Для установления филогении использовались данные сравнительной анатомии и эмбриологии (Ковалевский, Северцев). Их работы позволяют предполагать, что предки хордовых были ограниченно подвижными, ползающими, придонными, двусторонне симметричными, с хордой по всей длине тела, нерасчлененной нервной трубкой, сегментами мускулатуры. Число сегментов небольшое, так же как и жаберных щелей (пассивное питание). Далее эволюция шла тремя путями: 1) особи одной ветви первично бесчерепные увеличили подвижность и приобрели активное питание, перешли к нектонному (плавательному) образу жизни и дали начало первым примитивным позвоночным животным; 2) другая ветвь сохранила донный образ жизни, но выработали приспособления для закапывания в грунт и упростили исходную организацию. Другой характерной чертой изменения строения тела: часть приспособились к лежанию на боку => анальное отверстие и рот сместились на левую (нижнюю) сторону, а жаберные щели на правую (верхнюю). Отражением этой филогенетической стадии может быть асимметрия ланцетника. Развитие миохордального комплекса увеличило подвижность, а разрастание глотки, увеличение числа жаберных щелей и развитию атриальной полости дали возможность перейти к жизни в грунте, сохранив пассивное питание. Эта ветвь дожила до наших дней в виде бесчерепных, освоивших простые биоценозы в виде песчаных грунтов (без конкуренции и опасности врагов). Небольшое число бесчерепных, ограниченное освоение ими морей отражает противоречивость их организации: пассивное питание против высокой подвижности; 3) примитивные бесчерепные на раннем этапе эволюции перешли к донному сидячему образу жизни на твердых грунтах. Образованные на поверхности тела мощные туники защитили асцидий от множества врагов. Развитие фильтровального аппарата обеспечило получение пищи при неподвижном образе жизни и при пассивном питании. Эти особенности выработались путем регрессивной эволюции, в ходе которой строение взрослых животных упростилось: хорда, нервная трубка и органы чувств редуцировались. Наличие сложной и подвижной личинки позволило асцидиям расселиться, а бесполое размножение (почкование) дала возможность быстро заселиться => прочное положение в морях.
Позвоночные животные
Особенности строения по сравнению с другими типами
Активные перемещения обеспечивают позвоночным животным возможность смены мест обитания в зависимости от изменений условий существования и потребностей на разных этапах их жизненного цикла, например при развитии, половом созревании, размножении, зимовках и т. д. Указанные общебиологические черты позвоночных прямо связаны с особенностями их морфологической организации и с физиологией.
В области переднего отдела кишечной трубки возникают подвижные части скелета, из которых формируется ротовой, а у огромного большинства - челюстной аппарат, обеспечивающий схватывание, удержание пищи, а у высших позвоночных и измельчение её.
Строение позвоночных
Позвоночные объединены общностью морфофизиологической организации. Во всех системах органов этих животных можно проследить черты преемственных изменений в связи с эволюционным преобразованием органов. Ниже излагается общий план строения, функционирования и закладки в онтогенезе отдельных систем органов.
Кожные покровы позвоночных
Мышечная система
Располагающийся под кожей слой мышц представляет собой основную массу мускулатуры , именуемую мускулатурой тела, или соматической. Она обеспечивает животным возможность движения в среде и состоит из поперечно-полосатой мышечной ткани . У низших позвоночных, как и у бесчерепных, мускулатура имеет сегментированный характер. У высших позвоночных в связи с общим усложнением телодвижений, с развитием конечностей сегментация нарушается, и туловищная мускулатура группируется, оформляя такие части тела, как торс, голову, органы движения.
Кроме соматической мускулатуры у позвоночных есть мускулатура кишечника и некоторых других внутренних органов (сосудов, каналов). Эта мускулатура носит название висцеральной. Она сложена гладкой мышечной тканью и обеспечивает, в частности, движение пищи в кишечнике, сокращение стенок кровеносных сосудов.
Туловищная мускулатура эмбрионально возникает из внутреннего листка миотома, то есть спинного отдела мезодермы . Висцеральная мускулатура - это производное боковой пластинки, то есть брюшного отдела мезодермы.
Скелет
Внутренний скелет - это опорная основа тела позвоночного животного. Скелет участвует в движении тела, осуществляет защиту внутренних органов. К скелету прикрепляется мускулатура. В костях скелета располагаются кроветворные ткани - в частности, красный костный мозг. Также скелет служит, как депо веществ - в нём хранятся запасы кальция и др. веществ.
Топографически скелет позвоночных может быть разделен на осевой, висцеральный, скелет поясов конечностей и свободных конечностей.
Осевой скелет в первоначальном виде представлен хордой, окруженной толстой соединительнотканной оболочкой. Последняя охватывает не только хорду, но и лежащую над ней нервную трубку. Хорда развивается из зачатка спинной стороны первичной кишки, то есть имеет энтодермальное происхождение. В осевом скелете различают позвоночный столб и мозговой череп.
У большинства позвоночных хорда вытесняется и замещается хрящевым или костным скелетом. Хрящевой и костный скелеты развиваются как производные указанной выше соединительнотканной (мезодермальной по происхождению) оболочки. Оболочка эта является, таким образом, скелетогенной.
Пояса конечностей всегда располагаются внутри тела животного. Скелет свободной конечности у позвоночных бывает двух типов: плавник рыб и пятипалая конечность наземных позвоночных. В первом случае скелет представлен несколькими рядами хрящиков или косточек, которые перемещаются относительно пояса как единый рычаг. Скелет пятипалой конечности состоит из ряда рычагов, способных перемещаться и совместно относительно пояса конечностей, и отдельно - один относительно другого. Закладка скелета конечностей происходит в соединительнотканном слое кожи.
Органы пищеварения
Система пищеварительных органов представлена трубкой, начинающейся ротовым отверстием и заканчивающейся анальным отверстием . Эпителий пищеварительного тракта является энтодермальным . Только в области ротового и анального отверстий энтодермальный эпителий незаметно переходит в эктодермальный .
Пищеварительный тракт подразделяется на следующие основные отделы:
- ротовая полость , служащая для принятия пищи;
- глотка - отдел, всегда связанный с органами дыхания: у рыб в глотку открываются жаберные щели, у наземных позвоночных в глотке располагается гортанная щель; глотку справедливо называют дыхательным отделом пищеварительной трубки;
- желудок - расширение кишечного тракта, имеющее в некоторых случаях весьма сложное устройство;
- кишечник , в типичном случае подразделяющийся на переднюю, или тонкую, среднюю, или толстую, и заднюю, или прямую, кишку.
Морфологическое усложнение кишечного тракта в ряду позвоночных идёт по пути его удлинения и дифференцировки на отделы. В пищеварительную трубку открываются протоки трёх видов пищеварительных желёз: слюнных, печени, поджелудочной .
Органы дыхания
Органы дыхания позвоночных бывают двух типов - жабры и лёгкие , и у значительной части позвоночных существенное значение в дыхании имеет кожа .
Жаберный аппарат представляет собой систему парных, обычно симметрично расположенных, щелей, служащих для сообщения глотки с наружной средой. Передние и задние стенки жаберных щелей выстланы слизистой оболочкой, образующей пластинчатые выросты; выросты поделены на лепестки, носящие название жаберных. Каждая жаберная пластинка выше лепестков носит название полужабры. В промежутках между жаберными щелями (в жаберных перегородках) располагаются висцеральные жаберные дуги. Таким образом, каждая жаберная дуга связана с двумя полужабрами двух разных жаберных щелей.
Органы дыхания наземных позвоночных - лёгкие - в схеме представляют собой пару мешков, открывающихся в глотку через гортанную щель. Эмбрионально лёгкие возникают в виде выпячивания брюшной стенки глотки в задней части жаберного аппарата, то есть имеют энтодермальное происхождение. На ранних стадиях развития эмбрионов зачатки лёгких напоминают пару внутренних (энтодермальных) жаберных щелей. Эти обстоятельства, а также общие для лёгких и жабр черты кровоснабжения и иннервации заставляют считать лёгкие гомологами задней пары жаберных мешков.
Кожа участвует в дыхании в случаях, когда в ней отсутствуют плотные роговые или костные чешуи, например у земноводных, голокожих рыб.
Функционально дыхательная система участвует в обогащении крови кислородом и в удалении углекислого газа. Через дыхательную систему у низших водных животных происходит сбрасывание аммиака. У теплокровных животных она участвует в процессах терморегуляции. Принцип работы дыхательной системы - обмен СО 2 и O 2 между потоками газа и крови, направленными противотоком навстречу друг другу.
Органы кровообращения
Кровеносная система у позвоночных, как и у бесчерепных, замкнутая. Она состоит из сообщающихся между собой кровеносных сосудов, которые в грубой схеме могут быть сведены к двум стволам: спинному, где кровь течёт от головы к хвосту, и брюшному, по которому она движется в обратном направлении. В отличие от бесчерепных у позвоночных движение крови связано с деятельностью сердца.
Нервная система
Функции нервной системы - восприятие внешних раздражений и передача возникающих возбуждений к клеткам, органам, тканям, а также объединение и согласование деятельности отдельных систем органов и организма в целом в единую функционирующую живую систему. Эмбрионально нервная система позвоночных возникает, так же как и у бесчерепных, в виде закладывающейся в эктодерме на спинной стороне зародыша полой трубки. В последующем происходит её дифференцировка, приводящая к образованию: а) центральной нервной системы , представленной головным и спинным мозгом , б) периферической нервной системы, состоящей из нервов , отходящих от головного и спинного мозга, и в) симпатической нервной системы , состоящей в основе из нервных узлов, расположенных около позвоночного столба и связанных продольными тяжами.
От дна промежуточного мозга отрастает непарный выступ - воронка, к которой прилегает сложное по строению и функции образование - гипофиз . Передний отдел гипофиза развивается из эпителия ротовой полости, задний - из мозгового вещества. Там же расположен гипоталамус .
Крыша среднего мозга образует парные вздутия - зрительные доли (бугры). От среднего мозга отходит третья пара головных нервов (глазодвигательные). Четвёртая пара головных нервов (блоковые) отходит на границе между средним и продолговатым мозгом, все остальные головные нервы отходят от продолговатого мозга.
Органы чувств
Эта группа органов возникает как производные разных частей зародыша и на разных этапах его развития. Это органы обоняния, зрения, слуха, вестибулярный аппарат , органы боковой линии , органы вкуса, осязания, специфические органы, воспринимающие магнитное поле Земли, электрические поля, тепловые излучения и пр.
Данные сравнительной эмбриологии позволяют предполагать, что обоняние - одна из самых древних функций мозга. Органы обоняния закладываются в эмбрионе как утолщение эктодермы одновременно с нервной пластинкой. Параллельно формируется скелет обонятельных капсул, которые входят в состав мозгового черепа. Поначалу обонятельные капсулы сообщаются только с внешней средой и имеют наружные ноздри. Впоследствии в связи с наземным существованием ноздри становятся сквозными.
Органы зрения также принадлежат к древним чувствующим органам. Светочувствительная рецепция возникает на очень раннем этапе эволюции хордовых и формируется в раннем эмбриогенезе.
Органы зрения позвоночных подразделяют на парные и непарные. И те и другие есть выросты промежуточного мозга. Парные глаза закладываются как выросты боковых частей промежуточного мозга, непарные - как последовательно расположенные в крыше промежуточного мозга (эпифиз и теменной орган). Закладка парных глаз сопровождается формированием около них зрительных капсул, входящих в состав мозгового черепа.
Органы слуха имеют у позвоночных животных сложное происхождение. Наиболее рано в эволюции формируется внутреннее ухо, которое закладывается в эктодерме зародыша, углубляется в виде ямки и оформляется как слуховой пузырёк, лежащий в слуховой капсуле. Слуховой пузырёк делится перетяжкой на две части. Верхний отдел превращается в вестибулярный аппарат. Это орган равновесия. Он позволяет ощущать положение тела в трёхмерном пространстве Земли. Этот орган - 3 полукружных канала во внутреннем ухе. Нижний отдел слухового пузырька представляет собой собственно внутреннее ухо - слуховой мешочек. Среднее и наружное ухо формируются на поздних этапах возникновения позвоночных животных в связи с выходом на сушу.
Органы выделения
Половые органы
Половые железы позвоночных - яичники у самок и семенники у самцов - как правило, парные. Эмбрионально они развиваются из отдела мезодермы в месте подразделения этого зачатка на сомит и боковую пластинку.
Первоначально (у бесчелюстных) половые железы не имели выводных протоков и половые продукты выпадали через разрывы стенок гонад в полость тела, откуда выводились в наружную среду через специальные поры. Впоследствии возникли половые пути, которые у самцов связаны с выделительными органами (вольфов канал). А у самок в качестве яйцевода функционирует мюллеров канал , который сохраняет связь целома с внешней средой.
Обмен веществ
Экология
Высокая жизненная организация обусловила широкое распространение позвоночных и проникновение их во все жизненные среды. Это обстоятельство, а также обилие и разнообразие видов позвоночных делают их важнейшим фактором географической среды.
Происхождение
Позвоночные появились на рубеже ордовика - силура , а в юре существовали уже представители всех известных ныне их классов. Общее число современных видов около 40 тыс.
Предки позвоночных - низшие хордовые: оболочники и бесчерепные .
Классификация
Использованные источники
- Биологический энциклопедический словарь под редакцией М. С. Гилярова и др., М., изд. Советская Энциклопедия, 1989.
- Зоология позвоночных. В. М. Константинов, С. П. Наумов, С. П. Шаталова. М., 2000.
⇐ Предыдущая123
Форма тела позвоночных разнообразна. В теле различают голову, шею, туловище, хвост и конечности, но у первичноводных видов шейный отдел отсутствует.
Покровы позвоночных образованы кожей, состоящей из двух слоев: наружного — эпидермиса и внутреннего — дермы. Эпидермис представлен многослойным эпителием. У круглоротых, рыб и личинок земноводных, жизнь которых тесно связана с водной средой, в эпидермисе залегает много железистых клеток, выделяющих слизь, облегчающую движение животного в воде. У наземных позвоночных — пресмыкающихся, птиц и млекопитающих — наружные слои клеток эпидермиса ороговевают. На их коже обычно образуются различные роговые производные — роговая чешуя, роговые щитки, перья, волосы и др. Дерма кожи состоит из волокнистой соединительной ткани. В ней образуются костная чешуя (у рыб), костные щитки и кожные (накладные) кости. В коже позвоночных залегают железы различные по строению и функциям (слизистые, потовые, сальные и др.).
У позвоночных первичной опорной структурой служит хорда. Но у взрослых особей хорда в той или иной степени замещается позвоночником, образованным отдельными позвонками. У всех представителей имеется скелет парных конечностей и их поясов иногда он бывает редуцирован при атрофии конечностей. У рыб парные конечности имеют вид плавников, а у наземных позвоночных они построены по типу пятипалых ног.
Нервная система позвоночных разделяется на центральную, периферическую, симпатическую, парасимпатическую и вегетативную. Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга. Периферическая нервная система позвоночных представляет собой сложную систему нервов, отходящих от головного и спинного мозга к различным органам тела.
Органы пищеварения имеют различное строение. Обычно пищеварительный тракт дифференцирован на ротовую полость, глотку, пищевод, желудок и кишечник и заканчивается клоакой или анальным отверстием. К органам пищеварения относятся также пищеварительные железы — печень, поджелудочная железа и другие.
Круглоротые и рыбы, а также личинки земноводных дышат жабрами, взрослые же земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие — легкими. В газообмене низших позвоночных большое значение имеет также кожное дыхание. Жабры водных позвоночных — пластинчатые выросты стенок жаберных щелей в виде тонких жаберных лепестков с богатой сетью кровеносных сосудов. Легкие позвоночных возникают в онтогенезе как парные выросты брюшной стороны глотки. У земноводных они имеют вид тонкостенных мешков со складчатыми стенками, у пресмыкающихся также мешкообразны, но внутри разделены многочисленными перегородками и складками, у птиц легкие имеют губчатое строение. У млекопитающих конечные разветвления бронхов оканчиваются в легких мельчайшими пузырьками — альвеолами.
Кровеносная система замкнутая. Она состоит из сердца, артериальных сосудов, несущих кровь от сердца к различным органам, венозных сосудов, по которым кроль возвращается в сердце, и капилляров — мельчайших сосудов, соединяющих окончания разветвлений артерий и вен. У круглоротых, рыб и личинок земноводных, дышащих жабрами, один круг кровообращения: от сердца венозная кровь идет к жабрам, где окисляется и освобождается от диоксида углерода, а затем разносится артериальными сосудами по всему телу, возвращаясь в сердце по системе венозных сосудов. Сердце у этих животных имеет две камеры — предсердие и желудочек.
У взрослых земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих в связи с переходом к легочному дыханию два круга кровообращения. Сердце земноводных и большинства пресмыкающихся трехкамерное: оно имеет два предсердия и один желудочек. В желудочке происходит частичное смешение венозной крови, поступающей из правого предсердия, с артериальной кровью, поступающей из левого предсердия. У птиц и млекопитающих сердце состоит из четырех камер — двух предсердий и двух желудочков. Этим устраняется смешение венозной и артериальной крови.
Органы выделения — почки. Строение почек и протекающие в них процессы различаются у представителей разных групп животных и изменяются в процессе онтогенеза.
Почти все позвоночные животные раздельнополы. Половые железы семенники у самцов и яичники у самок — обычно парные. У круглоротых половые клетки из половых желез попадают в полость тела, откуда через особые поры, расположенные около мочевого отверстия, выводятся наружу.
⇐ Предыдущая123
Похожая информация:
- I. Общая характеристика актиномицетов
- I80D70 ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
- III. Содержательная характеристика каждого фактора
- VI. Общая самооценка
- А) Общая установка сознания
- А) Общая установка сознания. Известно, что каждый человек ориентируется по тем данным, которые ему передает внешний мир; однако мы видим
- А) Психологічна характеристика холеричного типу темпераменту
- А) Характеристика короткого замыкания
- А. Индивидуальные задания студентам для устного ответа у доски (25 минут). 1. Общая характеристика конечного мозга
- Автоматизация проектирования ИС с использованием CASE-средств, характеристика CASE-средств
- Алкалоиды: группа тропана (атропин, кокаин) – строение, основные свойства, характеристика реакционной способности
- Алкины, их общая формула. Этин (ацетилен), строение молекулы, химические свойства (горение, реакции присоединения), получение и применение
Поиск на сайте:
Позвоночные
Позвоночные – лат. Vertebrata, особенностью этих представителей животного мира является наличие настоящего костного или хрящевого скелета, основой которого является позвоночный столб. Эта группа отличается большим многообразием и включает в себя следующие виды животных: рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.
Происхождение и зоология позвоночных
У высших хордовых – позвоночных, или черепных, хорда постепенно заменяется позвонками.
Основу их скелета составляет позвоночный столб. У позвоночных имеется череп. В состав их кровеносной системы входит сердце. В отличие от низших групп хордовых животных позвоночные животные активно отыскивают и захватывают пищу. Такое активное питание дало позвоночным значительные преимущества в борьбе за существование.
Позвоночные произошли от примитивных хордовых животных, сходных с ланцетником, называемых первичными бесчерепными.
Происхождение рыб
Представители класса рыб возникли примерно 400 миллионов лет тому назад.
Это наиболее низкоорганизованные позвоночные среди изучаемых нами животных. Вместе с тем в ходе длительной эволюции рыбы превосходно приспособились к жизни в водной среде. Особенного развития у них достигли органы активного движения, мускулатура, внутренний скелет, жаберный аппарат, головной мозг и органы чувств.
Существенным моментом в эволюции рыб было образование, кроме непарных, еще и парных плавников. Это сыграло чрезвычайно важную роль в последующей эволюции высших позвоночных.
От древних рыб отошла и та ветвь развития животных, которая привела к появлению наземных позвоночных.
Происхождение земноводных
Еще задолго до появления наземных позвоночных Землю населяли древние рыбы – кистеперые.
Одна из ветвей этих кистеперых рыб, приспособляясь к наземному существованию, дала начало первичным земноводным. С переходом к жизни на суше такие кистеперые утратили жабры и стали дышать легкими, вместо плавников у них образовались пятипалые конечности, значительно усложнилась у них и система органов кровообращения.
Как об этом свидетельствует изучение ископаемых останков животных, первые земноводные, произошедшие от кистеперых рыб, появились на Земле в конце одного из периодов древней эры истории Земли – девонского периода.
В следующем, каменноугольном, периоде земноводные уже отличались богатством и разнообразием видов и достигли большого распространения.
Теплый и влажный климат каменноугольного периода, отличавшегося исключительно богатым развитием наземной растительности (древовидных папоротников, хвощей и плаунов), благоприятствовал развитию земноводных.
Однако высших позвоночных животных (птиц, млекопитающих) в то время на Земле еще не было.
Древние ископаемые земноводные принадлежали к вымершей группе стегоцефалов, что в переводе означает «панцирноголовые». Такое название эти животные получили оттого, что их череп снаружи был покрыт сплошным панцирем.
Панцирь покрывал частично и их тело.
Многие признаки рыб, которые стегоцефалы сохранили в своей организации, служат прямым подтверждением их происхождения.
Не менее убедительным доказательством происхождения земноводных от рыб являются также черты сходства с рыбами личинок современных земноводных – головастиков: рыбообразная форма тела, наличие хвостового плавника, жаберное дыхание и т. п.
Происхождение пресмыкающихся
Наряду с современными земноводными, или амфибиями, стегоцефалы положили начало и пресмыкающимся.
Возникновение пресмыкающихся тесно связано с климатическими изменениями, происшедшими в конце древней эры.
Позвоночные
Климат на Земле в это время становится более сухим, пересыхают водоемы, заболоченные территории превращаются в огромные пространства суши.
Это вызвало постепенное изменение древних земноводных и возникновение от них первичных пресмыкающихся.
Класс пресмыкающихся – это первый класс настоящих наземных позвоночных.
Быстро развиваясь, пресмыкающиеся вскоре заняли господствующее положение и оттеснили земноводных на второй план.
Особенно бурное развитие пресмыкающихся имело место в следующую – среднюю эру.
Именно в это время, как нам уже известно из предыдущего материала, пресмыкающиеся имели огромные размеры и были представлены самыми разнообразными видами. Они были распространены и на суше, и в воде, и в воздухе.
Ископаемые пресмыкающиеся представляют исключительный интерес.
От древних пресмыкающихся позднее возникли те ветви животного мира, от которых произошли, кроме современных пресмыкающихся, также птицы и млекопитающие.
Происхождение птиц
Древний предок современных птиц археоптерикс (в переводе — «первокрыл»), со строением которого мы уже ознакомились, возник вследствие приспособления некоторых пресмыкающихся к полету.
Находка археоптерикса убедительно доказывает, что птицы произошли от пресмыкающихся.
О родстве птиц с пресмыкающимися свидетельствуют также многие общие черты в их строении и развитии.
Изучение строения археоптериксов показывает, что первоптицы еще были плохими летунами. Только позже, в процессе эволюции, вследствие постепенного совершенствования всей организации птицы превосходно приспособились к полету.
Происхождение млекопитающих
Млекопитающие являются наивысшим классом позвоночных животных, также связанным по своему происхождению с пресмыкающимися, а именно – зверозубыми ящерами.
Древнейшие ископаемые останки млекопитающих известны с начала средней эры.
Млекопитающие отличаются многими особенностями, которые дали им возможность победить в жизненной борьбе.
Такими особенностями млекопитающих являются волосяной покров, хорошо защищающий их от холода, молочные железы, а также вынашивание детенышей в утробе матери.
Свойственная млекопитающим теплокровность также дала им, как и птицам, большие преимущества в борьбе за существование.
Огромное значение в прогрессивной эволюции млекопитающих имеет также значительное развитие головного мозга.
Среднюю эру, которую иногда называют «эпохой пресмыкающихся», сменила новая эра, в которой господствующее положение заняли птицы и млекопитающие.
Общая характеристика позвоночных животных
Позвоночные животные (Vertebrata) составляют высший подтип типа хордовых (Chordata) .
Подтип позвоночных животных включает классы круглоротых, рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих, К этому подтипу принадлежит более 40000 видов животных.
В СССР встречается около 1500 видов позвоночных.
Позвоночные животные отличаются от представителей других подтипов хордовых более высокой организацией и более сложной жизнедеятельностью. Это выражается в прогрессивном развитии центральной нервной системы (прежде всего — головного мозга), в усложнении кровеносной системы, в образовании сложного хрящевого или костного внутреннего скелета, в совершенстве строения и функций ряда других органов.
Покровы позвоночных животных слагаются из двух слоев: эпидермиса, имеющего характер многослойного эпителия, и дермы, образованной плотной волокнистой соединительной тканью.
Производными эпидермиса могут быть роговые чешуи, перья, волосы и другие роговые образования, а также кожные железы.
В дерме могут образовываться костные чешуйки, щитки и кожные кости.
Первичным опорным образованием у позвоночных, как и у других хордовых, служит хорда. Последняя у низших позвоночных сохраняется в течение всей жизни, но одновременно развиваются хрящевые или костные позвонки или только их дуги.
У высших позвоночных в процессе их индивидуального развития хорда заменяется позвоночником. Для позвоночных характерно образование черепа. У большинства позвоночных имеется скелет парных конечностей.
Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга, от которых отходят чувствующие, двигательные и смешанные нервы.
Кровеносная система позвоночных животных замкнутая. Она слагается из сердца, артерий, несущих кровь от сердца к органам, вен, по которым кровь возвращается в сердце, и капилляров.
Органами дыхания служат либо жабры (у водных форм), либо легкие (у наземных и части водных видов).
Органами выделения являются почки. Позвоночные, как правило, раздельнополы. Размножаются яйцами или родят живых детенышей.
Общая характеристика Позвоночных.
Позвоночные населяют как водоемы, так и сушу, встречаются в самых различных местах обитания и населяют все районы земного шара.
Подтип позвоночных разделяется на 6 классов.
К позвоночным (или черепным) животным относятся класс круглоротые, надкласс Рыбы, классы Земноводные, Пресмыкающиеся, Птицы и Млекопитающие. Общее количество позвоночных – более 40 тыс. видов. Главными характерными особенностями подтипа является наличие позвоночника и черепа.
За исключением хрящевых рыб, скелет у позвоночных костный. Хорда у большинства взрослых организмов отсутствует (полностью заменяясь позвоночником), однако у некоторых видов на протяжении всей жизни сохраняются остатки хорды (круглоротые, осетровые рыбы).
Позвоночник является основой скелета и состоит из полуподвижных позвонков, идущих вдоль одной линии.
Передним концом позвоночник соединен с черепом, который защищает головной мозг. Позвоночный столб является опорным стержнем для тела, а его верхние дуги служат защитой для спинного мозга. От позвоночника в грудной части отходят ребра, которые спереди примыкают к грудине. В результате образуется грудная клетка, которая служит защитой для важнейших внутренних органов.
Характеристикой подтипа Позвоночные (Черепные) является наличие костей поясов конечностей, а также самих конечностей. Парные конечности могут быть либо плавниками (у рыб), либо пятипалыми конечностями (как у наземных позвоночных).
Конечность наземных животных имеет более сложное строение, чем плавник. Части конечности могут двигаться относительно друг друга (в запястном, локтевом, плечевом суставах). Плавник же двигается как единое целое относительно своего пояса.
Мышцы прикреплены к костям скелета, которые служат для них опорой. Мышцы приводят в движения конечности и другие части тела животного. Таким образом, кости и мышцы позвоночных позволяют им вести активный образ жизни, что также является важной характеристикой подтипа .
Пищеварительная система черепных достаточно сложная.
В ней выделяют рот, глотку, пищевод, желудок, отделы кишечника, анальное отверстие или клоаку. Пищеварительные железы открывают свои протоки в различные отделы пищеварительной системы. Это слюнные железы, печень и поджелудочная железа.
Водные позвоночные преимущественно дышат жабрами, а наземные - легкими. У более сложноорганизованных позвоночных (птиц и млекопитающих) легкие имеют более совершенное строение и, следовательно, лучше обеспечивают организм кислородом.
Это происходит за счет увеличения внутренней поверхности легких за счет ячеек или пузырьков, замыкающих концы дыхательных трубочек.
Общей характеристикой позвоночных, или черепных, является наличие замкнутой кровеносной системы и сердца. Сердце - это орган, обеспечивающий ток крови по сосудам.
Сердце позвоночных имеет мощную мускулатуру, у разных классов оно состоит из разного количества отделов (от двух до четырех).
Благодаря мощному току крови клетки тела эффективно снабжаются кислородом и питательными веществами, а из них отводятся углекислый газ и ненужные вещества.
Основными органами выделения у позвоночных являются почки.
Они выводят не только ненужные организму вещества, но и излишки воды. При этом у наземных животных часть воды почками возвращается в кровь.
Важной характеристикой подтипа Позвоночные является разделение нервной трубки на спинной и головной мозг. Нервная система имеет высокий уровень развития. Благодаря ей животные имеют сложное поведение. В головном мозге позвоночных выделяют пять отделов: передний, средний, продолговатый, промежуточный мозг и мозжечок. Каждый отдел имеет свои функции. Так за сложное поведение животных отвечает передний мозг.
Позвоночные имеют разнообразные сложно устроенные органы чувств.
Так, например, в глазах есть хрусталик, который является фокусирующей линзой. Таким образом животное может хорошо видеть на разном расстоянии. Слуховые косточки и перепонки органов слуха усиливают звуковые волны. Также есть органы вкуса, обоняния и осязания.
Подавляющее число позвоночных раздельнополы. Самки откладывают яйца (или икру) или рождают детенышей. Для многих высокоразвитых позвоночных характерна забота о потомстве.
| Признаки | Беспозвоночные | Позвоночные |
| Скелет | Наружный | Внутренний: хорда, костный или хрящевой |
| Нервная система | Узлового типа. Нервные стволы | Спинной мозг в виде трубки. Головной мозг состоит из пяти отделов |
| Органы Дыхания: местоположение |
Грудь, брюшко | Голова. Грудь |
| Органы Дыхания: формы |
Поверхность тела, дыхательные трубки, трахеи, жабры, легкие | Выросты кишечника: плавательный пузырь (у древних позвоночных), легкие, жабры, кожа |
| Строение и положение сердца | Однокамерное или многокамерное, на спинной стороне тела | 2-, 3-, 4-камерное, на брюшной стороне тела |
| Кровеносная система | Незамкнутая (кроме кольчатых червей) | Замкнутая |
| Расположение органов чувств | Различные части тела | Голова |
| Хватательный аппарат | Конечности | Челюсти; у некоторых — конечности |
Признаки сходства позвоночных с беспозвоночными
1.
Сходство ранних этапов эмбрионального развития-зигота, бластула, гаструла.
2. Развитие первичной, затем вторичной полости тела в процессе онтогенеза.
3. Развитие первичного, затем вторичного рта.
4. Метамерное (членистое) разделение тела, проявляющееся в строении позвоночника, грудной клетки, межреберных мышц, спинно-мозговых нервов, межреберных лимфатических и кровеносных сосудов.
5.
«Общая характеристика позвоночных животных: общие черты строения, систематическое положение»
Двусторонняя симметрия.
6. Общий план строения пищеварительной системы.
Позвоночные животные распространены в морских и пресноводных водоемах, на суше - от тропиков до высоких широт Арктики и Антарктики. К позвоночным относится около 42 тыс. видов.
Характеристика подтипа
Позвоночные (Vertebrata), или черепные (Craniota),- наиболее высоко организованная группа типа хордовых. У позвоночных наиболее совершенно развиты системы органов: покровы тела, аппарат движения, внешнего обмена (пищеварительная, дыхательная и выделительная системы), внутреннего обмена (кровеносная и лимфатическая системы), регуляции (эндокринная и нервная системы) и воспроизведения. От остальных подтипов хордовых позвоночные отличаются активным способом разыскивания и захватывания пищи. С этим и связана более высокая организация их тела (рис.). Позвоночные обладают совершенными органами чувств, необходимыми для отыскивания пищи, развитыми органами передвижения, подвижными ротовыми частями и сложным головным мозгом.
А - продольный разрез; Б - поперечный разрез головы; В - поперечный разрез туловища; Г - поперечный разрез хвостового отдела: 1 - хорда; 2 - спинной мозг; 3 - головной мозг; 4 - жаберные щели; 5 - сердце; 6 - легкое; 7 - головная почка, или пронефрос; 8 - туловищная почка, или мезонефрос; 9 - тазовая почка, или метанефрос; 10 - половая железа; 11 - желудок; 12 - кишка; 13 - поджелудочная железа; 14 - печень; 15 - селезенка; 16 - мочевой пузырь; 17 - клоака; 18 - постанальная кишка; 19 - продолговатый мозг; 20 - мышцы; 21 - черепная коробка; 22 - жаберные лепестки; 23 - ротоглотка; 24 - брюшная аорта; 25 - внутреннее жаберное отверстие; 26 - наружное жаберное отверстие; 27 - жаберный мешок; 28 - правая задняя кардинальная вена; 29 - спинная аорта; 30 - проток головной почки; 31 - вторичная полость тела, или целом; 32 - правая боковая вена; 33 - плавниковый луч; 34 - верхняя дуга позвонка; 35 - нижняя дуга позвонка; 36 - хвостовая артерия; 37 - хвостовая вена |
Покровы тела . Различают два слоя кожи - наружный (многослойный эпидермис) и внутренний (кориум). Производными кожи являются чешуи, перья, волосы.
Скелет . С эволюцией мозга, органов чувств и ротовых частей связано развитие черепа. Кроме мозгового черепа, из дуг, расположенных между жаберными щелями, развивается висцеральный скелет. Он состоит из опорных жаберных дуг и поддерживает дыхательный аппарат низших водных позвоночных (жабры). У наземных позвоночных висцеральный череп сильно редуцируется и преобразуется. У млекопитающих эти преобразования достигают наивысшей степени. Сохраняются элементы лишь 2 первых дуг, из которых образуются 3 слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремечко, а из остатков второй и третьей дут - гортанные хрящи.
Сегментированный скелет, состоящий из позвонков, достаточно жесткий и в меру гибкий, обеспечивает прочность опоры и разнообразие движений. Для скелета позвоночных характерны конечности, сочлененные с позвоночником. Они могут быть непарными (спинной и хвостовой плавники) и парными. В скелете парных конечностей различают пояса и свободную конечность. Более древняя форма свободной конечности - плавники рыб. В процессе эволюции в связи с переходом к наземному образу жизни развились пятипалые конечности наземного типа. Филогенетически они связаны с парными плавниками кистеперых рыб.
Мускулатура подразделяется на соматическую (мускулатура тела) и висцеральную (внутренних органов). У низших позвоночных соматическая мускулатура сохраняет сегментарное строение. Соматическая мускулатура поперечнополосатая, является производной сомитов зародыша. Висцеральная мускулатура состоит из гладких и поперечнополосатых мышечных волокон, имеет мезодермальное происхождение.
Пищеварительная система . В кишечнике различают передний, средний и задний отделы. У представителей различных классов их строение отличается особенностями. Характерны приспособления для измельчения пищи и пищеварительные железы; из них главнейшие - печень и поджелудочная железа.
Органы дыхания . С кишечником топографически и генетически связаны органы дыхания. Они представлены в виде жабр или легких и развиваются из выпячивания переднего отдела кишечной трубки.
Выделительная система . Органы выделения - парные почки, снабженные выводными каналами - мочеточниками. У представителей различных классов строение почек неодинаково, но они всегда состоят из многочисленных выделительных канальцев, число которых возрастает по мере того, как усложняется организация. В эмбриональном развитии высших позвоночных имеет место смена трех типов почек: предпочки, первичной и вторичной. Предпочка сходна с метанефридиями. В первичной почке мерцательная воронка частично заменяется капсулой с фильтрационными канальцами. Наконец, во вторичной почке такая замена осуществляется полностью.
Сосудистая система . Активный, весьма подвижный образ жизни обеспечивается высоким уровнем обмена веществ и, следовательно, быстрой циркуляцией крови, энергичным удалением из организма ненужных и вредных продуктов обмена. У позвоночных есть специальный пульсирующий орган кровеносной системы - сердце. Оно разделено на несколько камер, из которых основными являются предсердие и желудочек. От сердца кровь движется по сосудам, получившим название артерий, к сердцу - по венам. Кровеносная система всегда замкнутая. Кроме того, у позвоночных существует незамкнутая лимфатическая система . Она состоит из сосудов, сообщающихся с межклеточными пространствами, и вместе с кровеносной системой выполняет функцию внутреннего обмена веществ. В состав лимфатической системы входят железы, в которых формируются белые кровяные тельца, выполняющие защитные функции.
Эндокринная система . В регуляции обмена веществ большую роль играют железы внутренней секреции: гипофиз, надпочечники, щитовидная, паращитовидная, поджелудочная, половые и др.
Нервная система делится на центральную и периферическую. К центральной нервной системе относится головной и спинной мозг. Во время эмбрионального развития головной мозг закладывается в виде трех первичных мозговых пузырей. Передний и задний пузыри разделяются повторно, образуя 5 основных отделов головного мозга: передний, промежуточный, средний, задний и продолговатый. За продолговатым расположен спинной мозг. От головного мозга отходят черепномозговые нервы. У низших позвоночных их 10 пар, у высших - 12. От спинного мозга метамерно отходят спинномозговые нервы. Органы чувств - зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания - достигают высокого развития.
Органы размножения . Все позвоночные (за исключением нескольких видов) раздельнополы. Половые железы парные. Осеменение наружное или внутреннее. Половой диморфизм, как правило, хорошо выражен.
Подтип позвоночных включает 6 классов: круглоротые (Cyclostomata), рыбы (Pisces) , земноводные (Amphibia) , пресмыкающиеся (Reptilia) , птицы (Aves) и млекопитающие (Mammalia) .
По признаку отсутствия или наличия амниотической оболочки подтип позвоночных делят на низших (Anamnia) и высших (Amniota). К низшим относятся позвоночные, развитие которых связано с водной средой и зародыши которых лишены амниона (круглоротые, рыбы, земноводные). Высшие - это наземные обитатели, эмбрионы которых развиваются внутри зародышевых оболочек. К амниотам относятся пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.
Основные классы позвоночных, изучаемых по программе для поступающих в вузы, представлены в таб. 18.
| Таблица 18. Сравнительная характеристика классов позвоночных животных | |||||
| Класс | Кожный покров | Органы дыхания | Сердце | Орган слуха | Оплодотворение |
Позвоночные – лат. Vertebrata, особенностью этих представителей животного мира является наличие настоящего костного или хрящевого скелета, основой которого является позвоночный столб. Эта группа отличается большим многообразием и включает в себя следующие виды животных: рыбы , земноводные , пресмыкающиеся , птицы и млекопитающие .
Происхождение и зоология позвоночных
У высших хордовых – позвоночных, или черепных, хорда постепенно заменяется позвонками. Основу их скелета составляет позвоночный столб. У позвоночных имеется череп. В состав их кровеносной системы входит сердце. В отличие от низших групп хордовых животных позвоночные животные активно отыскивают и захватывают пищу. Такое активное питание дало позвоночным значительные преимущества в борьбе за существование.
Позвоночные произошли от примитивных хордовых животных, сходных с ланцетником, называемых первичными бесчерепными.
Происхождение рыб
Представители класса рыб возникли примерно 400 миллионов лет тому назад. Это наиболее низкоорганизованные позвоночные среди изучаемых нами животных. Вместе с тем в ходе длительной эволюции рыбы превосходно приспособились к жизни в водной среде. Особенного развития у них достигли органы активного движения, мускулатура, внутренний скелет, жаберный аппарат, головной мозг и органы чувств.
Существенным моментом в эволюции рыб было образование, кроме непарных, еще и парных плавников. Это сыграло чрезвычайно важную роль в последующей эволюции высших позвоночных.
От древних рыб отошла и та ветвь развития животных, которая привела к появлению наземных позвоночных.
Происхождение земноводных
Еще задолго до появления наземных позвоночных Землю населяли древние рыбы – кистеперые. Одна из ветвей этих кистеперых рыб, приспособляясь к наземному существованию, дала начало первичным земноводным. С переходом к жизни на суше такие кистеперые утратили жабры и стали дышать легкими, вместо плавников у них образовались пятипалые конечности, значительно усложнилась у них и система органов кровообращения.
Как об этом свидетельствует изучение ископаемых останков животных, первые земноводные, произошедшие от кистеперых рыб, появились на Земле в конце одного из периодов древней эры истории Земли – девонского периода. В следующем, каменноугольном, периоде земноводные уже отличались богатством и разнообразием видов и достигли большого распространения.
Теплый и влажный климат каменноугольного периода, отличавшегося исключительно богатым развитием наземной растительности (древовидных папоротников, хвощей и плаунов), благоприятствовал развитию земноводных. Однако высших позвоночных животных (птиц, млекопитающих) в то время на Земле еще не было.
Древние ископаемые земноводные принадлежали к вымершей группе стегоцефалов, что в переводе означает «панцирноголовые». Такое название эти животные получили оттого, что их череп снаружи был покрыт сплошным панцирем. Панцирь покрывал частично и их тело.
Многие признаки рыб, которые стегоцефалы сохранили в своей организации, служат прямым подтверждением их происхождения.
Не менее убедительным доказательством происхождения земноводных от рыб являются также черты сходства с рыбами личинок современных земноводных – головастиков: рыбообразная форма тела, наличие хвостового плавника, жаберное дыхание и т. п.
Происхождение пресмыкающихся
Наряду с современными земноводными, или амфибиями, стегоцефалы положили начало и пресмыкающимся. Возникновение пресмыкающихся тесно связано с климатическими изменениями, происшедшими в конце древней эры. Климат на Земле в это время становится более сухим, пересыхают водоемы, заболоченные территории превращаются в огромные пространства суши.
Это вызвало постепенное изменение древних земноводных и возникновение от них первичных пресмыкающихся.
Класс пресмыкающихся – это первый класс настоящих наземных позвоночных.
Быстро развиваясь, пресмыкающиеся вскоре заняли господствующее положение и оттеснили земноводных на второй план.
Особенно бурное развитие пресмыкающихся имело место в следующую – среднюю эру. Именно в это время, как нам уже известно из предыдущего материала, пресмыкающиеся имели огромные размеры и были представлены самыми разнообразными видами. Они были распространены и на суше, и в воде, и в воздухе.
Ископаемые пресмыкающиеся представляют исключительный интерес. От древних пресмыкающихся позднее возникли те ветви животного мира, от которых произошли, кроме современных пресмыкающихся, также птицы и млекопитающие.
Происхождение птиц
Древний предок современных птиц археоптерикс (в переводе - «первокрыл»), со строением которого мы уже ознакомились, возник вследствие приспособления некоторых пресмыкающихся к полету.
Находка археоптерикса убедительно доказывает, что птицы произошли от пресмыкающихся. О родстве птиц с пресмыкающимися свидетельствуют также многие общие черты в их строении и развитии.
Изучение строения археоптериксов показывает, что первоптицы еще были плохими летунами. Только позже, в процессе эволюции, вследствие постепенного совершенствования всей организации птицы превосходно приспособились к полету.
Происхождение млекопитающих
Млекопитающие являются наивысшим классом позвоночных животных, также связанным по своему происхождению с пресмыкающимися, а именно – зверозубыми ящерами.
Древнейшие ископаемые останки млекопитающих известны с начала средней эры.
Млекопитающие отличаются многими особенностями, которые дали им возможность победить в жизненной борьбе. Такими особенностями млекопитающих являются волосяной покров, хорошо защищающий их от холода, молочные железы, а также вынашивание детенышей в утробе матери.
Свойственная млекопитающим теплокровность также дала им, как и птицам, большие преимущества в борьбе за существование. Огромное значение в прогрессивной эволюции млекопитающих имеет также значительное развитие головного мозга.
Среднюю эру, которую иногда называют «эпохой пресмыкающихся», сменила новая эра, в которой господствующее положение заняли птицы и млекопитающие.
