Chương 4 đa dạng cơ thể sống (bộ môn sinh học đại cương)

Sinh học đại cương NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2005. Tr 105 – 144. Từ khoá: Đa dạng cơ thể sống, ngành thích ty bào, giun giẹp, giun đốt, ngành thân mềm, nganh da gai, ngành giun tròn, chân khớp, động vật có dây sống. Tài liệu trong Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên có thể được sử dụng cho mục đích học tập và nghiên cứu cá nhân. Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép, in ấn phục vụ các mục đích khác nếu không được sự chấp thuận của nhà xuất bản và tác giả. Mục lục Chương 4 Đa Dạng cơ thể sống 3 4.1 Ngành thân lỗ Porifera (Hải miên sponges) 3 4.2 Ngành thích ty bào Cnidaria (ruột khoang Coelenterates) 4 4.3 Ngành giun giẹp plathelminthes 7 4.4 ngành giun đốt (annelida) 11 4.4.1 Giun nhiều tơ (Polychaeta) 12 4.4.2 Giun ít tơ (Oligochaeta) 14 4.4.3 Đỉa (Hirudinea) 14 4.5 Ngành thân mềm (mollusca) 15 4.6 Ngành da gai (echinodermata) 17 4.7 Ngành giun tròn (nematoda) 19 4.8 Ngành chân khớp (Arthropoda) 20 4.8.1 Phân loại chân khớp 21 4.8.2 Những ưu điểm và nhược điểm của bộ xương ngoài 24 4.8.3 Những đặc điểm thích nghi của côn trùng 26 4.8.4 Ý nghĩa kinh tế của chân khớp 31 Chương 4. Đa dạn g cơ thể sốn g PGS. TS. Nguyễn Như Hiền 4.9 Ngành động vật có dây sống (Chordata) 32 4.9.1 Đặc điểm cấu tạo 33 4.9.2 Phân loại 34 4.9.3 Mối quan hệ giữa các nhóm có dây sống 37 4.9.4 Sự chinh phục trên cạn 40 3 Chương 4 Đa Dạng cơ thể sống Giới động vật (Animalia) Mục tiêu: Sau khi học xong chương này, sinh viên sẽ có khẳ năng: – Trình bày được đặc điểm và cách phân loại giới động vật – Trình bày được đặc điểm và cách phân loại Ngành thân lỗ, Ngành ruột khoang. – Trình bày được đặc điểm và cách phân loại Ngành giun dẹp, Ngành giun đốt, Ngành giun tròn. – Trình bày được đặc điểm và cách phân loại Ngành thân mềm, Ngành da gai. – Trình bày được đặc điểm và cách phân lo ại Ngành chân khớp. – Trình bày được đặc điểm và cách phân loại côn trùng. – Trình bày được đặc điểm và cách phân loại Ngành động vật có dây sống. – Trình bày được chủng loại phát sinh các ngành Động vật. – Trình bày được mối quan hệ chủng loại giữa các lớp thuộc ngành có dây sống. Giới động vật gồm các sinh vật đa bào, là nhóm tiến hóa cao nhất và đa dạng nhất có trên một triệu loài, có đặc tính khác vớ i thực vật là không có vách xenluloz, không có lục lạp sống dị dưỡng, chất dự trữ là glicogen. Cấu tạo cơ thể phân hóa thành mô, cơ quan, hệ cơ quan phức tạp, vận động trong không gian bằng hệ xương và cơ. Có hệ điều chỉnh thể dịch (hormon) và thần kinh giúp sinh vật thích nghi với mọi điều kiện sống của môi trường. 4.1 Ngành thân lỗ Porifera (Hải miên sponges) Phân loại: Ngành: thân lỗ Porifera (Hải miên - Sponges). Tổ chức cơ thể ở mức tế bào chưa phân hóa thành các mô khác nhau ở biển, nước ngọt. Định cư, dị dưỡng, dinh dưỡng bằng tế bào cổ áo (choanocytes). Đại diện: Leucosolenia. Hầu như tất cả hải miên đều sống ở biển và là những sinh vật định cư, nghĩa là, bám cố định trên đá hoặc nền đáy biển. Cơ thể của một hải miên đơn giản (như Leucosolenia) là một cái ống thủng lỗ và một lỗ mở rộng nằm ở trên cùng được gọi là lỗ thoát (hình 2.1). Hải miên không có mô hoặc cơ quan chuyên hóa. Chúng được coi là tổ chức cơ thể ở mức tế bào. H×nh 2.1. CÊu tróc cña Leucosolenia, m é t h¶i miªn ®¬n g i¶n Mặt ngoài của hải miên bao phủ bởi tế bào biểu mô, trong khi lớp trong chỉ gồm chủ yếu các tế bào cổ áo (choanocytes). Mỗi tế bào cổ áo có một roi lớn. Khi roi quạt, tạo ra dòng nước đi vào bên trong qua lỗ mở của các tế bào lỗ. Xen vào giữa lớp tế bào ngoài và lớp tế bào trong, có một lớp mỏng chứa chất giống như keo, gọi là lớp keo đệm. Lớp này gồm các tế bào trung mô amip và có khả năng phát tri ển thành các loại chuyên hóa hơn. Các tế bào trung mô có các gai xương bằng cacbonat canxi, gọi là các thể kim, có vai trò như bộ xương nâng đỡ và giúp cho hải miên chống lại các vật dữ ăn thịt. Hầu hết hải miên đều sinh sản hữu tính. Các giao tử đực và giao tử cái được phát triển từ các tế bào sinh dục và các tinh trùng được phóng vào nước. Sau khi thụ tinh, các hợp tử phát triển thành các ấu trùng đa bào sống tự do và cuối cùng định cư rồi phát tri ển thành các cá thể mới. 4.2 Ngành thích ty bào Cnidaria (ruột khoang Coelenterates) Phân loại: Ngành: thích ty bào Cnidaria (Ruột khoang - Coelenterates). Hai lá phôi, đối xứng tỏa tròn. ở biển, nước ngọt. Định cư, sống tự do, dị dưỡng bằng các tế bào châm (thích ty bào). Chu trình sống có sự xen kẽ thế hệ, gồm các giai đoạn: poplyp và medusa. Lớp: Thủy tức Hydrozoa. Thường có cả hai giai đoạn: polyp và meduza. 5 Đại diện: Hydra, Obelia. Lớp: Sứa chính thức Scyphozoa. Chủ yếu giai đoạn meduza. Đại diện: Aurelia. Lớp: San hô Anthrozoa (hải quỳ, san hô). Chủ yếu giai đoạn polyp. Đại diện: Actinia. Đặc điểm chung. Hầu hết ruột khoang sống ở biển và phong phú ở các biển cạn và ấm. Chúng gồm sứa, hải quỳ, san hô. Khoang cơ thể, gọi là khoang vị hay ống tiêu hóa, được dùng để tiêu hóa thức ăn và nối v ới phần trước cơ thể bằng một đường có lỗ mở là miệng. Tất cả ruột khoang đều là động vật ăn thịt. Chúng có đối xứng tỏa tròn, với cơ thể có thể chia thành các phần đối xứng nhau bằng mặt phẳng đứng bất kỳ. Xung quanh miệng là các xúc tu có các tế bào châm gọi là thích ty bào nhằm bắt giữ mọi sinh vật bé nhỏ đến gần. Vật mồi bị bắt đi qua miệng vào bên trong cơ thể. Miệng cũng được dùng để thải các chất rắn. Ngành này được chia thành ba lớp chính: Thủy tức - Hydrozoa, sứa chính thức - Scyphozoa và Anthozoa (hải quỳ và san hô). Nhiều loài ruột khoang có sự xen kẽ thế hệ, vừa có giai đoạn polyp vừa có giai đoạn meduza, trong vòng đời của chúng. Dạng polyp thường định cư và sống bám, có miệng hướng lên phía trên, còn meduza giống như cái ô, hoặc có dạng cái chuông, bơi lội t ự do, có miệng và xúc tu. Cấu trúc của Hydra Thủy tức xanh - Hydra viridis, sống trong các ao, hồ và sông, bám vào thực vật thủy sinh hoặc đá. Các đặc điểm bên ngoài của nó và cấu trúc chi tiết được minh họa ở các sơ đồ ở hình 2.2. Cơ thể của Hydra có hai lá phôi, nghĩa là nó bao hồm hai lớp tế bào được tách biệt bởi tầng trung gian (lớp đệm giữa) giống như keo. Các tế bào được hình thành nên mỗi lớp có thể phối hợ p hoạt động ở mức độ cao hơn nhiều so với hải miên. Các nhóm tế bào này được gọi là mô và do vậy, Hydra và các ruột khoang khác được coi là đã đạt đến mức độ mô của tổ chức cơ thể. Lớp tế bào ngoài, hay ngoại bì, là lớp biểu mô bảo vệ, còn lớp bên trong hay nội bì là biểu mô dinh dưỡng. Bên trong mỗi lớp này có thể có vài loại tế bào chuyên hóa (hình 2.2B). Các tế bào chuyên hóa này, gọi là các tế bào kẽ, có khả năng phát triển thành b ất kỳ loại nào khác, làm cho Hydra có khả năng thay thế những phần bị mất mát hoặc bị hư hại. Đây là quá trình tái sinh. Hydra bắt mồi nhờ xúc tu có chứa thích ty bào (xem hình 2.2D). Màu sắc của Hydra xanh là do có rất nhiều tế bào tảo cộng sinh gọi là zoochlorella. Chúng sống bên trong sinh chất, đặc biệt là ở các tế bào lớn của lá phôi trong. Trong điều kiện có ánh sáng, chúng tiến hành quang hợp và tạo oxy và thức ăn, có lợi trực tiếp cho vật chủ Hydra. H×nh 2.2. CÊu tróc cña Hydra viridis Vận động và phối hợp hoạt động thần kinh Cơ thể Hydra có thể cử động, bởi vì nhiều tế bào ở ngoại bì và nội bì có các phần kéo dài gọi là đuôi cơ chứa các sợi co rút hay tơ cơ. Đuôi cơ của các tế bào biểu mô cơ ở lá phôi ngoài được sắp xếp theo chiều dọc, cơ thể thu ngắn lại khi chúng co rút. Sự phối hợp trong cử động này phụ thu ộc vào hai loại tế bào thần kinh. Đó là các tế bào cảm giác, chủ yếu có ở lá phôi ngoài và các tế bào dẫn truyền hình thành nên mạng lưới thần kinh trải rộng khắp lớp đệm giữa (hình 2.2E). Kích thích các tế bào cảm giác gây ra các xung thần kinh và được truyền qua mạng lưới thần kinh đến các tế bào cơ. Hydra có thể thay đổi chỗ bám của nó bằng cách “trượt” chậm chạp trên giá thể và cũng có thể di chuyển nhanh lên rất nhiều bằng m ột kiểu vận động “nhào lộn”. Khi “nhào lộn”, các xúc tu bám cố định trên nền đáy rồi “búng lộn nhào” sang vị trí mới. Hydra viridis có tính hướng quang, nghĩa là nó hướng đi chuyển tới nguồn sáng. Sinh sản Hydra có khả năng sinh sản hữu tính và vô tính. Sinh sản vô tính theo kiểu mọc chồi, các cá thể mới mọc chồi từ thành cơ thể và cuối cùng tách riêng khỏi bố mẹ (hình 2.2A). Sinh sản hữu tính diễn ra vào mùa thu. Trứng và tinh trùng được hình thành do sự phân chia c ủa các tế bào kẽ nằm bên trong các nốt phồng ở lá phôi ngoài. Các tuyến sinh dục cái và đực thường phát triển trên một cá thể. Các tế bào trứng vẫn nằm lại trong buồng trứng và được thụ tinh bởi các tinh trùng do tuyến sinh dục đực của con vật 7 bên cạnh phóng ra. Sau khi thụ tinh, từng hợp tử tách ra và hình thành nên nang kén bảo vệ để có thể sống sót qua mùa đông khắc nghiệt. Nang kén sẽ phát triển cho ra con thủy tức dạng polyp. ở sứa chính thức, giai đoạn meduza chiếm ưu thế, còn giai đoạn polyp giảm đi hoặc không có. Aurelia là một loại sứa phổ biến nhất. Các meduza đực và cái phân tính, chúng có tinh hoàn hoặc là buồng trứng. Trứng được phóng vào khoang tiêu hóa của con cái và được thụ tinh bởi tinh trùng. Tinh trùng do con đự c phóng vào trong nước biển. Các ấu trùng planula có tiêm mao, thoát ra và định cư để hình thành các polyp nhỏ kiếm ăn và có thể sinh sản vô tính bằng cách nảy chồi. Vào các tháng mùa thu và mùa đông các polyp này phát triển thành giai đoạn ấu trùng dạng chén, scyphistoma, trong đó có sự phân chia theo chiều ngang và các meduza bé tí gọi là ấu trùng ephyra (đĩa sứa) rời khỏi scyphistoma. Các polyp có thể sống một vài năm và mỗi năm hình thành nên các meduza mới. H×nh 2.3. H×nh d¹ng bªn ngoµi cña h¶i quú (Actinia equina) Nhóm thứ ba của ruột khoang, lớp san hô Anthozoa, gồm hải quỳ và san hô. Bọn này thiếu giai đoạn meduza và chỉ tồn tại ở dạng polyp. Hình 2.3 minh họa các đặc điểm bên ngoài của hải quỳ Actinia equina, một loài phổ biến nhất ở bãi đá ven bờ biển. Các san hô đá có rất nhiều ở các biển ấm và tiết ra các bộ xương đá vôi. Chúng đã tích lũy trên hàng triệu năm để hình thành nên các rạn san hô r ộng lớn và vô số đảo san hô vòng. 4.3 Ngành giun giẹp plathelminthes Phân loại Ngành: giun giẹp Plathelminthes Ba lá phôi, thiếu thể xoang, đối xứng hai bên. ở biển, nước ngọt Dị dưỡng, nhiều dạng ký sinh Hệ tiêu hóa có một lỗ mở đơn, có tế bào ngọn lửa Lớp : Giun giẹp có tiêm mao Turbellaria Gồm các giup giẹp sống tự do Đại diện: Dendrocoelom, Polycelis Lớp: Sán lá Trematoda Ký sinh, hệ tiêu hóa còn tồn tại Đại diện: Sán lá Fasciola Lớp: Sán dây Cestoda Ký sinh, không có hệ tiêu hóa, sinh sản bằng cách hình thành chuỗi đốt sán sinh sản. Đại diện: Taenia Cấ u tạo Cấu tạo cơ thể giun giẹp khác với cơ thể ruột khoang theo hai hướng chủ yếu. Giun giẹp có đối xứng hai bên chứ không phải là đối xứng tỏa tròn và có lớp tế bào cơ thể thứ ba gọi là lá phôi giữa, làm cho cơ thể chia thành ba lớp hay ba lá phôi. Các giun giẹp có những dấu hiệu rõ ràng đầu tiên của quá trình tiến hóa, gọi là sự hình thành đầu, trong đó có các cơ qua cảm giác và hệ thần kinh của sinh vậ t. Cấu trúc cơ thể có ba lá phôi, mở rộng thêm phạm vi cho sự phân hóa mô và giúp cho giun giẹp phát triển các hệ cơ quan theo từng chức năng riêng, một loài giun giẹp Dendrocoelom lacteum, được minh họa ở hình 2.4, có sự phát triển khá cao các hệ cơ quan tiêu hóa, bài tiết, thần kinh và sinh sản và được coi là có mức độ tổ chức hệ cơ quan. Các loài ký sinh bên trong nội quan động vật chủ như sán dây thường thiếu một hoặc nhiều hệ cơ quan, nhưng lại chuyên hóa cao cho sinh s ản. Giun giẹp không có hệ tuần hoàn và tiến hành trao đổi khí bằng cách khuếch tán. Hình dạng giẹp của cơ thể thực sự làm cho tỷ lệ diện tích bề mặt và thể tích cơ thể lớn hơn và giữ cho khoảng cách khuếch tán ngắn lại. Sự thích nghi của các dạng ký sinh Trong khi các giun giẹp có tiêm mao sống tự do thì hai nhóm còn lại của ngành giun giẹp Plathelminthes, lớp sán lá Trematoda và lớp sán dây Cestoda, hoàn toàn sống ký sinh và biểu hiện những đặc đi ểm thích nghi quan trọng với đời sống ký sinh. 9 H×nh 2.4. CÊu tróc vµ hÖ c¬ quan Dendrocoelom lacteum Sán lá gan Fasciola hepatica kí sinh ở cừu, gia súc và các động vật có vú khác. Cấu trúc và vòng đời của nó được minh họa ở hình 2.5. Sán lá gan nhìn tương tự như giun giẹp sống tự do, nhưng điểm khác là nó có biểu bì cuticun và giác bám. Fasciola dinh dưỡng trực tiếp dịch mô và các tế bào gan vật chủ của nó. Thường có nhiều sán lá gan ký sinh trên một vật chủ và trong sinh sản hữu tính có diễn ra sự thụ tinh chéo. Các nang trứng đi ra ngoài theo phân. Như có thể thấy trên sơ đồ, phần còn lại củ a vòng đời liên quan đến một số giai đoạn và một vật chủ trung gian, thường là ốc ao Limnaea truncatula. Các vật chủ mới thuộc động vật có vú bị nhiễm do ăn thức ăn hoặc uống nước có chứa bào xác ấu trùng cercaria. Đôi khi, người bị nhiễm do ăn phải rau mọc trong thủy vực bị nhiễm bẩn phân gia súc. H×nh 2.5. CÊu tróc vµ vßng ®êi cña s¸n l¸ gan Fasciola hepatica H×nh 2.6. CÊu tróc vµ vßng ®êi cña s¸n lîn Taenia solium [...]... Fasciola v Taenia ó minh ho cho nhng c im thớch nghi cn cú ký sinh thnh cụng Sau õy l mt s c im thớch nghi ny: a Tim nng sinh sn tng lờn Xỏc sut mt trng gp c mt vt ch thớch hp thng vụ cựng nh nờn phi sinh ra rt nhiu trng Mt con sỏn dõy bũ to ra hn mt triu trng mi ngy Trong mt vũng i in hỡnh, cỏc pha sinh sn vụ tớnh v hu tớnh xen k nhau sinh ra vụ vn s lng cỏc con chỏu m khụng b mt i tớnh bin d di... sinh thnh cụng nht u cú vũng i tri qua hai hoc nhiu hn cỏc loi sinh vt l vt ch Vt ch trung gian thng c li dng cho mt pha ph thờm cho sinh sn v nng lng nhn c t cỏc mụ vt ch trung gian giỳp cho vt ký sinh cú kh nng sng sút di hn khi cha xõm nhp c vo vt ch chớnh ca chỳng Hn na, tp tớnh ca vt ch trung gian thng giỳp cho vic lan truyn d dng hn 4. 4 ngnh giun t (annelida) Phõn loi Ngnh: giun t Annelida Ba lỏ... hoỏ cao nh vy c gii thớch bi li sng n tht ca con vt Nereis l sinh vt phõn tớnh v sinh sn din ra vo u mựa xuõn khi cỏc giao t c hỡnh thnh bờn trong hu ht cỏc t Con cỏi chớn sinh dc b v bung, tung trng ra ngoi cũn con c thỡ phúng tinh trựng vo nc S th tinh din ra bờn ngoi c th v hp t phỏt trin thnh u trựng luõn cu (trochophore) cú tiờm mao 4. 4.2 Giun ớt t (Oligochaeta) Giun ớt t l nhng loi giun t sng... chc nng riờng bit, ngha l chc nng dinh dng u trựng v sinh sn giai on trng thnh Th hai, hai giai on ny cú th khai thỏc c cỏc ngun thc n khỏc nhau v cú sinh thỏi hon ton khỏc nhau, trỏnh c s cnh tranh gia chỳng 4. 8 .4 í ngha kinh t ca chõn khp a Phỏ hoi mựa mng Hng nm, 10 15% sn lng lng thc ca th gii b hu hoi bi cụn trựng Mt n chõu chu ln cú th gm 40 .000 triu con m mi con cú th tiờu th khi lng thc n... xp bờn trong c th ca cỏc c quan sinh sn Cỏc c quan ny mt s t trc cu c th Khi tỡm c i tng giao phi thớch hp, chỳng dớnh li vi nhau bng cht tit dớnh nhy v din ra s chuyn np tinh trựng cho nhau Tinh trựng c lu gi trong c th v c s dng th tinh trong khi hỡnh thnh kộn trng, qỳa trỡnh ny cú th liờn tc trong vi thỏng 4. 4.3 a (Hirudinea) a, lp Hirudinea, chuyờn hoỏ thnh vt ký sinh ngoi Nhiu loi hỳt mỏu ng vt... l c im rt ph bin ca cỏc dng ký sinh õy l u th v cú v thun li trong chn lc t nhiờn, bi vỡ nú cho phộp cung cp c cỏc ngun vt cht nhiu hn dnh trc tip cho sinh sn c Trỏnh khi cỏc c ch bo v ca vt ch Nhiu sinh vt b cht do dch axit d dy v cỏc enzym tiờu hoỏ ca cỏc loi ng vt cú vỳ Sỏn lỏ gan v sỏn dõy sng c nh cú mng ngoi cuticun bo v d Truyn qua vt ch trung gian Cỏc loi ký sinh thnh cụng nht u cú vũng i tri... no virut nh hng n cu Bnh cõy du H Lan do nm Ceratocystis ulmi gõy ra v nú c truyn t cõy ny sang cõy khỏc nh b cỏnh cng Scolytus multistriatus c Kim soỏt sinh hc Nguyờn tc kim soỏt sinh hc l a vo mt vt n tht hoc vt kớ sinh gim bt s lng cỏc loi kớ sinh gõy hi California, rp cõy Lcerya purchasi, c mang vo mt cỏch tỡnh c t australia, gõy hi nghiờm trng cho sn lng cam cho n khi ngi ta ch ý a vo k thự... chy ti rut, dioxit cacbon c tit ra, to nờn mụi trng axit thun li cho s lng ng axit uric th rn Cht thi dng bt nho cha cỏc tinh th axit uric c chuyn n rut sau Ti õy nc c gi li Hình 2.16 Cấu tạo cơ thể và các hệ cơ quan của Châu chấu Kh nng tiờu hoỏ v bi tit khụng b mt nc chõu chu l nhng c im thớch nghi quan trng i vi i sng trờn cn Chõu chu khụng ung nc Chỳng nhn nc qua thc n m chỳng n vo hoc nc trao... quan chuyờn hoỏ cao hn Cỏc t phn trc c th thớch ng cho dinh dng cỏc c quan cm giỏc v cỏc mụ thn kinh tp trung vựng u Cng tng t nh vy, cỏc t nhng phn khỏc ca c th c chuyờn hoỏ cho tiờu hoỏ hoc sinh sn 4. 4.1 Giun nhiu t (Polychaeta) Giun nhiu t l nhúm chuyờn hoỏ ớt nht ca giun t Chỳng sng bin hoc ca sụng Cỏc i din gm cú giun nhiu t thuc ging Nereis, giun cỏt Arennicola v giun to ng, sng c nh nh Pomatoceros... Cấu trúc cơ thể động vật thân mềm Mc ng mc nang v bch tuc thuc lp chõn u Cephlopoda (xem hỡnh 2.9D) l nhng ng vt n tht hot ng tớch cc bin Chỳng cú mc u hoỏ rt cao, cú b no phc tp v cỏc c quan cm giỏc chuyờn hoỏ cao Cỏc nghiờn cu thc nghim ó ch ra rng, chõn u l cỏc ng vt thụng minh, cú kh nng hc tp nhanh Mc ng khng l l i din ln nht trong ng vt khụng xng sng, cú th t ti chiu di 20m, k c xỳc tu 4. 6 Ngnh . Đặc điểm cấu tạo 33 4. 9.2 Phân loại 34 4. 9.3 Mối quan hệ giữa các nhóm có dây sống 37 4. 9 .4 Sự chinh phục trên cạn 40 3 Chương 4 Đa Dạng cơ thể sống Giới động vật (Animalia). plathelminthes 7 4. 4 ngành giun đốt (annelida) 11 4. 4.1 Giun nhiều tơ (Polychaeta) 12 4. 4.2 Giun ít tơ (Oligochaeta) 14 4. 4.3 Đỉa (Hirudinea) 14 4. 5 Ngành thân mềm (mollusca) 15 4. 6 . Sinh học đại cương NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2005. Tr 105 – 144 . Từ khoá: Đa dạng cơ thể sống, ngành thích ty bào, giun giẹp, giun đốt, ngành