Государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей «Центр дополнительного образования для детей» 350000 г. Краснодар, ул. E-mail:*****@***ru

КРАЕВЫЕ ЗАОЧНЫЕ КУРСЫ «ЮНИОР» Биология 7 класс Работа № 3, 2015-2016 учебный год

«ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ: общие черты строения, систематическое положение»

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.

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).

Рекомендуемая литература

1.  Биологический энциклопедический словарь /Гл. ред. . М.: Сов. энциклопедия, 1989.

2.  Воронцов органического мира и положение животных в них. Зоологический журнал, 1987. Т. 66. Вып. 11–12.

3.  иология: В 3–х т./ Под ред. Р. Сопера. М.: Мир, 1996

4.  Жизнь животных: В 6-ти т. /Гл. ред. . М.: Просвещение, 1968–1971.

5.  , Емтыль указатель животных типа Хордовые (Chordata) Краснодарского края и Республики Адыгея. Краснодар, 2005.

6.  , . Зоология позвоночных. 2 Ч, 1979.

7.  Негробов справочник по зоологической систематике. Воронеж: Изд–во ВГУ, 1988.

З А Д А Н И Я

ЗАДАНИЕ № 1 (тест) Выберите один верный ответ из четырех. Правильные ответы обведите в КРУЖОК. (по 1 б. за каждый верный ответ, мах.-10 б).

1.  Ланцетник относится к:

А)классу Рыбы

Б) подтипу Беспозвоночные

В)подтипу Бесчерепные

Г) подтипу позвоночные

2.В позвоночнике рыб количество отделов равно:

А) 3

Б)2

В)4

Г) 5

3.Варанов относят к отряду:

А)чешуйчатых

Б) клювоголовых

В) крокодилов

Г) черепах

4. Четырехкамерное сердце есть у:

А)ушастой круглоголовки

Б)гребнистого крокодила

В) кобры

Г) слоновой черепахи

5. Общим свойством пресмыкающихся и остальных классов позвоночных является::

А) живорождение

Б)развитие из зиготы

В)партеногенез

Г) развитие с неполным превращением

6. К одному отряду с дикообразом относится:

А) ёж

Б)домовая мышь

В) летучая мышь

Г)заяц-русак

7. Выделительная система птиц представлена:

А)вторичными тазовыми почками

Б) нефридиями

В)первичными тазовыми почками

Г)клоакой

8. Карась отличается от ланцетника наличием:

А) жаберных щелей

Б) спинного мозга

В)кровеносной системы

Г)позвоночника

9. Верблюды и ламы относятся к отряду:

А) Парнокопытные

Б) Непаррнокопытные

В)Хищные

Г)Мозоленогие

10. Казуар, киви, тинаму относятся к надотряду:

А)Бескилевые

Б) Килегрудые

В)Пингвины

Г) относятся к разным надотрядам

ЗАДАНИЕ № 2. Кратко ответьте на вопросы.

(по 2 б. за каждый верный ответ, мах.- 10 б.)

1.  Первый шейный позвонок у амфибий носит название —

2.  Камешки, располагающиеся в полости внутреннего уха у рыб и выполняющие функцию равновесия носят название —

3.  У хрящевых рыб в отличие от костных оплодотворение —

4.  К первичноназемным животным относятся классы:

5.  На какие отделы делится желудок у жвачных млекопитающих:

ЗАДАНИЕ № 3. Выберите верные и неверные утверждения. Напротив верных поставьте знак «+», напротив неверных «-».

(по 2 б. за каждый верный ответ, мах.- 10 б.)

1.  Рулевые перья птиц образуют плоскость хвоста.

2.  У млекопитающих есть сальные, пахучие, млечные железы, но нет потовых.

3.  Пояс задних конечностей млекопитающих состоит из парных ключиц и седалищных и лобковых костей.

4.  У рыб выделительная и половая система открывается наружу клоакой.

5.  У земноводных парные яичники и непарные семенники.

ЗАДАНИЕ № 4. Установите соответствия между отрядами земноводных и характерными для них признаками.

(по 2 б. за каждое верное соответствие, мах.- 16 б)

ПРИЗНАК

ОТРЯД

А. Уплощенное туловище с хорошо заметной широкой головой. Б. Ведут подземный образ жизни, некоторые обитают в водоёмах. В. Представители: амбистомы, тритоны, саламандры. Г. Туловище длинное, передние и задние конечности одинаковые по величине, есть хвост. Д. Представители: рыбозмеи и хвостатые червяги. Е. Задние конечности намного длиннее передних. Ж. Представители: жабы, древолазы, рогатые лягушки.

1.Безногие 2.Хвостатые 3.Бесхвостые

ОТВЕТ:

А	Б	В	Г	Д	Е	Ж

ЗАДАНИЕ № 5. Определите по общей характеристике отряды млекопитающих.

(по 3 б. за каждый верный ответ, мах.- 12 б.)

1.  Имеют примитивное строение. Мозговой отдел черепа мал. Мозг не имеет извилин. Зубы дифференцированы слабо. К ним относятся землеройки, выхухоли.

ОТВЕТ:

2.  Приспособлены к полёту в воздухе. Крыльями служат кожистые перепонки между пальцами передних конечностей. Очень тонкий слух. Образ жизни сумеречный, ночной.

ОТВЕТ:

3.  Обитают только в воде. Тело веретеновидное с непропорциональной головой. Кожа голая, сильно развит подкожный жировой слой. Большой объём лёгких. Детёныши рождаются в воде.

ОТВЕТ:

4.  Мозговой череп крупный, глазницы направлены вперед. Полушария переднего мозга мощно развиты. Пальцы имеют ногти. Одна пара молочных желез.

ОТВЕТ:

ЗАДАНИЕ № 6. По кожным покровам, органам дыхания и строению сердца определите класс позвоночных животных.

(по 5 б. за каждый верный ответ, мах.- 25 б.)

Признаки	Ответ
1.
2.
3.
4.
5.

МАХ. — 73 б.

Источник: pandia.ru

Биология, 5 класс

Урок 17. Позвоночные животные.

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1. Урок посвящён изучению строения и многообразия позвоночных животных.

Ключевые слова:

Позвоночные животные, позвоночник, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие

Тезаурус:

Позвоночные животные – это группа животных, имеющих внутренний осевой скелет.

Холоднокровные животные – это животные с непостоянной температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры окружающей среды.

Теплокровные животные – это животные с постоянной высокой температурой тела, которая не зависит от температуры окружающей среды.

Обязательная и дополнительная литература по теме

1. Биология. 5–6 классы. Пасечник В. В., Суматохин С. В., Калинова Г. С. и др. / Под ред. Пасечника В. В. М.: Просвещение, 2019
2. Биология. 6 класс. Теремов А. В., Славина Н. В. М.: Бином, 2019.
3. Биология. 5 класс. Мансурова С. Е., Рохлов В. С., Мишняева Е. Ю. М.: Бином, 2019.
4. Биология. 5 класс. Суматохин С. В., Радионов В. Н. М.: Бином, 2014.
5. Биология. 6 класс. Беркинблит М. Б., Глаголев С. М., Малеева Ю. В., Чуб В. В. М.: Бином, 2014.
6. Биология. 6 класс. Трайтак Д. И., Трайтак Н. Д. М.: Мнемозина, 2012.
7. Биология. 6 класс. Ловягин С. Н., Вахрушев А. А., Раутиан А. С. М.: Баласс, 2013.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Человек относится позвоночным животным, потому что у нас с вами есть позвоночник, а ещё у нас с вами есть череп, который защищает головной мозг, кроме этого, у нас есть парные конечности. Наши парные конечности – это руки и ноги. С помощью парных конечностей позвоночные перемещаются в пространстве, в поисках добычи, а иногда совершают длительные миграции. Какие же еще живые существа относятся к позвоночным?

Позвоночные – это группа животных, имеющих внутренний осевой скелет. Он является гибкой, но прочной опорой тела. У большинства позвоночных животных основой скелета является позвоночник, чем и объясняется их название. Позвоночник состоит из большого количества отдельных костей – позвонков. Они соединены между собой прочно, но подвижно. Позвоночник проходит вдоль всего тела животного – от головы до кончика хвоста.

К современным позвоночным животным относят рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих.

По строению и образу жизни позвоночные находятся на более высоком уровне развития, чем все остальные животные.

Рыбы – водные позвоночные животные, дышащие с помощью жабр. Это самые древние и наиболее разнообразные современные позвоночные животные. Рыбы являются холоднокровными животными.

Холоднокровными называют животных с непостоянной температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры окружающей среды.

Тело многих рыб покрыто тонкими, налегающими одна на другую, чешуями. Самая распространённая форма тела у рыб – обтекаемая, как у макрели. Большинство рыб плавает с помощью плавников. Одни плавники проталкивают рыбу вперёд, другие – удерживают тело рыбы в равновесии и помогают изменять направление движения.

Земноводные – это холоднокровные позвоночные животные. Они приспособлены к жизни в наземно-воздушной и водной средах. Органы дыхания земноводных – лёгкие. К земноводным относят лягушек, жаб, квакш, тритонов, саламандр, червяг. Наиболее известные земноводные – лягушки.

Пресмыкающиеся – это наземные холоднокровные позвоночные животные, дышащие с помощью лёгких. Тело пресмыкающихся покрыто сухой ороговевшей кожей, чешуями или щитками. К пресмыкающимся относят ящериц, змей, черепах, крокодилов.

Птицы – покрытые лёгкими перьями теплокровные животные, которые проявляют активность в любое время года.

Теплокровными называют животных с постоянной высокой температурой тела, которая не зависит от температуры окружающей среды.

Передние конечности птиц – крылья, задние – ноги. Большинство птиц прекрасно летает. Не могут летать крупные сухопутные птицы – страусы. Некоторые птицы освоили водный образ жизни, утратив способность к полёту. Таковы пингвины.

Млекопитающие, или звери, – теплокровные позвоночные животные. Сохранению тепла способствует волосяной покров, который характерен для многих зверей. Обычно самки млекопитающих рождают живых детёнышей и выкармливают их молоком. Отсюда название этой группы животных – «млекопитающие». Некоторые млекопитающие длительное время заботятся о своих детёнышах. Только у млекопитающих есть наружное ухо – ушная раковина.

Для млекопитающих характерна широкая приспособляемость к разнообразным условиям обитания. Они встречаются на земном шаре практически повсеместно, за исключением Антарктиды. Наземные звери – наиболее обширная группа млекопитающих, заселивших практически всю сушу. Подземные млекопитающие почти всю жизнь проводят в толще почвы. Среди млекопитающих есть группа водных зверей, которые никогда не выходят на сушу. Таковы киты и дельфины. К полёту приспособлены летающие звери.

Разбор типового тренировочного задания:

Тип задания: Сортировка элементов по категориям.

Текст вопроса: Распределите животных по соответствующим группам.

Позвоночные	Беспозвоночные

Варианты ответов:

Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):

Позвоночные	Беспозвоночные

Разбор типового контрольного задания

Тип задания: Установление соответствий между элементами двух множеств;

Текст вопроса: Установите соответствие

Варианты ответов:

Карась, щука, сом, акула, скат	Птицы
Лягушки, жабы, тритоны	Млекопитающие
Ящерицы, змеи, крокодилы, черепахи	Рыбы
Дельфин, тигр, слон, кит	Пресмыкающиеся
Голубь, орёл, страус	Земноводные

Правильный вариант ответа:

Карась, щука, сом, акула, скат	Рыбы
Лягушки, жабы, тритоны	Земноводные
Ящерицы, змеи, крокодилы, черепахи	Пресмыкающиеся
Дельфин, тигр, слон, кит	Млекопитающие
Голубь, орёл, страус	Птицы

Источник: resh.edu.ru

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.

Нервная система позвоночных значительно более дифференцирована, чем у низших хордовых. У всех животных этого подтипа развит головной мозг, функционирование которого обусловливает высшую нервную деятельность — основу приспособительного поведения. Для позвоночных характерно наличие разнообразных и сложно устроенных органов чувств, служащих основной связью между живым организмом и внешней средой.

С развитием головного мозга и органов чувств связано возникновение черепа, служащего надёжным футляром для этих крайне нежных и важных органов. В качестве осевого скелета взамен хорды у подавляющего большинства животных функционирует более совершенное и прочное образование — позвоночный столб, который выполняет роль не только опорного стержня тела, но и футляра, заключающего в себе спинной мозг.

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

Кожные покровы представляют собой весьма важную в функциональном отношении систему. Кожа и мускулы оформляют тело животного с поверхности, придают ему форму и удерживают все внутренние органы. Кожные покровы защищают тело от внешних механических и химических повреждений, воздействия температуры, иссушения, проникновения микробов. Кожа принимает участие в теплорегуляции, газообмене и выведении продуктов распада. Производные кожи могут принимать участие в формировании органов передвижения (копыта), служить для хватания (когти), нападения и защиты (рога, иглы и др.), полёта (складки), плавания (перепонки). Кожа содержит рецепторы органов осязания, в ней много желёз разного назначения (слизистые, жировые, пахучие, потовые и пр.).

Для кожи позвоночных характерна двуслойность. Наружный слой — эпидермис — имеет эктодермальное происхождение. Он всегда многослоен. Нижний слой его пожизненно остаётся живым и деятельным и продуцирует новые слои клеток. Верхние слои эпидермиса составлены обычно уплощёнными клетками, которые у наземных позвоночных ороговевают, отмирают и постоянно слущиваются. Эпидермис даёт начало роговым производным кожи — роговым чешуям, перьям, волосяному покрову, когтям, копытам, полым рогам. В эпидермисе развиваются разнообразные кожные железы.

Внутренний волокнистый слой кожи — кориум или дерма, иначе именуемый кутисом, толст, он составляет основную часть кожи, обладающую большой прочностью. В кориуме развиваются разнообразные окостенения в виде чешуи рыб, покровных костей, образующих так называемый кожный скелет (в отличие от хондрального скелета). За счёт собственно кожи развиваются также костные рога оленей. В нижней части кутиса накапливается подкожный слой жира.

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:

1. ротовая полость, служащая для принятия пищи;
2. 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;
3. пищевод;
4. желудок — расширение кишечного тракта, имеющее в некоторых случаях весьма сложное устройство;
5. 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.

Слюнные железы — приобретение наземных позвоночных. В них преобразуются слизистые железы ротовой полости. Секрет их смачивает пищу и способствует расщеплению углеводов.

Печень и поджелудочная железа развиваются путём выпячивания переднего отдела эмбриональной кишки. Функции обеих желёз шире, чем только пищеварительные. Так, печень кроме выделения желчи, эмульгирующей жиры и активизирующей действие других пищеварительных ферментов, служит важным органом обмена веществ. Здесь нейтрализуются некоторые вредные продукты распада, накапливается гликоген. Ферменты поджелудочной железы расщепляют белки, жиры и углеводы. Одновременно поджелудочная железа служит органом внутренней секреции. Расстройство этой функции приводит к потере способности организма использовать сахар. В результате возникает тяжелое заболевание — диабет.

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 СО₂ и O₂ 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.

Сердце представляет собой толстостенный мускульный мешок, разделённый на несколько отделов — камер. Основными отделами сердца являются предсердие, принимающее кровь, и желудочек, направляющий её по телу. Число камер сердца различно у разных классов позвоночных.

Эмбрионально сердце возникает как расширение задней части брюшной аорты, которая в этом месте свёртывается в изогнутую петлю. Передний отдел петли даёт начало желудочку сердца, задний — предсердию.

Сердце имеет поперечно-полосатую мускулатуру, работающую в автоматическом режиме, и сокращение его не подчинено волевым импульсам. Размеры сердца связаны с интенсивностью его работы, и его размеры относительно размеров тела увеличиваются в ряду позвоночных. Кровеносные сосуды подразделяются на две системы: артериальную, в которой кровь течёт от сердца, и венозную, по которой кровь возвращается к сердцу. В процессе усложнения позвоночных наблюдается переход от животных, имеющих один круг кровообращения, к обладателям двух кругов кровообращения.

По своей природе кровь относится к соединительной ткани, проникающей в кровеносное русло из межклеточного пространства.

Кровь позвоночных состоит из бесцветной жидкости — плазмы, в которой находятся форменные элементы крови: красные кровяные тельца, или эритроциты, содержащие красящее вещество — гемоглобин, и белые кровяные тельца — лейкоциты. С эритроцитами связано окисление крови, так как они переносят кислород. Лейкоциты участвуют в уничтожении попавших в тело микроорганизмов. Кроме того, в крови есть тромбоциты, играющие важную роль в свёртывании крови, а также прочие клетки. Масса крови в эволюционном ряду позвоночных увеличивается.

Кровеносная система многофункциональна. Она участвует в получении органами, тканями, клетками кислорода, органических и минеральных веществ, жидкостей и выносе продуктов распада, шлаков, углекислого газа, в переносе гормонов желёз внутренней секреции и т. д. Наряду с кровеносной системой у позвоночных есть другая, связанная с ней, сосудистая система — лимфатическая. Она состоит из лимфатических сосудов и лимфатических желёз. Лимфатическая система незамкнута. Только крупные её сосуды имеют самостоятельные стенки, в то время как их разветвления открываются в межклеточные пространства различных органов. Лимфатические сосуды содержат бесцветную жидкость — лимфу, в которой плавают лимфоциты, образующиеся в лимфатических железах. Движение лимфы обусловливается сокращением стенок, некоторых участков крупных сосудов (так называемых лимфатических сердец) и периодически изменяющимся давлением на сосуды различных органов. Лимфатическая система служит посредницей в обмене веществ между кровью и тканями.

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.

Головной мозг представлен у позвоночных животных пятью отделами: передним, промежуточным, средним, мозжечком и продолговатым мозгом. Он закладывается эмбрионально в виде вздутия переднего отдела нервной трубки, которое вскоре делится на три первичных мозговых пузыря. В дальнейшем передняя часть первого мозгового пузыря даёт начало переднему мозгу; задняя его часть преобразуется в промежуточный мозг. Из второго мозгового пузыря формируется средний мозг. Путём выпячивания крыши третьего мозгового пузыря формируется мозжечок, под которым располагается продолговатый мозг. Передний мозг, кроме того, подразделяется на левую и правую половины.

Одновременно с разрастанием и дифференцировкой головного отдела нервной трубки происходит соответственное преобразование невроцеля. Два его расширения в полушариях переднего мозга известны под названием боковых желудочков мозга. Расширенная часть невроцеля в промежуточном отделе мозга обозначается как третий желудочек, полость среднего мозга — как сильвиев водопровод, полость продолговатого мозга — как четвёртый желудочек, или ромбовидная ямка. От головного мозга отходят 10 или 12 пар черепномозговых нервов.

Передний мозг имеет впереди два симметрично расположенных выступа, от которых отходит первая пара головных нервов — обонятельные. От дна промежуточного мозга отходят зрительные нервы. На крыше промежуточного мозга развиваются два сидящих на ножках выступа: передний — теменной орган и задний — эпифиз.

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.

Спинной мозг не отграничен резко от продолговатого мозга. В центре спинного мозга (по главной оси органа) сохраняется невроцель, известный у позвоночных под названием спинномозгового канала.

От спинного мозга метамерно (по числу сегментов) отходят спинномозговые нервы. Они начинаются двумя корешками: спинным — чувствующим и брюшным — двигательным. Эти корешки вскоре по выходе из спинного мозга сливаются, образуя спинномозговые нервы, которые затем вновь делятся на спинную и брюшную ветви.

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 боковой линии свойственны только первичноводным позвоночным, закладываются также в эктодерме. Они представляют собой желобки, тянущиеся по бокам головы и вдоль тела. Эти желобки могут быть прикрыты (или нет — у голокожих) костной чешуёй. Органы боковой линии воспринимают лёгкие движения и колебания воды вблизи от источников колебаний: скорость и направление течений, движений собственного тела и наличие предметов на пути движения животного в воде. Они представляют собой сейсмосенсорную систему.

Органы вкуса закладываются в энтодерме и воспринимают вкус потребляемой пищи в диапазоне: сладкая, горькая, кислая, солёная. Они располагаются на вкусовых сосочках в пределах ротовой полости.

Органы осязания чувствующих клеток не имеют, а представляют собой разветвленные в коже нервные окончания, которые и воспринимают предметы среды на ощупь.

Органы выделения

У всех позвоночных выделительные органы представлены почками, предназначенными для выведения из тела излишков воды, минеральных солей и продуктов распада азотистого обмена в виде мочевины или мочевой кислоты и аллантоина. Они имеют мезодермальное происхождение, закладываясь на внешней стенке сомитов. Однако строение и механизм функционирования почек у разных групп позвоночных не одинаковы. В процессе эволюции позвоночных животных происходит смена трёх типов почек: головная, или предпочка (пронефрос), туловищная, или первичная, почка (мезанефрос) и тазовая, или вторичная, почка (метанефрос). Разные типы почек имеют разные принципы процесса выделения: выделение из полости тела, смешанное выделение (из полости тела и из крови) и, наконец, только из крови. Одновременно происходят изменения в механизме реабсорбции воды. Выделение воды и растворенных в ней продуктов белкового обмена из полости тела оказывается возможным благодаря множеству воронковидных нефростом, открывающихся в полость тела. Выделение из крови происходит через мальпигиевы тельца почек. Выводные каналы из почек называются вольфовы каналы, их сменяют мочеточники. У большинства позвоночных есть мочевой пузырь. У первичноводных возможно сбрасывание аммиака через жабры.

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

Общий обмен веществ у позвоночных несравненно более высокий, чем у низших хордовых. В этой связи надо указать на характерные черты организации: наличие сердца обусловливает быстрый кровоток; в выделительной системе почки надёжно обеспечивают выведение из организма возросшего количества продуктов обмена.

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

Филогения позвоночных во многом не ясна. Обычно выделяют 7—11 и даже больше классов позвоночных. При этом земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие — общепризнанные классы, и различия обычно заключаются в количестве и составе остальных классов. Ниже перечислены 9 классов, в том числе два вымерших.

• Круглоротые (Cyclostomata) или мешкожаберные: миноги и миксины. Иногда миксин выделяют в отдельный класс Myxini.
• Надкласс рыбы, Pisces
  • Плакодермы, Placodermi †
  • Хрящевые рыбы, Chondrichthyes: акулы и скаты
  • Акантоды, Acanthodei †
  • Костные рыбы, Osteichthyes: все остальные современные рыбы (около 96 % всех видов рыб). Данный класс является парафилетичным и в современной систематике разделён на два других класса: Лучепёрые (Actinopterygii) и Лопастепёрые (Sarcopterygii).
• Надкласс Четвероногие, или Наземные позвоночные — Tetrapoda, seu Quadrupeda
  • Земноводные или амфибии, Amphibia: лягушки, жабы, тритоны и др.
  • Пресмыкающиеся или рептилии, Reptilia: крокодилы, черепахи, ящерицы и змеи
  • Птицы, Aves
  • Млекопитающие или звери, Mammalia

Кроме того, выделяют различные систематические и несистематические группы позвоночных (в алфавитном порядке):

• Амниоты, Amniota — высшие позвоночные. Группа включает в себя пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.
• Анамнии, Anamnia — низшие позвоночные; все классы, не входящие в группу амниот.
• Надкласс бесчелюстные, Agnatha. Включает круглоротых и два вымерших класса: непарноноздрёвые (Monorhina или Cephalaspidomorphi) и парноноздрёвые (Diplorhina или Pteraspidomorphi).
• Тетраподы или четвероногие (Tetrapoda) — группа, объединяющая земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Иногда выделяется в надкласс.
• Челюстноротые, Gnathostomata. Включает все классы, не входящие в надкласс бесчелюстных. В отличие от бесчелюстных, рассматривается как несистемная группа.

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.

Источник: dic.academic.ru