Основи систематики органічного світу

Для вивчення органiчного свiту необхiдно класифiкувати органiзми за окремими ознаками, прослiдкувати в якому зв'язку знаходяться їх рiзновиди. При проведеннi групування органiзмiв за їх родинними, фiлогенетичними вiдносинами отримують природну (фiлогенетичну) класифiкацiю органiчного свiту. Отже, основою природної класифiкацiї є дiйснi родиннi зв'язки.

Штучною може бути класифiкацiя, яка заснована на присутностi та розвитку однiєї або декiлькох ознак вибраних незалежно вiд родинних зв'язкiв тварин. Тобто, при штучнiй класифiкацiї рiзнi види тварин змогли би опинитись в однiй групi, а схожi i тiсно пов'язанi за походженням тварини могли би опинитись у рiзних групах.

Природна класифiкацiя має декiлька переваг перед штучною, тому що вона заснована на уявленнi про еволюцiйний розвиток органiчного свiту.

Органiчний свiт Землi подiлений на групи. Наука, яка займається систематизацiєю, розподiлом тварин i рослин за групами, називається ситематика. Перша систематизацiя органічного світу була проведена К. Лiннеєм. В основу лягли окремi морфологiчнi ознаки тварин. Згідно з цією систематикою прийнята така схема підпорядкованості основних таксономічних одиниць у палеонтології:

Царство Rеgnum

Тип Phylum

Клас Classis

Загін Ordo

Родина Familia

Рід Genus

Вид Species

Кожна з системних одиниць до роду включно позначається одним латинським або латинізованим словом –

о д и н а р н а номенклатура.

Найменша одиниця класифiкацiї - вид. Назва виду складається з двох слiв: перше - це назва роду, друге - назва виду. Далi йде прізвище автора. Назва видiв тварин i рослин двома iменами називається б i н а р н о ю номенклатурою. Вона введена у 1758 р. К. Лiннеєм i застосовується сьогоднi. Icторiя виду називається фiлогенiєю, iсторiя особини - онтогенiєю.

Контрольні запитання

1 Що є предметом вивчення палеонтології?

2 Що вивчає палеозоологія, а що – палеоботакіка?

3 Як побудована клітина організмів і рослин?

4 Чим відрізняються тварини і рослини? У чому їх подібність?

5 Якими фізико-хімічними умовами визначається біоценоз?

6 Які області моря виділяють?

7 Що таке бінарна номенклатура?

8 На яких засадах заснована природня класифікація організмів?

ПАЛЕОЗООЛОГІЯ БЕЗХРЕБЕТНИХ

4.1 Загальна характеристика тваринного світу

Найбільш прості тварини складаються з однієї клітини. Вони поєднані в один тип простіших Protozoa. Всі інші мають тіло, тобто багато клітин. Їх поєднують у багатоклітинні - Metazoa. Найпримітивніші з багатоклітинних група Parazoa. Тіло їх складається з багатьох клітин, але тканин не утворено, відсутні органи ( Porifera). До цієї групи відноситься тип Spongia (губки).

Інші багатоклітинні (Eumetazoa) мають тканини і складно побудовані органи. Найбільш прості з них мають дві групи тканин: ентодерму (внутрішній шар) і ектодерму (зовнішній шар). Їх називають променевими тому, що вони мають радіальносиметричне тіло. Їх поєднують у тип кишковопорожнинних. Ще більш організовані багатоклітинні мають три групи тканин: ендодерму, екзодерму і мезодерму (середній шар). Серед них є меншорганізовані (мезодерма цілковита) і більшорганізовані (мезодерма розділена і має внутрішню порожнину, де вміщуються внутрішні органи). До цієї групи належать членистоногі, м’якотілі, плеченогі, голкошкірі, напівхордові, хордові та деякі інші менш розповсюджені типи.

Одноклітинні

4.2.1 Тип найпростiшi. Protozoa

Це одноклiтиннi тварини. Клiтка виконує всi життєвi функцiї i влаштована значно складнiше, нiж клiтини багатоклiтинних. Вона складається з протоплазми, ядра (або декiлькох), оболонки (не завжди) - кутiкули, яка може вiдокремлюватися вiд поверхнi тiла i утворювати черепашку. В протоплазмi є вакуолi. Однi з них є пухирi водневої рiдини i служать вони для видiлення рiдких i газоподiбних продуктiв окислення органiзму; iншi - вакуолi травлення, вмiщують кислоти i ферменти травлення, за допомогою яких їжа засвоюється органiзмом. Крiм цих елементiв, клiтина простiших має ще особливi внутрiшньоклiтиннi протоплазматичнi структури - органоїди, якi виконують рiзнi функцiї. Будова тiла простiших є дуже рiзноманiтною. Вона може не мати певної визначеної форми (як грудочка протоплазми, яка не має оболонки), або мати оболонку з органiчної речовини. В цьому випадку їх форма постiйна. Третi мають мiнеральний скелет, який має рiзний склад та будову. Вони можуть зберiгатися у станi копалин. Розмiри простiших вiд 1 мк до 10 см. Частiше 0,1-1 мм.

Середовище їх проживання дуже рiзноманiтне: море, океан, водоймище на континентi, пiдземнi води. Простiшi з'явились у докембрiйський час та iснують сьогоднi.

Клас саркодові (Sarcodina)

Саркодовi живуть в морях i прiсних водоймищах, повзають по дну або прикрiплюються до нього. Для пересування або прикрiплення саркодовi мають фальшивi нiжки або псевдоподiї. Внаслiдок цього їх називають корненiжки. Бiльшiсть саркодових мають черепашку або внутрiшнiй кiстяк.

Видiляють два пiдкласи: форамiнiфери i радiолярiї.

Підклас Форамініфери (Foraminifera)

Бiльшiсть форамiнiфер живе в морях, якi мають нормальну солонiсть i тiльки деякi живуть у прiсних або дуже солоних водах. Це переважно бентоснi органiзми, якi мешкають на днi з мула. Iх залишки часто зустрiчаються в глинах i мергелях морського походження, якi не мають решткiв iнших донних тварин. Це говорить про те, що форамiнiфери можуть жити в умовах низького вмiсту кисню. Глибина їх проживання не перевищує 100 м. Сучаснi великі форамiнiфери ведуть планктонний спосiб життя i утворюють в морях порiвняно глибиннi (до 4000 м) мули.

Бiльшiсть форамiнiфер має черепашку, що утворена з речовини, яку видiляє сам органiзм або з стороннього матерiалу. В першому випадку - це речовина схожа на хітин або вапно. В другому - з пiску, скріпленого речовиною, схожею на хітин, або вапном - “пiсковита” черепашка.

Черепашка має отвiр - гирло, або апертуру, через який органiзм спiлкується із зовнiшнiм середовищем. Стiнки черепашки бувають пористi або суцiльнi. Через пори випускаються фальшивi нiжки. Якщо пори вiдсутнi, фальшивi нiжки виходять через гирло.

Внутрiшня порожнина часто роздiлена перегородками на ряд камер. Такi форамiнiфери називаються багатокамернi.

Перегородки мають отвори, через якi камери сполучаються мiж собою. Форми, якi не мають перегородок, називаються однокамерними.

Розмножуються форамiнiфери безстатевим (дiленням) i статевим (зливанням клiток) шляхом.

Пiдклас форамiнiфер подiляється на шiсть загонiв.

Загiн Astrorhizida (кембрiй - нинi).

Поєднує форамiнiфер з найбiльш просто збудованим скелетом. Черепашки одно і, рiдко, двокамернi. Черепашка аглютинована, тобто складається з рiзних стороннiх часток, якi сцементованi пектином або мiнеральною речовиною, рiдко вапняковиста. Видiляють рiд Saccamina, який має геологiчне значення (рис.1).

Рiд Saccamina. Черепашка аглютинована однокамерна. Шаровидна або грушовидна з одним устям, яке розташоване на деякому пiдвищеннi. Iнколи декiлька черепашок зростаються разом, утворюючи псевдоколонiї. Зустрiчається в батiальнiй i абiсальнiй зонах сучасних морiв (силур - нинi).

Загiн Тextulariida. Черепашка аглютинована, переважно дрiбнозерниста, складається з кварцевих, iнколи вапнякових часток, багатокамерна; форма - видовженотрикутна. Камери розташованi по гвинтовiй спiралi в два ряди, роздiленi зигзагоподібною лiнiєю. Устя знаходиться в основi септальної поверхнi. Зустрiчаються в усiх морях на глибинах до 7000 м.

Рухомий бентос. Карбон - нинi, широко розповсюджений.

Загiн Nodosariida (силур - нинi).

Мають пористу багатокамерну вапнякову черепашку рiзної форми: вiд прямої однорядної до спiральногвинтовидної.

Устя коловидне або променисте. Видiляють один рiд, який має геологiчне значення.

Рiд Nodosaria. Черепашка секрецiйна, вапнякова, багатокамерна, однорядна, рiдко пряма. Камери вiдокремленi одна вiд однієї прямими швами, якi розташованi перепендикулярно до вiсi.

Поверхня гладка або орнаментована поздовж розташованими ребрами або шипами. Устя променисте. Цей рiд зустрiчається в неритовiй областi та у верхнiй частинi батiальної зони.

Рухомий бентос. Перм - нинi. Широко розповсюджений.

Загiн Fusulinidae (фузулініди). Черепашка має спiральний завиток, витягнутий по вiсi завивання. Стiнка пориста, має один або декiлька шарiв.

У середенi черепашки є прямi перегородки. У швагерин i фузулiн черепашка шаровидна.

Широко розповсюдженнi в карбонi, пермi. Дали початок вапнякам.

Загiн Nummulitidae (нуммуліти). Доннi багатокамернi форамiнiфери, великі, мають дисковиднi та шаровиднi черепашки. Стiнка черепашки складається з двох шарiв: внутрiшнього, який є непористим i зовнiшнього - пористого. В серединi є складна система перегородок, якi пронизанi каналами. Представники цього загону - нуммулiти, орбiтоїди.

Рис. 1. Найпростіші (1–8), губки (9–11), археоциати (12)

Фораменіфери (збільшене): 1 – Saccamina, 2 – Textularia, 3 – Nodosaria, 4 – Schwagerina (4а – повздовжній переріз, 4б – загальний вигляд), 5 – Fusulina (5а – загальний вигляд, 5б – внутрішня будова), 6 – Globigerina (вигляд з трьох сторін), 7 – Nummulites (7а – загальний вигляд черепашки, 7б, 7в – деталі внутрішньої будови); 8 – радіолярії (черепашка: 8а – сферична, 8б – шоломоподібна); губки: 9а, 9б, 9в – схема водотоку в різних губок, 10 – Astylospongia, 11 – Ventriculites; 12 – археоциати (перетин: 12а – повздовжній, 12б – поперечний).

.У пiзньокрейдову епоху та в палеогенi цi форми були важливими породоутворюючими та керiвними органiзмами.

Загiн Rataliida (роталіїда) (юра - нинi). Дрiбнi пелагiчнi планктоннi форамiнiфери. Черепашка має спiрально-конiчну або спiрально-площинну форму, яка складається з декiлькох шаровидних камер. Поверхня черепашки вкрита ребрами, буграми, шипами. Стiнка пориста, промениста або зерниста, часто складається з декiлькох шарiв. Широко розповсюдженнi в кайнозої. Характерним представником цього загону є глобігерина (Globigerina), черепашки яких сьогоднi утворюють глобігериновий мул у тропiчних морях i в морях помiрного поясу.

Геологiчне значення i розповсюдження форамiнiфер. Налiчується 30000 сучасних форамiнiфер та їх копалин. Форамiнiфери існували у кам’яновугільному, пермському, крейдовому i палеогеновому вiцi. Деякi види живуть i сьогоднi.

Підклас Radiolaria (радіолярії).

Радiолярiї мають радіальнi фальшивi ніжки і є типовими стеногалинними формами. Особливо багато їх у теплих морях, значно менше в помiрних i холодних. Ведуть планктонний спосiб життя. Плавають не тiльки на поверхнi, але i біля дна океана.

Радiолярiї - це мiкроскопiчнi органiзми, якi частiше всього мають черепашку з кременю (опалову). У невеликої групи кiстяк складається з сiркокислого стронцю. Шкаралупка радiолярiй має або складається з голок, якi розходяться з центру у радiальних напрямках. Черепашка завжди ажурна, гратчаста.

Загiн Spumellaria. Ордовiк - нинi.

Кiстяк секрецiйний кремнієвий, сiтчастий, рiзновидної форми вiд шаровидної до циліндричної. Складається з однiєї або декiлькох органiчних i мiнеральних сфер, якi вкладенi одна в одну. Центральна органiчна сфера має рiвномiрно розташованi пори. Вiд поверхнi вiдходять радiальнi голки. Кiстяк багатовiсьовий, рiдко одновiсьовий. Це залежить вiд ступеню сплющеностi сфер i довжини голок. Кiнцi голок загостренi або розгалужуються. Поверхня голок гладка або з радiальною скульптурою, яка часто розташована спiрально.

Iнколи спумеллярiї утворюють колонiї. Форми - стеногалиннi, планктоннi. Icнують на великих глибинах (вiд 50 до 8000 м i бiльше). Розповсюдженi в трiасi iснують i сьогоднi. Широко вiдомi.

Геологічне значення і розповсюдження. Найпростіші -це стародавнi органiзми. Iх рештки вiдомi у протерозойских вiдкладах. У палеозої, мезозої i кайнозої радiолярiї приймали участь в утворюваннi яшм, опок, радiоляріїтів. Широко розповсюдженi в кайнозої. В сучасних морях радiолярiєвi мули накопичуються на глибинах 4000 - 8000 м, де вапняковi кiстяки iнших органiзмiв розчинюються.

Використовуються для визначення вiку кремнистих порiд, якi не вмiщують iнших органiчних решткiв.

Будову черепашок форамiнiфер, радiолярiй та iнших дрiбних органiзмiв, якi зустрiчаються в глинах, тонкозернистих пiсках, у вапнякових та iнших породах, можна вивчати тiльки пiд мiкроскопом - мiкропалеонтологiчний метод.

Простiшi, особливо форамiнiфери, мають велике стратиграфiчне значення для розчленування нафтоносних вiдкладiв, в яких iншi органiчнi рештки часто вiдсутнi.

Контрольні запитання

1 Систематика типу найпростіших.

2 Геологічне значення радіолярій.

3 Керівні форми форамініфер.

4 Спосіб життя форамініфер.

5 Геологічне значення форамініфер.

Нижчі багатоклiтиннi

Порифери (Porifera) - пороноснi. Це багатоклiтиннi тварини, у яких ще вiдсутнi яскраво вираженi тканини, хоча їхнi клiтини виконують рiзнi функцiї. З уciх представникiв найбiльше геологiчне значення мають губки.

4.3.1 Тип Spongia. Губки

Губки переважно живуть в теплих морях, iнколи у прiснiй водi, колонiями, або ведуть життя одинакiв.

Губки - це бентоснi тварини, якi живуть на рiзних глибинах, частiше всього на глибинi 150 - 300 м.

Форма тiла у губок рiзноманiтна: мiшковидна, деревовидна, бокаловидна. У серединi завжди є порожнина простої або складної будови. Тiло губки має багато пор, через якi у внутрiшню порожнину поступає вода, яка приносить їжу i кисень.

Разом з продуктами обмiну вона виходить через гирло (одне або декiлька). Такий напрямок руху води утворюється за допомогою коливань джутiв особливих джутинокоміркових клiтин, якi устелюють внутрiшню порожнину губки. Основну масу тiла губки складає мезоглея - студениста речовина, яка не має певної структури. В нiй крiм клiтин, якi виконують функцiю травлення i видiлення, також є клiтини, якi утворюють кiстяк - голки (спiкули) або волокна. Цi кiстяковi утворення складаються з водневого кремнезему, кальциту або з органiчної рогової речовини - спонгiну. Спiкули губок рiзноманiтнi за формою i величиною (однооснi, двооснi, триоснi, чотириоснi). Розмножуються губки як статевим, так i безстатевим шляхом. Безстатеве розмноження вiдбувається шляхом брунькування. При цьому дочірнi бруньки залишаються на материнській особi. Таким чином, вiд cкладу i будови кiстяка губки подiляються на три класи. У геологiчному відношенні цікавість представляють Hexactinellida. Iх кiстяк складається з триосних (шестипроменевих) кременевих спiкул. Вони зростаються кiнцями або розташованi вiльно в тiлi губки.

Загiн триоснi подiляється на декiлька родiв.

Рiд Вентрикулiтес (Ventriculites) має бокаловидну або чашевидну форму тiла, простору центральну порожнину i кореневі вирости для прикрiплення до дна. Стiнка складчаста, складки вертикальнi. Розповсюдженi у крейдовому вiцi.

Рiд Целоптiхiум (Coeloptychium). Для нього характерна грибовидна форма тiла, яке тримається на стеблинi або на нiжцi i має складчасту нижню поверхню. На верхнiй поверхнi тiла є пори. Розповсюджений у верхнiй крейдi.

Клас Calcispongia. Вапняковi губки

Існують як поодинокі, так i колонiальні форми. Складається з численних цилiндричних або булавовидних форм. В основi є широкий каблучок приростання до товстого покрiвельного шару. Центральна порожнина глибока i вузька, досягає основи губки. Зовнiшня поверхня має численнi дрiбнi пори. Кiстяковi гратки складаються з одновiсьових або трипроменевих спiкул, якi утворюють при зростаннi товстi неправильно розгалуженi вапняковi волокна. Час розповсюдження: трiас - крейда.

Клас Deмospongia

Рiд Astylospongia. Поодинока губка шаровидної форми без стеблини. Ценральна порожнини мала i має вигляд поглиблення на вершинi, вiд якого вiдходять тонкi радiальнi борони. Поверхня губки має численнi пори, якi ведуть в систему радiальних каналiв. Бiльш крупнi пори в поглибленнi на вершинi служать закiнченням дуговидних вивiдних каналiв. Ордовiк - силур. Широко розповсюджений.

Геологiчне значення i розповсюдження губок. Спiкули губок вiдомi ще iз докембрійських вiдкладiв. Живуть губки i в наш час. У сучасних теплих морях на невеликiй глибинi їх спiкули утворюють “губковий” мул. Вони присутнi також у радiолярiєвих та iнших мулах. З давнiх вiдкладiв вiдома порода спонголіт, яка складається переважно з кремнiєвих спiкул губок.

4.3.2 Тип Archaeocyathae. Археоциати

Положення археоциат в систематицi до сих пiр ще не визначено. Вони дуже подiбнi до губок. Ще не так давно палеонтологи вважали їх формами, якi спорiдненi з чотирипроменевими кораловими полiпами. Сьогоднi їх видiляють у самостiйний тип.

Ареоциати мешкали у мiлководних теплих морях на мулистих ґрунтах. Приростаючи до дна, вони утворювали рифи. Серед них вiдомi i колонiальнi, i поодинокi форми. Будова м'якого тiла археоциат невiдома. Кiстяк вапняковий, частiше бокаловидної форми. Складається з двох стiнок, але вiдомi археоциати, у яких кiстяк має тiльки одну стiнку. Стiнки пористi; пори розташованi правильними рядами. Простiр мiж стiнками подiлений вертикальними радiальними пористими перегородками на камери. У деяких форм є ще й горизонтальнi перегородки (днища). Розмiри археоциат - вiд декiлькох міліметрів до 40 см у висоту i 25 см у дiаметрi. Видiляють два класи: Regulares і Irregulares.

Геологiчне значення i розповсюдження. Археоциати - це давнi тварини, якi з'явилися ще в докембрiї. У нижньому кембрiї вони були представленi рiзними формами. Це час їх розвитку. В середньо- i верхньокембрiйських вiдкладах вони зустрічаються значно менше, а далі вимирають зовсім. Останні археоцерати відомі в силурійських відкладах.

Контрольні запитання

1 Будова губок.

2 Систематика губок.

3 Спосіб життя і геологічне значення губок.

4 Особливості будови скелету археоцеат.

5 Спосіб життя і геологічне значення археоцеат.

Вищі багатоклітинні

4.4.1 Тип Coelenterata. Кишковопорожнинні

Кiшковопорожниннi (медузи, кораловi поліпи, актинiї, гiдри) - справжнi багатоклiтиннi. Вони живуть переважно в морях, але є серед них i прiсноводнi форми (гiдри). Кишковопорожниннi або приростають до дна, або вiльно плавають. Для кишковопорожнинних характерна радiальна симетрiя тiла, яка складається з ендодерми та ектодерми. Мiж ними розташована мезоглея. Тiло їх являє собою двошаровий мішечок, який спiлкується з зовнiшнiм середовищем тiльки одним отвором, який одночасно є i ротовим, i анальним. Навкруг нього є вiнок щупальцiв. Внутрiшня порожнина є харчовою порожниною. У багатьох кишковопорожнинних ця порожнина роздiлена на камери м'якими радiальними перегородками - септами.

Харчуються вони планктонними мiкроскопiчними органiзмами. Перед тим, як їх захватити, вони обробляють їх “кропивними” клiтинами, якi мають спiрально скручену нитку i отруйну рiдину. Цi клiтини також є засобами захисту. Розмножуються кишковопорожниннi статевим i безстатевим шляхом. Статеве поколiння - медузи - вiльно плавають. Безстатеве поколiння - полiпи - прикрiплюються до дна i ведуть поодинокий або частiше колонiальний спосiб життя. Дiляться на три класи:

1. Клас Hydrozoa. Гідроїдні.

Гiдроїднi поєднують дрiбнi примiтивнi переважно колонiальнi морськi i рiдко прiснi форми органiзмiв. Колонії часто мають полiморфну будову. Прикладом поодиноких гiдроїдних є гiдра, яка iснує в прiснiй водi. Симетрiя тiла в гiдроїдних радiальна (часто чотирипроменева). Ротовий отвiр виходить у гастральну порожнину. Навколо рота iснують щупальцi, якi утворюють вiночок. Гiдроїднi розмножуються статевим i безстатевим шляхом. Деякi гiдроїднi полiпи мають хітиновий або вапняковий скелет. До останнiх вiдносять гiдрокорали. Гiдромедузи ведуть вiльноплаваючий спосiб iснування. Вiдомi гiдроїднi з кембрiю.

У геологiчному відношенні цікаві строматопори i хететиди. Це вимерлi колонiальнi морськi кишковопорожниннi, будова м'якого тiла їх невiдома. Мешкали вони у вiдкритому морi на невеликiй глибинi, де разом з коралами будували рифи.

Підклас строматопори (stromatoporoidea) - колонiальнi морськi тварини, якi мають вапняковий скелет. За формою скелети строматопор є рiзноманiтними: гіллясті, шаровиднi, цилiндричнi (рис.2).

Хететиди (chaеtetida). Вапняковий кiстяк хететидiв складається з багатьох щільно прилягаючих одна до одної вiчок, якi мають багатокутний або закруглений поперек дiаметром завбiльшки до 1,2 мм. За будовою кiстяка вони наближаються до гiдроїдних, але деякi дослiдники вiдносять їх до коралових полiпiв.

Геологiчне значення i розповсюдження. Вапняковi кiстяки строматопор i хететидiв зустрiчаються в палеозойських вiдкладах.

Строматопори мають велике стратиграфiчне значення для силурiйських i девонських вiдкладiв. Разом з кораловими полiпами, брахiоподами i двостулковими молюсками вони частiше всього зустрiчаються у вапняках.

2. Клас Scyphozoa. Сцифоїдні (справжні медузи).

Сцифоїдні поєднують морські вільно плаваючі організми що володіють чотирипроменевою симетрією. Для них характерним є зміна поколінь. Головну роль відіграють медузи, в той час як поліпоїдна стадія, на якій організми мають хітиново-фосфатний скелет, короткочасна. Медузи мають вигляд колокола, в середині якого розташована гастральна порожнина, яка поділяється на камери. Колокол складений переважно мезоглеєю.

Сцифоїдні поділяються на три підкласи: сцифомедузи, конуляти і протомедузи. Відбитки протомедуз відомі з венду до раннього силуру. Сцифомедузи відомі з венду дотепер. Хітинові кістяки конулят зустрічаються з середнього кембрію до тріасу включно.