Программа лекций по зоологии беспозвоночных

Составитель: заведующей кафедрой зоологии беспозвоночных профессор Владимир Васильевич Малахов

Цели дисциплины: сформировать у учащихся целостное представление о структуре биологического разнообразия беспозвоночных животных и путях эволюции животного царства, строении, физиологии, развитии и практическом значении беспозвоночных животных.

Задачи дисциплины:

  • формирование у учащихся представления об основных принципах систематики Eukaryota и знаний о строении, жизненных циклах, биологическом разнообразии и практическом значении основных групп простейших;
  • формирование у учащихся представлений о ключевых этапах эволюции многоклеточных животных, а именно: происхождении многоклеточных животных, происхождении билатерально-симметричных животных, происхождении метамерии и конечностей;
  • формирование у учащихся знаний о строении, функционировании и эволюции основных систем органов беспозвоночных, закономерностях эмбрионального и личиночного развития беспозвоночных;
  • формирование у учащихся прочных знаний об особенностях биологии, жизненных циклах паразитических беспозвоночных и заболеваниях человека и животных, вызываемых паразитами;
  • знакомство с биологией основных групп коммерчески ценных беспозвоночных, методами их разведения и культивирования, формирование представлений о биоповрежедениях, вызываемых беспозвоночными, и методах борьбы с ними.

Содержание курса "Зоология беспозвоночных"

Раздел I. Система Eukaryota и основные группы простейших

Тема 1.1. Современные представления о системе органического мира.
Зарождение и ранние этапы развития жизни на Земле. Современные представления о происхождении эукариот. Органеллы эукариотной клетки, имеющие симбиотическое происхождение. Роль архей и эубактерий в происхождении эукариотной клетки: "кольцо жизни". Современные представления о системе Eukaryota. Двужгутиковые (Bikonta) и одножгутиковые (Unikonta).

Тема 1.2. Шесть надцарств эукариотных организмов.
Общая характеристика надцарства Excavata. Общая характеристика типа Euglenozoa. Строение, жизненные циклы и медицинское значение паразитических кинетопластовых (Trypanosoma, Leischmania). Общая характеристика надцарства Chromalveolata. Общая характеристика надтипа Apicomplexa. Строение, биология и жизненный цикл представителей класса Грегарин (Gregarinea) и Кокцидий (Coccidea). Строение, жизненный цикл и медицинское значение представителя кровяных споровиков (Haemosporidia) – малярийного плазмодия (Plasmodium).
Практическое занятие: Паразитические простейшие.

Тема 1.3. Общая характеристика Ресничных простейших (Ciliophora).
Организация ядерного аппарата ресничных простейших. Общая характеристика надцарства Rhizaria. Общая характеристика типа Foraminifera. Общая характеристика типа Radiolaria.
Практическое занятие: Ресничные простейшие.

Тема 1.4. Классификация субдомена Unikonta.
Общая характеристика надцарства Amoebozoa. Амёбы – возбудители заболеваний человека (Entamoeba, Acanthamoeba). Общая характеристика надцарства Заднежгутиковых (Opisthokonta). Строение и биология воротничковых жгутиконосцев Choanoflagellata. Место многоклеточных животных в системе эукариот.
Практическое занятие: Амёбоидные простейшие.

Раздел II. Низшие многоклеточные

Тема 2.1. Проблема происхождения многоклеточных животных.
Концепции неколониального происхождения многоклеточных животных – гипотезы "целлюляризации". Концепции колониального происхождения многоклеточных животных. Гипотеза гастреи Э. Геккеля. Современные версии гипотезы гастреи. Гипотеза фагоцителлы И.И. Мечникова. Развитие гипотезы фагоцителлы в трудах российских и зарубежных учёных. Гипотезы первичной седентарности предков Metazoa. Концепция синзооспоры А.А. Захваткина. Современные версии гипотез первичной седентарности Metazoa.

Тема 2.2. Общая характеристика надтипа Губок (Porifera).
Внешняя морфология и основные типы анатомического строения губок и организация процесса фильтрации. Строение личинок и их метаморфоз. Экологическое значение губок.
Практическое занятие: Губки.

Тема 2.3. Тип Стрекающих (Cnidaria). Жизненный цикл Кораллов (Anthozoa).
Соотношение билатеральной и радиальной симметрии в строении шестилучевых кораллов. Разнообразие строения колоний восьмилучевых кораллов. Жизненный цикл представителей подтипа Медузовых (Medusozoa).
Практическое занятие: Сцифоидные и Кораллы.

Тема 2.4. Класс Гидрозойных (Hydrozoa) - прогрессивная группа Cnidaria.
Особенности гистологической организации гидрозойных. Паразитические Cnidaria.
Практическое занятие: Гидроидные.

Раздел III. Происхождение Bilateria

Тема 3.1. Проблема происхождения билатерально-симметричных животных (Bilateria Triploblastica).
Планулоидно-турбеллярные гипотезы происхождения Bilateria. Архицеломатные гипотезы происхождения Bilateria. Гипотезы первичной метамерии. Палеонтологические данные о происхождении Bilateria. Вендские многоклеточные. Кембрийский взрыв.

Тема 3.2. Происхождение сквозного кишечника, рта и ануса, мезодермы и вторичной полости тела трёхслойных Bilateria.
Основные функции целома: опорная, выделительная, половая. Эволюция гистологического строения стенки вторичной полости тела. Происхождение метамерии трёхслойных Bilateria. Взаимосвязь бластоцеля, мезоглеи, соединительной ткани и гемоцеля. Тонкое строение стенки гемоцеля. План строения кровеносной системы трёхслойных Bilateria. Современная классификация трёхслойных Bilateria.

Раздел IV. Трохофорные животные (Trochozoa)

Тема 4.1. Общая характеристика трохофорных животных (Trochozoa). Кольчатые черви (Annelida).
Система типа Annelida. Внешняя морфология, расчленение тела и анатомическое строение многощетинковых червей Polychaeta. Морфология и анатомия малощетинковых червей (Oligochaeta) и пиявок (Hirudinea). Особенности анатомии и гистологии немертин.
Практическое занятие: Кольчатые черви.

Тема 4.2. Общая характеристика типа моллюсков (Mollusca).
Морфология и анатомия Polyplacophora. Общая характеристика подтипа Раковинных моллюсков Conchifera. Морфология и анатомия Моноплакофор (Monoplacophora). Особенности плана строения Двустворчатых моллюсков (Bivalvia).
Практическое занятие: Панцирные и двустворчатые моллюски.

Тема 4.3. Характеристика Головоногих (Cephalopoda) и Брюхоногих моллюсков (Gastropoda).
Классификация Cephalopoda. Особенности анатомии представителей подкласса Двужаберных (Dibranchiata). Общая характеристика класса Брюхоногих моллюсков (Gastropoda). Строение раковины брюхоногих моллюсков. Происхождение плана строения брюхоногих моллюсков. Строение мантийного комплекса органов. Практическое значение брюхоногих моллюсков.
Практическое занятие: Брюхоногие моллюски.

Тема 4.4. Общая характеристика типа Плоских червей (Plathelminthes).
Разнообразие морфологии свободноживущих плоских червей. Общая характеристика надкласса Neodermata. Классификация Neodermata. Общая характеристика класса Ленточных червей (Cestodes). Жизненный цикл цестод. Общая характеристика класса Сосальщиков (Trematodes). Жизненный цикл трематод. Медицинское и ветеринарное значение паразитических плоских червей.
Практическое занятие: Плоские черви.

Раздел V. Лофофорные (Lophophorata)

Тема 5.1. Концепция Lophotrochozoa. Состав надтипа Lophophorata.
Общая характеристика типа Плеченогих – брахиопод (Brachiopoda). Строение лофофора брахиопод и механизм биологической фильтрации брахиопод. Строение личинки брахиопод на примере Craniida и её метаморфоз. Метамерия в строении личинок и взрослых брахиопод. Происхождение плана строения брахиопод. Экологическое разнообразие современных брахиопод. Геологическая история брахиопод и их значение для стратиграфии и геологии.

Тема 5.2. Общая характеристика типа Форонид (Phoronida).
Внешняя морфология и анатомическое строение форонид (Phoronida). Строение лофофора и механизм биологической фильтрации. Личиночное развитие форонид. Метаморфоз личинки форонид. Редуцированная метамерия в строении форонид. Происхождение плана строение форонид. Общая характеристика типа мшанок (Bryozoa). Механизм биологическоей фильтрации мшанок. Строение личинок мшанок и их метаморфоз. Биология пресноводных мшанок.

Раздел VI. Линяющие (Ecdysozoa): членистоногие и близкие группы

Тема 6.1. Общая характеристика надтипа Линяющих (Ecdysozoa).
Особенности строения и химического состава кутикулы Ecdysozoa, сравнение экдизозойной кутикулы с микровиллярной кутикулой. Механизм линьки Ecdysozoa. Функции кутикулы Ecdysozoa. Редукция целома как следствие развития наружного скелета. Строение и функции гемоцеля Ecdysozoa. Состав надтипа Ecdysozoa. Общая характеристика типа Lobopoda. Разнообразие строения кембрийских представителей типа Lobopoda. Строение онихофор (Onychophora). Общая характеристика Тихоходок (Tardigrada). Анатомическое строение тихоходок. Анабиоз.

Тема 6.2. Общая характеристика типа Членистоногих (Arthropoda).
Кембрийские членистоногие Dinocarida, Megacheira, Trilobitomorpha. Строение первичной двуветвистой конечности членистоногих. Проблема сегментарного состава головного конца современных членистоногих. Классические и современные данные об экспрессии гомеобоксных генов и гомология сегментов головного конца в различных группах современных членистоногих.

Тема 6.3. Общая характеристика Хелицеровых (Chelicerata).
Классификация Chelicerata. Меростомовые (Merostomata) – примитивные представители хелицеровых. Общая характеристика Паукообразных (Arachnoidea). Приспособления паукообразных к жизни на суше. Внешняя морфология, анатомия и биология скорпионов (Scorpiones) и сольпуг (Solifugae), пауков (Aranei) и клещей (Acari). Медицинское и ветеринарное значение клещей.
Практическое занятие: Хелицеровые.

Тема 6.4. Проблема единства Mandibulata.
Современные представления о филогенетических отношениях Chelicerata, Myriapoda и Crustacea: альтернатива Myriochelata (Paradoxopoda)-Pancrustacea (Tetraconata) или Chelicerata-Mandibulata. Общая характеристика Многоножек (Myriapoda). Анатомическое строение многоножек. Приспособление многоножек к жизни на суше. Размножение и развитие многоножек. Экологическое разнообразие многоножек.

Тема 6.5. Общая характеристика Ракообразных (Crustacea).
Строение и происхождение двуветвистой конечности ракообразных. Анатомическая организация ракообразных. Экологическое разнообразие ракообразных. Роль ракообразных в функционировании морских сообществ и сообществ континентальных водоёмов. Практическое значение ракообразных.
Практическое занятие: Ракообразные.

Тема 6.6. Происхождение Шестиногих (Hexapoda) и их филогенетические связи с ракообразными.
Расчленение тела Hexapoda: сегментарный состав головы, груди и брюшка. Анатомическая организация Hexapoda. Разнообразие личиночного развития Hexapoda. Происхождение крыльев: классические и современные гипотезы. Биосферная функция насекомых. Практическое значение насекомых. Насекомые – переносчики инфекционных болезней человека.
Практическое занятие: Многоножки и насекомые.

Раздел VII. Циклоневралии (Cycloneuralia)

Тема 7.1. Общая характеристика Круглых червей (Nematoda).
Анатомическое строение и гистологическая организация круглых червей. Биология свободноживущих нематод. Жизненные циклы нематод-возбудителей заболеваний человека.
Практическое занятие: Нематоды.

Тема 7.2. Характеристика плана строения Головохоботных червей (Cephalorhyncha).
Внешняя морфология и анатомическое строение приапулид (Priapulida), лорицифер (Loricifera) и киноринхов (Kinorhyncha). Морфология и анатомическое строение взрослых волосатиков (Nematomorpha). Строение личинок волосатиков. Жизненный цикл волосатиков. Волосатики как манипуляторы поведением своих хозяев.

Раздел VIII. Вторичноротые

Тема 8.1. Положение вторичноротых в системе животного царства.
Особенности эмбрионального развития вторичноротых животных (Deuterostomia). Современные представления о системе вторичноротых. Общие признаки Ambulacralia. Общая характеристика Полухордовых (Hemichordata). Морфология и анатомическое строение Кишечнодышаших (Enteropneusta) и Крыложаберных (Pterobranchia).

Тема 8.2. Общая характеристика Иглокожих (Echinodermata).
Организация стенки тела иглокожих, строение и формирование скелетных элементов. Анатомическое строение иглокожих на примере морских звёзд. Анатомия осевого комплекса органов. Строение личиночных форм иглокожих. Происхождение радиальной симметрии иглокожих.
Практическое занятие: Иглокожие.

Тема 8.3. Положение хордовых (Chordata) в системе вторичноротых.
Современные представления о системе хордовых. Развитие взглядов на происхождение хордовых. Сравнение развития и строения низших хордовых и полухордовых. Концепция происхождения хордовых путем инверсии сторон тела. Эмбриологические и сравнительно-анатомические доказательства инверсии сторон тела у хордовых. Молекулярная биология развития о происхождении хордовых.

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература:

Вестхайде В., Ригер Р. (ред.). 2008. Зоология беспозвоночных в двух томах (ред. пер. А.В. Чесунов). М.: Т-во научных изданий КМК.
Т. 1: От простейших до моллюсков и артропод, iv+512+iv c.
Т. 2: От артропод до иглокожих и хордовых, iv+513+iii c.

Догель В.А. 1981. Зоология беспозвоночных. М.: Высшая школа. 606 с.

Карпов С.А. 2001. Строение клетки протистов. СПб.: ТЕССА. 384 с.

Рупперт Э.Э., Фокс З.С., Барнс Р.Д. 2008. Зоология беспозвоночных. Функциональные и эволюционные аспекты. В четырёх томах. М.: Издательский центр "Академия".
Т. 1: Протисты и низшие многоклеточные (ред.пер. А.А.Добровольский и А.И.Гранович). 485 с.
Т. 2: Низшие целомические животные (ред. пер. А.А. Добровольский и А.И. Гранович). 438 с.
Т. 3: Членистоногие (ред. пер. А.А. Добровольский и А.И. Гранович). 488 с.
Т. 4: Циклонейралии, щупальцевые и вторичноротые (ред. пер. В.В. Малахов). 350 с.

Тихомиров И.А., Добровольский А.А., Гранович А.И. 2008. Малый практикум по зоологии беспозвоночных. Часть 1. М.-СПб.: КМК. 304 с. + XIV табл.

Хаусман К., Хюльсман Н., Радек Р. 2010. Протистология. Пер. с англ. М.: Т-во научных изданий КМК. 495 с.

Дополнительная литература:

Беклемишев В.Н. 1964. Основы сравнительной анатомии беспозвоночных. Изд. 3-е. М.: Наука.
Т. 1: Проморфология. 432 с.
Т. 2: Органология. 446 с.

Гинецинская Т.А., Добровольский А.А. 1978. Частная паразитология. М.: Высшая школа. Т. 1. 303 с. Т. 2. 292 с.

Иванов А.В. 1968. Происхождение многоклеточных животных. Л.: Наука. 287 с.

Иванов А.В., Полянский Ю.И., Стрелков А.А. 1981-1985. Большой практикум по зоологии беспозвоночных. В трёх томах. М.: Высшая школа.

Иванова-Казас О.М., Кричинская Е.Б. 1988. Курс сравнительной эмбриологии беспозвоночных животных. Л.: Издательство ЛГУ. 350 с.

Иванова-Казас О.М. 1975-1981. Сравнительная эмбриология беспозвоночных животных.
Простейшие и многоклеточные. Новосибирск: 1975. 372 с.
Трохофорные, щупальцевые, щетинкочелюстные, погонофоры. М.: 1977. 312 с.
Иглокожие и полухордовые. М.: 1978. 166 с.
Низшие хордовые. М.: 1978. 166 с.
Членистоногие. М.: 1979. 224 с.
Неполноусые. М.: 1981. 207 с.

Малахов В.В. 1990. Загадочные группы морских беспозвоночных. Трихоплакс, ортонектиды, дициемиды, губки. М.: Издательство МГУ. 144 с.

Протисты: руководство по зоологии.Ч. 1. СПб.: Наука. 2000. 679 с.
Протисты: руководство по зоологии.Ч. 2. СПб.: Наука. 2007. 1144 с.

Райков И.Б. 1978. Ядро простейших. Морфология и эволюция. Л. 328 с.