Зоология позвоночных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Особенности водно-солевого обмена у позвоночных, обитающих в гипо- и гипертонических средах, а также на суше

2. Различия продуктов метаболизма у представителей разных систематических групп, причины этих различий

3. Охрана фауны охотничье-промысловых зверей. Пути и способы её восстановления и обогащения

Список используемой литературы

1. Особенности водно-солевого обмена у позвоночных, обитающих в гипо- и гипертонических средах, а также на суше

позвоночные метаболизм фауна звери

Постоянство осмотической концентрации, ионного состава, кислотно-щелочного равновесия и объема жидкостей внутренней среды регулируется механизмами водно-солевого обмена. Выяснено, что проницаемость кожи, жабр и почек по отношению к воде и растворенным в ней солям регулируется различными гормонами гипофиза (Л. Проссер, 1977).

Организация водно-солевого обмена в разных классах и экологических группах позвоночных имеет свою специфику. Для животных, перешедших к жизни в пресных водоемах и на суше, а также у мигрировавших из пресных вод снова в море или ставших после длительного обитания на суше вторичноводными, механизмы осморегуляции решаются в соответствии с требованиями среды.

Пресноводные живут в гипотонической среде. Осмотическое давление в их тканях выше осмотического давления окружающей пресной воды, поэтому вода по осмотическому градиенту проникает в их тело через кожу, жабры, эпителий ротовой полости, слизистую кишечника. Чтобы не допускать обводнения тела, почки активно выводят избыток воды наружу: примерно 300 мл на 1 кг веса в сутки. При этом потери солей почками компенсируются притоком их с пищей, а также через солевые клетки, находящиеся в жабрах, которые способны к абсорбции одновалентных ионов (Na⁺ и С1). Отдельные виды пресноводных рыб способны осваивать осолоненные водоемы благодаря взаимодействию почек и абсорбционной активности жаберного эпителия. Икра пресноводных рыб тоже гиперосмотична по отношению к среде, поэтому в течение первых же часов после откладывания в воду оболочки икринок быстро набухают и теряют проницаемость. Пресноводные миноги имеют осморегуляцию, сходную с описанной выше.

У первичноводных морских обитателей механизмы стабилизации жидкостной внутренней среды сложились по-своему. Ткани тела миксин имеют концентрацию жидкостей, сходную с морской водой.

Морские костистые рыбы живут в гипертоническом растворе, извлекают из него кислород и используют его для питья. Предположительно, тела морских рыб должны были бы терять воду, однако этому препятствует ряд функциональных особенностей. В их почках уменьшено число сосудистых клубочков (агломерулярные почки). Кроме того, вода из нефронов активно реабсорбируется в кровь, что позволяет значительно снизить количество выделяемой воды (до 20 мл на 1 кг массы в сутки). Избыток солей у морских костистых рыб выводится с экскрементами, выделяется почками и солевыми клетками жаберного эпителия. В отличие от пресноводных рыб меняется функциональная направленность работы этих клеток: абсорбционная активность сменяется удалением из тела рыбы одновалентных ионов (К. Шмидт-Ниельсен, 1982).

Продукты азотистого обмена у костных рыб активно выводятся через жабры (аммиак) и почки (мочевина).

Осморегуляция морских хрящевых рыб складывается по-иному. Концентрация солей в их теле несколько выше, чем в окружающей воде, однако осмотическое давление внутренней среды организма оказывается почти равным внешнему, так как кровь и тканевая жидкость хрящевых рыб содержат большое количество солей. Естественным компонентом жидкостей тела акуловых рыб является мочевина. Ее содержание в крови в 100 раз выше, чем у млекопитающих. Мочевина удерживается в тканях тела акуловых рыб вследствие непроницаемости для нее кожи и эпителия жаберных лепестков. Из организма она удаляется вместе с избытком воды и солей через почки в составе вторичной мочи. Строение нефронов и оплетающих их кровеносных капилляров позволяет эффективно реабсорбировать мочевину, выравнивая за счет этого осмотическое давление в теле хрящевых рыб с морской водой. Таким образом, накопление в крови мочевины позволило хрящевым рыбам решать проблему обитания в соленой воде иначе, чем морским костистым рыбам. Накопление мочевины в теле отмечено также у современных кистеперых и двоякодышащих рыб.

Дополнительным органом выведения солей из организма хрящевых рыб и кистеперой рыбы - латимерии является ректальная железа. Ее выделения изоосмотичны по отношению к крови и содержат значительное количество хлорида натрия.

У первичноводных древних бесчелюстных (щитковых, панцирных рыб) и у современных хрящевых и костных рыб проблему содержания воды в организме ограничили (наряду с механизмами выделительной системы) мощные костные покровы в виде панцирей или чешуи.

Механизм водно-солевого обмена у земноводных в целом близок к тому, который описан выше для пресноводных рыб. Амфибии, как и рыбы, воду почти не пьют. Она практически беспрепятственно поступает через покровы («лягушка пьет воду кожей»). Избыток воды и растворенную в ней мочевину амфибии выводят через почки. Темпы клубочковой фильтрации у них достаточно высоки: 10--25 мл на 1 кг массы в час. Земноводные выделяют очень жидкую мочу со слабой концентрацией солей. Моча в теле некоторых лягушек составляет до 30 % общей массы тела. Препятствием к потере солей у амфибий служит реабсорбция ионов в почечных канальцах: более 90 % солей, поступивших в первичную мочу, возвращается (реабсорбируется) обратно в кровеносное русло. Реабсорбция мочевины осуществляется стенкой мочевого пузыря. У пустынных видов вода может накапливаться в мочевом пузыре.

Однако среди земноводных есть и исключения. Например, в коже южноамериканских филломедуз (Phyllomedusae) имеются специфические железы, выделяющие на поверхность восковидный секрет. Это делает кожу водонепроницаемой. Лягушки р. Хиромантис (Chiromantis) выделяют через почки не мочевину, а мочевую кислоту. Наряду с уменьшением испарения с покровов это сближает их с рептилиями. Обитающая в мангровых зарослях морского побережья в Юго-Восточной Азии крабоядная лягушка {Rana cancrivora) в поисках пищи плавает в морской воде. Осмотической потере воды препятствует у нее накопление в жидкостях тела мочевины, как у хрящевых рыб.

У хвостатых амфибий сохраняется фильтрация жидкости из полости тела через нефростомы: например, у тритонов таким путем выводится до 22% всего объема мочи (С.И. Левушкин, И.А. Шилов, 1994).

Переход позвоночных к наземному образу жизни сопровождался приобретением плотных покровов с многослойным эпидермисом, однако исследования показали, что они не всегда эффективно защищают тело от испарения воды. Значительно более важным оказалось приобретение выделительной системы функционально нового типа - тазовых почек. В них уменьшается способность клубочков к первичной фильтрации плазмы и усиливается реабсорбция воды в почечных канальцах. Например, у рептилий структура сосудистого клубка упрощается, число капиллярных петель сокращается до 2 - 3. Но при этом усиливается извилистость почечных канальцев. В результате этих преобразований до 95 % первичного фильтрата возвращается обратно.

У всех настоящих наземных позвоночных продукты азотистого обмена выделяются через почки. У рептилий и птиц продуктом выделения является мочевая кислота. Такой тип выделения сложился в условиях дефицита воды. Мочевая кислота имеет кашицеобразную структуру, что значительно уменьшает объем выводимой воды. Осаждению кристаллов мочевой кислоты в выделительных путях препятствует большое количество слизи, выделяемой клетками почечных канальцев и мочеточников. Выделительные системы птиц и рептилий в значительной степени близки. Почечные канальцы разнообразны: с короткой петлей, с длинной петлей. Мочевая кислота попадает через мочеточники в клоаку и вместе с фекальными массами выбрасывается наружу. Высохшие экскременты некоторых морских птиц (гуано) содержат до 25 % мочевой кислоты.

Предполагают, что мочекислотный тип выделения развился в связи с размножением путем откладки яиц с системой яйцевых и зародышевых оболочек: накопление в аллантоисе токсичного аммиака в виде мочевины вызывало бы отравление организма. Мочевая кислота, выпадающая в осадок, для него менее токсична. Экспериментально показано, что при развитии птенца в яйце до середины инкубационного периода образуются аммиак и мочевина, а затем усиливается отложение мочевой кислоты: например, в курином яйце к концу зародышевого развития количество выделяемого азота достигает 40 мг в день: 23 % выделяется в виде аммиака и мочевины, 77 % - в виде мочевой кислоты.

Наземные позвоночные: рептилии, птицы и млекопитающие производят гиперосмотическую мочу, т. е. с большей концентрацией солей и органических веществ, чем жидкости тела. У птиц концентрация солей в моче в 2 раза, а у млекопитающих в 25 раз выше их концентрации в крови. Механизм образования концентрированной мочи основан на реабсорбции воды из канальцевой жидкости. Это оказалось возможным в результате того, что выделительные канальцы у птиц и млекопитающих резко удлиняются за счет образования петель Генле, образующих мозговой слой почки (в целом у птиц их меньше). У рыб, амфибий и рептилий этих петель нет, поэтому они не могут вырабатывать мочу более высокой концентрации, чем плазма крови. У птиц и млекопитающих, обитающих в аридных зонах, есть дополнительные механизмы удержания воды в организме, - это и откладывание в запас жировой ткани, и увеличение количества длиннопетельных почечных канальцев, и усиление всасывания в них воды, и, наконец, способность к длительному воздержанию без воды (торможение «чувства жажды»).

Выведение солей большинством птиц осуществляется через почки. Однако есть и другие способы. Так, у обитателей морских побережий (бакланов, пеликанов, альбатросов, некоторых чаек, чистиков) в черепе над глазницами хорошо развиты солевые носовые железы - их соленый секрет каплями стекает с клюва. Солевые железы специализированы на выведении ионов натрия и хлора. Такие же железы выводят соли из тела крокодилов, черепах и некоторых других рептилий («крокодиловы слезы»).

Моча, выводимая почками млекопитающих, содержит соли и растворимую в воде мочевину. В их почках максимального развития достигает мозговое вещество, содержащее длиннопетельные канальцы. Замечено, что у человека при нарушениях водносолевого обмена возможно отложение мочевой кислоты в почках в виде камней и накопление ее в суставах. Вода и некоторые соли выводятся у млекопитающих также с потом через покровы тела.

В целом механизмы поддержания постоянства внутренней среды организма (гомеостаз) у птиц и млекопитающих выражены наиболее совершенно. Они обеспечивают слабую изменчивость объема крови и других внеклеточных жидкостей, концентрации в них осмотически активных веществ (изоосмия), рН крови и состава в ней белков, углеводов и липидов. В относительно узких пределах меняется и температура их тела (изотермия). Дополнительные механизмы обеспечивают устойчивость в состоянии и свойствах жидкостей, окружающих жизненно важные органы - головной и спинной мозг, сердце, легкие, глаза и т.д., регулируют артериальное давление. Все это способствует расширению приспособительных возможностей птиц и зверей к жизни в меняющихся условиях внешней среды.

2. Различия продуктов метаболизма у представителей разных систематических групп, причины этих различий

Среди приспособлений, позволивших пресмыкающимся перейти к наземному образу жизни, важное место занимает смена мезонефрической (туловищной) почки (круглоротые, рыбы, земноводные) метанефрической (тазовой) почкой и связанная с этим перестройка водно-солевого обмена. При этом изменился состав выводимых из организма продуктов азотистого обмена. Его конечными продуктами бывают несколько веществ - аммиак, мочевая кислота, мочевина, креатин, креатинин и др., но, как правило, какое-нибудь одно из них преобладает (табл. 1).

Костистые пресноводные рыбы выделяют преимущественно аммиак, который выводится не только почками, но и через жаберные лепестки. У морских костистых рыб наравне с аммиаком в заметных количествах выделяется мочевина, окись триметиламина, креатин и креатинин. В то же время все современные хрящевые рыбы, а среди костных двоякодышащие и кистеперые выводят мочевину. У одного вида - двоякодышащей рыбы протоптеруса - оба типа выделения могут сменять друг друга: выделение аммиака (аммонотелия) преобладает в активном состоянии и мочевины (уреотелия) - в период спячки.

Таблица 1

Соотношение конечных продуктов азотистого обмена (в %) у разных групп животных (по А.Г. Гинецинскому, 1964)

Первичным, видимо, было выведение аммиака - конечного продукта азотистого обмена. Но его высокая токсичность требует быстрого выведения из организма, что в пресных водах облегчается постоянным поступлением воды через покровы. При ограниченном поступлении воды возникает необходимость перевода аммиака в менее токсичные соединения - мочевину и триметиламиноксид - с помощью ферментов в печени и почках. Мочевина выделяется в просвет канальца нефрона железистыми клетками. Этот процесс обеспечивается формированием воротной системы почек, появившейся уже у рыб и хорошо развитой у земноводных. Можно заметить, что воротная система почек есть, как правило, у тех групп позвоночных, которые по тем или иным причинам вынуждены экономить воду.

У пресмыкающихся эта потребность особенно возросла. Приспособлением к жизни на суше у них явилось не только усиление секреторного аппарата стенок почечных канальцев, но и переход на новый тип экскреции - на выведение из организма по преимуществу слабо растворимой в воде мочевой кислоты. Она преобладает в моче большинства пресмыкающихся и выводится в виде взвеси мелких кристалликов («белая моча»); лишь у водных черепах в моче преобладает мочевина, выводимая в водном растворе (табл. 1).

Выведение мочевой кислоты по сравнению с мочевиной требует значительно меньших расходов воды; только 0,5 мл воды на 1 г белка вместо 20 мл при выведении мочевины; к тому же распад самого белка дает 0,4 мл воды и лишь 0,1 мл берется из водных запасов организма. Иными словами, экономия воды при экскреции мочевой кислоты по сравнению с экскрецией мочевины достигает почти 200-кратного размера!

3. Охрана фауны охотничье-промысловых зверей. Пути и способы её восстановления и обогащения

Биологические ресурсы, непосредственно используемые в охотничьем, рыбном и других видах хозяйства, основой которых является промысел, относятся к ресурсам животного мира. К сожалению, на нашей планете все меньше остается мест, где обитают дикие животные без опасения быть уничтоженными или согнанными со своих мест человеком. Все большую площадь жизненно важного пространства для животных занимают города и сельскохозяйственные угодья. Именно поэтому в настоящее время происходит резкое сокращение и исчезновение многих видов диких животных.

Животный мир представляет собой весьма важную часть биосферы. Животные располагаются на верхних этажах экологических пирамид. Те из них, кто питается растениями (фитофаги), являются промежуточным звеном передачи солнечной энергии от растений к хищникам. Разнообразие животных многообразно и впечатляюще. Официальные цифры статистики сообщают, что в настоящее время на земном шаре описано свыше 1,5 млн видов животных. А сколько еще представителей животного мира не открыты человеком! А сколько погибают безымянными! Вырубка лесов, уничтожение естественных ландшафтов приводят к тому, что животные, обитающие там и не описанные человеком, погибают вместе с древесными исполинами влажных тропических лесов. Считается, что во всей Амазонии (бассейн реки Амазонка) проживает около 1 млн насекомых, не известных науке. Уничтожая тропические леса, человек уничтожает местообитания различных животных, вынуждая их исчезать с лица нашей планеты.

Так, с территории островного государства Сингапур тигры исчезли более 60 лет назад. Последний сингапурский полосатый хищник был убит в 1932 г. Попытки каким-то образом восстановить присутствие тигра в Сингапуре не привели ни к каким успехам. Поэтому уже во многих странах мира дикие животные взяты под строгий учет и контроль. В Австрии дикие медведи - национальное достояние. В количестве 22 штук живут они в предгорьях Альп и находятся под неусыпным наблюдением ученых и врачей и круглосуточной охраной спецотрядов егерей.

На территории Беларуси к охотничье-промысловым позвоночным относится 22 вида млекопитающих (среди них лось, кабан, заяц, бобр, белка, волк, лисица), 31 вид птиц (кряква, серая утка, чирок-свистунок, красноголовая и хохлатая червень и т.д.), 1 вид рептилий (жаба обыкновенная), 1 вид беспозвоночных (виноградная улитка). Из 45 местных видов рыб наиболее промысловое значение имеют 20-25 видов. Это щука, судак, лещ, налим, сом, плотва, окунь, густера и др. Одним из наиболее ценных видов промысловых пресмыкающихся является гадюка обыкновенная. Ежегодно из природного окружения безвозвратно изымается 1-2 тыс. особей этого вида для промышленного производства и переработки змеиного яда.

По данным Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды, в 2000 г. численность охотничьих видов животных в Беларуси составила: заяц - 238 тыс., белка - 112 тыс., ондатра - 54 тыс., тетерев - 52 тыс., косуля - 51 тыс., лисица - 44,5 тыс., кабан - 35 тыс., бобр - 29,5 тыс., куница - 22 тыс., лось - около 17 тыс., норка - 17 тыс., глухарь - 8,6 тыс., олень - 6 тыс., волк - 1,7 тыс.

Показателем биологического разнообразия животного мира Беларуси является наличие в его составе 457 видов позвоночных животных и более 20 тыс. беспозвоночных. Млекопитающих в фауне Беларуси - 73 вида. В республике встречаются такие редкие виды животных, как зубр, бурый медведь, рысь, выдра, беркут, орлан-белохвост, глухарь, вертлявая камышовка, серый журавль и др.

Для сохранения диких животных редкие и вымирающие виды их заносятся в Красную книгу. Они нуждаются в тщательной охране. В настоящее время в Красную книгу Беларуси включено 182 вида животных. Наиболее ощутимое воздействие на большинство хозяйственно ценных животных оказывает прямое изъятие их в процессе охоты. Большое значение имеет изменение условий их местообитания. Именно с антропогенными изменениями естественных биоценозов связано сокращение на территории Беларуси таких редких хищников, как бурый медведь и рысь. Плохо контролируемая охота и браконьерство приводят к резкому снижению многих ценных в хозяйственном отношении видов. Это касается таких животных, как выдра, лось, глухарь, бобр.

Одним из ярких примеров отрицательных последствий неправильного, нерационального лесопользования является процесс быстрого и неуклонного исчезновения полесской популяции глухаря, который особенно чувствителен к неблагоприятным последствиям.

Важнейшей мерой охраны животного мира является строгое соблюдение законов об охоте, предусматривающих сроки и способы добывания промысловых животных.

Основные направления политики Республики Беларусь в области природопользования и охраны окружающей среды нашли отражение в Национальной стратегии устойчивого развития Республики Беларусь (1997). Она предусматривает следующие направления деятельности по сохранению и устойчивому использованию биологического разнообразия Республики Беларусь:

¦ формирование политики и совершенствование законодательства в области сохранения и устойчивого использования биоразнообразия (предусматривает принятие законов, связанных с вопросами рационального природопользования, таких, как Закон об улучшении и восстановлении природных ресурсов, Закон о платежах за использование природных ресурсов и др.);

¦ развитие управления и экономического регулирования использования биоразнообразия;

¦ развитие фундаментальной и прикладной науки в области сохранения и устойчивого использования биоразнообразия;

¦ развитие системы особо охраняемых территорий и сохранение видов;

¦ экологическое совершенствование научно-технической и технологической деятельности, оптимизация использования природных ресурсов в различных социально-экономических секторах (предусматривает разработку мер по снижению негативного влияния различных форм хозяйственной деятельности на биоразнообразие);

¦ экологическое образование, воспитание и просветительская деятельность; подготовка кадров (предусматривает разработку и создание системы подготовки специалистов на базе высшей школы, а также создание системы обязательного экологического образования на основе единой программы и типовых учебных пособий для начальной и средней школы).

Организационно-управленческие меры охраны животного мира - это:

- ведение государственного учета объектов животного мира и их использования, государственного кадастра, содержащего сведения о географическим распространении животных, их численности, показателях среды обитания и воздействий на нее, а также информацию о хозяйственном использовании объектов животного мира и среды их обитания;

- создание и осуществление государственного мониторинга объектов животного мира, т.е. системы регулярных наблюдений за распространением, численностью, физическими состоянием объектов животного мира и среды их обитания;

- создание специально уполномоченных государственных органов (либо их подразделений) по охране и регулированию использования объектов животного мира и среды обитания;

- координация деятельности международных и национальных органов и организаций, внутриорганизационной деятельности различных ветвей власти разного уровня по планированию и реализации мероприятий, направленных на сохранение животного мира, среды их обитания и др.

Меры по охране животного мира состоят: в разработке, принятии и применении законодательных и иных нормативно-правовых актов, регламентирующих охрану и пользование животным миром; в установлении лимитов использования животного мира, а также стандартов и нормативов охраны и использования животного мира и среды их обитания, в первую очередь редких и исчезающих видов (Красная книга РБ и другие аспекты), а также для регулирования охраны особых территорий (заповедников, заказников, национальных, парковых и иных); в установлении системы мер юридической ответственности за нарушение законодательства об охране животного мира и среды его обитания; проведении правореализационной и правоприменительной деятельности в области охраны и использования животного мира и среды его обитания; правовом воспитании и профилактике нарушений.

Создание систем охраняемых природных территорий и районов, в которых необходимо принимать специальные меры для сохранения биологического разнообразия на основе разработки руководящих принципов отбора, создания и рационального использования таких территорий и районов; содействие защите экосистем, естественных мест обитания и сохранению жизнеспособных популяций видов в естественных условиях; предотвращение интродукции чужеродных видов, которые угрожают экосистемам, местам обитания или видам животных, особые меры должны приниматься для защиты животных вне естественных мест обитания, т.е. благодаря:

а) созданию и поддерживанию банков генов и геномов, семенных банков, банков спермы, банков яйцеклеток;

б) созданию и поддержанию условий для сохранения и исследования ex-situ растений, животных и микроорганизмов, предпочтительно в стране происхождения генетических ресурсов.

Список используемой литературы

1. Основы экологии: учебник / В.В. Маврищев. 3-е изд., испр. и доп. Минск: Выш. шк., 2007. 447 с.

2. Сравнительная анатомия позвоночных животных: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / В.М. Константинов, С.П. Шаталова. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 304 с.

3. Избранные труды: в 2 т. Т. 2. Поведение, экология, охрана млекопитающих / В.Е. Соколов; отв. ред. Д.С. Павлов. М.: Наука, 2003. 366 с.

Размещено на Allbest.ru