Ochrona Środowiska 2012 wyklad 1

Zoologia

– bezkręgowce

wykład 1

• Podręczniki:
Czesław Jura. Bezkręgowce. PWN 2002 lub

2007

Janet Moore. Wprowadzenie do zoologii

bezkręgowców. WUW 2009

Królestwo: zwierzęta (Animalia):

cechy charakterystyczne

• heterotroficzne: potrzebują węgla organicznego i innych

pierwiastków w pokarmie,

• wielokomórkowe: komórki tworzą całą strukturę ciała wraz z jego

anatomią,

• komórki nie mają ścian komórkowych: komórki elastyczne,

połączone w tkanki za pomocą włókien proteinowych (kolagen),

• aktywnie się poruszają: powiązana ewolucja tkanek mięśniowych i

nerwowych do koordynacji ruchu,

• rozmnażanie płciowe: występuje u większości zwierząt (są wyjątki),

• rozwój embrionalny przebiega według podobnych modeli,

• unikalne tkanki: kompleksy komórek o specyficznej budowie i funkcji

(są wyjątki).

Życie bez kręgosłupa

Annelida: Polychaeta
Spirobranchus giganteus

Invertebrata

– pojęcie to wprowadził Lamarck w XIX wieku

zwierzęta wielokomórkowe nie posiadające kręgosłupa,

szkielet cechuje całkowity brak tkanki kostnej,

tkanka chrzęstna występuje rzadko,

ciało pokrywa naskórek jednowarstwowy,

układy wydalnicze i moczowe występują oddzielnie,

rozmnażają się bezpłciowo i płciowo,

często występuje obupłciowość (hermafrodytyzm),

występują różne rodzaje symetrii,

obejmują około 95% współcześnie występujących

gatunków zwierząt.

Historia zwierząt bezkręgowych

Kto był przodkiem bezkręgowców – osiadły filtrator?

Jedną z powszechnie przyjmowanych obecnie hipotez pochodzenia
zwierząt: wielokomórkowce powstały w wyniku agregacji
identycznych komórek kolonijnych protistów z grupy wiciowców
kołnierzykowych (Choanoflagellata).

Życie bez kręgosłupa

bezkręgowce stanowią 95% znanych

gatunków zwierząt,

zasiedlają niemal wszystkie środowiska,

różnorodność kształtów.

Kryteria klasyfikacji zwierząt

hierarchia kryteriów (charakterystyk) stosowanych

obecnie w filogenezie:



symetria ciała (rodzaj symetrii)



tkanki (obecność lub brak)



liczba listków zarodkowych (tkanki embrionalne)



jama ciała (rozwój jamy wtórnej)



embriologia (wykształcenie się otworu gębowego i
otworu odbytowego u wczesnego zarodka)



czułki wokół otworu gębowego + larwa trochofora



szkielet zewnętrzny (kutikula, oskórek)

 segmentacja

Kryteria klasyfikacji zwierząt – oś symetrii

symetria określa rozmieszczenie części ciała w stosunku do jego osi

asymetria

Korzyści ewolucyjne z dwubocznej symetrii ciała (Bilateria):

• poszczególne części ciała mogą się różnie rozwijać,

• różne narządy mogą lokalizować się w różnych częściach ciała,

• ruchy ciała są bardziej skuteczne (kierunek ruchu jest lepiej

określony, opór na wodę lub podłoże jest mniejszy),

• większa mobilność → skuteczniejsze widzenie pokarmu,

• efektowniejsze poszukiwania partnera płciowego,

• unikanie i ucieczka przed drapieżnikami.

Kryteria klasyfikacji zwierząt - tkanki

podział zwierząt (Animalia) na dwa podkrólestwa:

• Parazoa (beztkankowce) - nie posiadają wyodrębnionych tkanek,

brak układu nerwowego i mięśniowego, totipotencjalność komórek,
transport materiałów odżywczych to przekazywanie z komórki do
komórki.

Eumetazoa (tkankowce właściwe) - mają tkanki tworzące
narządy i układy, tkanki i organy ciała tworzą listki zarodkowe:
- ektoderma

(warstwa zewnętrzna) - daje początek okryciu

ciała i układowi nerwowemu,
-endoderma

(warstwa wewnętrzna) - daje początek

przewodowi pokarmowemu,
-mezoderma

(warstwa środkowa) - daje początek mięśniom i

szkieletowi, narządom wydalniczym oraz narządom
rozrodczym; z mezodermy wykształca się wtórna jama ciała.

Triblastica, trójwarstwowce

- 95% tkanek powstaje z mezodermy,

z mezodermy powstają gonady,

buduje układ szkieletowy wewnętrzny, umożliwiający uzyskanie

dużych rozmiarów ciała,

buduje układ mięśniowy, który zapewnia intensywniejsze ruchy,

sprawniejsze zdobywanie pokarmu,

sprawniejszy ruch to wydłużenie głównej osi ciała,

wyodrębniony odcinek głowowy z narządami zmysłu,

podniesienie intensywności procesów metabolicznych,

wielostronne przystosowanie się do różnych warunków

środowiska.

Kryteria klasyfikacji zwierząt – jama ciała

• Acoelomata, bezjamowce: brak jamy ciała, wszystkie trzy

listki zarodkowe kontaktują się ze sobą

• Pseudocoelomata: jamą ciała jest pierwotna jamą ciała

(pseudocel) pomiędzy mezodermą i endodermą

• Coelomata: jama ciała (celoma) rozwija się z mezodermy

bezjamowce pseudoceloma celoma

Kryteria klasyfikacji zwierząt – embriologia

wykształcenie się otworu gębowego i otworu odbytowego u

wczesnego zarodka

• Protostomia (pierwouste): z grec. Proto = pierwszy,

stoma =

usta; blastopor (pragęba) staje się otworem

gębowym; należą tu m. in. typy: Platyhelminthes (płazińce),
Nematoda (nicienie), Mollusca (mięczaki), Annelida
(pierścienice), Arthropoda (stawonogi)

• Deuterostomia (wtórouste): z grec. Deutero = wtóry;

blastopor

(pragęba) staje się otworem odbytowym;

funkcjonalny otwór gębowy powstaje wtórnie; obejmuje typy:
Echinodermata (szkarłupnie), Chordata (strunowce)

Kryteria klasyfikacji zwierząt – segmentacja

• ciało składa się z podobnych segmentów,
• każdy segment może wytworzyć w pełni wykształcone

narządy; uszkodzenie jednego segmentu jest mniej
dotkliwe, ponieważ inne segmenty podwajają jego
funkcję,

• poruszanie się jest łatwiejsze, gdy segmenty mogą

poruszać się niezależnie,

• u dorosłych osobników segmenty mogą się zlewać ze

sobą w tagmy choć są one widoczne w trakcie rozwoju
embrionalnego,

• prawdziwa segmentacja występuje u: Annelida

(pierścienice), Arthropoda (stawonogi), Chordata
(strunowce).

Kryteria klasyfikacji zwierząt

Lophotrochozoa, lofotrochowce

– posiadają strukturę zwaną lofoforem

(z gr. lophos

– „grzebień”) lub przechodzą w rozwoju przez stadium

trochofory

Ecdysozoa, wylinkowce

– posiadają szkielet zewnętrzny (egzoszkielet),

który w trakcie wzrostu zwierzęcia jest odrzucany, a na jego miejsce
powstaje nowy. Proces pozbywania się starego egzoszkieletu to linienie
(ecdysis)

trochofora

Podkrólestwo: nibytkankowce – Parazoa
Porifera -

gąbki

najprostsze zwierzęta,

nie mają właściwych tkanek i

organów,

są asymetryczne,

wykazują słabą integrację ciała,

duża plastyczność komórek –

totipotencjalność.

Typ: gąbki - Porifera

• organizmy wodne, osiadłe z

reguły kolonijne o nieregularnym
kształcie,

• głównie formy morskie, tylko 150

gatunków występuje w wodach
słodkich,

• ciało workowate, dzbankowate,

grzybkowate, przytwierdzone do
podłoża,

• ciało poprzebijane otworkami

(ostia, pory)

• otwór wypustowy usytuowany

na górnym biegunie,

• jama w ciele – spongocel,
• z reguły występuje szkielet

mineralny (igły krzemionkowe
lub wapienne) lub organiczny
(spongina)

Porifera

warstwa zewnętrzna okrywająca, dermalna: pinakocyty (komórki kurczliwe),

porocyty (doprowadzają wodę), endopinakocyty (wyprowadzają wodę),

bazopinakocyty (przytwierdzają ciało gąbki do podłoża),

warstwa wewnętrzna choanodermalna: choanocyty (komórki

kołnierzykowate, powoduja przepływ wody i wychwytują pokarm),

- mezohyl: amebocyty, spongocyty, skleroblasty, mioblasty, archeocyty

(komórki totipotencjalne)

Porifera

askon sykon leukon

sfałdowanie warstwy wewnętrznej komory z choanocytami

Leucosolenia Scypha Spongia

Porifera -

rozmnażanie

rozmnażanie płciowe, brak układu rozrodczego

rozmnażanie bezpłciowe: podział, pączkowanie,

fragmentacja, pączki wewnętrzne

„dymienie oskulum”

Ekologia i rozmieszczenie gąbek

Calcarea

– posiadają igły wapienne, występują w wodach przybrzeżnych

Leucosolenia variabilis Grantia compressa

Demospongiae

– posiadają igły krzemionkowe lub włókna białkowe

Halichondria panicea Spongia officinalis

Ekologia i rozmieszczenie gąbek

Hexactinellida

– posiadają krzemionkowe sześcioramienne igły

Euplectella aspergillum

Caulophacus sp

Ekologia i rozmieszczenie gąbek

najlepszym środowiskiem dla gąbek są wartkie wody

eutroficzne,
-

największe bogactwo gąbek występuje w wodach tropikalnych i

subtropikalnych,
-

wysładzanie wody morskiej powoduje wymieranie gąbek,

lepiej rozwijają się w miejscach silnych prądów (są filtratorami),

jako filtratory odgrywają ważną rolę oczyszczającą w

ekosystemach wodnych,
-

wody mętne powodują zanieczyszczenie systemu filtrującego.

Myenia fluvialitis
ta gąbką żyje w Wiśle na wysokości
Krakowa, jej kolor zależy od czystości wody,
która w tym miejscu nie jest najczystsza

Ekologia gąbek- symbioza

Spongicola venusta Euplectella oweni

Chlamys rubida Mycale adhaerens

Suberites domuncula

gąbka + glony

Ekologia gąbek

toksyczność gąbek

Latrunculia magnifica zawiera
toksynę cholinoesterazę

igły gąbek słodkowodnych mogą

podrażniać skórę

Znaczenie gąbek

Aplysina aerophoba Halichondria okadai
antybiotyk aeroplysinina substancja niszcząca komórki nowotworowe

Dysidea avara Chondrosia reniformis
awarom niszczący wirusa HIV jedyna gąbka jadalna

Podkrólestwo: tkankowce – Eumetazoa

dwuwarstwowce - Diploblastica

Radiata, Typ: Cnidaria, parzydełkowce

polip meduza

- organizmy wodne,
-

od kilku milimetrów po duże kolonie,

nie posiadają głowy,

worek z centralną jamą gastralną,

otwór prowadzący do jamy funkcjonuje

jako otwór gębowy i odbyt,

otwór otoczony ramionami,

otwór zamykany przez wiązki mięśniowe

(zwieracze),
-

forma osiadłego polipa i/lub

wolnopływającej meduzy,

mają prosty układ nerwowy, pokarmowy,

rozrodczy.

Cnidaria, parzydełkowce

komórki parzydełkowe
knidocyty

sieć komórek nerwowych

brak mózgu, rozproszona sieć nerwowa

brak układu krążenia,

- brak struktur odpowiedzialnych za wydalanie,
-

oddychają całą powierzchnią ciała.

Cnidaria, parzydełkowce

cykl życiowy Hydrozoa i Scyphozoa.

Typ: Cnidaria

Gromada: Hydrozoa, stułbiopławy

żyją w wodach słonych i słodkich, dominująca postać to polip; polipy

mogą tworzyć kolonię; posiadają ogromne zdolności regeneracyjne

Hydra sp. Obelia sp.

Typ Cnidaria

Gromada: Scyphozoa, krążkopławy

wyłącznie morskie,
dominująca postać to meduza z
rozbudowaną mezogleą
zapewniającą pływalność,
zmniejsza masę ciała i gromadzi tlen

Typ: Cnidaria

Gromada: Cubozoa, kubopławy

Chironex fleckeri, osa morska

Stadium meduzy przypominające sześcian,
posiadają oczy złożone na skraju dzwonu meduzy,
zwykle zaopatrzone w bardzo toksyczne parzydełka

Typ: Cnidaria

Gromada: Anthozoa, koralowce

„zwierzęta – kwiaty”

- organizmy morskie,
-

wyłącznie postać polipa,

posiadają przegrody w jamie gastralnej,

wytwarzają szkielet zewnętrzny

zbudowany z węglanu wapnia

koral

ukwiał

Rafy koralowe

– największe struktury

wytworzone przez zwierzęta

Odkładanie węglanu wapnia zależy od symbiotycznych glonów żyjących
wewnątrz polipów. Fotosynteza ułatwia proces wapnienia usuwając dwutlenek
węgla co sprzyja wytracaniu się węglanu wapnia.