Высшие хордовые. Позвоночные
Мы поговорили о низших хордовых — подтипах Бесчерепные и Оболочники. Сегодня рассмотрим высших хордовых — подтип Позвоночные, или Черепные: разберем, какие животные относятся к этой группе, изучим особенности их строения и жизни.
Общая характеристика
Позвоночные (Черепные) — это обширная группа животных, включающая классы круглоротых, рыб, земноводных, рептилий, птиц, млекопитающих и др. Насчитывается примерно 40–45 тыс. современных видов позвоночных.
Среди хордовых позвоночные выделяются высокоразвитой нервной системой, которая определяет их строение, физиологию и сложное поведение.
Позвоночные — это группа хордовых животных, имеющих скелет головы (череп) и позвоночник.
Их отличительная особенность — наличие внутреннего скелета. Основные его функции: создание опоры для тела, обеспечение движений тела и защита внутренних органов.
Хорда присутствует только в период эмбрионального развития, у взрослых особей она полностью или частично утрачена. От хорды в структуре позвоночника остались межпозвоночные диски — упругие соединения в виде пластинок, которые придают гибкость сочленениям позвоночного столба.
Наряду с насекомыми они являются доминирующей группой животных, которая обитает во всех средах жизни на суше и на земле. Роль позвоночных в экосистеме нашей планеты настолько велика, что им противопоставляют всех остальных животных, выделяя группу беспозвоночных.
Примечательно, что среди позвоночных не встречаются виды, ведущие прикрепленный образ жизни. Активный образ жизни позволил позвоночным расселиться по всему миру. Они могли перемещаться в поисках пищи, благоприятных условий для жизни, убежища от врагов, партнера для размножения.
Опорно-двигательный аппарат
У подавляющего большинства позвоночных основой внутреннего скелета является позвоночник. Он состоит из сочлененных позвонков, образующих гибкую и прочную опору для спинного мозга, мышц и покровов тела.
На переднем или верхнем конце позвоночник сочленяется со скелетом головы — черепом, который защищает головной мозг. Череп — не монолитная единая кость, он состоит из множества сросшихся плоских костей, различных отверстий, ямок, полостей. В нем находится не только мозг, но и органы чувств и другие структуры — глаза, нос, уши, рот.
От позвонков отходят ребра, образующие грудную клетку и защищающие внутренние органы. Также у большинства животных есть кости, образующие пояса конечностей: плечевой пояс (передние конечности у животных и верхние конечности у человека) и тазовый пояс (задние конечности у животных и нижние конечности у человека).
К костям скелета крепится множество мышц, которые вместе образуют скелетную мускулатуру. Наиболее развиты мышцы, приводящие в движение конечности. У низших хордовых и у некоторых примитивных позвоночных мускулатура сегментирована, у высших позвоночных строение более сложное. У них мышцы объединяются в группы, например, мышцы торса, конечностей и др.
Интересно, что именно появление скелета позволило животным увеличить свои размеры и массу. Чтобы крупное животное могло нормально двигаться, нужен прочный каркас, способный выдержать и привести в движение большое количество мышц. Без этого существование слонов, китов, крокодилов, жирафов не было бы возможным.
Кроме мускулатуры тела, состоящей из поперечно-полосатой ткани, у позвоночных есть так называемая висцеральная мускулатура. К ней относятся мышцы, приводящие в движение стенки кишечника и некоторых других органов, состоящие из гладкой мышечной ткани.
Кожные покровы
Как скелет и мышцы служат опорой для тела и защищают внутренние органы, так кожные покровы оберегают тело от различных внешних воздействий. Например, защищают его от механических и химических повреждений, воздействия низких и высоких температур, потери влаги. Еще через кожные покровы могут осуществляться газообмен и выделяться продукты обмена.
Кожа у позвоночных состоит из 2 слоев: наружного (эпидермис) и внутреннего (дерма). Под этими слоями находится подкожно-жировая клетчатка. В коже формируются полые рога, копыта, когти, иглы, перепонки, чешуя, волосы.
Системы органов
Кровеносная система
Кровеносная система позвоночных — замкнутая, представлена сердцем и сосудами. Сердце — главный и сложный мышечный орган, который имеет мощную поперечно-полосатую мускулатуру. Сердце может состоять из нескольких отделов, или камер (желудочков, предсердий).
Кровь выталкивается из сердца под давлением и движется по сосудам. Главные функции кровеносной системы — газообмен (перенос кислорода и углекислого газа), транспортировка питательных веществ и гормонов к органам и тканям, выведение продуктов обмена.
Можно ли управлять сердцем?
Скрыть
Сердце — мышца, которая работает в автоматическом режиме. Иными словами, мы не можем управлять этой мышцей усилием воли, сокращение происходит без нашего участия.
У позвоночных кровь составляет 2–8% от массы тела, у беспозвоночных — до 30%. Она включает в себя плазму (бесцветная жидкость) и «плавающие» в ней клетки: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Как вы помните, кровь относится к соединительной ткани организм. В основном она вырабатывается костным мозгом (специальная ткань, способная создавать клетки крови).
Кровь имеет красный цвет из-за содержащегося в ней пигмента гемоглобина (железосодержащий белок). У высокоразвитых позвоночных кровь можно разделить на два вида. Кровь, обогащенная кислородом, называется артериальной и имеет ярко-красный цвет. Отдавая кислород органам и тканям, она насыщается углекислым газом, меняет цвет на темно-красный и называется венозной.
Сердце у разных классов позвоночных
Когда мы рассматриваем строение кровеносной системы позвоночных, самое важное — помнить две «К»: круги и камеры. Другими словами, мы различаем классы животных по тому, сколько камер имеет сердце и сколько у них кругов кровообращения.
У рыб двухкамерное сердце, заполненное венозной кровью. Они дышат в воде, поэтому круг кровообращения у них один. Земноводные вышли на сушу, поэтому у них появился второй (легочный) круг кровообращения и третья камера в сердце, хотя кровь в желудочке пока остается смешанной.
У пресмыкающихся — трехкамерное сердце (кроме крокодилов — у них 4 камеры). У них появляется неполная перегородка в желудочке, кровь по-прежнему смешанная. Есть две дуги аорты (крупные артерии). Птицы и млекопитающие обладают четырехкамерным сердцем, одной дугой аорты. Их кровь больше не смешанная, а делится на артериальную и венозную.
Дыхательная, пищеварительная и выделительная системы
К органам дыхания позвоночных относятся жабры у водных обитателей и легкие у наземных. Кожа, не покрытая чешуей или плотным роговым слоем, также выполняет дыхательную функцию.
Жабры находятся в стенках глотки и представляют собой жаберные лепестки, расположенные на жаберных дугах. Через них проходит вода, из которой организм забирает кислород. Легкие — обычно парные органы, напоминающие мешки, стенки которых оплетены густой сетью кровеносных сосудов.
Пищеварительная система включает рот, глотку, пищевод, желудок, разделенный на отделы кишечник, который может оканчиваться либо анальным отверстием, либо клоакой. У водных позвоночных глотка связана с процессом дыхания, поэтому у них ее иногда называют дыхательным отделом пищеварительной кишки.
У позвоночных есть железы, расположенные в разных отделах пищеварительной системы, которые помогают в переваривании пищи. Слюнные железы встречаются только у наземных животных и находятся в ротовой полости. Печень и поджелудочная железа выполняют не только пищеварительную функцию (расщепление жиров, белков, углеводов, выработка ферментов). Но и другие, например, печень нейтрализует продукты обмена, а поджелудочная выделяет инсулин.
Органами выделительной системы являются почки. Они нужны для выведения излишней воды, минеральных солей и продуктов обмена. У разных групп позвоночных строение и функционирование почек довольно сильно различается.
Органы чувств, нервная и половая системы
Нервная система главным образом представлена головным мозгом, спинным мозгом и нервами. Головной и спинной мозг образуют центральную нервную систему, а нервы и нервные узлы — периферическую нервную систему.
Спинной мозг образован из нервной трубки, которая закладывается еще в эмбриональном периоде. Головной мозг условно делится на 5 отделов: передний, средний, продолговатый, мозжечок и промежуточный мозг.
У позвоночных хорошо развиты различные органы чувств: органы зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса, равновесия. Также некоторые виды обладают особыми органами, улавливающий магнитное поле земли, электрическое и тепловое излучение, вибрацию и др.
Ученые считают наиболее древними органы обоняния и зрения. У всех позвоночных органы зрения значительно усложнились (по сравнению с беспозвоночными): они представляют собой глаза с хрусталиком — фокусирующей линзой.
Позвоночные являются раздельнополыми животными, половая система представлена, как правило, парными яичниками у самок и семенниками у самцов, есть половые пути.
Самки могут откладывать яйца, либо рождать живых детенышей. Многие позвоночные проявляют заботу о потомстве, ухаживая за детенышами до того, как они смогут самостоятельно добывать себе пищу и жить отдельно.
Происхождение и эволюция позвоночных
Считается, что первые позвоночные появились около 500 млн лет назад. 150–200 млн лет назад на Земле жили представители всех известных сейчас классов — рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.
Когда мы рассматривали происхождение хордовых, мы упоминали, что, вероятно, позвоночные имели предка, похожего на ланцетников. Найти его окаменелости не представляется возможным, по всей видимости, он имел мягкое тело без чешуи, костей или зубов. Следовательно, ископаемые останки найти невозможно.
Однако в 2014 году учеными были обнаружены окаменелости рыбы Megamastax amblyodus — первого хищного позвоночного. Ее длина достигала 1 м, а жила она примерно 400 млн лет назад.
Самые примитивные позвоночные — это группа бесчелюстных животных. На данный момент они представлены только миногами и миксинами (класс круглоротых). Все остальные виды бесчелюстных вымерли, хотя миллионы лет назад они были широко представлены различными классами.
Часто задаваемые вопросы
Они имеют внутренний скелет, представленный позвоночным столбом. Хорда имеется только в стадии эмбрионального развития.
Основа внутреннего скелета — позвоночник с отходящими от него ребрами и поясами конечностей. Сверху позвоночник сочленен с черепом.
У них замкнутая кровеносная система, состоящая из сердца и сосудов.
5
5
1
5
Хотите оставить комментарий?
Войти