тело членистоногих сегментировано и разделено на голову, грудь и брюшко. Полностью или частично покрыто хитином. Растут только во время линьки. Конечности членистые; выполняют функции передвижения, дыхания, защиты, захвата и пр. Голова и грудь у некоторых сливается в головогрудь. Пищеварительная система дифференцирована. Ротовой аппарат образован видоизменёнными конечностями. Дыхание жаберное (у ракообразных), лёгочное или трахейное (у паукообразных и насекомых). Кровеносная система незамкнута. Нервная система состоит из головного мозга и брюшной нервной цепочки. Многие членистоногие имеют хорошо развитые органы чувств. Органы выделения представлены метанефридиями и мальпигиевыми сосудами. В основном раздельнополы. Случаи гермафродитизма редки. Развитие протекает с полным или неполным превращением. При неполном метаморфозе у насекомых нет стадии куколки.
Роль членистоногих в природе очень значительна. Они населяют практически все среды обитания и влияют на них. Членистоногие служат пищей животным, опыляют растения, переносят инфекционные заболевания и наносят вред сельскохозяйственным культурам. Некоторые представители (пчела, тутовый шелкопряд) являются своеобразными домашними животными.
Классификация
Положение группы членистоногих в таксономической иерархии неоднозначно. С одной стороны, некоторыми авторами была предложена теория, согласно которой некоторые подтипы членистоногих не имеют общего предка с кольчатыми червями (Annelida). В частности, предполагалось, что подтип трахейные (Uniramia) ближе к онихофорам (Onychophora), чем к остальным членистоногим. Другими словами, предполагалась полифилия членистоногих. Однако большинство учёных не приняло эту точку зрения, и это также противоречит генетическим исследованиям.
Древнейший из известных членистоногих — сприггина (поздний протерозой) — имеет в строении тела немало общего с кольчатыми червями. С другой стороны, не исключается, что сприггина относилась к исчезнувшему типу, хотя и чрезвычайно близкому к членистоногим.
Классификация подтаксонов внутри группы членистоногих также неоднозначна. Пять основных подгрупп причисляют то к подтипам, то к классам. Кроме этих подгрупп имеется также некоторое число ископаемых, в большинстве своём из нижне-кембрийского периода, которые трудно отнести к какой-либо подгруппе либо по причине несхожести с известными группами, либо из-за неясности их родственных взаимоотношений.
Многоножек и насекомых часто объединяют в одну группу неполноусых. Некоторые последние исследования, однако, свидетельствуют, что многоножки не ближе к насекомым, чем к ракообразным.
Здесь приведено несколько наиболее известных классификаций, в которых указанные основные группы различным образом объединяются в подтипы (или типы) и надклассы.
Классификация I
Основана на гипотезе о полифилетическом происхождении членистоногих. В связи с этим, тип членистоногих здесь разбивается на три самостоятельных типа.
Классификация II
Основана на гипотезе о монофилетическом происхождении членистоногих. При этом тип членистоногих объединяется с онихофорами и тихоходками в группу Lobopoda.
Pancrustacea
До недавнего времени вышеприведённая система была более или менее общепризнанной. Сейчас она подвергается интенсивному пересмотру. Так, всё большее подтверждение получает концепция «Pancrustacea», основанная на том, что ракообразные и насекомые — более близкие родственники, чем многоножки и насекомые Pancrustacea (англ.) русск. [2] :
Зоология – наука о животных
Зоология (от др.греч. ζῷον — животное и λόγος — учение) — это раздел биологии, комплексная наука, занимающаяся разносторонним изучением животных. Первые научные работы по зоологии, оказавшие огромное влияние на последующее развитие биологии и медицины, были написаны более двух тысяч лет назад древнегреческим философом Аристотелем. Это были трактаты «О частях животных», «Возникновение животных», «История животных». Аристотель был учителем полководца Александра Македонского и повсюду сопровождал его в походах. Там он собрал богатый материал и изучил строение и жизнь многих животных.
Аристотель описал 454 или 500 видов животных и предпринял попытку их систематизации, разделив их на две большие группы: бескровных и обладающих кровью, выделил среди них рыб, птиц, четвероногих, китов и насекомых. Его классификация просуществовала до XVI века.
Разнообразие животных
Царство Настоящие животное (Holozoa) — самое многочисленное из всех других царств живой природы, оно включает 1,6 миллиона описанных видов, к которым относятся как ныне существующие, так и вымершие. По другим данным только современная фауна насчитывает 2 млн. видов, большая часть которых принадлежит к классу Членистоногие. Чаще царство настоящие животные делят на 5 подцарств:
Человек тоже относится к царству животных, при изучении систем органов мы будем рассматривать его вместе с другими представителями этой группы, а не отдельно. Самые маленькие животные — одноклеточные и колониальные амёбы, воротничковые жгутиконосцы и др, многоклеточные паразитические стрекающие из класса Myxozoa, тромбидиформные клещи, некоторые круглые черви и насекомые, двустворчатые моллюски вида Condylonucula maya, тихоходки и др., их нельзя увидеть без микроскопа, а синий кит — самое большое животное за всю историю Земли. По другим данным к животным относятся только многоклеточные виды.
О появлении животных на Земле и их смене смотрите очень интересное видео, в котором представлены современные данные.
Признаки животных
Только на первый взгляд кажется, что животных легко отличить от представителей других царств живой природы. Конечно, льва и собаку мы не спутаем с грибами и растениями, но есть такие животные, в принадлежности которых к царству учёные долго сомневались — это некоторые кишечнополостные, например гидры и коралловые полипы.
Несмотря на значительные различия между типами животных, многие из них обладают некоторыми общими фундаментальными признаками, которые можно использовать для выявления отдалённых родственных связей. Однако эти черты сходства, например особенности роста и эмбрионального развития, нельзя считать абсолютными. С одной стороны, они могут быть свойственны не только данной крупной группе, с другой — обнаруживаются не у всех её представителей; кроме того, они бывают выражены в разной степени или не на всех стадиях развития. Но существуют и общие для всех животных признаки, крупные таксоны в современной систематике выделяют на основе строения и химического состава рРНК, крист пластид и митохондрий и строения и места расположения жгутиков.
Отличия в строении клетки
На клеточном уровне у животных есть и другие особенности:
Ткани животных
У большинства многоклеточных животных все клетки, кроме половых, собраны в особые типы тканей, их 4: эпителиальная, мышечная, соединительная, нервная. Нервная ткань воспринимает и передаёт раздражения, поступающие как из внешней, так и из внутренней среды, обеспечивая у высших животных рефлекторную деятельность.
Возбудимость характерна и для других представителей царств, но у животных она обеспечивается двумя типами тканей: нервной и мышечной. Активность клеток этих систем обеспечивают уникальные в живой природе натрий-кальциевые насосы.
Особенности анатомии и системы органов
Ткани формируют системы органов: опорно-двигательную, дыхательную, пищеварительную, половую, кровеносную, гуморальную, иммунную, покровную, выделительную, которые у животных развиваются и появляются постепенно от «низших» к «высшим», становясь всё более развитыми и полными. У многих животных, особенно у беспозвоночных, некоторые системы органов отсутствуют.
Например, скелет млекопитающих состоит из двух видов соединительной ткани: костной и хрящевой. Он выполняет опорную, двигательную и защитную функции. У членистоногих скелет наружный, состоит из хитина. Перенос питательных веществ, продуктов обмена, газов (кислорода и углекислого газа) в организме животных осуществляет кровеносная система или гемолимфа.
Нервная система регулирует процессы жизнедеятельности и поведение животных, объединяя работу всех систем органов как частей единого организма. Все процессы жизнедеятельности животных регулируются нервной и гуморальной системами. У растений — только гуморальной.
Имеются экскреторные органы, выделяющие азотсодержащие продукты жизнедеятельности: мочевину или мочевую кислоту. Но мочевина известна и у многих растений, она используется ими в качестве резервного вещества.
Тип и способы питания
Питаются гетеротрофы готовыми органическими веществами, взятыми из автотрофов или других гетеротрофов по цепи питания. Они могут получать питание от всех других царств живой природы. Например, губки и двустворчатые моллюски поедают бактерий.
Гетеротрофы могут питаться разными способами, но большая их часть получает пищу голозойным (анимальным) путём — захватывают твёрдые пищевые частицы внутрь тела и переваривают их. У них развиты различные приспособления к её захвату, удержанию, измельчению и перевариванию. Так, у речного рака на передней паре ходильных ног имеются клешни, при помощи которых он не только схватывает добычу (рыбу, лягушку, улитку) и удерживает её, но и обороняется от врагов. Измельченную челюстями пищу рак проглатывает и переваривает.
Но голозойный тип питания сопровождается голофитным или осмотрофным типом (транспорт растворённых питательных веществ через поверхностные структуры клетки). Есть животные, которые полностью питаются только голофитным путём — это паразиты.
Особенности роста
Животные обладают ограниченным ( определённым ) диффузным (по всей поверхности, а не в отдельных точках роста, как у растений) ростом, который с возрастом снижается или полностью прекращается. Их тела увеличиваются только на ранних стадиях развития и согласно норме реакции.
В течение всей жизни растут только некоторые раки, крокодилы и черепахи. Неограниченный (неопределённый) рост в течение всей жизни характерен для растений и грибов.
Активное передвижение и быстрое реагирование
Для большинства животных характерно активное передвижение (в течение жизни или на определённой стадии онтогенеза), возможное благодаря наличию мышц и быстрой реакции на воздействия, за которую отвечает нервная система. Но есть прикреплённые виды (коралловые полипы, губки), малоподвижные (моллюски, гидра) и паразиты, однако и у них есть активно двигающиеся части тела. К тому же все они имеют подвижные личинки, способствующие их расселению.
У большинства животных развились различные органы передвижения (плавники, ласты, ноги, крылья), способствующие активному движению в поисках пищи, укрытий от врагов и непогоды.
Симметрия тела
Тело животных за редким исключением обладает симметрией. Различают два вида симметрии: лучевую (радиальную) и двустороннюю (билатеральную), хотя ни одна из них в природе не встречается в чистом виде.
Для животных, ведущих малоподвижный образ жизни и обитающих в водной среде (кишечнополостных, гребневиков и губок), характерна лучевая симметрия. Все органы радиально-симметричных животных многократно повторяются по радиусам вокруг продольной оси. Через продольную ось их тела можно провести множество линий, разделяющих тело на две зеркально повторяющие друг друга половины.
Билатеральную симметрию имеет большинство подвижных многоклеточных животных. Через продольную ось их тела можно провести только одну линию симметрии. У них выделяют передний и задний концы, спинную и брюшную части тела, левую и правую его половину.
Иглокожих, например морскую звезду, относят к двусторонне-симметричным, так как их современная радиальная симметрия имеет вторичное происхождение. Это заметно по их билатерально-симметричным личинкам.
Особенности размножения и цикла развития
Размножаются животные как бесполым, так и половым путями, но если половое размножение характерно для всех животных, то бесполое встречается чаще у более примитивных видов и намного реже у других. Бесполые типы размножения животных — это почкование, как у гидры, фрагментация, как у кольчатых червей, шизогония, деление зиготы (близнецы).
В жизненном цикле животных тоже есть как гаплоидная, так и диплоидная стадия, но гаплоидная представлена только гаметами и существует непродолжительное время. Самый простой цикл развития состоит из следующих основных стадий: зигота — зародыш — детёныш (личинка) — молодое животное — половозрелое животное — стареющее животное.
Для животных характерен особый тип дробления оплодотворённой или неоплодотворённой яйцеклетки в период эмбрионального развития. Существует два его основных типа: спиральный и радиальный.
Однако у многих форм, относимых к двухслойным, развивается мезенхимная мезодерма, которую раньше не считали таковой, поскольку она не энтодермального, а эктодермального происхождения. В связи с этим термины «трёхслойный» и «двухслойный» не вполне точны, но тем не менее ими часто продолжают пользоваться по традиции.
Современная зоология — комплексная наука
Современная зоология включает ряд дисциплин:
По объектам исследования (разным группам животных) зоология распадается на ряд вспомогательных дисциплин.
Зоология беспозвоночных :
Артроподология — наука о членистоногих:
Энтомология — наука о насекомых:
Малакология — наука о моллюсках:
Спонгиология — наука о губках.
Зоология позвоночны х:
Вам будет интересно
Ботаника — это комплексный раздел биологии, изучающий растения. Как наука она появилась на базе практических…
Мировой океан – это большая часть гидросферы Земли, сплошной резервуар, заполненный солёной водой. Он окружает…
Река рождается при таянии ледника, из озера или родника. Текущая вода активно меняет пейзаж, вызывает…
Арахноэнтомология – как наука
Мед. арахноэнтомология – это раздел биологии изучающий морфологию и экологию членистоногих эктопаразитов человека, их взаимодействие с человеком, изучает болезни, вызванные ими, а также и меры борьбы и профилактики.
Членистоногие представляют медицинский интерес, так как некоторые представители являются:
Наука медицинская арахноэнтомология изучает болезни человека связанные с жизнедеятельностью членистоногих.
Также медицинская арахноэнтомология изучает жизненный цикл животных типа членистоногих, пути их проникновения в организм и меры предосторожности, которые должен соблюдать человек чтобы не заразиться вызываемыми ими заболеваниями.
Взаимоотношения членистоногих и хозяина.
Немало животных, имеющих медицинское значение и в типе Членистоногие Arthropoda. Некоторые из них сами являются возбудителями заболеваний, другие — переносчиками возбудителей паразитарных и инфекционных болезней. Биологию членистоногих — возбудителей и переносчиков (клещей и насекомых) — изучает медицинская арахноэнтомология.
Паразиты могут обитать в любых органах человека, поэтому врач любой специальности может встречаться с паразитарными заболеваниями и обязан уметь распознавать их, лечить больных и проводить профилактику заражения паразитами
Наиболее распространенные животные типа принадлежат к классам:ракообразные, паукообразные и насекомые.
Тип членистоногие
По-другому членистоногих называют артроподы (от др.-греч. ἄρθρον — сустав и πούς, род. п. ποδός — нога), что еще раз подчеркивает их важнейшие ароморфозы, о которых вы скоро узнаете.
Ароморфозы членистоногих
Органы движения членистоногих имеют более сложное строение, через суставы соединяясь с телом животного. Конечности подобны многоколенным рычагам, к которым крепятся мышцы, приводящие их в движение. Выполняют самые разные функции: копание, передвижение, собирание, плавание, служат органом защиты и нападения на жертву.
Поперечно-полосатая мышечная ткань впервые возникла у членистоногих. Мышечная ткань дифференцирована на отдельные пучки. Они состоят из длинных волокон, которые начинаются от одних члеников и крепятся к другим членикам тела, превращая их в подвижные рычаги.
Приступим к перечислению общих особенностей, характерных для членистоногих в целом.
Общие особенности членистоногих
Важно отметить, что хитиновый покров нерастяжим и сдерживает рост животного, поэтому запомните, что членистоногие растут только в период линьки, когда спадает хитиновая кутикула.
Конечности могут видоизменяться, и в зависимости от выполняемой функции конечность получает разные названия: бегательная, прыгательная, копательная, плавательная, хватательная, собирательная и другие.
Остатки вторичной полости тела (целома) можно обнаружить в протоках половых железах (гонад) и выделительных органах. За счет крови, заполняющей большую часть тела, полость тела членистоногих (и моллюсков) также называют гемоцель.
У членистоногих кровеносная система незамкнутого (лакунарного) типа. Из сосудов кровь попадает в щелевые промежутки и омывает внутренние органы, доставляя клеткам питательные вещества. Сердце располагается на спинной стороне тела.
Органы выделения членистоногих представлены видоизмененными метанефридиями. У насекомых имеются мальпигиевы сосуды, позволяющие максимально экономить воду, всасывая ее прямо из мочи. У ракообразных выделительная система представлена зелеными железами, располагающимися на головном конце тела.
Обитание на суше в целом требует от членистоногих сильной экономии жидкости, что вызывает изменения продуктов выделения. Так у паукообразных легко растворимые мочевина и аммиак заменяются малорастворимым гуанином, у насекомых мочевина и аммиак заменяется мочевой кислотой.
Нервная система узлового типа. Состоит из головного мозга (надглоточного ганглия), подглоточного ганглия и брюшной нервной цепочки. От ганглиев (нервных узлов) отходят нервные волокна, иннервирующие близлежащие внутренние органы и ткани.
Подтип Трилобитовые
Этих животных мы с вами могли увидеть, если бы переместились на 540 млн. лет назад, в самое начало палеозоя (кембрийский период). В кембрии они впервые появились, и тогда же начался их расцвет. Вымерли эти удивительные животные к концу пермского периода.
Для этих животных характерна гомономная сегментация, отсутствие дифференциации конечностей.
Значение членистоногих
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Происхождение членистоногих — «артроподизация» (вендский и кембрийский периоды)
Происхождение членистоногих — «артроподизация» (вендский и кембрийский периоды)
В «домолекулярную эру» в распоряжении ученых было три научных дисциплины, при помощи которых можно было реконструировать эволюционную историю организмов: 1. сравнительная анатомия, 2. сравнительная эмбриология и 3. палеонтология. В последние десятилетия добавился еще один чрезвычайно мощный метод, основанный на сравнении нуклеотидных последовательностей ДНК и аминокислотных последовательностей белков. Молекулярный метод сильно потеснил первые две дисциплины (но не третью), потому что он позволяет работать одновременно с огромным количеством признаков. По сути дела, каждый нуклеотид в молекуле ДНК — это отдельный признак, который можно использовать в эволюционных исследованиях наряду с такими классическими признаками, как строение черепа или ранние стадии развития эмбриона.
Еще в конце XIX — начале XX века анализ эмбриологических и анатомических данных привел к появлению двух основных гипотез происхождения членистоногих. К этому типу животных относятся ракообразные, насекомые, многоножки, паукообразные и трилобиты. Согласно первой из них, предки членистоногих были похожи на типичную личинку ракообразных — науплиус, тело которого состоит из трех сегментов. Вторая гипотеза, ставшая в какой-то момент почти общепризнанной, предполагала, что предками членистоногих были многосегментные животные с множеством однотипных парных конечностей, близкие к современным многощетинковым кольчатым червям — полихетам. Происхождение членистоногих от кольчатых червей казалось большинству ученых совершенно очевидным. Слишком уж бросается в глаза сходство многоножки или гусеницы с кольчатым червем, и даже состоящие из двух «веточек» ножки примитивных членистоногих (ракообразных, трилобитов) удивительно похожи на двуветвистые конечности полихет. В замечательном учебнике В. А. Догеля «Зоология беспозвоночных», по которому училось несколько поколений отечественных биологов (включая автора этих строк) и продолжают учиться до сих пор, написано буквально следующее: «Происхождение типа Arthropoda в общих чертах ясно. Предками их были примитивные полимерные кольчатые черви из класса многощетинковых (Polychaeta). Сходство плана строения членистоногих и кольчецов настолько велико, что некоторые современные зоологи предпочитают объединять их, как это делали свыше 100 лет назад, в один тип членистых — Articulata»[71].
Такая степень уверенности в вопросе о том, кто от кого произошел, встречается у Догеля ох как нечасто. И надо же такому случиться — из множества гипотез, основанных на данных анатомии и эмбриологии, именно эта, по всей видимости, оказалась неверной.
Ни палеонтологические, ни молекулярные данные не дали подтверждения этой стройной и логичной теории. Вместо ожидаемых переходных форм между полихетами и членистоногими были обнаружены весьма причудливые создания со странными сочетаниями признаков.
Поначалу биологов «обнадежила» сприггина — мягкотелое животное вендского периода (630–542 млн лет назад; см. главу «Животные»), которое вроде бы имело ожидаемое сочетание признаков: цельную «голову» в форме полумесяца, напоминающую головной щит трилобита, и длинное тело, состоящее из одинаковых сегментов с длинными придатками, напоминающее тело многощетинковых червей.
Сприггина (вендский период) могла бы считаться переходной формой между кольчецами и членистоногими, если бы имела нормальную билатеральную симметрию.
Но если внимательно присмотреться к отпечаткам сприггины, можно заметить, что конечности у нее располагаются не попарно друг напротив друга, как у всех без исключения кольчатых червей и членистоногих, а в шахматном порядке (как если бы левую половину ее тела сдвинули относительно правой на пол сегмента вперед или назад). Такая «билатеральная симметрия со сдвигом» специалистам по сравнительной анатомии казалась совершенно немыслимой. Непонятно, как росло тело сприггины, как формировались сегменты (и вообще, можно ли их назвать сегментами?), как были устроены ее кровеносная и нервная системы, структура которых определяется у полихет механизмом формирования сегментов.
Еще лучше эта «невероятная» сегментация видна у других вендских форм, похожих на примитивных членистоногих, — например, у вендии.
Вендия — «членистоногое» с ногами в шахматном порядке.
Многие другие вендские животные, напоминающие кольчатых червей или примитивных членистоногих, «сдвинуты» таким же образом. Состоят ли они в родстве с настоящими кольчецами и членистоногими или те произошли от каких-то других предков? Возможно ли эволюционное превращение «сдвинутой» симметрии в нормальную? Окончательных ответов пока нет.
Вот еще одно животное со сдвинутой симметрией — дикинсония. Найден отпечаток ее пищеварительной системы, и видно, что отростки кишечника тоже располагались в шахматном порядке, в соответствии с сегментацией. Ясно, что это и не членистоногие, и не полихеты. Палеонтолог М. А. Федонкин выделил этих животных в особый вымерший тип проартикулят (Proarticulata).
Еще одно животное со «сдвинутой» метаметрией — дикинсония. Справа — ее пищеварительная система. По изображению из книги Я. Е. Малаховской и А. Ю. Иванцовой Вендские жители Земли. http://evolbiol.ru/vend.htm.
Забавно, что очень похожая сегментация имеется и у прикрепленных, стебельчатых вендских животных — петалонам, которые уже совсем не похожи ни на кольчецов, ни на членистоногих.
Что ж, если вендская мягкотелая фауна дала больше новых загадок, чем ответов на старые вопросы, может быть, уникальные находки более поздних кембрийских мягкотелых животных скажут нам больше?
Кембрийский период (488–542 млн лет назад) был временем становления большинства важнейших групп многоклеточных животных. Как мы помним из главы «Животные», в самом начале кембрия произошла скелетная революция — в палеонтологической летописи внезапно появляется множество разнообразных существ, обладающих твердыми скелетными элементами: различными раковинками, шипами, спикулами и т. д. В венде животные были в основном мягкотелыми, и среди них мало кого можно с уверенностью отнести к тому или иному известному типу. Но уже в первой половине кембрия разнообразие животных резко выросло, и среди них появились представители практически всех современных типов (членистоногие, моллюски, брахиоподы, хордовые, иглокожие и т. д.).
«Перистое» вендское ископаемое — чарния.
Одно из самых богатых местонахождений кембрийских мягкотелых называется сланцы Берджес (Burgess Shale) и находится в Канаде. То, что было там найдено, привело ученых в полное замешательство. Чего стоят одни названия, которые ученые дали этим «возмутительным» тварям. Ведь они снова, как и вендские существа, не пожелали вписываться в красивые и стройные схемы сравнительных анатомов и эмбриологов!
Одно из животных получило название «галлюцигения». Палеонтологи, видимо, долго протирали глаза, впервые увидев отпечаток этого существа.
На первых найденных отпечатках было видно по три конечности на каждом сегменте: два твердых «шипа» и одно мягкое «щупальце». Правда, вендской «симметрии со сдвигом» здесь уже не было, симметрия галлюцигении — вполне правильная, билатеральная, но еще неизвестно, что хуже — ноги в шахматном порядке или по три ноги на сегменте! Сначала предполагали, что галлюцигения ходила на парных «шипах», а «щупальца» в один ряд располагались у нее на спине.
Потом, к счастью, нашлись другие отпечатки, на которых удалось разглядеть, что мягких щупалец на каждом сегменте было все-таки два, а не одно. Так появилась более правильная (по крайней мере, более правдоподобная) реконструкция галлюцигении. Животное перевернули вверх тормашками и поставили на парные щупальца, а шипы стали просто защитными придатками вроде игл морского ежа. В таком виде галлюцигения напоминает, хоть и отдаленно, современных онихофор — червеобразных животных с ножками, родственных членистоногим.
Айшеайя. Голова находится справа, видны приротовые придатки. Возможно, айшеайя питалась губками, потому что ее остатки часто находят вместе с остатками губок.
В сланцах Берджес нашли и других онихофор, больше похожих на современных (Aysheaia).
Но все «приключения» галлюцигении меркнут по сравнению с уникальной судьбой другого среднекембрийского монстра — аномалокариса. Отдельные части тела этого хищного чудовища (некоторые экземпляры достигали почти двух метров в длину) сначала находили по отдельности и описывали как разные организмы. Удивительная «медуза» с дыркой посередине оказалась ротовым диском аномалокариса. Внутренний край «дырки», как выяснилось, был усажен острыми зубами.
Членистые образования, изначально описанные как креветки, оказались хватательными конечностями необычного хищника.
Только когда были найдены первые полные отпечатки аномалокариса, ученые поняли, как было устроено это существо. Сегментированное тело с «плавательными лопастями» напоминает некоторых кольчатых червей. Однако передние хватательные конечности (бывшие «креветки») и крупные глаза на стебельках — в точности как у членистоногих.
Аномалокарис — медуза с отверстием? Справа видны зубы, окружавшие отверстие.
Мягкотелая фауна сланцев Берджес и других подобных местонахождений в Китае, США, Гренландии и Сибири открыла перед учеными целую галерею удивительных существ с разнообразными причудливыми сочетаниями признаков членистоногих и червей (причем не кольчатых, а других — так называемых головохоботных). Все это очень мало похоже на постепенный, плавный переход от одного типа к другому. Вот, например, опабиния (вверху слева) — животное, явно близкое к аномалокарису, но лишенное членистых приротовых конечностей. Вместо них у опабинии имеются складной хоботок и пять глаз.
Другие загадочные существа из Берджес-Шелл: опабиния (слева) имарелла (справа).
По-видимому, отдельные признаки членистоногих формировались независимо в разных группах червеобразных организмов. Эти признаки перекомбинировались и смешивались, образуя самые неожиданные комбинации. Возможно, не обошлось здесь и без горизонтального межвидового обмена генами (такой перенос могли осуществлять вирусы).
Как мы помним из прошлой главы, большую роль в крупных эволюционных перестройках у животных могут играть мутации ключевых генов — регуляторов развития, таких как Hox-гены. В результате таких мутаций свойства одних сегментов могут проявиться у других. Теоретически в результате подобной мутации от организмов, похожих на аномалокариса (с единственной парой членистых конечностей, развившихся специально для схватывания добычи), могли буквально в одночасье произойти формы, имеющие такие конечности на всех сегментах туловища.
Что же касается кольчатых червей, то они, судя по современным молекулярным данным, вовсе не являются предками членистоногих. Вместе с головохоботными и круглыми червями членистоногих теперь объединяют в надтип «линяющих» Ecdysozoa, а кольчатых червей вместе с моллюсками и брахиоподами поместили в другой надтип — Lophotrochozoa.
Новые палеонтологические находки в сланцах Берджес и других местонахождениях помогают выяснять детали ранней эволюции этих групп. Почти каждая публикация такого рода служит новым подтверждением общего правила мозаичного распределения признаков и многочисленных параллелизмов на ранних этапах развития больших групп организмов.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Читайте также
§ 22. Нервная система членистоногих
§ 22. Нервная система членистоногих Организация нервной системы членистоногих и сходных с ними групп может существенно варьировать, но в пределах общего плана строения. Рисунок нервной системы дневной бабочки (Lepidoptera) довольно точно отражает типичное расположение
12. Общая характеристика формы и периоды инфекции
12. Общая характеристика формы и периоды инфекции Инфекция – это совокупность биологических реакций, которыми макроорганизм отвечает на внедрение возбудителя.Для возникновения инфекционного заболевания необходимо сочетание следующих факторов:1) наличия микробного
Кембрийский период
Кембрийский период Во многих местах выступают на поверхность земли толщи осадочных кембрийских пород, образовавшихся свыше 400 миллионов лет назад. Это главным образом песчаники, известняки и глинистые сланцы — твёрдая горная порода тёмно-серого или чёрного цвета,
Кембрийский взрыв
2. Формы инфекции и периоды инфекционных болезней
2. Формы инфекции и периоды инфекционных болезней Классификация инфекций1. По этиологии:1) бактериальные;2) вирусные;3) протозойные;4) микозы;5) микст-инфекции.2. По количеству возбудителей:1) моноинфекции;2) полиинфекции.3. По тяжести течения:1) легкие;2) тяжелые;3) средней
5.6. Критические периоды развития в ходе онтогенеза
5.6. Критические периоды развития в ходе онтогенеза Проблема критических периодов широко обсуждается в самых разных науках. Наиболее всесторонне этот вопрос разрабатывался в эмбриологии человека. Применительно к поведению, критическим периодом называется стадия
Глава III Житие надувных матрасов (вендский период: 605–550 млн лет назад)
Глава III Житие надувных матрасов (вендский период: 605–550 млн лет назад) Не исследование, а мечтательное умствование. Венедикт Ерофеев Докембрийские многоклеточные животные. Поверили, но не открыли. Открыли, но не поверили. Медуза и моллюск в одном
Глава IV Мир, которого не может быть (кембрийский период: 550–490 млн лет назад)
Глава IV Мир, которого не может быть (кембрийский период: 550–490 млн лет назад) Если идея приходит в голову, то из какого же места она вышла? Приписывается автору Что написано в «Кембрийской газете». Запуск пеллетного конвейера. Галлюцигения и прочие «ошибки природы». Почему
Как велики периоды обращения двойных звезд?
Как велики периоды обращения двойных звезд? Самые большие периоды обращения имеют физические двойные звезды, компоненты которых расположены далеко друг от друга – на тысячи и десятки тысяч астрономических единиц (то есть в тысячи и десятки тысяч раз дальше, чем Земля от
Периоды внутриутробного развития
Периоды внутриутробного развития Весь период внутриутробного развития собаки, так же как и других млекопитающих, условно можно разделить на несколько стадий.1. Зародышевый периодЭтот период представляет собой первую стадию развития, завершающуюся к 18-му дню
Критические периоды развития организма
Критические периоды развития организма В зависимости от стадии на которой проявляется действие генетических или экзогенных факторов все нарушения происходящие в пренатальный период можно подразделить на гаметопатии (нарушения на стадии зиготы), бластопатии
ГЛАВА 1 ПЕРИОДЫ РАЗВИТИЯ ЩЕНКОВ
ГЛАВА 1 ПЕРИОДЫ РАЗВИТИЯ ЩЕНКОВ Роды завершают эмбриональный период развития щенка. Послеутробный период развития животных начинается с их рождения и кончается естественной смертью в результате старения.Каждый период развития, состоящий из ряда определенных фаз и
Критические периоды развития
Критические периоды развития Рассматривая органогенез, необходимо остановиться на феномене «критических периодов» в развитии. В самом общем виде их можно охарактеризовать как периоды с наибольшей скоростью развития, что всегда влечет за собой особую чувствительность
Филогения членистоногих, или как гомеология повторяет филогению
Филогения членистоногих, или как гомеология повторяет филогению Филогенетические взаимоотношения крупных групп членистоногих представлены на рис. 8-10. Эта филогения построена на основании данных палеонтологических, эмбриологических, сравнительно-анатомических и
1.8. Происхождение и эволюция эндо- и экзотрофии Трофика и происхождение жизни
1.8. Происхождение и эволюция эндо- и экзотрофии Трофика и происхождение жизни В свете современных знаний ясно, что механизмы эндотрофии и экзотрофии родственны, а не противоположны, как представлялось ранее, когда экзотрофию рассматривали в качестве гетеротрофии, а
1.8. Происхождение и эволюция эндо- и экзотрофии Трофика и происхождение жизни
1.8. Происхождение и эволюция эндо- и экзотрофии Трофика и происхождение жизни В свете современных знаний ясно, что механизмы эндотрофии и экзотрофии родственны, а не противоположны, как представлялось ранее, когда экзотрофию рассматривали в качестве гетеротрофии, а