Плазуни

Плазуни́, або Репти́лії (Reptilia) — традиційний клас хребетних тварин, частина клади зауропсидів. Представники класу не створюють клади і тому сучасні кладистичні класифікації не розглядають плазунів як окремий таксон хоча згідно з іншими класифікаціями він ще не відмінений. Представники групи — холоднокровні тварини з розмірами тіла від декількох сантиметрів до 10 м. Відомо близько 8 тисяч видів плазунів у світі

Еволюція та систематика

Динозавр

Плазуни в порівнянні із земноводними є наступним етапом пристосування хребетних тварин до життя на суші. Найдавніші плазуни — котилозаври — з'явилися в середньому карбоні і ще зберігали в своїй будові ознаки, характерні для земноводних палеозою (стегоцефалів). У подальшому плазуни розділилися на 2 головних стовбури — звіроподібних (що дали в кінці тріасу початок ссавцям) і діапсид (лепідозаврів і архозаврів, які дали початок птахам). Плазуни домінували в наземних біоценозах з перму до початку кайнозою. Найбільшого розквіту досягли в мезозої, коли серед них з'явилися також морські (іхтіозаври, завроптеригії, плакодонти, мозазаври) форми, що літають (птерозаври). Найбільші тварини суші входили до числа динозаврів. Перехід від мезозою до кайнозою збігся з вимиранням всіх перерахованих груп мезозойських плазунів і бурхливою експансією ссавців і птахів — прогресивних нащадків плазунів.

6 підкласів: анапсиди (включаючи сучасних черепах), архозаври (включаючи сучасних крокодилів) і лепідозаври (включаючи сучасних дзьобоголових і лускатих), а також повністю вимерлі іхтіоптеригії, синаптозаври і звіроподібні.

Земноводні

Земново́дні або амфібії (Amphibia) — найменший за кількістю видів (близько 6 тисяч^[1]) клас наземних хребетних (Tetrapoda). В Україні мешкає 20 видів. У процесі еволюції були першими наземними хребетними.

Опис

Це перші наземні хребетні, котрі зберігають тісний зв'язок з водним середовищем. Розмножуються у воді (у частини видів, зокрема, у поширеної в Карпатах саламандри, відоме яйцеживородіння). У процесі індивідуального розвитку земноводні проходять стадію водної личинки, що дихає зябрами. У дорослих, окрім легень, як додаткового органу дихання використовується шкіра, вкрита слизом, що також засвідчує їхній тісний зв'язок з вологими біотопами.

Всі земноводні проходять стадію метаморфозу, тобто процес перетворення водної личинки на дорослу наземну тварину. Так само як риби і рептилії, вони продовжують рости протягом всього життя, і не можуть підтримувати температуру тіла відмінною від температури навколишнього середовища.

Земноводні виникли не менше 300 млн років тому і за час існування стали досить поширеними — місця їхнього мешкання надзвичайно різноманітні, діапазон пристосування до умов дуже широкий.

Сучасні земноводні групуються у три ряди:

• Безногі (Gymnophiona),
• Хвостаті (Caudata),
• Безхвості (Anura, seu Salientia).

В Україні поширені види двох останніх груп. Найвідомішими у нас є такі види, як тритон звичайний, ропуха сіра, жаба озерна.

Усі земноводні є важливими компонентами екосистем та індикаторами стану середовища. Багато з них є об'єктом промислу. Жаби широко використовуються у всіх лабораторіях світу. Вдячні дослідники поставили їм пам'ятники у Парижі та Токіо. Першими космонавтами серед хребетних також були жаби.

Ссавці

Ссавці́ (Mammalia) — клас теплокровних хребетних тварин, які характеризуються високим розвитком кори великих півкуль головного мозку, наявністю молочних залоз та волосяного покриву. Ссавці опанували усі середовища життя включаючи водне і повітряне.

Станом на 2005 рік відомо 5 416 видів ссавців, які розподілені між 1 229 родами, 153 родинами та 29 рядами^[1]. За кількістю сучасних видів над ссавцями переважають такі групи хребетних, як риби — 21 тисяч — та птахи — 9000—10000 (плазунів — 4 тисячі).

Морфологічні ознаки ссавців: тіло вкрите шерстю; шкіра багата залозами; специфічними є молочні залози. Покривні кістки черепа мають порожнини. Череп зчленовується з хребтом двома потиличними виростами. Нижня щелепа складається тільки із зубної кістки. Квадратна і зчленівна кістки видозмінені на слухові кісточки і розташовані в порожнині середнього вуха. Зуби диференційовані на різці, ікла, передкутні і кутні; всі вони, крім кутніх, звичайно мають «молочну» генерацію, вони сидять в альвеолах. Ліктьовий суглоб спрямований назад, колінний — вперед. Серце чотирикамерне, зберігається лише одна ліва дуга аорти. Еритроцити без'ядерні. Переважна більшість ссавців здатні до живородіння, з чим пов'язаний розвиток плаценти. Як і у всіх амніот, у ссавців має місце тільки внутрішнє запліднення.

Птахи

Птахи́ (Aves) — клас теплокровних яйцекладних вищих хребетних тварин, які пересуваються на двох ногах, а їхні передні кінцівки перетворилися на крила. Станом на 2007 рік нараховують від 9.800^[1] до 10.500^[2] видів птахів. Вони населяють усі екосистеми Земної кулі від Арктики до Антарктики. Розміри видів коливаються від 5 см (колібрі) до 2,75 м (страус). Птахи — це спеціалізована гілка хребетних, що виникла від тероподних динозаврів у юрському періоді (близько 160 млн років тому).
Характерними рисами сучасних птахів є наявність пір'я, дзьоба, позбавленого зубів, відкладання яєць з міцними оболонками, високий рівень метаболізму, чотирикамерне серце, легкий, але міцний скелет. Усі сучасні птахи мають крила, що розвинулися з передніх кінцівок. Винятком є нещодавно вимерлий птах моа з Нової Зеландії. Більшість птахів здатні до польоту, до нелітаючих належать страусоподібні, пінгвіни та невелика кількість ендемічних острівних видів. Птахи також мають пристосовану до польоту травну і дихальну системи. Деякі види, особливо воронові та папуги, належать до тварин із найрозвиненішим інтелектом, здатних застосовувати знаряддя для добування їжі. Багато птахів уміють передавати індивідуальний досвід між поколіннями^[3].
Значна частина птахів щороку здійснюють дальні міграції, а багато нерегулярно кочують на короткі відстані. Птахи є соціальними тваринами, які застосовують для комунікації візуальні і звукові сигнали, зокрема спів; для них характерна соціальна поведінка, що включає утворення зграй, спільне вигодовування пташенят, полювання та захист від ворогів. Переважна більшість птахів є моногамними — вони утворюють пари, зазвичай, на один сезон гніздування, інколи на декілька років або на все життя. В інших видів спостерігається полігінія («багато самиць») або, рідко, поліандрія («багато самців»). Яйця здебільшого відкладаються в особливим чином зроблені гнізда та висиджуються партнерами. Багато птахів досить довгий період після вилуплення з яєць пташенят піклуються про них.
Багато видів мають важливе економічне значення для людини, здебільшого як джерело їжі, отриманої в результаті ведення сільського господарства або полювання. Деякі види, особливо співочі птахи і папуги, є популярними хатніми тваринами. Птахи посідають чільне місце в усіх сферах людської культури — від релігії до поезії та музики. Внаслідок антропогенного впливу за період із XVII ст. вимерло близько 120–130 видів птахів. На початку XXI ст. близько 1200 видів перебувають під загрозою зникнення через діяльність людини, попри зусилля щодо їх збереження.
В Україні налічують 423^[4] або 424^[5] (425^[6]) види. Серед них 267–270 гніздові, з яких 132–138 зимуючі; 17 з'являються лише на зимівлі, 129 спостерігаються лише у період сезонних міграцій або мають статус залітних.
Науку, що вивчає птахів, називають орнітологією.

Членистоногі

Членистоно́гі (Arthropoda, від грец. ἄρθρον — суглоб та πούς, родовий відмінок ποδός — нога) — тип первинноротих тварин, що включає комах, ракоподібних, павукоподібних та багатоніжок.

Морфологія

Членистоногі мають багато спільного з кільчастими червами, особливо з поліхетами. Проте через ряд ароморфозів вони досягли вищого ступеня диференціації тканин та органів, перш за все нервової системи й органів чуття; деякі групи мають складну поведінку, яка виявляється в піклуванні про потомство, здатності до складної будівельної діяльності, суспільному житті й навіть мові (наприклад, у вищих перетинчастокрилих).
Як і кільчаки, членистоногі — метамерні тварини. їхнє тіло складається з ряду сегментів, проте метамерія членистоногих різко гетерономна. Групи подібних сегментів об'єднуються у відділи тіла — тагми. Найчастіше виділяються три тагми: голова, груди, черевце. У павукоподібних голова злита з грудьми в єдину тагму — головогруди; у трилобітів і багатоніжок є всього дві тагми — голова і тулуб. Особливе значення має процес цефалізації — утворення голови — тагми, де сконцентровані органи чуття (вусики, очі) та первинної переробки їжі (ротовий апарат).
Голова складається з головної лопаті, або акрона, та кількох передніх сегментів. На думку більшості вчених, акрон гомологічний простоміуму кільчастих червів. Голова членистоногих має 6 сегментів. Кількість сегментів, котрі входять до складу грудей і черевця, яке закінчується анальною лопаттю, або тельсоном (гомолог пігідія), різко коливається, проте в межах типу спостерігається тенденція до стабілізації та зменшення їх кількості.
У результаті тагматизації об'єднується і внутрішній вміст сегментів; одні органи розростаються за рахунок інших рівноцінних органів. Зокрема, спостерігається концентрація гангліїв нервової системи в головний мозок.
Характерною ознакою членистоногих, від якої походить назва типу, є будова їхніх кінцівок. Вони складаються з окремих члеників, що рухомо з'єднані між собою суглобами, утворюючи багатоколінні важелі, здатні до складних і точних рухів. Відповідно до тагматизації тіла членистоногих відбулася й спеціалізація їхніх кінцівок. На голові знаходяться кінцівки, що виконують чутливу функцію — антени (одна або дві пари), решта кілька пар кінцівок перетворилися на ротові органи, що беруть участь у захопленні, утриманні та подрібненні їжі (верхні та нижні щелепи або хеліцери та частково педипальпи). Кінцівки грудної тагми виконують в основному локомоторну функцію (плавання, повзання, ходіння, бігання, стрибання), хоча до цих функцій іноді додаються й інші (дихальна, чутлива). Кінцівки черевця у багатьох груп редуковані. Лише у трилобітів і деяких ракоподібних (клас Malacostraca) вони призначені для плавання; одна-дві пари черевних кінцівок часто спеціалізуються як статеві, що призначені для запліднення та розмноження.
У найповнішому вигляді кінцівка членистоногого складається з основної частини (протоподит), від якої відходять дві гілки: зовнішня (екзоподит) та внутрішня (ендоподит), крім того, у водяних форм є зябровий відросток (епіподит). У первинно водяних членистоногих (наприклад, ракоподібних) деякі кінцівки зберігають двогіллясту будову; в більшості ж кінцівок одна з гілок редукується, і вони стають одногіллястими (наприклад, ноги у Шестиногих та Багатоніжок).

Покриви тіла

Важливою особливістю членистоногих, яка відрізняє їх від кільчастих червів і обумовлює основні риси їх організації, є наявність твердої кутикули, що виконує не тільки захисну функцію, а є також зовнішнім скелетом (екзоскелетом), до якого прикріплюються м'язи.
До складу кутикули входять білки, амінокислоти, ліпіди, глікопротеїди, феноли, пігменти, вода (до 40%). Проте найхарактернішим компонентом кутикули членистоногих є хітин. Це високомолекулярний полісахарид, мономером якого є глюкоза. Він нагадує глікоген або целюлозу, але на відміну від цих сполук кожна молекула мономера через групу NH зв'язана з ацетильною групою О=С—СН3. Його хімічна назва — полі-N-ацетил-d-глюкозамін. У членистоногих хітин представлений не в чистому вигляді, а як сполука з білком артроподином (насправді це кілька білків), який з хітином утворює нерозчинний комплекс.
У кутикулі членистоногих є ділянки, вкриті товстою, твердою кутикулою, нездатною до розтягнення (склерити), і м'якою, еластичною, розтяжною (мембрани). Чергування цих ділянок і зумовлює рухливість тіла та його придатків. Найчастіше в кожному сегменті (крім головних) є чотири склерити: спинний (тергіт), черевний (стерніт) та пара бічних (плеврити), з'єднані рухомо еластичними мембранами. У кінцівках членики вкриті твердою кутикулою, а зчленування — мембраною, що дозволяє їм рухатися один відносно іншого. Існує ще й внутрішній скелет — вирости склеритів усередину тіла. До них кріпляться м'язи. Кутикула не тільки вкриває все тіло членистоногого, а й вистилає передню та задню кишки, а також трахеї у трахейнодишних.

Біологія

Біологія

  Що вивчає біологія? Ви вже знаєте, що нашу планету населяють різноманітні живі істоти: бактерії, гриби, тварини, рослини. Кількість видів живих істот перевищує два мільйони. Одні з них добре помітні, а інші мають настільки дрібні розміри, що побачити їх неозброєним оком неможливо. Організми освоїли різні середовища життя: ви їх можете знайти як у морях, так і у невеликих калюжах, у ґрунті, на поверхні і всередині інших живих істот. Усіх їх вивчає наука біологія.
Біологія - це наука, яка вивчає життя в усіх його проявах. Вона досліджує різноманітність організмів, їхню будову, процеси життєдіяльності, хімічний склад, взаємозв'язки з навколишнім середовищем та багато інших різноманітних проявів живого. Кожну з груп організмів вивчає окрема біологічна наука. Наука про рослини дістала назву ботаніка, наука про тварин - зоологія, а наука про гриби - мікологія. Будову організмів вивчають науки морфологія та анатомія, процеси життєдіяльності - фізіологія. Взаємодію живих організмів, їхніх угруповань між собою, а також з умовами неживої природи вивчає наука екологія.
Існує й багато інших біологічних наук, з якими ви ознайомитеся у старших класах (мал. 2).

Мал. 2. Різноманітність біологічних наук

Ви вже знаєте, що кожен із видів організмів існує у певному середовищі. Середовище життя - це частина природи, де мешкають організми і звідки вони отримують поживні речовини. Компонентами середовища життя є чинники неживої природи (освітленість, вологість, температура, солоність води тощо), а також інші живі організми. На Землі є чотири основні середовища життя організмів: водне, наземно-повітряне, ґрунт і самі живі організми (мал. 3).

Мал. 3. Середовища життя організмів: 1 - ґрунт; 2 - інші живі організми; 3 - наземно-повітряне; 4 - водне

Як можна відрізнити живе від неживого? Щодня ви стикаєтесь із різноманітними живими істотами, а також із багатьма неживими тілами - камінням, ґрунтом тощо. На перший погляд, відрізнити живе від неживого нібито й неважко, проте це не зовсім так. Часто живі організми можуть перебувати у такому стані (наприклад, насіння рослин взимку), коли прояви їхньої життєдіяльності приховані і вони зовні нагадують неживі тіла. Що ж об'єднує всі живі організми та відрізняє їх від неживої природи?
Форми прояву життя настільки різноманітні, що важко одним реченням дати йому чітке визначення. Вам уже відомо, що всі організми побудовані ніби з окремих «цеглин» - з клітин. Є організми, що складаються лише з однієї клітини, а є і багатоклітинні. Неживі тіла (за винятком відмерлих решток організмів) клітинної будови не мають. Але науці відомі й неклітинні форми життя, наприклад віруси. Про будову та життєдіяльність вірусів ви докладно дізнаєтесь у старших класах.
Необхідною умовою існування живих організмів є обмін речовин. На відміну від неживих тіл, живі істоти потребують постійного надходження поживних речовин і енергії з довкілля. В живих організмах різні речовини та енергія зазнають певних перетворень: енергія використовується для забезпечення різноманітних процесів життєдіяльності, а деякі сполуки слугують будівельним матеріалом, необхідним для росту. Отже, живим істотам притаманні ще такі властивості, як ріст і розвиток (мал. 4).

Мал. 4. Ріст і розвиток тварини (1) і рослини (2)

Ще однією з основних ознак життя є подразливість. Вона проявляється в тому, що живі організми здатні сприймати різні подразники довкілля та певним чином на них реагувати. Наприклад, спробуйте поставити рослину у темне приміщення і увімкнути електричну лампу. Через певний час ви зможете помітити, що рослина починає рости у той бік, звідки надходить світло (мал. 5).

Мал. 5. Ріст рослини в бік освітлення

Характерною рисою живих організмів є їхня здатність до рухів. На перший погляд здається, що рослини ведуть прикріплений спосіб життя і рухатись не здатні. Але, наприклад, залежно від руху сонця небосхилом соняшник змінює положення пагона із суцвіттям. Квасоля після заходу сонця опускає свої листки, а вранці, навпаки, піднімає їх догори.

Живі організми та неживі тіла складаються з тих само хімічних елементів, але співвідношення цих елементів у них різне (див. таблицю). Усім живим організмам притаманний подібний хімічний склад. Вони побудовані з одних і тих самих класів хімічних сполук (органічних - білків, ліпідів, вуглеводів, нуклеїнових кислот та неорганічних - води, солей, неорганічних кислот).
Усі живі організми здатні відтворювати собі подібних. Це явище дістало назву розмноження. Отже, якби живі організми не розмножувалися, життя на нашій планеті через певний час зникло б.

Співвідношення хімічних елементів у живих організмах та неживих тілах

Яке значення біології для людини? Нині перед людиною надзвичайно гостро постають такі актуальні проблеми, як охорона здоров'я, забезпечення продовольством та збереження різноманітності організмів на нашій планеті. Існування життя на планеті опинилося під загрозою через надмірний вплив людини на природу, неузгодженість її повсякденної практичної діяльності із законами природи.
Отже, головним завданням біології є використання різноманітних організмів та біологічних процесів для поліпшення умов життя людини: її здоров'я, харчування, якості довкілля. Для вирішення цих завдань біологія тісно взаємодіє з медициною, сільським господарством, охороною природи, багатьма галузями промисловості тощо. Чи знаєте ви, що більшість лікарських речовин отримують з рослин, грибів, тварин чи продуктів життєдіяльності бактерій? Препарати рослинного походження становлять близько 40 % всіх лікарських засобів. У медицині нині використовують понад 3000 видів рослин, і з кожним роком їхня кількість збільшується. Вчені вважають, що у нашій країні кожен четвертий-п'ятий вид рослин може мати медичне значення. Рослини також у значних кількостях використовують у парфумерно-косметичній, харчовій промисловості і навіть у техніці.
Щоб поліпшити забезпечення людини продовольством, учені створюють нові породи тварин та високоврожайні сорти рослин. Дослідження біологів дають змогу підвищувати родючість ґрунтів, що є запорукою високих урожаїв. А такі відомі вам продукти харчування, як йогурт, кефір, сметана, сири, людина отримує завдяки певним видам бактерій та грибів. Дрібні одноклітинні гриби - дріжджі - дають змогу отримувати пухке тісто, яке використовують для випікання хліба та смачних кондитерських виробів.
Важлива роль біології і у справі охорони навколишнього природного середовища. Активна господарська діяльність людини призвела до значного забруднення довкілля шкідливими для всього живого речовинами, знищення або спотворення лісів, степів, водойм. Нині для біологічного очищення - видалення шкідливих забруднювачів довкілля - усе частіше використовують живі організми.
Розвиток біологічних наук відкриває нові можливості гармонійного поєднання інтересів людини із законами розвитку природи. Тому важко переоцінити значення біології для існування людства.