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.

Позвоночные (Vertebrata) - подтип хордовых животных, который включает в себя: млекопитающих, птиц, амфибий, рептилий и рыб. Сегодня на Земле обитает приблизительно 57000 видов позвоночных, на долю которых приходится около 3% от всех известных видов на нашей планете. Остальные 97% видов животных являются . Позвоночные имеют позвоночник, который состоит из множества позвонков, формирующих основной костяк. Позвонки служат для защиты нервных цепей и обеспечивают структурную поддержку животного.

Описание

Позвоночные имеют хорошо развитую голову и мозг, который защищен черепом, а также парные органы чувств. У них высокоэффективная дыхательная система, мышечная глотка с прорезями и жабры (у наземных позвоночных прорези и жабры сильно модифицированы), мышцы кишечника и камерное сердце.

Еще одной заметной характеристикой позвоночных является эндоскелет. Эндоскелет - внутренний каркас хорды, костей или хрящей, который обеспечивает животному структурную поддержку. Эндоскелет растет вместе с животным и обеспечивает крепкий каркас, к которому крепятся мышцы.

Позвоночник у позвоночных является главной определяющей характеристикой этого типа животных. У большинства позвоночных, хорда присутствует в начале их развития. Хорда представляет собой гибкий поддерживающий стержень, который проходит вдоль длины тела. По мере развития животного, хорда заменяется серией позвонков, которые формируют позвоночный столб.

Базально-позвоночные, такие как хрящевые и лучеперые рыбы для дыхания используют жабры. Амфибии имеют внешние жабры в личиночной стадии своего развития и легкие у взрослых особей. Высшие позвоночные, такие как рептилии, птицы и млекопитающие имеют вместо жабр легкие.

Первые позвоночные животные

На протяжении многих лет, самыми первыми позвоночными животными считали ostracoderms (группа бесчелюстных донных рыб) с фильтром для кормления. Но в течение последнего десятилетия, исследователи обнаружили несколько ископаемых позвоночных, которые старше, чем ostracoderms. Эти недавно обнаруженные образцы, которым около 530 миллионов лет, включают в себя группу базально-хордовых рыб myllokunmingia и haikouichthys. Эти окаменелости демонстрируют множество характерных для позвоночных особенностей, таких как сердце, парные глаза и примитивный позвонок.

Происхождение челюстей стало важным моментом в эволюции позвоночных. Челюсти позволили позвоночным захватывать и глотать большую добычу чем были способны их бесчелюстные предки. Ученые считают, что челюсти возникли в результате модификации первой или второй жаберной дуги. Эта адаптация, как полагают в первую очередь был направлена на увеличение жаберной вентиляции. Позже, когда развилась мускулатура и жаберные дуги наклонились вперед, структура стала функционировать как челюсти. Из всех живущих позвоночных, только миноги не имеют челюстей.

Основные характеристики

Основные характеристики позвоночных включают в себя:

• позвоночник;
• хорошо развитая голова и мозг;
• парные органы чувств;
• эффективная дыхательная система;
• мышечная глотка с прорезями и жабры;
• мышцы кишечника;
• камерное сердце;
• эндоскелет.

Классификация

Позвоночные подразделяются на следующие таксономические группы.

ОРГАНИЗАЦИЯ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ

Позвоночные объединены общностью морфофизиологической организации. Во всех системах органов этих животных можно проследить черты преемственных изменений в связи с эволюционным преобразованием гомологичных органов. Ниже излагается общий план строения, функционирования и закладки в онтогенезе отдельных систем органов.

Кожные покровы представляют собой весьма важную в функциональном отношении систему. Кожа непосредственно контактирует с внешней средой и испытывает прямое ее воздействие. 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.), полета (складки), плавания (перепонки).

Кожа содержит рецепторы органов осязания, в ней много желез 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 остается живым и деятельным и продуцирует новые слои клеток. Верхние слои эпидермиса составлены обычно уплощенными клетками, которые у наземных позвоночных ороговевают, отмирают и постоянно

слущиваются. Эпидермис дает начало роговым производным кожи - роговым чешуям, перьям, волосяному покрову, когтям, копытам, полым рогам. В эпидермисе развиваются разнообразные кожные железы.

Внутренний волокнистый слой кожи - кориум , иначе именуемый кутисом , или собственно кожей, развивается из мезодермального зачатка - кожного листка сомита. Слой кориума 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 счет собственно кожи развиваются также костные рога оленей. В нижней части кутиса накапливается подкожный слой жира.

Мускулатура . 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 (см. развитие ланцетника), т.е. спинного отдела мезодермы. Висцеральная мускулатура - это производное боковой пластинки, т.е. брюшного отдела мезодермы.

Внутренний скелет - это опорная основа тела позвоночного животного. Кроме того, скелет участвует в движении тела, осуществляет защиту внутренних органов.

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, т.е. имеет энтодермальное происхождение.

Рис. 9. Образование позвонка (поперечные разрезы):
1 - зачаток нижней дуги; 2 - зачаток верхней дуги; 3 - ребро, 4 - гемальный отросток, 5 - боковой отросток позвонка, 6 - верхняя дуга

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.

В осевом скелете различают позвоночный столб и мозговой череп . При развитии позвонков первоначально закладываются метамерно расположенные парные хрящи, прилегающие к поверхности хорды. Это зачатки верхних и нижних дуг позвонков (рис. 9,1). Разрастание и смыкание наружных концов верхних дуг приводит к формированию спинномозгового канала , в котором располагается нервная трубка (рис. 9, II). Нижние дуги смыкаются в хвостовом отделе (у рыб) и ограничивают гемальный канал, где проходят спинная аорта и хвостовая вена. В результате смыкания внутренних концов верхних и нижних дуг образуются тела позвонков, внутри них и между ними в той или иной мере может сохраняться хорда (рис. 9, III). В туловищном отделе к отросткам нижних дуг позвонков причленяются ребра.

Мозговой череп , или черепная коробка, закладывается в виде двух пар хрящей, лежащих под зачатком головного мозга. Задняя их пара - парахордалии - располагается по бокам переднего конца хорды; передняя пара - трабекулы - впереди от нее. В них преобразуются зачатки первых позвонков и отчасти дуги висцерального скелета. Разрастание и смыкание парахордалии и трабекул приводят к образованию основной пластинки черепа, подстилающей головной мозг. Одновременно вокруг закладывающихся органов чувств (обоняния, зрения, слуха) возникают хрящевые капсулы. Они располагаются несколько выше уровня основной

Рис. 10. Развитие хрящевого черепа акулы:
1 - жаберные дуги; 2 – подъязычная дуга; 3 - челюстная дуга; 4 – слуховая капсула; 5 - хорда; 6 - гипофиз; 7 -кишка; 8 - средний мозг; 9 – спинной мозг; 10 - ноздря; 11 - глаз; 12 - парахордалии; 13 - первичный передний мозг; 14-глазничные хрящи; 15 – трабекулы

пластинки черепа и закрывают головной мозг с боков. В последующем развитии капсулы органов чувств соединяются и срастаются с основной пластинкой черепа. При хрящевом состоянии черепа полной крыши у мозговой коробки не возникает. Остающиеся между перемычками крыши черепа отверстия - фонтанели - затянуты соединительнотканной перепонкой. Сплошная крыша черепа возникает лишь в связи с образованием накладных (кожных) костей (лобных, теменных).

Таким образом, мозговой череп возникает в связи с развитием головного мозга и органов чувств как защитное их образование.

Висцеральный скелет филогенетически формируется независимо от мозгового черепа (рис. 10). Его закладка происходит в соединительной ткани вблизи передней части пищеварительной трубки. Первоначально висцеральный скелет - это ряд многочисленных однообразных дуг, расположенных между жаберными щелями. Они служат опорой дыхательному аппарату.

С последующим преобразованием висцерального скелета связано приобретение позвоночными таких органов, как верхние и нижние первичные челюсти, среднее ухо, дно мозгового черепа, гортань.

Понятие "висцеральный скелет" рассматривается в основном применительно к низшим позвоночным животным. У высших оно заменяется понятиями "висцеральный череп", "лицевой череп".

Скелет поясов конечностей и свободных конечностей . У позвоночных животных различают конечности непарные и парные. В свою очередь парные конечности могут быть или плавниками, или конечностями наземного типа.

Скелет непарных конечностей - спинного, хвостового, анального плавников - состоит из ряда хрящевых или костных лучей, не связанных с другими частями скелета.

Скелет парных конечностей подразделяется на скелет поясов конечностей и скелет свободной конечности. Пояса конечностей всегда располагаются внутри тела животного. Скелет свободной конечности у позвоночных бывает двух типов: плавник рыб и

Рис. 11. Схема скелетов позвоночных:
I - скелет рыбы, II - скелет наземного позвоночного

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 (рис. 11). Закладка скелета конечностей происходит в соединительнотканном слое кожи.

Органы пищеварения . Система пищеварительных органов представлена трубкой, начинающейся ротовым отверстием и заканчивающейся анальным отверстием. Пищеварительный тракт формируется из энтодермальной трубки гаструлы (см. развитие ланцетника). В связи с этим эпителий пищеварительного тракта является энтодермальным. Только в области ротового и анального отверстий энтодермальный эпителий незаметно переходит в эктодермальный. Это связано с впячиванием стенок тела (а следовательно, и эктодермы) при образовании указанных выше отверстий.

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 идет по пути

его удлинения и дифференцировки на отделы. В пищеварительную трубку открываются протоки трех видов пищеварительных желез: 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 путем выпячивания переднего отдела эмбриональной кишки. Печень возникает из слепого выроста брюшной стенки кишечника (см. печеночный вырост кишки ланцетника). Протоки печени впадают в передний отдел тонкой кишки. Поджелудочная железа развивается из нескольких, чаще из трех, зачатков, представляющих собой также выросты кишечника. Эта железа, в отличие от печени, обычно не имеет вида компактного тела, и ее дольки рассеяны по брыжейке переднего отдела тонкой кишки.

Функции обеих указанных желез 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 позвоночных бывают двух типов - жабры и легкие, 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) распалагаются висцеральные жаберные дуги (см. с. 27 о висцеральном скелете). Таким образом, каждая жаберная дуга связана с двумя полужабрами двух разных жаберных щелей.

Жаберные щели закладываются в виде системы парных энтодермальных выпячиваний, растущих из глотки кнаружи. Одновременно появляются эктодермальные впячивания наружных покровов. Зачатки растут навстречу друг другу и затем соединяются. Следовательно, жаберные щели имеют смешанное энто- и экто-дермальное происхождение. Жаберные лепестки Обычно

развиваются из эктодермального зачатка щели, и только у бесчелюстных они имеют энтодермальное происхождение.

Органы дыхания наземных позвоночных - легкие - в схеме представляют собой пару мешков, открывающихся в глотку через гортанную щель. Эмбрионально легкие возникают в виде выпячивания брюшной стенки глотки в задней части жаберного аппарата, т.е. имеют энтодермальное происхождение. На ранних стадиях развития эмбрионов зачатки легких напоминают пару внутренних (энтодермальных) жаберных щелей. Эти обстоятельства, а также общие для легких и жабр черты кровоснабжения и иннервации заставляют считать легкие 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 CO 2 и O 2 между потоками газа и крови, направленными противотоком навстречу друг другу.

Рис. 12. Схема кровообращения рыбы (I) и наземного позвоночного (II):
1 - жаберные артерии; 2 - сонная артерия; 3 - спинная аорта;4 - брюшная аорта; 5 - легочная артерия; 6 - кювьеров проток;7 - передняя кардинальная (яремная) вена; 8 - задняя кардинальная вена; 9 - задняя полая вена; 10 - печеночная вена; 11 - легочная вена;12 - воротная вена печени; 13 - подкишечная вена

Органы кровообращения . Кровеносная система у позвоночных, как и у бесчерепных, замкнутая. Закладывается кровеносная система из внутренних листков боковых пластинок (см. развитие ланцетника). Она состоит из сообщающихся между собой кровеносных сосудов, которые в грубой схеме могут быть сведены к двум стволам: спинному , где кровь течет от головы к хвосту, и брюшному , по которому она движется в обратном направлении. В отличие от бесчерепных (рис. 12) у позвоночных движение крови связано с деятельностью сердца.

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

Эмбрионально сердце возникает как расширение задней части брюшной аорты, которая в этом месте свертывается в изогнутую петлю. Передний отдел петли дает 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 (табл. 1).

Таблица 1

Сердечный индекс у позвоночных разных классов

Кровеносные сосуды подразделяются на две системы: артериальную , в которой кровь течет 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 свертывании крови, а также прочие клетки. Масса крови в эволюционном ряду позвоночных увеличивается (табл. 2).

Таблица 2

Относительная масса крови к массе тела у позвоночных разных классов
(по Проссеру и Брауну, 1967; по Проссеру, 1978)

Кровеносная система полифункциональна. Она участвует в получении органами, тканями, клетками кислорода, органических и минеральных веществ, жидкостей и выносе продуктов распада, шлаков, углекислого газа, в переносе гормонов желез 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 желез . Лимфатическая система незамкнута. Только крупные ее 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 (рис. 13). В последующем происходит ее 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 (рис. 14). В дальнейшем первый мозговой пузырь дает начало спереди переднему мозгу; задняя его часть преобразуется в промежуточный мозг. Из второго мозгового пузыря формируется средний мозг. Путем выпячивания

Рис. 13. Последовательные стадии развития центральной нервной системы позвоночных (схематические поперечные разрезы):
I-II дифференцировка эктодермы; III впячивание нервной пластинки, IV-V - обособление нервной трубки, 1 эпидермис; 2 ганглионарная пластинка

Рис. 14. Развитие отделов головного мозга (схема):
I - стадия трех пузырей (с глазными пузырями), II - стадия пяти отделов (с глазными бокалами), 1 - передний мозг, 2 - промежуточный мозг; 3 -средний мозг; 4 - мозжечок; 5 - продолговатый мозг; 6 - глазной бокал; 7 - глазной пузырь

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 силъвиев водопровод , полость продолговатого мозга - как четвертый желудочек , или ромбовидная ямка (рис. 14). 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 (I). От дна промежуточного мозга отходят зрительные нервы (вторая пара головных нервов, II).

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 , III). Четвертая пара головных нервов (блоковые , IV) отходит на границе между средним и продолговатым мозгом, все остальные головные нервы (V - X - XII) 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.

Органы обоняния . Предполагают, что обоняние - одна из самых древних функций мозга. Органы обоняния закладываются 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 (вспомним ланцетника) 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 (рис. 15, 16).

Органы слуха имеют у позвоночных животных сложное происхождение. Наиболее рано в эволюции формируется внутреннее ухо, которое

Рис. 15. Последовательные стадии развития глаза:
1 - промежуточный мозг; 2 - эпидермис, формирующий хрусталик; 3 - начало формирования глазного бокала; 4 - ножка глазного бокала; 5 - хрусталик; 6 -роговица; 7 - сетчатка; 8 - пигментная оболочка; 9 - клетки мезодермы, формирующие сосудистую оболочку и склеру

Рис. 16. Сагиттальный разрез глаза человека:
1 - роговица; 2 - радужина; 3 -передняя камера; 4 - одна из мышц, перемещающих глаз; 5 - стекловидное тело; 6 - зрительный нерв; 7 - склера; 8 - сосудистая оболочка; 9 - сетчатка; 10 - ресничная мышца; 11 - ресничное тело

закладывается в эктодерме зародыша, углубляется в виде ямки и оформляется как слуховой пузырек , лежащий в слуховой капсуле. Слуховой пузырек делится перетяжкой на две части. Верхний отдел превращается в вестибулярный аппарат. Это орган равновесия. Он позволяет ощущать положение тела в трехмерном пространстве Земли. Этот орган - 3 полукружных канала во внутреннем ухе (рис. 17, 18). 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

Рис. 17. Последовательные стадии развития внутреннего уха:
I - слуховая плакода, II - ямка, III и IV - пузырек в разрезе; V и VI - образование полукружных каналов; 1 - зачаток улитки; 2 - полукружный канал; 3 -эндолимфатический проток; 4 - круглый мешочек; 5 - овальный мешочек

по бокам головы и вдоль тела. Эти желобки могут быть прикрыты (или нет - у голокожих) костной чешуей. Органы боковой линии воспринимают легкие 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, соленая. 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.

Рис. 18. Схема перепончатого слухового лабиринта:
1, 2, 3 - передний, наружный и задний полукружные каналы, 4 - эндолимфатический проток, 5 - слуховые пятна, 6 - круглый мешочек, 7 овальный мешочек, 8 – отолиты

Рис. 19. Боуменова капсула с сосудистым клубком:
1 - приносящий кровеносный сосуд, 2 - выносящий кровеносный сосуд,3 - боуменова капсула, 4 - сосудистый клубок, 5 - первичная моча,6 - почечный каналец, 7 - воронка почечного канальца (нефростом),открывающаяся в полости тела

Рис. 20. Схема мочеполовой системы позвоночных:
I (самец) и II (самка) - акуловые и амфибии, III (самец) и IV (самка) – рептилии и птицы, V (самец) и VI (самка) - млекопитающие, 1 - пронефрос (предпочка);2 - семенник; 3 - семявыносящий проток, 4 - мезонефрос (первичная почка),5 - задняя кишка, 6 - мочевой пузырь, 7 - клоака, 8 - воронка, 9 - яичник,10 - мюллеров канал, 11 - придаток семенника (остаток передней части мезо-нефроса), 12 - семяпровод, 13 - метанефрос (вторичная почка), 14-вторичный мочеточник, 15-рудимент мезонефроса, 16-яйцевод, 17-яйцеклетка, 18-белок, выделяемый железами стенки яйцевода, 19 - матка, 20 -зародыш в матке; 21 - влагалище, 22 - половой синус, 23 - предстательные железы; 24 – семенной пузырек, 25 - семяпровод, 26 - придаток семенника, 27 - промежность;28 - рудимент мюллерова канала, 29 - канал мезонефроса (первичной почки); 30 - копулятивный орган (penis), 31 - анальное отверстие

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. 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 трех 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 волъфовы 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. 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.

Ветуликолии впервые найденные в Гренландии в 1911 году, попадаются в кембрийских отложениях разных регионов мира – от Китая до Канады. Слепые, но обладавшие широким ртом, они могли плавать благодаря движениям хвоста. С экологической точки зрения ветуликолии напоминали миниатюрных китовых акул, отфильтровывающих планктон и органическую взвесь из толщи воды.

На сегодняшний день науке известно 14 видов этих животных, но из-за крайне неудовлетворительной сохранности их родственные связи, а также подробности морфологии и внешнего вида до сих пор оставались плохо изученными. Известно лишь, что тело Vetulicolia четко делилось на два отдела – полый передний и сегментированный задний. Строение переднего отдела говорит о том, что ближайшими родственниками ветуликолий могли быть примитивные хордовые вроде сальпов и асцидий, а хвост навевает мысли о членистоногих. Разобраться в родственных связях группы помогла новая находка.

Недавно группа австралийских палеонтологов под руководством Диего Гарсия-Беллидо из университета Аделаиды обнаружила на острове Кенгуру окаменелости нового вида ветуликолий. Ученые назвали его Nesonektris aldridgei, в честь известного исследователя этой группы Дика Элдриджа из британского университета Лестера. Родовое имя животного в переводе с греческого языка означает «островной пловец».

Незонектрисы вырастали примерно до 13 см в длину. Любопытной особенностью их сохранности является то, что хвосты и передние отделы часто встречаются по отдельности, то есть были соединены непрочно и оказывались раздроблены вскоре после смерти животных. Еще больше заинтересовала палеонтологов трубка, проходящая вдоль тела наподобие кишки: она была разделена перегородками на отдельные блоки.

«Это совершенно несовместимо с версией о кишечнике (который представляет собой полую трубку), но хорошо соответствует хрящевой хорде (или нотохорду), – отметил Гарсия-Беллидо. – Таким образом, теперь мы можем делать выводы о том, где именно эта группа располагалась на древе жизни».

Нотохорд встречается практически у всех позвоночных на эмбриональных этапах развития, по мере взросления обычно уступая место позвоночнику. Некоторые примитивные хордовые сохраняют нотохорд на протяжении всей жизни, а у других, вроде асцидий, он имеется только на ранних стадиях развития. Если у ветуликолий действительно имелась хорда, то это помещает их в группу предков или как минимум «двоюродных братьев» всех остальных хордовых, и в том числе человека.

«Они являются близкими родственниками позвоночных. У Vetulicolia имеется длинный хвост, поддерживаемый жестким стержнем, напоминающим хорду, которая является предшественником позвоночника и служит уникальным признаком позвоночных и их родственников», – сказал австралийский палеонтолог. Теперь Гарсия-Беллидо и его команда намерены переизучить известные остатки других ветуликолий, чтобы попытаться найти нотохорд и у них. Кроме того, будут продолжены раскопки на острове Кенгуру, где благодаря редкому стечению обстоятельств сохранились в ископаемом состоянии отпечатки мягких тканей животных кембрийского периода.

Статья A new vetulicolian from Australia and its bearing on the chordate affinities of an enigmatic Cambrian group опубликована в журнале BMC Evolutionary Biology

Челюсти позвоночных животных, как считается, произошли из передней пары жаберных дуг их древнейших рыбообразных предков. Американские ученые наконец-то обнаружили документальное подтверждение этой гипотезы в окаменелости кембрийского организма Metaspriggina.

Metaspriggina walcotti. Реконструкция: Marianne Collins

Согласно современным научным представлениям, челюсти и несколько мелких косточек внутреннего уха человека ведут свою родословную от жаберных дуг – своеобразных скелетных структур, в кембрийское или даже докембрийское время поддерживавших жабры примитивных рыбообразных позвоночных. Однако в связи с плохой сохранностью и неполнотой геологической летописи обнаружить эти дуги на месте их расположения в теле организма до последнего времени не представлялось возможным.

Только что профессор Саймон Моррис из британского Кембриджского университета и его коллега, доктор Жан-Бернар Карон из университета Торонто и Королевского музея Онтарио описали жаберные структуры раннего хордового Metaspriggina walcotti, жившего 505 млн лет назад. Окаменелости этой метасприггины уникальной сохранности были найдены в 2012 году в знаменитом местонахождении раннекембрийской фауны Берджес Шейл вместе с четырьмя десятками других фоссилий.

«Детали этих окаменелостей ошеломляют, – заявил Моррис. – Даже глаза прекрасно сохранились и отлично видны». Два крупных глаза метасприггины оказались вынесены на самый конец морды и оттого кажутся выпученными. А неподалеку от них ученые разглядели слегка изогнутые палочки – те самые жаберные дуги, которым суждено было со временем дать начало челюстям и слуховым костям позвоночных.

«Эти дуги, как уже давно известно, играли ключевую роль в эволюции позвоночных, в том числе в возникновении у них челюстей и крошечных косточек, занятых передачей звука у млекопитающих, – отметил британский профессор. – До сих пор, однако, нехватка качественных окаменелостей приводила к тому, что наши представления о расположении этих арок у первых позвоночных были чисто гипотетическими».

Оказалось, что жаберные дуги располагались в теле животного парами, что как нельзя лучше подтверждает гипотезу происхождения от них пары челюстей. При этом первая пара дуг у Metaspriggina была еще и толще всех остальных, что, возможно, является первым эволюционным шагом на пути к возникновению челюстноротых.

Дополнительно проанализировав строение и расположение мышц метасприггины, палеонтологи пришли к выводу, что это животное было активным и подвижным пловцом, не уступающим современной форели. А пара крупных глаз и обонятельный орган позволяли им отлично ориентироваться в море кембрийского периода.

Хордовые имеют возраст около 700 млн. лет назад, но хорошая геологическая история их эволюции начинается только в Кембрии. В океанах Кембрия и Ордовика известны только такие хордовые животные, какие не имели челюстей.
В Силуре получилось, случилось, произошло сформировались амфибии имевшие челюсти… От них происходят акулы и скаты, осетры овые рыбы, костистые рыбы и амфибии.
В Каменноугольном периоде появились наземные животные, — анопсиды… От анопсид происходят синопсиды и диопсиды. Эта классификация как бы учитывает количество височных ям, но реально это не так. Например, к диопсидам относят анопсидных анкилозавров, и птиц — имеющих открытые високчные углубления впадиныямы… К синопсидам относят однопроходных, по строению черепа близких к динозаврам и к птицам. Однопроходных относят к млекопитающием из-за имеющихся у них кожаных выделений и шерсти. Но выделения однопроходных подобны не молоку, а секрету копчиковой железы птиц, а шерсть такая же, как шерсть птерозавров…
В общем, от анопсид развилось несколько классов животных, по-разному сочетающих и развивающих их признаки. Эти стволы: ящерицы и змеи, крокодилы, динозавры (включая однопроходных), плезиозавры, тероморфы (включая ихтиозавров).
Потомки тероморфов, млекопитающие, известны еще в Триасе и Меле. Но возможность широко распространиться, млекопитающие животные получили только в эпоху Палеогена и Неогеновую эпоху. Это стало возможным после массового вымирания в Верхнем Меле множества видов во всех классах позвоночных.
В Палеогене появились млекопитающие со складчатой корой головного мозга: хищные, копытно-дамановые, обезьяны. Предком всех этих отрядов млекопитающих были какие-то лемуры. На лемуров похожи все древние млекопитающие, имеющие складчатую кору головного мозга.

Акулы потеряли все свои кости в процессе эволюции
29.05.2015 14:22
Ископаемая акула, найденная в западной Австралии, буквально перевернула представления ученых об эволюции этой группы рыб. Если еще недавно опасных морских хищниц считали достаточно примитивными созданиями, то теперь биологам придется относиться к ним, как к весьма продвинутым существам, проделавшим длинный эволюционный путь.

Gogoselachus lynnbeazleyae. Реконструкция: John Long

Революцию в ихтиологии устроил палеонтолог университета Флиндерса Джон Лонг. Три десятилетия Лонг раскапывает отложения девонской формации Гого (Gogo formation) в регионе Кимберли. В 2005 году он нашел там окаменевший скелет акулы, жившей в теплом тропическом море 380 млн лет назад. Изучение и описание животного затянулось, и статья о Gogoselachus lynnbeazleyae увидела свет лишь сейчас.

«Акул принято считать примитивными рыбами на том основании, что их скелет состоит из хряща, а кости у них никогда не образуются, – рассказывает профессор Лонг. – Однако теперь мы переворачиваем эту идею с ног на голову, утверждая, что ранние ископаемые акулы на самом деле имели настоящий костный скелет, и лишь впоследствии его потеряли».

Действительно, костную ткань у современных акул можно найти лишь в корнях зубов, а скелет и даже череп состоят из хрящевой ткани, считающейся предшественницей ткани костной. Эти представления распространяли и на всех акул прошлого. Но когда Лонг взглянул на хрящ гогоселяхуса под сильным увеличением с помощью микротомографии, то увидел в нем настоящие остеоциты – клетки, из которых состоят кости.

«Наша ископаемая акула впервые показала настоящую костную конструкцию, связывающую воедино крошечные хрящики. То есть мы видим акулу, которая на самом деле произошла от кого-то, у кого в скелете было намного больше костей. А на другом конце этой линии располагаются современные акулы, полностью утратившие кости и ставшие хрящевыми. Таким образом, наше ископаемое позволяет наблюдать эволюцию тканей, и объясняет причины, по которым современные акулы стали настолько успешными в наши дни – они просто отказались от костей, чтобы стать более легкими», – пояснил Лонг.

«Это действительно интересное открытие, – отметил профессор палеонтологии Упсальского университета Пер Альберг. – Скелеты современных акул состоят из своеобразной ткани, называемой призматическим кальцинированным хрящом. Этот хрящ минерализован и выглядит не как твердые листы, а как мозаика из крошечных минеральных призм. Такая ткань довольно сильно отличается от кости, и ее происхождение пока не очень хорошо понятно. Новая акула из Гого показывает, что, кажется, ранняя версия призматического кальцинированного хряща, в отличие от современного, имела между призмами зазоры, заполненные костными клетками».

«Изучение акул очень похоже на разгадывание грандиозной головоломки, – добавил профессор Лонг. – Они появились за 250 млн лет до последних динозавров и не сильно изменились с тех пор, удачно попав в выигрышную формулу. Но хотя их внешность осталась почти прежней, строение тканей претерпело серьезные изменения».

Выяснить все эти подробности Лонгу удалось благодаря специфическим условиям сохранности ископаемого материала в формации Гого. Обычно девонские рыбы сохраняются в окаменелостях сильно деформированными, расплющенными давлением осадочных пород. Но здесь, в Кимберли, древние рыбы дошли до нас трехмерными и объемными благодаря карбонатным конкрециям, образовавшимся на месте губко-водорослевого рифа.

«В те времена тут кипела жизнь, обитали многие виды рыб, например, давно вымершие бронированные плакодермы и ранние костные рыбы, потомки которых доминируют сегодня. Мы надеялись встретить тут много акул, но по какой-то причине они не были распространены на данном рифе», – добавил Лонг.

По этой причине находка скелета 75-сантиметровой акулы привлекла большое внимание. В руки ученых попали обе ветви нижней челюсти, фрагменты плечевого пояса, поддерживавшего грудные плавники, жаберные арки, около 80 зубов и несколько сотен чешуй. Образец был подвергнут множеству самых разных исследований, и одно из них привело к сенсационному результату, заставляющему пересмотреть как раннюю эволюцию акул, так и отношение к ним как к примитивной, задержавшейся в своем развитии группе.

Статья First Shark from the Late Devonian (Frasnian) Gogo Formation, Western Australia Sheds New Light on the Development of Tessellated Calcified Cartilage опубликована порталом PLOS ONE

Doi: 10.1371/journal.pone.0126066

Согласно новым данным американских ученых, птицы не являются потомками динозавров и происходят от особой группы архозавров, обособившейся от гигантских ящеров в далеком прошлом.

Scansoriopteryx. Реконструкция: Matt Martyniuk

Сенсационное открытие, способное буквально перевернуть с ног на голову всю современную палеонтологию, сделали Стивен Черкас из Музея динозавров в городе Блэндинг и Алан Федуччия из университета Северной Каролины. С помощью своей новой методики они изучили остатки крохотного пернатого ящера Scansoriopteryx и пришли к выводу о том, что нет никаких оснований считать его динозавром.

Scansoriopteryx, название которого переводится на русский язык примерно как «крылолаз» или «лазокрыл», был мелким, примерно с воробья, архозавром. Остатки единственной, неполовозрелой особи скансориоптерикса нашли в начале 21 века в юрских отложениях китайской провинции Ляонин. Судя по дошедшим до наших дней ископаемым, Scansoriopteryx был устроен примитивнее знаменитого археоптерикса и хорошо умел лазать по деревьям, планируя с них с помощью небольших крыльев.

До последнего времени скансориоптерикса относили к целурозаврам – группе теропод, от которых, по мнению большинства ученых, и произошли современные птицы. Однако исследование Черкаса (который, кстати, и открыл Scansoriopteryx) и Федуччия заставляет пересмотреть этот подход. Дуэт ученых использовал трехмерную микроскопию и фотографирование при низких углах освещения, чтобы прояснить структуры, нечетко рассмотренные прежде. Благодаря этому палеонтологам удалось уточнить естественные очертания костей таза, хвоста и конечностей, а заодно и обнаружить удлиненные сухожилия, тянувшиеся вдоль хвостовых позвонков, как у Velociraptor.

Тем не менее, большинство полученных данных свидетельствуют о том, что скансориоптериксу не хватало фундаментальных структурных особенностей скелета, чтобы быть причисленным к динозаврам. Скорее, он является потомком ранних архозавров, освоивших лазание по деревьям задолго до появления ужасных ящеров Соответственно, и птицы, у самых корней родословного древа которых располагается Scansoriopteryx, являются не потомками динозавров, а в лучшем случае их двоюродными племянниками.

Между тем у самого скансориоптерикса отчетливо видны типично птичьи адаптации вроде удлиненных передних конечностей, превратившихся в оперенные крылья, специализированной полулунной кости запястья и приспособленных к усаживанию на ветки лап. Скорее всего, это животное находилось в начале освоения полета, в который отправлялось, планируя с ветвей деревьев.

Нашу планету населяют самые разнообразные птицы, звери, змеи, крокодилы, которые все вместе образуют одну группу - позвоночные.

Почему животные - позвоночные?

У всех живых позвоночных существ внутри тела имеется костяной или же хрящевой скелет. Потому животные и получили название позвоночные, что основой всего скелета является не что иное, как позвоночный столб, состоящий из костей и черепа. И только у низших форм присутствует своеобразный плотный стержень, именуемый хордой.

Особенности позвоночных заключаются в наличии у них следующих признаков. Внутри позвоночного столба находится спинной мозг, он вместе с головным мозгом, находящемся в черепе, составляет центральную нервную систему. лишь позвоночным животным.

Есть характерные признаки позвоночных животных. Это две пары ног, плавников, лап, крыльев (конечностей), которые иногда могут быть и недоразвитыми. По каким же признакам объединены в группы все животные?

Позвоночные животные и их деление на классы

Очень разные по строению, да и по внешнему виду, позвоночные подразделяются на пять земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.

Классы позвоночных животных определены не случайно. Безусловно, все животные очень разнообразны, но они имеют и сходные признаки. При дыхании абсолютно все поглощают кислород, а выдыхают углекислый газ.

Также все они питаются, получая питательные вещества, растут, как все живое, и развиваются. Они реагируют на раздражители окружающей среды. Подобная особенность у большинства животных связана с присутствием нервной системы, а также органов чувств, таких как глаза и уши.

Кроме того, они размножаются, а значит, могут воспроизводить себе подобных. Большинство представителей абсолютно всех классов имеют большое значение в жизни людей.

Надо заметить, что к позвоночным относятся все привычные для нас домашние животные. Это коровы, овцы, лошади, куры, собаки, свиньи, коты и т. д. Да и промысловые дикие звери - это тоже позвоночные: зайцы, лисицы, рыбы, утки и т. д. Есть среди них и вредители: хомяки, суслики, полевки.

Мы видим, насколько разные позвоночные животные.

Рыбы

Окружающие нас реки, пруды, моря и океаны населены рыбами. У них есть свои особенности строения и приспособленность к существованию в водных условиях.

Надо сказать, что рыбы - это водные позвоночные. Большинство из них покрыто чешуей. У них нет постоянной температуры тела, а дышат они всегда только жабрами, которые забирают из воды растворенный кислород и выделяют, соответственно, углекислый газ. Сердце они имеют двухкамерное, но у них только один круг кровообращения.

К органам движения рыб нужно отнести плавники. У других позвоночных это уже будут конечности. Кроме того, есть еще и непарные плавники, которые расположены вдоль тела. Очень развит у них хвост. Интересно, что у рыб есть такой орган чувств, как боковая линия. Еще имеется у большинства представителей этой группы позвоночных животных

Рыбы для человека имеют огромное хозяйственное значение. Кроме очень полезных продуктов питания, из рыб получают жир, который добывается из печени трески. Дорогая и ценная икра берется из осетровых рыб. Много еще ценных продуктов человек получает из рыб, а потому нужно заботиться об охране рыбных запасов и приумножать их.

Во всем мире проводится огромная работа по рыборазведению.

Рыбы мечут достаточное количество икры, однако мальков из нее в природных условиях получается очень мало. Например, у кеты только один процент мальков выходит из всей икры. Поэтому люди вовсю стали использовать искусственное оплодотворение икры, что дает большое количество потомства. Мальки развиваются под наблюдением в искусственных условиях, а потом подросший молодняк выпускают в естественные природные условия обитания. Конечно, наибольшей популярностью обладает разведение осетровых и лососевых рыб.

Пресмыкающиеся

Кто такие пресмыкающиеся животные? Список их достаточно велик и разнообразен. Назван этот класс был так из-за того, что его представители, двигаясь по земле, тащат свое тело, как бы пресмыкаются. Вот отсюда и название.

Какие особи входят в класс пресмыкающиеся животные? Список очень разнообразен:

1. Ящерицы.
2. Змеи.
3. Крокодилы.
4. Черепахи.
5. Динозавры.

Чаще всего мы можем в природе встретить ящерицу. К пресмыкающимся относят и змей, хотя они сильно и отличаются от ящериц, однако имеют сходное внутреннее строение.

Большая часть этого класса полезна для человека. Ящерицы, например, уничтожают вредных насекомых, змеи - грызунов, которые наносят урон посевам.

Однако есть и такие виды, которые сильно вредят. Особенно опасны для человека ядовитые змеи.

В класс пресмыкающихся входят холоднокровные позвоночные животные. Их тела покрыты пластинками. Дышат они атмосферным воздухом, используя легкие. Многие пресмыкающиеся ведут сухопутную жизнь. Но даже те, кто приспособился обитать в воде (крокодилы, черепахи), размножаются таким же образом, как и остальные представители класса, откладывая в песок на суше яйца. А это говорит о том, что их далекие предки все-таки были наземными животными.

Возникновение пресмыкающихся было обусловлено изменениями климата, которые произошли в конце древней эры. Он стал более сухим, что привело к потере многих водоемов, превратившихся в пустыни. Все эти изменения привели к тому, что, пройдя некоторые стадии развития, появились первые пресмыкающиеся.

Вообще, пресмыкающиеся - это первый класс наземных земноводных. Они настолько быстро развивались, что вскоре стали господствовать и отодвинули на второй план земноводных.

Особенно бурно проходили стадии развития пресмыкающихся в средней эре. Именно в тот период динозавры (пресмыкающиеся) имели внушительные размеры. Они обитали как на суше, так и в воздухе, и в воде. Ископаемые остатки их очень интересны, ведь от них в дальнейшем возникли птицы и млекопитающие.

Земноводные

Земноводные приспособились к жизни на суше, приобрели множество особенностей, которые отличают их от рыб. Рассматривая строение позвоночных животных этого класса и их образ жизни, стоит заострить внимание на лягушках и жабах. Они очень полезны для людей, поскольку поедают множество вредных насекомых, а значит, помогают в борьбе с вредителями. Их объединяют в группу бесхвостых земноводных. Такое название они получили из-за отсутствия хвоста. В наших реках и озерах можно встретить и других земноводных, которые относятся к группе хвостатых. Это тритон обыкновенный.

В класс земноводных попали тритоны и других животные - позвоночные, которые уже живут на суше, а не как рыбы - в воде, но их обитание еще очень тесно связано с водой, ведь процесс размножения и развития происходит в ней.

Тело у земноводных покрыто кожным покровом, только очень слизистым. Конечности имеют пять пальцев. Взрослые особи дышат через кожу и легкими, а вот личинки имеют жаберное дыхание. Икринки не имеют никакой защиты, а потому выбрана водная среда для их развития. Позже потомство приобретает жабры, ведь маленькие головастики живут и питаются в воде. Потом в процессе развития появляются легкие и лапки, что дает взрослым особям возможность передвигаться по суше. Жевать земноводные не умеют, они целиком глотают пищу.

К данному классу относится еще одна группа - безногие земноводные (червяги).

Млекопитающие

Позвоночные млекопитающие характеризуются наличием очень важного признака. Детеныши зверей, относящихся к этой группе, вскармливаются молоком. Отсюда и произошло название класса.

Млекопитающих насчитывается огромнейшее число видов. К ним относятся и самые простые животные, и экзотические: корова, собака, волк, лиса, тигр, жираф, лев. Процесс эволюции очень изменил млекопитающих. И на сегодняшний день это самый распространенный вид из всех животных. А все объясняется тем, что представители этого класса способны адаптироваться к самым разным природным условиям. Группы позвоночных животных данного класса проживают на всем земном шаре.

Надо заметить, что млекопитающие по своему строению - наиболее развитые животные. Характерными отличительными приметами млекопитающих являются волосяной покров, теплокровность, четырехкамерное сердце и, конечно же, особое строение головного мозга.

Предками млекопитающих считают древних рептилий. У некоторых современных особей и сейчас имеется поразительное сходство с последними. Главным отличительным признаком млекопитающих и рептилий служит своеобразное строение скелета.

Надо заметить, что млекопитающие имеют более развитый мозг. А некоторые вообще наделены удивительными способностями, как, например, дельфины и приматы. Все представители этого класса передвигаются на конечностях, которые имеют пальцы.

Деление млекопитающих на группы

Вообще, данная группа насчитывает около 4200 видов. Все они весьма разные по внешнему виду и поведению. Одни животные совсем маленькие, можно сказать, даже крохотные, а другие - просто настоящие гиганты. И тем не менее они все прекрасно живут и размножаются, некоторые, правда, находятся на грани исчезновения, но в большей степени по вине деятельности человека.

Вообще, всех млекопитающих, в зависимости от того, как они воспроизводят свое потомство, подразделяют на три группы: плацентарные, сумчатые и клоачные. Надо заметить, что человек относится именно к плацентарной группе. Самые необычные животные - это клоачные. Они для размножения откладывают яйца, а затем их высиживают.

А вот сумчатые воспроизводят детенышей недоразвитыми, а завершают процесс развития в своей сумке. А вот что касается плацентарных зверей, то они рождаются полностью сформированными. Эта группа наиболее обширно представлена.

Птицы

В лесах, на лугах, в больших мегаполисах, на птицефермах, где бы мы ни были в любое время года, мы везде сталкиваемся с птицами. Они имеют для нас очень большое хозяйственное значение. Сколько продуктов питания нам дают только домашние птицы! Сложно представить нашу жизнь без них. А раз птицы представляют такой интерес для человека, то это заставляет заняться их изучением.

Весь класс птиц можно разбить на такие группы: страусовые, типичные птицы, пингвины.

Страусовые в основном обитают в Южной Америке, Австралии, Африке. Птицы данной группы не умеют летать, их крылья не приспособлены для этого, зато они прекрасно бегают и способны развивать скорость до семидесяти километров в час.

К пингвинам относят семнадцать видов. Птицы этого вида достаточно своеобразны. Они отличаются от других представителей данного класса. Все тело у них покрыто жесткими перьями. Передние конечности представляют собой не то крылья, не то ласты. А нижние (задние) конечности имеют перепонки. Передвигаются пингвины на нижних конечностях, помогая себе хвостом.

Питаются такие птицы в море, ведь они отлично плавают. Там они могут добывать себе мелкую рыбку, ракообразных, моллюсков. Двигаются они в море при помощи крыльев-ласт, а ноги являются рулевым устройством.

Хотя пингвины и птицы, но большую часть времени они проводят в воде. Именно поэтому у них присутствует специфическая окраска, как у морских животных. В воде пингвины способны развивать скорость более тридцати километров в час.

Наиболее крупным представителем этой группы является императорский пингвин. Его высота достигает ста двадцати сантиметров, а масса доходит до сорока пяти килограммов. Размножаются императорские пингвины яйцами. При этом, как правило, у них появляется только один птенец.

Типичные птицы

Третья класса птиц - типичные птицы. Тут присутствуют в основном летающие виды. Они прекрасно приспособлены к полету. Распространены такие птицы по всему миру. При этом они мигрируют. А происходит это с наступлением холодного времени года, тогда птицы ищут удобное место для зимовки, а с приходом весны возвращаются обратно, домой. Некоторые представители этой группы остаются на зимовку и никуда не улетают, однако им не всегда удается пережить холода, хоть они и имеют плотное оперение.

Беспозвоночные нашего мира

Как мы уже говорили выше, есть животные позвоночные, а есть и беспозвоночные.

Так вот, беспозвоночные характеризуются более упрощенным строением. К ним можно отнести моллюсков, раков, насекомых, пауков. На данном этапе человечеству известно более одного миллиона различных видов беспозвоночных.

Эти животные крайне важны для биосферы. Отвердевшие остатки древних беспозвоночных, живших в доисторические эпохи, попали в различные геологические породы. Немалое значение они имеют и для людей. Многих из них люди употребляют в пищу, кроме того, их используют в качестве корма для промышленных зверей. А некоторых беспозвоночных люди давно стали использовать в борьбе с вредителями.

В общем-то, позвоночные и осуществляют свои функции в биосфере. Все они важны и для человека.

Сравнительные характеристики позвоночных и беспозвоночных

Если уж говорить о позвоночных и беспозвоночных животных, то следует заметить, что они обладают рядом отличительных признаков.

Итак, позвоночные, как мы говорили, имеют внутренний костный или хрящевой стержень, чего не наблюдается у беспозвоночных. Кроме того, спинной мозг представлен в виде трубки, а головной мозг имеет уже пять отделов. В процессе дыхания позвоночных задействованы жабры, легкие, кожа. Присутствует двухкамерное, трехкамерное или четырехкамерное сердце, а кровеносная система имеет замкнутое строение. Органы чувств располагаются на голове. Питание происходит за счет использования челюстей.

Что касается беспозвоночных, то они, естественно, имеют намного более упрощенное строение. Внутреннего скелета у них нет, да и нервная система имеет узловатый тип, Сердце у беспозвоночных может быть как однокамерным, так и многокамерным. Органы чувств находятся по всему телу.

Вместо послесловия

Все особенности строения позвоночных дают им возможность вести активный образ жизни. То есть позвоночные могут хорошо передвигаться, а это очень важно для поиска пищи. Это, в свою очередь, продвинуло их на передний план в процессе эволюции. Более высокий уровень жизнедеятельности, умение защищаться от врагов обеспечили этим животным возможность расселения по всему миру.

Школьникам разобраться в нюансах строения и жизнедеятельности позвоночных поможет такой предмет, как биология. Позвоночные животные изучаются в восьмом классе. Тема эта помогает разобраться в закономерностях эволюционного процесса, показывая на примере, как живые существа прошли развитие от простейших до высокоорганизованных организмов.

Пройдя множество изменений и преобразований, позвоночные достигли такого уровня развития, который позволяет им вести достаточно активный образ жизни, добывать себе пищу, защищаться от врагов, выращивать потомство.