Позвоночные: описание, характеристика и классификация

Общая характеристика Позвоночных

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.

Происхождение и зоология позвоночных

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.

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.

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.

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.

«Общая характеристика позвоночных животных: общие черты строения, систематическое положение»

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. Двусторонняя симметрия.
• 6. Общий план строения пищеварительной системы.