Системы животного мира

Характерная особенность человеческого ума - это его стремление познавать окружающий мир во всем его многообразии, потребность систематизировать, группировать явления по их сходству или различию в соподчиненные категории. Если бы множество фактов не собиралось в классифицированную систему, невозможно было бы ни запомнить их, ни тем более осмыслить. Даже самый изощренный мозг систематика не может запомнить более нескольких тысяч названий. Однако все однородные биологические явления природы обладают в силу большего или меньшего родства большим или меньшим сходством. Градации сходства или различия находят свое выражение в групповых объединениях, также связанных единством происхождения. Так, например, среди шмелей мы различаем много видов: лесной, луговой, садовый, каменный и т. д. Все они различаются видовыми признаками, но все объединяются родовыми - все они шмели и составляют род Bombus и подсемейство шмелиных (Bombinae).

В семействе пчелиных есть другие подсемейства (Bombinae, Andreninae и др.), объединяемые в группу Mellifera отряда перепончатокрылых (Hymenoptera)- один из 33 отрядов класса насекомых, а этот последний отличается группой признаков, выделяющих его среди типа членистоногих (Arthropoda). Таким образом, любое животное имеет видовое название и относится к определенным роду, семейству, отряду, классу и типу животных, а этот тип в свою очередь вместе с другими типами составляет царство животных, отличное по ряду признаков от царства растений и микробов.

Для живых организмов, в отличие от неживой природы, характерна способность к питанию, обмену, росту, движению, ощущению, размножению и эволюционным изменениям.

Вероятно, нет ни одной области науки, техники и искусства, в которой не использовалась бы в большей или меньшей степени классификация. В определенном аспекте она отражает все достижения в данной области человеческого знания и в значительной степени выражает высоту достигнутого ею уровня.

Для биологии, если учесть, что на Земле существует не менее полутора миллионов видов животных и полмиллиона видов растений, систематика приобрела особое значение и выросла наряду с морфологией, палеонтологией и физиологией в самостоятельный раздел биологии. Значение ее чрезвычайно велико, и без дальнейшего ее развития и внедрения во все разделы биологии невозможно и ее полноценное развитие. Систематика нужна прежде всего потому, что она сводит в систему все многообразие живого и дает возможность легко находить в этой системе место для нового факта. Систематика дает наиболее точную характеристику объекта экспериментальных и биологических исследований, без чего само исследование теряет значительную долю, а часто и весь смысл, так как биологические свойства, которыми обладает определенный вид, могут быть не свойственны другому, даже очень близкому виду.

Система дает яркую картину филогенетического развития животного мира, отражая родственные связи между отдельными группами и предоставляя возможность решать одну из наиболее важных в теоретическом и практическом отношении проблем биологии - проблему возникновения новых видов, а также и других систематических категорий. Какой бы биологический вопрос мы ни взяли, нам прежде всего необходима точная классификационная характеристика избранных нами объектов и общие представления о происхождении и развитии той группы, к которой они относятся. Систематику справедливо называют математикой биологии. Следует при этом отметить, что отдельным одноименным систематическим группам может быть свойственно различное современное видовое разнообразие. Так, в класс насекомых включают около 1000 000 известных науке видов, в класс брюхоногих моллюсков - около 90 тыс. видов, в большинство классов включают по нескольку тысяч или сот живущих ныне видов, а в классы наутилоидей и мечехвостов- только по 4-5 видов, в класс однокрышечковых моллюсков (Monoplacophora, или Neopilina) - два вида, а к классу кисте-перых рыб относят только одну латимерию. Вероятно, все классы с очень малым числом видов - это вымирающие группы, уходящие с арены жизни. Действительно, многие из них в прежние геологические периоды были представлены многими десятками, сотнями, а иногда и тысячами видов. Поэтому особенный интерес вызывает их систематическая обособленность от других ныне живущих групп.

Давно уже в биологии трактуются понятия - искусственная и естественная система. Большинство биологов считают, что естественная система должна основываться на родственных связях, т. е. иметь генеалогическую основу, и поэтому естественная система может быть только одна.

Ч.Дарвин выразил эту идею словами: "Всякая истинная классификация есть генеалогическая". Искусственные системы строятся по немногим признакам, не базируются на родственных связях, и поэтому их может быть сколько угодно.

Начало построения современной научной системы животных мы находим в трудах шведского натуралиста Карла Линнея (1707-1778), и главным образом в сочинении "Systema naturae" (первое издание вышло в 1735 г.), выдержавшем в течение 43 лет 13 изданий. Первой заслугой его явилась формулировка понятия вида. По К. Линнею, вид - это совокупность организмов, сходных между собою, как сходны дети одних родителей, и способных давать плодовитое потомство.

Таким образом, если плодовитого потомства не получается, значит, родители относятся к разным видам. Обычно при скрещивании разных видов потомства не получается. Иногда потомство бывает, но оно не способно к дальнейшему размножению, как, например, мулы (мать-лошадь, отец - осел) и лошаки (мать - осел, отец - лошадь).

Второе чрезвычайно важное положение Линнея заключалось в создании иерархической системы соподчиненных категорий, которых у Линнея было четыре: вид, род, отряд и класс. Иерархический характер системы Линнея заключался в том, что каждая категория включает несколько категорий низшего порядка: класс - отрядов, отряд - родов, род - видов.

Линней предложил каждый вид именовать двумя словами, первое из которых означает название рода, а второе - собственно видовое. Например, зайца-беляка он назвал Lepus timidus. Слово Lepus (заяц) означает название рода. Второе слово в названии собственно видовое: timidus означает "трусливый". Позднее П. Паллас описал другой вид - зайца-русака и назвал его Lepus europaeus (заяц европейский). По этим названиям видно, что речь идет о двух разных видах, но относящихся к одному роду (с одинаковым родовым названием). Обозначение вида двумя латинскими словами называют

бинарной (двухсловной) номенклатурой. За каждым видом закрепляется одно латинское название (из двух слов), которое применяется в любой стране, независимо от местных (национальных) названий.

Накопилось бесконечное множество случаев, когда один и тот же вид оказался описанным разными авторами, в разное время и под разными названиями. При обнаружении таких случаев за видом закрепляют название, которое было дано раньше.

Кроме того, общепринято к названию добавлять имя ученого, давшего это название, обычно в сокращенном виде. Так, лев обозначается Felis leo L. Это значит, что название дал Линней.

В дальнейшем система животных усложнилась. Ж. Кювье (1769-1832) ввел еще понятие типа как высшей систематической категории, позднее была добавлена еще одна категория между отрядом и родом - семейство. Таким образом возникло 6 основных категорий: тип, класс, отряд, семейств о, роди вид. Однако этого оказалось недостаточно, и стали возникать промежуточные категории с приставками над и под, и, таким образом, добавилось еще около 10 категорий - под-царство, надцарство, подтип, надкласс, подкласс, на д-семейство и т. д. Но и этого оказалось недостаточно, и появились еще категории раздел, надраздел, триба и т. п.

Вместе с развитием систематики животных возрастало количество научно описанных видов. Аристотель дал описание 454 видов, у Линнея их уже 4208, у Гмелина-18 338. Наибольшее количество описаний новых видов приходится на XIX в. К началу века было описано около 50 тыс. видов, а к концу - около 400 тыс. видов. В настоящее время известно около миллиона видов.

В эпоху Возрождения, со второй половины XVI в. и в течение последующих трех столетий неуклонно идет накопление зоологических знаний. Если в начале этого периода в обширных зоологических сочинениях замечательные по своей точности описания были перемешаны со сведениями и описаниями совершенно фантастическими, то уже в XVII в. появляются обстоятельные зоологические сочинения, удивляющие своей детальностью и научностью.

В XVII в. появились замечательные сочинения итальянца Мальпиги (1628- 1694), главным образом по насекомым, голландца Сваммердама (1637 -1680) по моллюскам и насекомым и ряд других. В это же время были введены в работу оптические системы и Левенгук (1652- 1723) открыл мир микроскопических существ. В конце XVII в. (1693) появилось замечательное сочинение английского биолога Дж. Рея (1628-1705) "Synopsis methodica animalium" и целая серия блестящих анатомических сочинений второй половины XVII в. XVIII в. ознаменовался выходом в свет (1735) основного сочинения К. Линнея ("Systema naturae").

Однако представления о системе животных оставались в основном на уровне аристотелевских. Только начало XIX в. принесло новую систему животных и эволюционное учение с определенными представлениями в области филогении животных. Основоположниками нового этапа в развитии зоологии были два гениальных французских биолога: противник эволюционных представлений Ж. Кювье (1769-1832) и основоположник эволюционного учения Ж. Ламарк (1744-1829), причем наибольшее значение для дальнейшего развития зоологии имели сочинения Ламарка "Systeme des animaux sans vertebres" (1801) и "Philosophie zoologique" (1809) и вышедшее несколько позднее сочинение Кювье "Le regne animal, distribue d'apres son organisation" (1817). Заслуга Ламарка прежде всего в том, что он разделил всех животных на беспозвоночных и позвоночных. Он выделил три основные группы червей - плоских, круглых и кольчатых. В то же время в системе Ламарка имеется группа радиальных (Radiata), в которую включены и иглокожие, и кишечнополостные, и оболочниковые, и еще некоторые другие группы. Это по существу та же искусственная группа - Zoophyta, только под другим названием.

Кювье разделил животных на 4 типа, которые он. назвал "ветвями" (сам термин "тип" был введен в зоологию французским зоологом Блэнвилем в 1825 г.): позвоночные, моллюски, членистые и зоофиты (или радиаты).

Тем более удивительно, что одновременно с выходом в свет сочинений Ламарка и Кювье и еще несколько десятилетий позднее пышно расцветали схоластические натурфилософские системы животных.

Мы не будем излагать детали последующих достижений в создании современной системы животных и ознакомимся с ней на прилагаемых таблицах.

В настоящее время зоология располагает не менее чем 25 категориями в системе животных. Совершенно очевидно, что одноименные категории в разных частях системы животных неравноценны.

В настоящем издании "Жизни животных" мы принимаем следующую систему (табл. 1).

Таблица 1. Основные подразделения животного царства (до типов)

К изложенной системе животных следует дать некоторые пояснения. Мы ввели 5 категорий выше типа. Прежде всего это два под царства - одноклеточные и многоклеточные.

Эти две группы животных очень резко отделены одна от другой. С другой стороны, под царство многоклеточных следует подразделить на три отдельные группы, которые можно назвать надразделами. Первый из них - небольшая группа очень примитивных организмов (Mesozoa), состоящих по существу из одного слоя клеток (см. дальше). Их организация напоминает ту предковую для многоклеточных гипотетическую форму, которую И. И. Мечников назвал паренхимеллой. Однако это паразитические формы, и, возможно, их организация подверглась вторичному упрощению.

Замечательным строением и развитием обладают губки. С полным основанием они противополагаются всем остальным многоклеточным.

Губки лишены настоящих органов и тканей и индивидуальности (Dividualia), и в большинстве случаев бывает неясно, с чем мы имеем дело, с отдельным организмом или колонией.

У губок удивительным образом "извращены" зародышевые листки - эктодерма и энтодерма (Enantiozoa - вывернутые). Хоаноциты губок чрезвычайно схожи с клетками колониальных жгутиковых (Choanoilagellata), а клетки тела сохраняют самостоятельность и переходят друг в друга.

Кроме того, губки обладают почти неограниченной способностью к восстановлению: из самого маленького кусочка губки легко восстанавливается целая. Третий надраздел настоящих многоклеточных (Eumetazoa) состоит из двух весьма различных разделов: одному (Radiata) свойственна радиально-осевая симметрия, а другому (Bilateria) - двусторонняя симметрия, возникшая из радиальной. Кроме того, Radiata могут быть отнесены к двуслойным, так как у них получили развитие только два зародышевых листка, a Bilateria - к трехслойным: у них, кроме экто- и энтодермы, получает развитие и средний зародышевый листок - мезодерма. Наконец, Bilateria можно подразделить на подразделы первичноротых (Protostomia) и вторичноротых (Deute-rostomia).

К первичноротым можно отнести 4 надтипа:

надтип низшие черви - без сегментации, кровеносной системы и целома (Amera s. Scolecida). Сюда относят типы плоских червей, колючеголовых, круглых червей, нематоморф и немертин;

надтип моллюски - с одним типом того же названия;

надтип малосегментные (Oligomera), объединяющий типы мшанок, плеченогих и форонид;

надтип полимерные (многосегментные), включающий типы аннелид, первич-нотрахейных и членистоногих.

К вторичноротым относят семь типов, для большинства которых свойственно развитие, хотя бы только в личиночном состоянии, хорды и расположение главных органов по иному плану, чем у первичноротых.

Таким образом, мы делим царство животных на 2 подцарства, 4 надраздела, 5 разделов, 6 подразделов, 9 надтипов, 23 типа и 71 класс.

Таблица 2. Типы животных и их подразделения

Представители 10 классов животных целиком ведут паразитическое существование, а животные 60 классов в основном свободноживущие, но 9 классов из них частично являются паразитами. При этом явление паразитизма свойственно только группам, входящим в состав первичноротых, и отсутствует у вторичноротых, если не считать хищничества, переходящего в паразитизм у круглоротых, и самцового полупаразитизма на самках у некоторых глубоководных рыб. Также отсутствует паразитизм и у Oligomera, но широко развит у Amera.

Весьма существенно, что истинными и первичными обитателями воздушной среды, у которых выработались воздушные органы дыхания (легочные мешки, трахеи и легкие), являются только представители типа Onychophora, 2 класса (из 8) типа членистоногих и 4 класса (из 6) типа позвоночных.

Также заслуживает внимания факт, что эти 6 классов представляют собой высшие группы как первично-, так и вторичноротых (членистоногие и хордовые). Очевидно, для выхода в воздушную среду были необходимы какие-то особенности организации, отсутствующие у низших групп животных. Можно думать, что в данном случае основная роль принадлежала свойствам кожных покровов, препятствовавших высыханию тела в воздушной среде. У членистоногих таким образованием явилась хитинизированная кутикула, а у рыбообразных - чешуя и слизь, покрывающая тело, которая в свою очередь была образованием, обеспечивавшим быстрое (скользящее) движение в водной среде.