Животни

Животните (Animalia) са организирани живи същества, притежаващи сетивност и способност за волеви движения и размножаване. Всички животни дишат.
Има едноклетъчни организми, които притежават характерните признаци на животните. Всички животни са изградени от еукариотни клетки (клетки, в които генетичният материал е организиран във вътреклетъчни мембранно-ограничени структури, наречени ядра). В процеса на еволюция клетките се диференцират, образувайки различни тъкани (епителна, съединителна, мускулна, нервна), а те от своя страна формират съответно органи и системи. Образувание на извънклетъчния матрикс, посредством калцифицирането му, са спикулите, черупките и костите. Животинският свят се обозначава също като „фауна“. Най-много представители има животинският клас насекоми.
Животните дишат, като приемат кислород от околната среда и отделят въглероден двуокис.
Животните притежават редица характеристики, отличаващи ги от останалите живи организми. Така например животните са еукариоти и повечето са многоклетъчни, което ги отличава от бактериите, археите и повечето протисти. Животните са хетеротрофи, като процесът на храносмилане се извършва в специално отделена за целта вътрешна празнина, за разлика от растенията и водораслите. Важна отличителна особеност на животните в сравнение с растенията, водораслите и гъбите е липсата на клетъчна стена. Всички животни са способни да се придвижват в пространството и като цяло са подвижни поне в една от фазите на жизнения си цикъл. По време на ранния етап от ембрионалното развитие се образува куха сфера от клетки – бластула, което е типична и отличителна характеристика за цялото царство.
С много малко изключения, като например при типовете Водни гъби и Пластинчати, тялото на животните е изградено на принципа на организацията в тъкани. Това включва и силно специализирани тъкани като например на мускулната, отговорна за движението и придвижването, и нервната, натоварена с функцията по изпращане и получаване на сигнали. Характерна черта е наличието на специализирана храносмилателна празнина, с един или два отвора.
Клетките на всички животни са от еукариотен тип, заобиколени от специфична извънклетъчна материя (извънклетъчен матрикс) изградена от колаген и еластични гликопротеини. Възможно е наличието на калцифицирани структури, като черупка, кости и спикули. По време на индивидуалното си развитие, тялото на животните може да търпи драстична реорганизация, при което се формират сложни по строеж структури от клетки. Това е съществена разлика спрямо останалите многоклетъчни организми, като растения и водорасли, където нарастването е единствено прогресивно, чрез клетъчно делене и без реорганизация на цялото тяло. Цитологична характеристика, специфична за животните е наличието на междуклетъчни контакти, като плътни контакти (tight junction), междуклетъчни каналчета (gap junction) и дезмозоми.
Почти всички животни, са способни на полово размножаване, което се извършва с помощта на репродуктивни тъкани и клетки. Репродуктивните клетки (гамети) се формират в резултат на специфичен тип клетъчно деление, наречено мейоза. Крайният продукт на мейозата са малки и подвижни мъжки гамети – сперматозоиди или големи и относително неподвижни женски гамети – яйцеклетки. След срещата и сливането на сперматозоид и яйцеклетка се образува зигота, от развитието на която се формира нов индивид.
От зиготата първоначално се образува куха сфера, наречена бластула, която търпи реорганизация и диференциация. При водните гъби бластулата е способна да се придвижва до ново място и там формира нов организъм. При останалите групи животни, бластулата претърпява сложна реорганизация. Тя включва инвагинация и формиране на гаструла с храносмилателна празнина и два отделни пласта на тялото – външен (екзодерма) и вътрешен (ендодерма). По-късно при повечето животни се формира и допълнителен пласт на тялото между двата изградени, наречен – мезодерма. В процеса на индивидуално развитие от тези пластове се формират точно определени органи и тъкани.
Редица животни са способни и на безполово размножаване. Това включва партеногенеза, както и различни форми на фрагментация на тялото.
Всички животни са хетеротрофи, тоест хранят се пряко или индиректно с други живи организми. Според източника си на храна често се поделят, макар и донякъде условно, на хищници, растителноядни, всеядни и паразити.
Хищничеството е биологично взаимоотношение, между хищник (ловуващ хетеротроф), който се храни със своята жертва (организмът, който е атакуван). Хищниците може да убият своята жертва, преди да започнат да се хранят с нея, но това невинаги е задължително. Като резултат от хищничеството обаче жертвата винаги загива. Друга голяма група на консуматорите е тази на сапрофагите, организми, които се хранят с отпадна (мъртва) органична материя. Трудно е да се постави ясна граница между различните типове на хранене, тъй като те често преливат един в друг. Така например паразитите, обитаващи определен гостоприемник, снасят яйцата си в него, а излюпените ларви се хранят с тъканите му, което води до смъртта му. Колкото еволюционно по-стари са взаимоотношенията паразит-гостоприемник, толкова те са по-пластични и рядко водят до смъртта на гостоприемника, вследствие на развитите адаптационни механизми.
Почти всички животни използват индиректно енергията на слънчевата светлина. Растенията използват тази енергия за синтеза на прости захари в процес наречен фотосинтеза. Когато животните консумират тези растения (или други животни консумирали растения), захарите произведени от растенията се усвояват и използват от животните. Те се използват или директно за растежа на животните или се разграждат с цел извличане на съхранената в тях слънчева енергия, необходима на животните за осъществяването на жизнената им дейност. Процесът е известен като гликолиза.
Животни живеещи в близост до термални извори или богати на метан или сероводород места по океанското дъно не са зависими от енергията на слънцето. В тези хабитати хемосинтезиращи археи и бактерии лежат в основата на хранителната пирамида.
Животните произхождат най-вероятно от камшичести еукариоти. Техните най-близки съвременни роднини са хоанофлагелатите, които имат сходна морфология с хоаноцитите и някои водни гъби. Молекулярни изследвания поставят животните в супергрупата на опистоконтите (от гръцки: ὀπίσθιος, опистиос – „преден“ и κοντός, контос – „прът“, тоест „камшиче“), която включва също и цианофлагелатите, фунги и малко на брой дребни паразитни протисти. Името им произхожда от разположението на флагелума при подвижните клетки в задния край на тялото (клетката), както при животинските сперматозоиди, докато при другите еукариоти камшичетата са разположени в предния край.
Най-старите фосили, които може да са на животни са открити в Трезонската формация в Южна Австралия. Предполага се, че тези фосили принадлежат на древни водни гъби. Открити са в скала на възраст 665 милиона години.
Следващите вероятно най-стари животински фосили са датирани към края на прекамбрийния период, преди около 610 милиона години, известни са като Ediacaran biota или Vendian biota. Трудно е да бъдат съотнесени към по-късни фосили. Възможно е, някои да представляват предшественици на съвременните типове или да са по-рано отделила се група. Съществува и възможността въобще да не се числят към царството на животните.
За разлика от тях, повечето известни ни животински типове се появяват, малко или много, едновременно през камбрий, преди около 542 милиона години. Все още учените спорят, дали това събитие наречено Камбрийски взрив, представлява бърза дивергенция на различните групи или се дължи на климатична промяна позволяваща фосилизитането.
Някои учени предполагат, че животните са се появили много по-рано от Камбрийския взрив, може би дори преди около един милиард години. Ихнофосили като следи и тунели в земята намерени през тонийския период на неопротерозойската ера показват присъствието на триплобластни червеи със сложно устройство подобно на дъждовен червей. По време на ранния тонийски период преди около един милиард години се наблюдава намаляване на разнообразието на строматолити, което може да се дължи на появата на растителноядни животни, тъй като строматолитното многообразие рязко се повишава с изчезването на растителноядни животни по времето на масовото измиране Перм-Триас и масово измиране Ордовик–Силур, и бързо намалява след възстановяването на популациите на растителноядните. Откритието, че такива отпечатъци много подобни на ихнофосилите се оставят и от едноклетъчния протист гигант Gromia sphaerica подлага на съмнение интерпретацията на доказателствата сочещи ранната еволюция на животните.
Водните гъби (Porifera) дълго са смятани за отделен от животните клон. Това се дължи на липсата на сложна организация подобна на тази при другите животински типове. Техните клетки са диференцирани в някаква степен, но не са организирани в отделни тъкани. Водните гъби най-често се „хранят“ като филтрират вода през порите си. След проведено мащабно филогенетично изследване е установено, че Ctenophora (Гребенести) са основата на животинския клон на организмите. Авторите на това изследване също така смятат, че водните гъби не са били толкова примитивни, а по-скоро са претърпели вторично, приспособително опростяване.
За разлика от другите животински типове Ctenophora и Cnidaria (Мешести – анемонии, корали, медузи) имат радиална симетрия и само един отвор на храносмилателната празнина, който служи като уста и анус едновременно. И при двата типа се наблюдава диференциация на тъканите, но не и организацията им в органи. Друга особеност е наличието на само два зародишни пласта (при тези представители те се наблюдават през целия живот, поради което възприетия термин „зародишен пласт“ е некоректен), ектодерма и ендодерма, с безклетъчна пазнина мезоглея между тях. Затова понякога биват наричани двупластни животни.
Останалите представители на животните образуват монофилетичната група Bilateria (Двустранно симетрични). За повечето е характерна двустранната симетрия с изразена предна част (глава), специализирана за хранене и наличие на сензорни органи (изключение правят Echinodermata с радиална симетрия). Тялото е изградено от добре диференцирани тъкани, произхождащи от три зародишни пласта, като тъканите формират различни органи. Храносмилателната система има два отвора, уста и анус (с изключение на Platyhelminthes), а също така се образува телесна празнина известна като целом или псевдоцелом.
Повечето представители на Bilateria принадлежат на двата големи клона: Deuterostomia и Protostomia, които включват Ecdysozoa, Platyzoa и Lophotrochozoa. Освен тях има и няколко малки групи животни, които са се отделили по-рано в еволюцията преди двата основни клона. Това са Acoelomorpha, Rhombozoa и Orthonectida. Myxozoa, едноклетъчни паразити, първоначално причислени към Protozoa, сега се смята, че произхождат от Medusozoa.
Ecdysozoa (Линеещи) са първичноусти, наречени така заради общото си свойство да линеят. Към тази група се отнася и най-големият тип животни Arthropoda (Членестоноги), включващ класовете насекоми, паяци и ракообразни. Относително малпбройните типове Onychophora и Tardigrada са близко свързани с членестоногите и споделят множество общи черти.
Ecdysozoa включва и тип Nematoda (кръгли червеи), които са втория по-големина тип след членестоногите. Кръглите червеи обикновено са микроскопични и съществуват във всякаква среда, в която има вода, а много от тях са и паразити. Близки до тях са други по-малки типове червеи като Nematomorpha (Живи влакна), Kinorhyncha, Priapulida и Loricifera. Характерно за тях е наличието на редуциран целом известен като псевдоцелом.
Останалите две групи на първичноустите често са наричани Spiralia, защото ембрионите се развиват чрез спирално делене.
Platyzoa от (гръцки: πλατύς – „плосък“, ζῷον – „животно“) включва тип Platyhelminthes (Плоски червеи). Дълго се смята, че са най-простите представители на Bilateria, но днес е възприето мнението, че произхождат от по-сложни предшественици. Към този тип се отнасят много паразити като метилите и тениите. Плочките червеи нямат телесна празните (ацеломни), подобно на своите близки роднини микроскопичните Gastrotricha (коремочетинести).
Други представители на Platyzoa са микроскопични и псевдоцеломни. Най-значими сред тях са Rotifera, които са важен компонент на водните екосистеми.
Lophotrochozoa включва два от най-успешните типа Mollusca (Мекотели) и Annelida (Прешленести червеи). Първият от който е втори по брой на откритите видове вкючващ класовете охлюви, миди и главоноги. Отдавна се смята, че тези две групи са близко свързани, поради наличието на трохофорна (свободно плуваща) ларва, макар че се е смятало, че анелидите са по-близки до членестоногите, поради общото наличие на сегментиране на тялото. Днес се приема, че това е следствие на конвергентна еволюция, поради наличието на множество морфологични и генетични различия.
Lophotrochozoa включва също и Nemertea (Немертини), Sipuncula (Сипункулиди) иняколко други типа, които имат кръгово разположени ресничести пипала около устата, наречени лофофор. Въпреки че традиционно се групират заедно като лофофори днес е прието, че групата им има парафилетичен произход. като някои са по-близки до немертините, а други до мекотели и плоски червеи. Тук спадат и Brachiopoda (Паменоногите), които макар и слабо представени днес са били широко застъпени в геологиното минало, Entoprocta, Phoronida и вероятно Bryozoa.
Вторичноустите се различават от другите представители на Билатералиа, първичноустите по няколко съществени признака. И при двете групи се наблюдава цялостно развит храносмилателен тракт (с изключение на някои плоски червеи). При първичноустите първият отвор, който се появява по време на ембрионалното развитие (ерхентерон) се развива като уста, като впоследствие се развива и ануса. При вторичноустите обаче ерхентерона се развива в анус, а устният отвор се формира впоследствие При повечето първичноусти, мезодермата се формира от миграцията на клетки в гастралната празнина, шизоцелонно развитие, при вторичноустите мезодермата се образува от инвагинация на ендодермата, образувайки ентероцелонно сакче. Също така при вторичноустите нервната тръба е разположена дорзално (гръбно), докато при първичноустите тя е вентрална (коремна). Различен е и начина, по който протича дробенето на ембриона.
Всички тези различия показват, че става въпрос за две отделни монофилетични групи. Двата главни типа на вторичноустите са Echinodermata (Бодлокожи или Иглокожи) и Chordata (Хордови, част от които са и гръбначните). Иглокожите се отличават с радиална симетрия и са изключително морски обитатели, като техни представители са морска звезда, морски таралеж и морска краставица. Хордовите са доминирани от гръбначните, чийто представители са риби, земноводни, влечуги, птици и бозайници.
Към тази група се отнасят и Hemichordata (Полухордови или Неяснохордови), както подсказва и името им те са с недобре определен произход и неясна систематична принадлежност. Съществува вероятност да представляват връзката между безгръбначните и хордовите.
Възможно е Chaetognatha (Четинкочелюстни) също да принадлежат към вторичноустите, макар че, скорошни изследвания сочат противното.
Класификацията на животните се изучава от науката систематика на животните (зоосистематика). Тя ги групира въз основа на сходства в устройството и произхода им.
Всяка експериментална зоологическа работа и особено всяка приложно зооложка работа се изгражда въз основа на сигурното различаване на изучаваните форми, т.е. върху здрава систематична база. Систематиката и свързаната с нея морфология са основни дисциплини в зоологията. Същността на систематиката е класификацията – групирането на животните. То се извършва въз основа на известен брой обикновено външни признаци. То е израз на родство между животните и затова класификацията, изградена въз основа на такова групиране, се нарича естествена.
Животните са обединени в един общ таксон – царство Животни (на латински: Animalia, Metazoa). Съвременната класификация на царство животни, обособява 34 типа, обединени по различни показатели в резултат на морфологични, еволюционни, физиологични и генетични критерии.
Водните гъби (Porifera) са дивергирали рано в еволюцията от животните. Те не притежават сложната организация на останалите типове животни. Клетките им са диференцирани, но не са обособени в отделни тъкани. Спонгиите са прикрепени и се хранят единствено, като прокарват водата през порите, разположени по цялата повърхност на тялото си. Изчезналите Archaeocyatha със слети скелети може да се обединят към този тип или към самостоятелен.
Следващите няколко типа се обединяват поради наличието на лъчева (радиална) симетрия, и наличието на храносмилателен отвор, служещ едновременно за уста и анус. Това са типовете Мешести и Ктенофори. Имат обособени тъкани, но те не са организирани в органи. В онтогенезата имат само два зародишни пласта – ендодерма и ектодерма, с разпръснати клетки между тях. Затова често се означават и като двупластни животни. Трихоплаксите са много малък тип, при който представителите нямат постоянна храносмилателна камера.
Останалите типове животни са обособени към монофилетичната група на двустранно – симетричните животни. По-голямата част от тялото има ясна двустранна симетрия и често имат специализирана глава с устен апарат и сетивни органи. Тялото е трипластно – има три зародишни пласта – ендо-, екто- и мезодерма, който в онтогенезата формират обособени органи. Храносмилателната система има два отвора – уста и анус, както и вътрешна празнина означавана като черво или псевдочерво. Има известни изключения от общия строеж, като например наличие на лъчева симетрия при възрастните Бодлокожи, или опростяване в строежа на някои паразитни видове.
Някои от по-известните типове животни: