Общие проблемы сравнительной анатомии

Тема 1. Царства живой природы и критерии их выделения. Место протистов и животных в системе органического мира

Предмет и задачи зоологии и протистологии как наук о разнообразии. Сравнительно-анатомический метод. Проблема гомологии и современные подходы к её решению. Прокариоты и эукариоты – крупнейшие подраделения клеточных организмов. Различия про- и эукариот. Возможный сценарий возникновения эукариотической клетки.

Общие подходы к построению системы органического мира. Царства живой природы и критерии их выделения. Система из 6 царств (бактерии, археи, протисты, животные, растения и грибы), её преимущества и недостатки. Открытие архебактерий, их особенности. Основные группы архебактерий. «Высшие» царства эукариот – растения (Metaphyta), животные (Metazoa) и грибы (Eumycota). Их экологические, цитолого-биохимические и морфологические признаки. Понятия жизненного цикла и онтогенеза. Жизненный цикл как единица сравнения в сравнительной анатомии. Жизненные циклы, характерные для растений, грибов и животных.

Основы протистологии

Тема 2. Разнообразие протистов

Протисты. «Цитологическое разнообразие» протистов. Основные «традиционные» группы протистов (корненожки, жгутиконосцы, инфузории, споровики). «Животные», «растительные» и «грибные» протисты. Современные взгляды на систематику протистов. Дробление традиционных групп и попытки выделения царств. Теория симбиогенеза. История ее создания и современное состояние. Объяснение разнообразия хлоропластов. Следствия теории симбиогенеза для систематики протистов. Родственные отношения между «растительными» и «животными» протистами в свете теории симбиогенеза. Эволюция протистов и многоклеточных животных и растений как результат множественных симбиозов.

Способы питания и движения протистов. Автотрофное и гетеротрофное питание. Фагоцитоз, пиноцитоз и активный транспорт – способы поглощения пищи при гетеротрофном питании. Связь анимального типа питания с подвижностью и поведением. Связь типов организации жгутиконосцев, инфузорий и корненожек со способом движения. Тип эвгленозои (эвгленовые и кинетопластиды) как представители жгутиконосцев. Эволюционные взаимоотношения между животными и растительными представителями. Особенности ядерного и кинетопластного геномов трипаносом. Роль трипаносом как возбудителей инвазий. Тип фораминиферы как представители амебообразных протистов. Жизненный цикл фораминифер. Тип споровики (Apycomplexa). Особенности ультраструктуры клеток споровиков. Жизненный цикл споровиков (на примере малярийного плазмодия). Особенности генома споровиков. Тип инфузории (Ciliophora). Особенности строения клеток, движения и питания. Жизненный цикл (на примере туфельки). Размножение и индивидуальное развитие протистов. Жизненные циклы протистов с гаметической, зиготической и промежуточной редукцией.

Тема 3. Онтогенезы и жизненные циклы протистов

Разнообразие типов строения и деления ядер протистов. Типы митоза. Одно- и двухступенчатый мейоз. Ядерный дуализм и «необычные» типы строения ядер (ядра динофлагеллят; полигеномные ядра радиолярий; бесхромосомные ядра инфузорий). Ядра инфузорий как модельный объект молекулярной биологии. Вариации генетического кода у инфузорий.

Колониальность среди протистов. Размножение и онтогенез колониальных протистов (на примере диктиостелиума и вольвокса). Колониальные протисты как модельные объекты клеточной биологии.

Основы зоологии беспозвоночных

Тема 4. Низшие многоклеточные. Проблема происхождения многоклеточных

Царство Metazoa – многоклеточные животные. Основные характеристики царства животных. Жизненный цикл Metazoa. Дробление как особый этап жизненного цикла. Двуслойность и функции клеточных слоев. Низшие многоклеточные (Prometazoa) и настоящие многоклеточные (Eumetazoa). Современные молекулярные данные о филогении животных.

Тип плакозои. Питание, движение и размножение трихоплакса.

Тип губки. Тканевая организация губок, основные типы клеток и их функции. Питание губок. Размножение и личиночное развитие губок. Данные экспериментальной эмбриологии губок. Способность клеток губок к реаггрегации.

Тип гребневики. Сравнение гребневиков с губками и книдариями.

Тип кишечнополостные. Тканевая организация гидры, основные типы клеток и их функции. Питание и движение кишечнополостных. Особенности строения нервной системы. Гидра как модельный объект биологии развития.

Жизненный цикл кишечнополостных. Смена поколений. Эмбриональное и личиночное развитие разных групп кишечнополостных. Способы гаструляции. Особенности организации коралловых полипов и современные взгляды на родственные отношения радиалий и билатерий.

Тип плоские черви – примитивные билатерии. Питание, движение, размножение и тканевая организация турбеллярий. Бескишечные турбеллярии, современные представления об их таксономическом положении.

Сходства и различия плакозоев, губок, кишечнополостных и плоских червей. Проблема возникновения многоклеточности и жизненного цикла Metazoa, различные аспекты этой проблемы. Поиски предковой группы и проблема монофилетичности Metazoa. Данные молекулярной биологии о родственных отношениях групп многоклеточных. Биогенетический закон и теория гастреи Геккеля. Современная трактовка «биогенетического закона». Гипотезы фагоцителлы Мечникова и синзооспоры Захваткина. Проблема возникновения организменной целостности: происхождение нервной и гуморальной систем регуляции.

Тема 5. Разнообразие «плоскочервеобразных». Пути перехода к паразитизму и регресс в эволюции животных

Паразитические классы плоских червей. Другие группы «плоскочервеобразных»: тип слитнокожие (коловратки и скребни); гнатостомулиды, гастротрихи, циклиофоры, микрогнатозои (общий план строения, интересные особенности анатомии и биологии). Ортонектиды и дициемиды – упрощенные билатерии. Проблема регресса в эволюции животных. Миксоспоридии – крайний пример регресса многоклеточных.

Тема 6. Разнообразие «лофотрохофорных» животных

Трохофорные животные – моллюски, кольчатые черви, другие близкие к ним группы (сипункулиды, эхиуриды, немертины). Основные черты организации и развития трохофорных животных.

Основные классы моллюсков, разнообразие их планов строения. Моллюски как модельные объекты современной биологии.

Кольчатые черви: проблемы систематики. Погонофоры и вестиментиферы как представители кольчатых червей. История их открытия, план строения. Развитие вестиментифер как пример рекапитуляции. Питание погонофор и вестиментифер за счет симбиоза с хемоавтотрофными бактериями. Хемосинтез как основа жизни в рифтовых зонах океанов. Роль хемосинтеза в других морских сообществах.

Лофофораты: форониды, мшанки и плеченогие. Их сходства с трохофорными животными и отличия. Щетинкочелюстные, их родственные связи.

Тема 7. Экдизозои

Тип круглые черви. Класс нематоды. Тип организации нематод и их экологическое значение. Паразитические нематоды. Пути перехода к паразитизму.

Размножение и эмбриональное развитие нематод. Постоянство клеточного состава. Нематоды как модельный объект современной биологии.

Тип цефалоринхи; особенности их строения, биология, эмбриональное развитие. Волосатики, их сходство с нематодами и цефалоринхами.

Членистоногие и близкие к ним группы (онихофоры, тихоходки). Родственные связи членистоногих и нематод. Сходства и различия членистоногих, моллюсков и кольчатых червей. Метамерия как особый тип симметрии. Классические представления о метамерии. Гомономная и гетерономная метамерия. Первичная и вторичная метамерия.

Современные молекулярно-генетические данные о развитии сегментации у разных групп животных. Членистоногие как модельные объекты молекулярной биологии и биологии развития. Основные группы членистоногих (ракообразные, насекомые, трилобиты, хелицеровые, многоножки). «Загадочные группы» членистоногих (морские пауки, пятиустки, вымершие группы). Проблема реконструкции филогении членистоногих.

Тема 8. Первичноротые и вторичноротые. Разнообразие вторичноротых

Иглокожие, особенности их организации. Классы иглокожих: морские лилии, морские звезды, офиуры, морские ежи, голотурии, морские маргаритки. Способы питания и движения иглокожих разных групп. Морской ёж как модельный объект биологии развития.

Развитие иглокожих, строение личинок. Вымершие группы иглокожих. Проблема происхождения иглокожих.

Тип полухордовые (классы кишечнодышащие и крыложаберные). Основные особенности строения и развития полухордовых.

Хордовые – один из типов животного царства. План строения хордовых и гипотезы об их происхождении.

Подтип оболочники. Особенности организации и развития оболочников (на примере асцидий). Родственные связи оболочников, головохордовых и позвоночных. Первичноротые и вторичноротые – две основные ветви развития животных. Их основные различия (тип дробления, способ закладки целома, судьба бластопора). Проблема общего предка билатерий. Консервативность генетических механизмов развития в пределах царства животных.