Учебно-методический комплекс по сравнительной анатомии позвоночных животных: практикум по изучению строения круглоротых и рыб

Введение в курс сравнительной анатомии. Настоящий практикум представляет собой систематизированное руководство для проведения лабораторных занятий по сравнительной анатомии позвоночных животных. Методология исследования основана на последовательном изучении анатомических особенностей различных систематических групп — от примитивных ланцетников до высокоорганизованных млекопитающих. Каждая тема практикума включает перечень необходимых таблиц, демонстрационных материалов и раздаточного оборудования, что обеспечивает комплексный подход к изучению морфологии животных. Особое внимание уделяется препарированию и микроскопическому анализу, позволяющим детально рассмотреть топографию внутренних органов и структурную организацию тканей.

Тема 1. Особенности строения ланцетника. Для изучения анатомии ланцетника (Branchiostoma lanceolatum) используются специализированные таблицы, отображающие общую анатомию, схему кровеносной системы и поперечные разрезы тела в различных областях. Особое значение имеют схемы поперечного разреза в жаберной области и области кишки, а также схема образования атриальной полости. Демонстрационный материал включает влажные препараты крупного экземпляра ланцетника, одиночной и колониальной асцидий, а также микроскопический препарат личинки асцидии для демонстрации.

Раздаточный материал и оборудование для выполнения заданий включают микроскоп, штативную лупу, тотальный препарат ланцетника, окрашенный борным кармином и просветленный для лучшей визуализации структур. Для детального изучения гистологического строения используются микропрепараты поперечных срезов ланцетника в области глотки и кишки, что позволяет проанализировать расположение основных систем органов.

Тема 2. Особенности строения миноги. Изучение миноги (Lampetra fluviatilis) базируется на анализе продольного разреза тела, строения ротовой воронки и схем поперечных разрезов в области жаберных мешков и кишечника. Важное значение имеют таблицы, демонстрирующие дыхательную и кровеносную системы, а также скелет миноги. Влажные препараты включают фиксированную миногу, ее скелет, вскрытый экземпляр, инъецированную кровеносную систему и отпрепарированные жаберные мешки с дыхательной трубкой.

Раздаточный материал представлен фиксированными миногами, разрезанными вдоль вертикальной плоскостью (по одной на двух студентов), что позволяет изучить взаимное расположение органов. Дополнительно используются поперечные срезы в области жаберных мешков и кишечника, ванночка, препаровальные иглы (2-3) и ручная лупа с увеличением х4-6. Техника препарирования требует особой аккуратности при работе с жаберным аппаратом.

Тема 3. Вскрытие акулы. Методика вскрытия акулы (Squalus acanthias) предусматривает использование таблиц с изображением расположения внутренних органов, схем кровеносной и мочеполовой систем самца и самки. Влажные препараты включают вскрытую акулу, препараты мочеполовой системы и инъецированную кровеносную систему. Гистологический препарат среза кожи с плакоидной чешуей изучается под бинокуляром для понимания структуры покровов.

Для практической работы студенты получают фиксированных акул с предварительно вскрытой брюшной полостью, отпрепарированным сердцем, брюшной аортой и приносящими жаберными артериями (препарат изготавливается согласно рис. 14). Необходимое оборудование включает ванночку, пинцет, препаровальные иглы (2-3) и булавки (10-15) для фиксации тканей.

Тема 4. Скелет акулы. Остеология акулы изучается с использованием таблиц, демонстрирующих череп (сбоку, сверху, снизу), скелет грудных и брюшных плавников с поясами, скелет хвостового плавника, строение туловищных и хвостовых позвонков (продольный и поперечный разрезы). Влажный препарат скелета акулы (мелкий экземпляр) служит основным демонстрационным материалом.

Техника изготовления скелетных препаратов требует специальной обработки. Черепа изготавливаются из фиксированных в спирте или формалине животных, причем кожу и мышцы удаляют только с одной половины головы для сохранения топографии. Для облегчения препарирования головы выдерживают 1-2 суток в растворе: 70 частей 60%-ного спирта, 15 частей глицерина и 10 частей концентрированной азотной кислоты, после чего тщательно отмывают. Скелеты плавников приготавливают аналогично, снимая кожу лишь с одной стороны. Для длительного хранения препараты обезвоживают в спиртах возрастающей концентрации (70%, 80%, 96%, 100%), пропитывают парафином через смесь бензола (или ксилола, толуола) с парафином и окончательно выдерживают в смеси (100 г парафина и 5 г воска) с расправлением жаберных дуг и челюстей.

Тема 5. Нервная система акулы. Изучение нейроанатомии акулы включает анализ таблиц по закладке и развитию головного мозга позвоночных, строению головного мозга с отходящими нервами, а также глаза и глазных мышц. Влажные препараты демонстрируют головной мозг с нервами и стато-акустический орган (внутреннее ухо). Раздаточный материал — голова акулы с отпрепарированными сверху головным мозгом, началом спинного мозга и нервами.

Методика препарирования головного мозга включает удаление кожи, глаза на одной стороне (с сохранением глазных мышц) и постепенное срезание горизонтальных слоев хряща крыши черепа скальпелем. После обнажения мозга осторожно удаляют остатки черепа и очищают нервные стволы от соединительной ткани. Особое внимание уделяется сохранению ветвей блуждающего нерва и вскрытию слуховой капсулы. Препараты хранят в 70%-ном спирте.

Тема 6. Вскрытие костистой рыбы. Ихтиотомия на примере щуки (Esox lucius) или окуня (Perca fluviatilis) проводится с использованием таблиц расположения внутренних органов, схем кровеносной и мочеполовой систем. Демонстрационный материал включает вскрытую рыбу, препараты мочеполовой системы и инъекцию кровеносной системы. Для работы используется свежая или фиксированная рыба, предварительно отмытая от формалина в проточной воде в течение нескольких часов. Комплект инструментов включает скальпель, ножницы, пинцет, ванночку, гигроскопическую вату и марлевые салфетки.

Тема 7. Скелет костистой рыбы. Остеология костистых рыб изучается на примере судака (Sander lucioperca) с использованием таблиц осевого и висцерального черепа, плечевого и тазового поясов, скелета хвостового плавника и строения позвонков. Демонстрационный материал включает смонтированный скелет судака, сухой костный панцирь с головы осетровой рыбы и влажный препарат скелета осетровой. Раздаточный материал — разборный скелет судака на картонных планшетах и препаровальные иглы. Техника изготовления скелетов описана в специальной литературе (Приложение 4).

Тема 8. Определение круглоротых и рыб. Систематика круглоротых и рыб осваивается методом определения с использованием фиксированных в спирте представителей основных групп: миног (и по возможности миксин), акул, скатов, осетровых и костистых рыб. Набор должен включать 1-2 вида миног, мелких акул и скатов, осетровых и по 2-3 представителя основных отрядов костистых рыб. Оборудование: ванночка, препаровальные иглы (2-3), ручная лупа х4-6. В конце занятия проводится беседа о связи внешней морфологии (форма тела, окраска, строение плавников, ротовой аппарат) с образом жизни.

Тема 9. Вскрытие земноводных. Амфибиотомия на примере лягушки (Rana temporaria) включает изучение расположения внутренних органов, схем кровеносной и мочеполовой систем. Демонстрационный материал представлен влажными препаратами вскрытой лягушки, инъецированных артериальной и венозной систем, мочеполовой системы, постэмбрионального развития (икра, головастики, стадии метаморфоза). Гистологический препарат среза кожи изучается под бинокуляром. Живые лягушки содержатся в стеклянных банках, завязанных марлей.

Методика подготовки материала: лягушек усыпляют эфиром или хлороформом за 1,5-2 часа до занятий, затем отмывают от слизи и хранят в прохладном месте. Желательно равномерное распределение самцов и самок между группами. Раздаточный материал включает свежеумерщвленную лягушку, комплект инструментов, ванночку, вату и салфетки.

Тема 10. Скелет земноводных. Остеология амфибий изучается на таблицах, демонстрирующих череп лягушки (сверху, снизу, сзади), плечевой пояс с передней конечностью, тазовый пояс с задней конечностью, полные скелеты лягушки и саламандры (или тритона). Демонстрационный материал включает смонтированный скелет лягушки на подставке и влажный препарат скелета хвостатых амфибий. Раздаточный материал — разборный скелет лягушки на картонных планшетах и препаровальные иглы.

Тема 11. Определение земноводных. Систематика амфибий проводится с использованием фиксированного в 70%-ном спирте материала, включающего представителей всех основных групп бесхвостых и хвостатых амфибий, наиболее обычных для данного региона (определяемых до вида). Полезно включить личинок распространенных видов. Оборудование: ванночка, препаровальные иглы (2-3), анатомический пинцет, линейка или штангенциркуль, ручная лупа х4-6. Занятие завершается беседой о связи внешнего облика с биологией: приспособления к рытью нор (чесночница), древесному образу жизни (квакши), различия между зелеными и бурыми лягушками, сезонные изменения (брачный наряд тритона).

Тема 12. Вскрытие пресмыкающихся. Герпетотомия на примере ящерицы (Lacerta agilis), черепахи (Testudo graeca) или змеи (Natrix natrix) требует изучения таблиц с расположением внутренних органов, схем кровеносной и мочеполовой систем. Демонстрационный материал включает влажные препараты вскрытых ящерицы, черепахи, змеи, инъецированную артериальную систему, мочеполовую систему и гистологический срез кожи. Для вскрытия используют крупных ящериц, усыпленных эфиром накануне занятия из-за медленного действия наркоза. При работе с черепахами используют готовые препараты (один на 2-4 студентов).

Тема 13. Скелет пресмыкающихся. Остеология рептилий изучается на примере варана (Varanus griseus), крокодила (Crocodylus niloticus), черепахи и змеи с использованием таблиц черепов (с разных сторон), поясов конечностей и схем строения анапсидного, диапсидного и синапсидного черепа. Демонстрационный материал включает смонтированные скелеты варана, змеи и черепахи (с раскрывающимся панцирем). Раздаточный материал: разборный скелет варана, череп черепахи, муляж черепа крокодила (2-3 на группу).

Тема 14. Определение пресмыкающихся. Систематика рептилий проводится с использованием фиксированных в спирте представителей основных групп, обитающих на территории СНГ, с определением наиболее обычных видов местной фауны до вида, остальных — до семейства или рода. Оборудование: ванночка, препаровальные иглы (2-3), линейка, ручная лупа х4-6. Заключительная беседа посвящена биологическим формам: водные и сухопутные рептилии, способы передвижения, типы питания и соответствующие морфологические адаптации.

Тема 15. Вскрытие птиц. Орнитотомия на примере голубя (Columba livia) включает изучение расположения внутренних органов, схем кровеносной системы, расположения воздушных мешков и мочеполовой системы. Демонстрационный материал: влажные препараты вскрытого голубя, инъецированных артериальной и венозной систем, воздушных мешков, мочеполовой системы, сухой препарат скелета крыла с маховыми перьями. Раздаточный материал: свежеумерщвленный голубь, инструменты, ванночка, салфетки, вата, стеклянная трубочка с оттянутым концом для надувания воздушных мешков. Подготовка: усыпление за 3-4 часа, выщипывание пера с нижней поверхности тела.

Тема 16. Скелет птиц. Остеология птиц изучается на примере вороны (Corvus cornix) с использованием таблиц черепа (сверху, сбоку, снизу), грудной клетки с тазовым поясом, крыла, задней конечности, сложного крестца и полного скелета. Демонстрационный материал включает смонтированный скелет вороны и окрашенные ализарином черепа молодых ворон (в спирте). Раздаточный материал — разборный скелет вороны на планшетах и препаровальные иглы.

Тема 17. Определение птиц. Систематика птиц проводится по тушкам представителей основных отрядов и местных видов с определением до отряда, а затем нескольких видов до вида. Оборудование: линейка, штангенциркуль. Заключительная беседа посвящена адаптивным особенностям внешнего облика: приспособления к водному, околоводному, наземному и древесному образу жизни, разным типам питания, а также половым и сезонным особенностям окраски (с соответствующим иллюстративным материалом).

Тема 18. Вскрытие млекопитающих. Териотомия на примере крысы (Rattus norvegicus) включает изучение расположения внутренних органов, схем кровеносной и мочеполовой систем, строения головного мозга. Демонстрационный материал: влажные препараты вскрытой крысы, инъецированных артериальной и венозной систем, мочеполовой системы, гистологический срез кожи собаки, тотальный препарат головного мозга кролика. Раздаточный материал: свежеумерщвленная крыса, инструменты, ванночка, вата, салфетки. Усыпление хлороформом за 3-4 часа, хранение в холодильнике, равномерное распределение самцов и самок.

Тема 19. Скелет млекопитающих. Остеология млекопитающих изучается на примере лисицы (Vulpes vulpes) с использованием таблиц черепа (сверху, сбоку, снизу, сзади), плечевого пояса с передней конечностью, тазового пояса и полного скелета. Демонстрационный материал: смонтированный скелет лисицы, продольный распил черепа, препарат слуховых косточек среднего уха. Раздаточный материал — разборный скелет лисицы и препаровальные иглы.

Тема 20. Определение млекопитающих. Систематика млекопитающих проводится по черепам представителей основных отрядов СНГ: еж, заяц (или кролик), сурок (или нутрия, ондатра, водяная крыса, белка), лисица, летучая мышь, кабан, корова, лошадь, дельфин, тюлень. Дополнительно используются тушки с черепами насекомоядных, рукокрылых, зайцеобразных, грызунов и хищных. Оборудование: линейка, штангенциркуль, ручная лупа х4-6. Сначала определение до отряда по характерным особенностям черепа, затем по тушкам до рода или вида. Беседа посвящена связи внешнего вида и строения черепа с экологией: тип питания, образ жизни (водный, роющий, наземный, древесный), сезонные изменения волосяного покрова.

Заключение. Данный практикум обеспечивает комплексное изучение сравнительной анатомии позвоночных от примитивных хордовых до высокоорганизованных млекопитающих. Систематизированный подход к каждой теме, включающий таблицы, демонстрационные и раздаточные материалы, позволяет студентам освоить методику препарирования, микроскопического анализа и определения видов. Особое внимание уделяется сохранению топографических взаимоотношений органов при изготовлении препаратов и пониманию связи морфологических особенностей с экологической специализацией и образом жизни животных. Полученные навыки являются основой для дальнейшего изучения зоологии, сравнительной анатомии и эволюционной морфологии.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Карташев Н. Н., Соколов В. Е., Шилов И. А.

Источник: Практикум по зоологии позвоночных

Данные публикации будут полезны студентам биологических специальностей, изучающих зоологию и сравнительную анатомию, а также всем, кто интересуется эволюционной морфологией и строением примитивных хордовых животных.