Общая характеристика и систематика животных типа Хордовые
Надцарство: Eucaryota Эукариоты Царство: Animalia Животные Подцарство: Eumetazoa Многоклеточные Раздел: Bilateria Двустороннесимметричные Подраздел: Deuterostomia Вторичноротые Тип: Chordata Хордовые
Признаки типа Хордовые • Тип симметрии билатеральный. • Полость тела у хордовых вторичная (целом). • Метамерия особенно четко выражена у зародышей и низших хордовых. У высших их представителей в связи с общим усложнением строения метамерия выражена слабо. • Хордовые, так же как и иглокожие , являются вторичноротыми животными. • У всех хордовых имеется осевой скелет , первоначально возникающий в виде хорды. Хорда представляет собой упругий нечленистый тяж, эмбрионально развивающийся путем отшнуровывания его от спинной стенки зародышевой кишки: хорда имеет энтодермальное происхождение. Пожизненно она сохраняется только у низших хордовых (за исключением асцидии и сальп). У большинства представителей хорда в той или иной мере редуцируется в связи с развитием позвоночного столба. Позвоночник имеет мезодермальное происхождение. • Над осевым скелетом располагается центральная нервная система хордовых, представленная полой трубкой. Полость нервной трубки носит название невроцеля. Трубчатое строение центральной нервной системы характерно практически для всех хордовых. Исключение составляют лишь взрослые оболочники. Эмбрионально нервная трубка развивается из спинной части эктодермального зачатка.
• Передний (глоточный) отдел пищеварительной трубки сообщается с наружной средой отверстиями, получившими название жаберных щелей. У низших форм на их стенках располагаются жабры. Жаберные щели пожизненно сохраняются только у низших водных хордовых. У остальных они появляются лишь как эмбриональные образования, функционирующие на некоторых стадиях развития или не функционирующие вовсе. Таким образом, глотка совмещает функции участка пищеварительного тракта и органа дыхания. • Пульсирующий отдел кровеносной системы расположен на брюшной стороне тела, под хордой и пищеварительной трубкой.
Схема организации хордового животного 1. нервная трубка; 2. хорда; 3. пищеварительная трубка; 4. жаберный отдел пищеварительной трубки, глотка; 5. Печень (печеночный вырост); 6. сердце с сосудами
Тип Хордовые (Chordata) подразделяется на: Подтип бесчерепные, Acrania Класс головохордовые или цефалохордовые, Cephalochordata Подтип оболочники, или туникаты, Tunicata или Urochordata Класс асцидии, Ascidiae Класс сальпы, Salpae Класс аппендикулярии, Appendicularia Подтип позвоночные, Vertebrata или Craniata Инфратип бесчелюстные, Agnatha Класс круглоротые, Cyclostomata Инфратип челюстноротые, Gnathostomata Надкласс рыбы, Pisces Класс хрящевые рыбы, Chondrichthyes Класс костные рыбы, Osteichthyes Надкласс четвероногие, Tetrapoda Класс земноводные или амфибии, Amphibia Класс пресмыкающиеся или рептилии, Reptilia Класс птицы, Aves Класс млекопитающие или звери, Mammalia Круглоротые, рыбы и амфибии относятся к анамниям, остальные классы позвоночных — к амниотам.
Внешнее строение и кожные покровы костных рыб.
• Тело обычно обтекаемой формы. Имеются парные и непарные плавники. Парные: грудные и брюшные. Непарные: спинной, анальный и хвостовой. Хвостовой плавник чаще всего гомоцеркальный, реже гетероцеркальный или дифицеркальный. • Кожные покровы состоят из 2 -х слоев – многослойного эпидермиса и кориума или собственно кожи. Тело покрыто костной чешуей. Она формируется за счет собственно кожи (кориума) и может быть космоидной, ганоидной или костной. Костная чешуя подразделяется на циклоидную и ктеноидную. Снаружи чешуйчатый покров покрыт тончайшим слоем эпидермиса, в котором много одноклеточных желез, выделяющих слизь на поверхность тела. В коже расположена боковая линия, представляющая собой парный канал, идущий по бокам тела и сообщающийся с наружной средой рядом отверстий, прободающих чешую
Происхождение и эволюция земноводных.
• Переход позвоночных от водного к наземному образу жизни и появление земноводных сопровождалось появлением двух решающих приспособлений: дыхания кислородом атмосферы и передвижения по твёрдому субстрату, жаберное дыхание должно было замениться лёгочным, а конечности типа плавника — пятипалыми конечностями, представляющими собой многочленный рычаг, служащий для опоры тела о твёрдый субстрат. Приспособления к наземности независимо и параллельно развивались в нескольких линиях эволюции кистепёрых рыб отряда Рипидистиеобразные (Osteolepidiformes). Одной из наиболее «продвинутых» кистепёрых рыб являлся тиктаалик (Tiktaalik), имевший ряд переходных признаков, сближающих его с земноводными. К таким признакам относятся укороченный череп, отделенная от пояса передних конечностей и относительно подвижная голова, наличие локтевого и плечевого суставов. Плавник тиктаалика мог занимать несколько фиксированных положений, одно из которых предназначалось для того, чтобы животное могло находиться в приподнятом положении над грунтом (вероятно, чтобы «ходить» на мелководье). Тиктаалик дышал через ноздри, расположенные на конце плоской «крокодильей» морды. Воду, а возможно и атмосферный воздух в лёгкие нагнетали уже не жаберные крышки, а щёчные помпы. Некоторые из указанных приспособлений характерны также для кистепёрой рыбы пандерихтис (Panderichthys). Часто кистеперых рыб с явно наметившимися признаками «тетраподизации» выделяют в инфракласс Tetrapodomorpha.
• На территории Латвии в 1960 -м г. были обнаружены окаменелости вентастеги (Ventastega). Относятся они к верхнему девону. Реконструкция облика вентастеги примерно такая. На голове с лопатообразным тупым рылом сидели сдвинутые назад небольшие глаза. За глазами расположен теменной глаз, а вперед от глаз и до конца морды расширяется треугольная депрессия. В средней части этой депрессии имелся неокостеневший участок. Широкая челюсть была усажена мелкими острыми зубами, среди которых выделялись увеличенные «клыки» . На длинном теле — около метра-полутора в длину — имелись две пары коротеньких конечностей с пальцами (сколько пальцев — неизвестно) и сзади хвост с плавником, который поддерживали плавниковые лучи около 7 см в длину. По сравнению с другими девонскими четвероногими у него было увеличено дыхательное отверстие. • Одним из наиболее примитивных истинных тетрапод была позднедевонская акантостега (Acanthostega) из отложений восточной Гренландии. Акантостега достигала длины около 60 см. Конечности не имели запястий, что говорит о крайне низкой приспособленности к передвижению по суше, и на каждой из них насчитывалось 8 пальцев. Строение скелета указывает на наличие внутренних жабр. Слабые конечности, которые не смогли бы выдержать вес животного, и короткие рёбра, говорят о его преимущественно водном образе жизни.
• Ихтиостега (Ichthyostega ) так же была обнаружена в верхнедевонских отложениях восточной Гренландии. Ихтиостеги были около 1, 5 метров длиной и имели по семь пальцев на задних ногах. Точное количество пальцев на передних лапах пока не установлено, но вероятно, что их было тоже семь. На хвосте у них был плавник «рыбьего» типа поддерживаемый невральными и гемальными дугами. Ноздри располагались у нижнего края челюстей. Слезная кость примыкает к ноздре, но не к глазнице. Межвисочная кость отсутствует. Заднетеменная кость непарная. Челюстная кость соприкосается с квадратноскуловой. Сохраняются подкрышечные и предкрышечные кости. Носовые кости широкие. Глазницы овальные и располагаются в центральной части черепа. Кожа была покрыта мелкой рыбьей чешуей, сохранялся клейтрум. Вероятнее всего имелись внутренние жабры. Скорее всего была полностью водным животным. • В дальнейшем, в каменноугольном периоде, возник ряд ветвей, которым придают таксономическое значение надотрядов или отрядов. Надотряд лабиринтодонтов (Labyrinthodontia) был очень разнообразен. Ранние формы имели сравнительно небольшие размеры и рыбообразное тело. Более поздние достигали весьма крупных размеров (1 м и более) в длину, тело их было уплощено и заканчивалось коротким толстым хвостом. Чешуя имелась на брюхе и боках тела. Лабиринтодонты существовали до конца триаса и занимали околоводные и водные местообитания. Питались преимущественно рыбой. К некоторым лабиринтодонтам относительно близки предки бесхвостых -отряд Proanura, известный с конца карбона и из пермских отложений.
• В карбоне возникла и вторая ветвь первичных амфибий — лепоспондилы (Lepospondyli). Они имели мелкие размеры и были хорошо приспособлены к жизни в воде. Некоторые из них вторично утратили конечности. Они просуществовали до середины пермского периода. Полагают, что они дали начало отрядам современных амфибий — хвостатых (Caudata) и безногих (Apoda). В целом все палеозойские амфибии вымерли в течение триаса. Отдельные представители дожили до начала мезозоя. • Третья ветвь древних амфибий – Антракозавры (Anthracosauria) дала начало рептилиям. Вероятно по происхождению близки к лабиринтодонтам. Череп относительно высокий, иногда сжатый с боков. Сохраняется кинетизм черепа — как у кистепёрых рыб — подвижность между «щеками» и крышей черепа. Барабанной перепонки, видимо, нет, хотя существует вырезка по заднему краю щеки. Зубы обычно мощные, часто есть «клыки» на небе. Имелся один затылочный мыщелок. Тело удлиненное, хвост мощный, сжатый с боков. У некоторых описан «хвостовой плавник» из удлиненных супраневральных радиалий, как у рыб. Конечности у наземных форм короткие, но мощные, у водных форм — слабые. Обычно группу ограничивают 4— 5 семействами, существовавшими с самого начала карбона до середины перми. Иногда «антракозаврами» называют всех рептилиоморф. В середине пермского периода от антракозавров отделился отряд Seymouriamorpha, имеющий переходные признаки между амфибиями и рептилиями.
• Самые древние ископаемые остатки бесхвостых амфибий известны из нижнего триаса северной части Мадагаскара. Здесь найден единственный представитель особого отряда Proanura — Protobatrachus massinoti. У этого первичнобесхвостого, длина тела которого около 10 см, было 16 позвонков и все туловищные, за исключением первого, несли ребра. Между короткими подвздошными костями лежали 3 хвостовых позвонка. Локтевая и лучевая, а также большая и малая берцовые кости еще не были слиты. Начиная с верхней юры и нижнего мела появляются уже типичные бесхвостые амфибии различных подотрядов.
Onychodus Platycephalichthys
380 миллионов лет назад, рыба Tiktaalik roseae
вентастега
реконструкция Acanthostega gunnari Ихтиостега (реконструкция)
Лепоспондилы Диплокаулус
Pantilus Adelospondylus
Зуб лабиринтодонта, поперечный срез
Лабиринтодонты Эриопс
Platyoposaurus.
Камакопс (Kamacops acervalis)
Голова антракозавра Anthracosaurus russelli Личинка сеймуриоморфной амфибии Ariekanerpeton sigalovi
Морфолого-анатомические приспособления птиц к полету.
• Приспособление к полету обусловило относительное однообразие формы тела. Туловище компактное, более или менее округлое. Голова небольшая, шея длинная и подвижная. Передние конечности - крылья - в спокойном состоянии сложены и прижаты к бокам тела. Оперение обеспечивает обтекаемость тела. Размеры птиц варьируют в небольших пределах; возможность полета ограничивает возрастание размеров. Масса крупных летающих птиц не превышает 14 -16 кг. Самые мелкие из птиц - некоторые колибри с максимальной массой 1, 62 г. Потеря способности к полету часто приводит к увеличению размеров. • Температура тела постоянная, птицы – гомойотермные животные. • Важное приспособление к полету – наличие перьев. Строение пера следующее. Перо имеет центральный ствол и опахало. Часть ствола, к которой прикрепляются опахала, называют стержнем; он в поперечнике имеет четырехгранную форму. Нижняя, лишенная опахал часть ствола называется очином. Каждое опахало образовано отходящими от боковых сторон стержня удлиненными роговыми пластинками - бородками первого порядка, от которых в свою очередь отходят многочисленные более тонкие бородки второго порядка с расположенными на них мелкими крючочками. Крючочки, сцепляясь с соседними бородками, образуют упругую пластинку опахала. Обычно в самой нижней части пера бородки более тонкие и пушистые, без крючков; это пуховая часть опахала.
• Основной тип пера - контурное перо. Длинные и особо прочные перья образуют плоскость крыла; их называют маховыми перьями. Длинные и прочные перья, образующие плоскость хвоста, называют рулевыми. Под контурными перьями лежат пуховые перья и пух. Пух и пуховые перья обеспечивают теплоизоляцию. У многих птиц по всему телу расположены нитевидные перья с тонким стволом и редкими короткими бородками. Контурные перья, покрывающие все тело птицы, укреплены в коже на особых полях - птерилиях, разделенных аптериями - участками кожи, на которых перья не растут. Регулярно происходит смена пера - линька. • Своеобразная особенность скелета птиц - хорошо выраженная пневматичность костей. Плоские кости имеют губчатое строение, сохраняя большую прочность при небольшой толщине. Трубчатые кости тоже тонкостенны, а полости внутри них заполнены частично воздухом. Эти особенности обеспечивают повышенную прочность отдельных костей и заметно их облегчают. Челюсти лишены зубов. В позвоночнике подвижными остается только шея и начало хвостового отдела, подвижность остального позвоночника ограничена, что обеспечивает опору при полете. Большая грудина имеет вид тонкой широкой и длинной пластинки, на которой у большинства птиц расположен высокий киль грудины. Большие размеры грудины и ее киля обеспечивают место для прикрепления мощных мышц, двигающих крыло.
• Скелет передней конечности у птиц преобразовался в крыло. Мощная трубчатая кость - плечо - имеет уплощенную головку, что существенно ограничивает вращательные движения в плечевом суставе. Дистальный конец плеча сочленяется с двумя костями предплечья: более прямой и тонкой лучевой и более мощной локтевой, на задневерхней стороне которой видны бугорки - места прикрепления очинов второстепенных маховых. Из проксимальных элементов запястья сохраняются лишь две маленькие самостоятельные косточки, которые связками соединяются с костями предплечья. Кости дистального ряда запястья и все кости пясти сливаются в общую пястно-запястную кость, или пряжку. Резко редуцируется скелет пальцев: хорошо развиты только две фаланги второго пальца. От первого и третьего пальца сохраняется лишь по одной короткой фаланге. Первостепенные маховые прикрепляются к пряжке и к фалангам второго пальца. К фаланге первого пальца прикрепляется несколько перьев - крылышка. • Мощные коракоиды расширенными нижними концами прочно соединяются малоподвижными суставами с передним концом грудины. Узкие и длинные лопатки срастаются со свободными концами коракоидов, образуя глубокую суставную впадину для головки плеча. Ключицы срастаются в вилочку, расположенную между свободными концами коракоидов и выполняющую роль амортизатора, смягчающего толчки при взмахах крыла. • Мускулатура птиц дифференцирована сильнее, а ее относительная масса больше, чем у пресмыкающихся. Наиболее сильно развиты большая и малая грудные мышцы, обеспечивающие движения крыльев.
• Через парные ноздри воздух засасывается в носовую полость и через хоаны переходит в ротовую полость. Сюда узкой щелью открывается гортань, поддерживаемая тремя гортанными хрящами. За гортанью идет трахея. В полости тела трахея распадается на два бронха, каждый из которых входит в соответствующее легкое и там ветвится. Легкие относительно невелики по размерам и мало растяжимы; они прирастают к ребрам по бокам позвоночного столба. Войдя в легкое, бронх распадается на 15 -20 вторичных бронхов, большинство которых кончается слепо, а часть сообщается с воздушными мешками. Вторичные бронхи сообщаются друг с другом многочисленными более мелкими парабронхами, от которых отходит множество бронхиолей - радиально расположенных ячеистых выростов, густооплетенных легочными кровеносными капиллярами. С легкими птиц связаны воздушные мешки. • У птиц полностью разобщены большой и малый круги кровообращения: венозные и артериальные потоки крови нигде не смешиваются, правая (венозная) половина сердца полностью отделена от левой (артериальной). Сердце четырех камерное, из двух предсердий и двух желудочков. Масса сердца по отношению к массе тела велика. Например, у колибри его масса составляет до 2, 75% массы всего организма. У всех птиц, которые часто летают, сердце должно быть крупным, чтобы обеспечивать быструю циркуляцию крови. • Мочевого пузыря у птиц нет. У самок развивается только левый яичник. Это уменьшает вес тела. • В головном мозге сильно развит мозжечок - центр координации движений и равновесия.
1 - трахея 2 - межключичный воздушный мешок 3 - легкие 4 - абдоминальный воздушный мешок 5 - бедро (бедренная кость) 6 - шейный воздушный мешок 7 - плечевая кость 8 - передний грудной воздушный мешок 9 - задний грудной воздушный мешок
Скачать презентацию Общая характеристика и систематика животных типа Хордовые
Обзорная лекция заочники биологи2.ppt