2025年高中生物奥赛-动物形态与分类(详细讲义)

2025-12-25
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内容正文:

同学们好,接下来的两次课,我们将为大家介绍高中奥林匹克竞赛中动物形态与分类这一章的内容。据不完全统计,我们这个世界上的动物种类大概有150多万种,那么按照最权威的分类方法,将其分为34个门,当然我们这个课程不可能把这34个门面面俱到都讲到,那讲完了大家就都成专家了。我们必须得有所挑选,所以我们就选择了大学本科教学一般来讲都要介绍的那传统10大门。这10个门包括:原生、多孔、腔肠、扁形、线虫、环节、软体、节肢、棘皮、脊索。为什么在34个门当中偏偏挑出这传统10大门呢?因为这10个门中每个门的出现都标志着动物进化到了一个新的阶段。我们通过这10个门的学习,就可以轻松地理出动物进化的这条主线。这其实就提醒我们要优先掌握每个门的特征,并且要特别注意对比,每学一个新的门的动物都要跟前边一个门进行对比,找出不同,从而看到这种进化和发展。 那么具体到每个门的物种,我们也不可能每个门的所有动物都给大家介绍一遍,那跟介绍32个门也就没啥区别了,那我们要关注哪些物种呢?学习提示:首先要特别关注的是每个门的代表物种,其次就是那些和我们人类生产、生活、健康息息相关的物种。当然,每个物种具有那么多特征呢,我们又该重点关注哪些特征呢?也是两个,一个是能够反映它进化地位的特征,再一个就是那些能体现生物与环境相适应的特征。 好了,今天我们将为大家介绍这10个门中的前9个门,他们被统一的称为无脊椎动物;而脊椎动物作为脊索动物门的核心,我们将在下次课再为大家介绍。 下面我们就正式开始进入第一个门,叫做原生动物门。原生动物门的动物是地球上最原始、最低等的动物。这里的“原生”其实就是单细胞的意思。也就是说原生动物门的动物,浑身上下只有一个细胞,但就这一个细胞却相当于我们的一个个体,要行使个体所要行使的一切生命活动。就分类而言,按照最原始的两界系统(植物界和动物界),原生动物被归为动物界的一个门,即我们这里要讲的原生动物门。但是如果按照五界系统来分类,原生动物就独立成了一个界,即原生生物界。五界系统指的是:动物界、植物界、真菌界、原生生物界、原核生物界。如果再加上一个病毒界,那就是六界系统了。当然啦,我们这里依然把原生动物作为动物界的一个门来看待的。 那么原生动物门都有哪些特征呢?1、单细胞动物,身体微小,形态多样。2、正因为就只有这一个细胞,它要完成我们一个个体要完成的各项生命活动,如呼吸、排泄、摄食、运动、生殖、应激等等,它之所以凭借一个细胞就能做到这些,这是因为在一个细胞之内,不同的部分分化成了不同的结构,完成不同的功能。这些不同的部分就像我们不同的器官一样,但这是在一个细胞内部所发生的分化,所以有专家把它叫做细胞内的分化。而我们就把细胞内执行不同功能的部分、结构叫做细胞器。3、原生动物的营养方式是非常多样的,有植物性营养、动物性营养和渗透营养。植物性营养,就是像绿色植物一样进行光合作用合成养料;动物性营养,就是像我们一样吞噬外界的物质来获取营养;而渗透营养是指溶在它生存环境液体当中的物质,通过渗透进入它的体内。4、由于浑身上下只有一个细胞,它只能通过细胞的表膜直接与外界进行呼吸和排泄。5、而原生动物的生殖方式也极其多样,既有无性生殖也有有性生殖。无性生殖有二分裂、出芽生殖、裂体生殖、孢子生殖等等,通过无性生殖能够让它们在短时间之内迅速地扩增子代。而有性生殖往往是当环境发生变化的时候才进行,比如像接合生殖、配子生殖等等。6、只要有水的地方,我们就能找到原生动物,无论是淡水、海水还是潮湿的土壤,所以它的分布是比较广泛的。7、遇到不良环境,原生动物会以包囊的形式度过不良环境。这是对于整个这个门的概述。 下面我们来看这个门的代表动物——大草履虫。这个大家都不陌生,由于其形似草鞋,故名草履虫。可以看到,草履虫浑身上下就只有一个细胞,细胞的最外面是它的细胞膜,也叫表膜。在表膜的外面,是密布全身的纤毛,这些纤毛其实正是草履虫的运动器官。纤毛的摆动是非常富有节奏感的,就跟划龙州一样,很整齐,所以草履虫在水中的运动那是相当地迅速的。为了便于观察草履虫,我们一般会在水中放一些障碍物,比如棉纤维,来限制它的运动。 在草履虫身体的一侧,有一个位置的膜发生了下陷,形成了口沟,这是它摄食的部位。由于口沟内壁上的纤毛格外地长,摆动起来特别有力,这就导致整个草履虫运动时浑身受力是不均匀的,所以它在水中的运动是旋转着前进的。口沟继续下陷,就形成了胞口,再往下陷,就形成了胞咽,再往下陷,就与表膜脱离形成了食物泡。这其实就是我们熟悉的胞吞作用。正是通过这样的胞吞作用,草履虫完成了摄食。食物泡在草履虫体内会沿着一个固定的路线进行移行,移行的过程当中它会与一种细胞器相遇,你能猜到是哪种细胞器吗?对,正是溶酶体!溶酶体中有大量的水解酶,会将食物泡当中的这些有机物进行消化。显然这种消化跟我们的消化很不一样,它是发生在细胞内部的,因此称为细胞内消化。而那些没有被消化的食物残渣,最终会在身体后方的某个部位,以胞吐的形式吐出去,这个部位就叫做胞肛。别看它小,它却能像我们一样吃饭、排遗。 我们再来看一看草履虫体内还有哪些独特的结构。首先我们可以看到,草履虫作为一个细胞它也有核,但是它有两个核,一个大核、一个小核,其中那个大核是多倍体,是管营养代谢的;而小核才是我们熟悉的控制遗传和储存遗传物质的结构。 好了,我们再来看看在草履虫的身体的两端,各有一个奇特的结构,中央是一个囊泡,向周围发出了一些收集管,就好像星星一样,它们不停地在进行伸缩,交替地伸缩,所以也叫伸缩泡。这个伸缩泡是干什么用的呢?那就是排出体内多余的水分。因为草履虫生活在淡水当中,由于渗透作用,水会不停地涌进它的体内,如果不能及时排出这些水,最终它就会吸水涨破。其实伸缩泡还有一个副作用,那就是在排水的同时也会顺带把细胞的一些代谢废物排出体外。好,这就是我们能够在草履虫身上看到的一些结构。 那么草履虫是如何繁殖的呢?我们看到,草履虫既可以进行无性生殖,也可以进行有性生殖。环境条件好的时候,无性生殖,可以迅速繁殖从而扩张种群;而环境条件恶劣的时候,有性生殖,因为有性生殖的后代具有更大的变异性和更强的生活力。它的无性生殖就是这种简单粗暴的二分裂,整个分裂过程无论大核还是小核,核膜始终不消失,有点类似我们的无丝分裂。而分裂时,我们发现这个分裂面与它身体的纵轴是相垂直的,所以我们把这种二分裂就叫做横二分裂。草履虫的有性生殖方式叫做接合生殖,两个草履虫口沟对口沟,逐渐细胞膜融合了,然后大核消失了,小核经过几次分裂,最终发生了部分遗传物质的交换,你的给我一部分,我的给你一部分,导致每个草履虫都将含有双方的遗传物质,这显然是一种有性生殖,这就是接合生殖。 好了,介绍完了代表动物草履虫,我们再来看看原生动物门的分类。这个门主要分成了4个纲:鞭毛纲、肉足纲、孢子纲和纤毛纲。草履虫就属于纤毛纲,因为它以纤毛作为运动器官。而有些原生动物却是以鞭毛作为运动器官,这就是鞭毛纲。代表动物——绿眼虫。我们发现,在它身体的前方,伸出一根鞭毛。当然,鞭毛纲的动物未必都只有一根鞭毛,有的具有多根鞭毛。但不管几根,鞭毛是它们的运动器官,这是鞭毛纲的典型特征。鞭毛跟纤毛的区别,除了数量和长短的差别之外,还有一大差别就是,即使有的动物同时具有多根鞭毛,摆动的时候也是各摆各的,各自为政,而不像草履虫的纤毛那样地同步和富有节奏。 绿眼虫其实分布还是相当广泛的,大家对它应该并不陌生,到了夏季水池或者池塘当中经常会变得很绿,这其实就是绿眼虫在里边大量繁殖的结果。特别是在那些有机质非常丰富的水域,绿眼虫繁殖得就格外地快。什么叫有机质丰富呢?说白了就是特别脏的水。所以这个绿眼虫显然有一大应用啊,它是水体重度污染的一个指示生物。 绿眼虫为什么是绿的呢?因为它的细胞内富含叶绿体。这就告诉我们,它可以进行光合作用,它的营养方式是植物性营养。所以一直以来动物学家和植物学家就在争,动物学家说它是动物,植物学家说它是植物,但其实它既不是动物,也不是植物,人家是原生生物。所以,当我们把整个生物界分成五界系统的时候,就不会有这些争论了。仔细观察绿眼虫的叶绿体,你会发现,它不是我们一般意义上的那种椭球形。事实上,这是一种比较原始的表现,低等生物所含有的叶绿体形态往往是不固定的,有的呈片状,有的呈螺旋带状(水绵),直到后来的高等植物叶绿体的形态才稳定下来,变成了我们熟悉的椭球形。绿眼虫的营养方式绝不仅限于植物性营养,它的厉害之处在于,在没有光的情况下,它还可以进行渗透营养和吞噬营养(动物性营养)。也就是说,它既是自养的也是异养的。 绿眼虫的生殖方式一般也是二分裂,但你看它和草履虫的区别,它的分裂面与身体的纵轴是平行的,这就叫纵二分裂。这也是整个鞭毛纲的特征之一了。 绿眼虫是鞭毛纲的代表,鞭毛纲当中还有一些动物跟我们人类有很大的关系。比如大家都知道,有一种自然灾害叫做赤潮。那么赤潮是由什么原因导致的呢?其中的罪魁祸首之一就是鞭毛纲当中的各种腰鞭毛虫,其中有的腰鞭毛虫甚至还会发光,这些腰鞭毛虫也被称为夜光虫。 在鞭毛纲当中,还有一些营寄生生活的寄生虫。比如利士曼原虫,该寄生虫会寄生于人的巨噬细胞内,使人患黑热病。这是我国五大寄生虫病之一。但利士曼原虫的寄主不只是我们人类,它还有一个寄主,就是白蛉,它会在我们人和白蛉之间更换寄主。 其实很多寄生虫都会存在这种更换寄主的现象,比如鞭毛纲中的锥虫,会在我们人和采采蝇之间更换寄主。锥虫会寄生在我们人的血液中,进一步侵入到我们的脑脊髓液中,从而使人昏昏欲睡,这种病就叫昏睡病。当然了,你们上课睡觉肯定跟这没关系,因为这种病目前只在非洲流行,我们国家还没有发现。 鞭毛纲中的动物,以鞭毛作为运动器官,而鞭毛的数量往往是比较少的,但也不乏有一些鞭毛数量较多的种类,比如——披发虫。提到它,我们就不得不提到另外一种害虫,那就是白蚁,我们知道白蚁作为一种害虫,专门吃木材来祸害我们。但你可曾想到,真正能够分解消化木材中纤维素的,不是白蚁,而是白蚁消化道中的披发虫。两者狼狈为奸,祸害我们人类。有人就曾经做过一个实验,把白蚁消化道中的披发虫都给弄死,结果白蚁还在不停的吃木头,最后消化不良,饿死了。 说完了鞭毛纲,我们再来看看另一个纲,肉足纲。代表动物就是具有变形能力的大变形虫。大变形虫的细胞膜特别地薄,细胞质在它的体内不停地进行着流动,于是在某个部分就会形成一种临时性的细胞质突起,我们把它叫做伪足。大变形虫正是靠伪足来进行运动和摄食的。而变形虫之所以能够变形,主要是由于它内部细胞质在不停地流动,而流动的同时还在发生着一种状态的变化。仔细观察我们可以看到,它的细胞质可以分为没有颗粒的外质和富含颗粒的内质,而内质又可以分成外层的凝胶质和内部的溶胶质。溶胶质是可以流动的,当它向某个部位冲击的时候,相应的地方就会突出形成伪足,而冲在前面的溶胶质又会向两侧散开,立刻凝固成为凝胶质。而与此同时,身体后方的凝胶质又不断地转化成为溶胶质向前涌动,于是身体就会向伪足伸出的方向进行运动。 大变形虫虽然是本纲的代表,但和我们人类的生产生活关系不大,主要的用处就是用于科研。而和我们健康密切相关的就是痢疾内变形虫。会导致我们人患痢疾,也就是拉肚子。我们看它的生活史,首先,痢疾内变形虫以四核包囊的形式感染我们人体,所谓包囊就是很多原生动物抵抗不良环境的一种休眠体,是一种不吃不喝的状态。到达我们的消化道之后,四核包囊就会分裂成四个细胞,进而转化成滋养体。所谓滋养体就是很多原生动物正常生活的状态,过日子的状态,能摄食、生长、繁殖。痢疾内变形虫的滋养体分为大滋养体和小滋养体。小滋养体在我们消化道中主要吃一些我们吃剩下的食物残渣,对我们基本无害。但是,一旦我们的抵抗力下降了,比如感冒了,那么小滋养体就会转变成大滋养体,这就坏事了,大滋养体会穿过我们的肠壁,以吞噬我们的血细胞为生。从而导致我们的肠壁破损,我们就会拉肚子,甚至便血。当然,学完这个不要误认为所有的痢疾都是变形虫引起的,事实上,绝大多数的拉肚子还是由于细菌急性感染导致的。 下面,我们来看另外一个纲——孢子纲。这个纲的动物全部寄生,代表动物就是导致疟疾的疟原虫。疟原虫同样存在更换寄主的现象,我们人类是它的终末寄主,而它的中间寄主是按蚊。这幅图就是疟原虫的生活史,我们就从按蚊叮人说起,当感染了疟原虫的按蚊叮人的时候,就会将疟原虫的梭形子孢子注入我们体内,这些子孢子就会到达第一站——肝脏。在肝脏中,疟原虫会进行一种最快的无性繁殖方式——裂体生殖。所谓裂体生殖,就是首先进行核分裂,形成一大堆的核,然后在每个核的外面再包上细胞质、细胞膜,形成一个个的子细胞。这种增值非常的迅速,由一个细胞,通过裂体生殖就可以形成成百上千的子细胞。这种快速增殖的特点是和它的寄生生活相适应的。但要说明一点,疟原虫在肝脏的这个阶段,个体并不发病,在医学上叫做潜伏期。等到过了潜伏期,大量的肝脏细胞破裂之后,疟原虫释放出来,将继续进入第二站,也就是我们的血红细胞。在红细胞内,它以吞噬血红蛋白为生,继续它的裂体生殖。当红细胞大量破裂,细胞内容物以及疟原虫的代谢废物同时大量的进入我们的内环境时,可想而知,我们内环境的稳态就会被破坏,我们就会犯病,于是就表现出一阵冷一阵热的,所以俗称“打摆子”。但这个过程我们的免疫系统也不是吃干饭的,我们也在不断地和疟原虫进行着斗争,如果我们的免疫系统在这场战争当中逐渐地占据上风的话,这意味着体内的环境对疟原虫渐渐地不利了。不利怎么办?三十六计走为上策,赶紧撤吧。当疟原虫考虑好了要撤的时候,它就会不再侵入红细胞,转而变成了大小配子母细胞,然后就是等待。如果非常地幸运,此时有按蚊前来叮人,就会在吸取血液的同时把疟原虫的大小配子母细胞一并吸进它的肠道内。接下来这个故事就转移到了按蚊的体内了。在按蚊的肠道当中,大小配子母细胞经过一番转化,变成了大配子和小配子,然后大小配子结合形成合子,这就相当于我们学过的受精作用形成受精卵的过程。所以,显然这是一个有性生殖过程。形成的合子再经过一系列的移行、转化,形成十几万甚至几十万的梭形子孢子,等待着按蚊再次叮人。这就是疟原虫的整个的生活史,我们不难发现,它存在着明显的交换寄主和世代交替的现象。所谓世代交替,就是有性生殖和无性生殖交替进行。在人体内进行的是裂体生殖这样的无性繁殖,而在按蚊体内,它进行的却是有性生殖。 原生动物门的最后一个纲,就是纤毛纲。代表动物就是我们最开始介绍的大草履虫。但除此之外,常见的还有喇叭虫(大的甚至能达到1mm长)、钟虫等。 原生动物门是动物界最低等最原始的一个门,因为这个门的动物浑身上下只一个细胞。地球上除了原生动物之外,其余的就都是多细胞动物。但是在正式开始学习这个多细胞动物,也就是后生动物之前,我们必须插播一个内容。那就是多细胞动物起源的证据。我们相信多细胞动物肯定是由单细胞动物进化而来的,但是有什么证据呢?当然最有力的证据就是化石证据,其次还有一些别的证据。我们在这里边给大家介绍一个证据,叫做胚胎学的证据。也就是说,通过观察动物的早期胚胎的发育,来揭示进化的线索。这是一个什么理论呢?在我们生物学上有这么一个学说,叫做生物发生率。也就是说动物的胚胎发育过程简短而迅速地重演了系统发展的过程。说白了,就是说你只要看一个动物的早期胚胎发育的过程,就仿佛看到了动物界进化的历程。听起来挺玄学的,但这一学说却被人们普遍接受,你不需要证明其真伪,你也证明不了,你只需相信即可。 那么我们就来亲眼看一看,动物早期胚胎发育都经过了哪些阶段。我们知道我们的生命开始于第一个细胞——受精卵。受精卵里边都会有些卵黄。有的带的卵黄多,叫多黄卵;有的带的少,叫少黄卵;有的分布得均匀,叫均黄卵;有的分布得不均,叫不均黄卵。我们知道,卵黄是富含营养物质的,是为动物早期胚胎发育提供营养的,但它同时也带有黏性。所以凡是卵黄密集的区域,那么这个细胞分裂就变得比较困难,我们一般把这种不均黄卵的两端都会给它命一个名字。卵黄少的部位,细胞分裂快,叫做动物极;而卵黄多的那一极,细胞分裂慢,就叫做植物极。如果说这个卵黄的含量相对比较适中的话,那么整个受精卵都能够进行卵裂,这就叫完全卵裂。而完全卵裂又分为两种情况,我们可以看到第一行的卵裂,整个受精卵都进行均等分裂,分不出什么动物极植物极,这就是完全均等卵裂。而第二行就不太一样了,卵黄明显分布不均匀,上边动物极,下边植物极,动物极细胞分裂快,植物极细胞分裂慢,这就是完全不等卵裂。但也有的受精卵,里边的卵黄含量可能过高,导致整个受精卵无法都进行分裂,只好在某些局部区域,卵黄相对较少的地方进行卵裂。比如说第三行,只在胚盘处发生卵裂,叫做盘裂。第四行,只在它的表面进行分裂,所以叫表面卵裂。但不论受精卵进行的是哪种卵裂方式,最终都会殊途同归,形成一个外面有一个胚层内部中空的这么一个胚胎,这就是我们熟悉的囊胚,里面的腔就叫囊胚腔。 囊胚继续往下发展,我们可以看到一端会不断地下陷,而另一端则会逐渐地外包。于是就出现了两个胚层,分别叫做外胚层和内胚层。这就是我们熟悉的原肠胚。内胚层内陷所形成的这个腔,就叫做原肠腔,将来它就会变成我们的肠腔,也就是整个消化道。而内胚层内陷所形成的这个孔,就叫做胚孔,也叫原口。如果说这个胚孔,将来发育成了这个动物的口,那么这种动物就叫做原口动物;相反,如果这个孔发育成了这个动物的肛门,而在对面一侧再开一个口,发育成口,那么这个就是后口动物。 但还没有完,事情还要继续。将来在内外胚层之间还会再形成一个胚层,那就中胚层。而原口动物和后口动物形成中胚层的方法是不一样的。原口动物是在内外两胚层的交界部位,逐渐发展出来了中胚层,这种形成中胚层的方法,叫做端细胞法。中胚层细胞一开始就是一团,后来就逐渐地裂开,外层贴在外胚层的内侧,而内层贴在了内胚层的外侧,中间就是完全由中胚层围成了一个巨大的空腔,将来这个腔是要容纳我们的各种内脏器官的,这就是真体腔。而这种形成真体腔的方式,我们就把它叫做裂体腔法。而像我们人这样的后口动物,形成中胚层和真体腔的方法就不太一样了。仔细观察,我们的中胚层从哪来的呢?是在肠的背部两侧,也或者说是内胚层的背部两侧,各形成了一层凸起,这种形成中胚层的方式叫做体腔囊法。最后这个中胚层也将脱离这个内胚层,进入到内外胚层之间裂开,也是形成了真体腔,那么这种形成真体腔的方式,我们就把它叫做肠体腔法。 不管怎么说,到这里胚胎发育到了一个拥有外、中、内三个胚层的原肠胚阶段。而这三个胚层的命运已经注定,外胚层未来将发育成为动物的表皮及其附属结构、神经系统和感官。内胚层未来将发育成为动物的消化道和呼吸道上皮、各种消化腺。而其余的,像骨骼、肌肉、循环、生殖和排泄系统都将由中胚层发育而来。 这就是动物早期胚胎发育的过程,由受精卵经过卵裂形成囊胚,再到原肠胚。而有趣的是动物也是沿着这样一个过程进化的,这就是生物发生律告诉我们的。受精卵代表的就是原生动物,浑身上下只有一个细胞,后来动物将会不断地进化,达到两个胚层和三个胚层的阶段,这在后边我们都会看到。所以不论生物发生率是真是假,至少它能够让我们更好地理解整个动物的进化历程,我们只需相信即可。 好了,介绍完了动物的胚胎发育过程,我们就可以继续往下走了,我们可以开始介绍多细胞动物。而要说这个多细胞动物当中最原始的,应该就是这个多孔动物,也叫海绵动物。但我们要清楚,多孔动物并不在动物进化的这条主线上,而是一个侧支,所以也叫侧生动物。我们先来看这个门的主要特征:1、身体柔软而多孔,似海绵。2、营固着生活,体型不对称。海绵嘛,如果切成很多小块的话,那每一小块都是一块海绵,没什么对称可言。3、有初步的细胞分化,但没有明确的组织。多细胞嘛,如果没有细胞分化,那跟单细胞动物所构成的群体又有什么区别呢?所以它必然有细胞分化,只不过这种分化还比较初步,没有明确的组织。4、具有发达的水沟系。这和海绵的固着生活相适应的,水流不断地通过水沟系带来氧气和食物,同时又带走它的代谢废物和食物残渣。5、胚胎发育中有胚层逆转现象。怎么逆转的?我们一会儿再说。6、海产种类发育过程中具有幼虫阶段,它的幼虫称为两囊幼虫。 下面我们来看海绵的具体结构:这就是海绵的水沟系,海绵身上有很多孔,最上面这个大的就是出水孔,体壁周围有很多小的入水孔。如果我们把它的一部分身体放大,就是右边这幅图。我们发现,海绵的体壁由两层细胞构成,细胞排列比较松散,两层细胞中间的是中胶层。外层是一圈扁细胞,构成上皮壁,保护身体。扁细胞之间穿插着孔细胞,构成水流通过的孔道。那么水流为什么会在水沟系中流动呢?原因就在于在内层有一种特殊的细胞,叫领细胞。这就是放大的领细胞,由于细胞膜向外突出,形成一种领子一样的结构,故名领细胞。而在领子的中间有一根长长的鞭毛,正是这个鞭毛的不停摆动,促使了水的流动。那这个领子是干嘛的呢?原来它是一个过滤食物的筛网,水流通过时,食物颗粒就会粘在领子上,然后被领细胞吞入细胞内,进行细胞内消化。所以我们看到,它依然进行的是比较原始的细胞内消化,还没有出现像我们一样的细胞外消化。 我们再来看海绵动物的胚胎发育:受精卵经过卵裂形成囊胚。囊胚中哪个是动物极,哪个是植物极呢?我们刚才也说了,动物极细胞分裂快,所以细胞小而数量多,所以这个细胞小的就是动物极,而对应的细胞大的就是植物极了。比较特别的是,动物极细胞向囊胚腔中生出了一些鞭毛,而另一端的植物极居然在中间出现了一道裂缝。接下来奇迹发生了,囊胚居然由内到外整个发生了一个翻转。原来的内侧变成了外侧,导致动物极小细胞的鞭毛都被翻到了外面,这就形成了两囊幼虫。之后不久,动物极内陷形成内胚层,而植物极外包,形成外胚层,这就是胚层逆转。因为一般的多细胞动物,在形成原肠胚时都是动物极形成外胚层,而植物极形成内胚层。海绵动物正好相反,所以叫就叫胚层逆转。 下面我们来看一下海绵动物门的分类,分成3个纲:钙质海绵纲、六放海绵纲、寻常海绵纲,反正都是海绵。这里给大家提一个有趣的海绵,这就是六放海绵纲中的偕老同穴,为什么起这么个古怪的名字呢?原来,在偕老同穴的中央腔内经常寄居一对俪虾,这对俪虾终生不再外出,因而得名。其实是因为在俪虾还小的时候,会成对的钻进偕老同穴的中央腔中以寻求庇护,但随着他们的身体越来越大,慢慢地他们就再也出不来了。 海绵动物只是动物进化的一个侧支,而在这条主干上,真正后生动物的开始是从腔肠动物开始的。首先,概述一下腔肠动物门的主要特征:1、首先,从腔肠动物开始,首次出现了对称的体制,这在动物进化史上,也是一个重要的标志性事件,只不过腔肠动物的对称体制是那种最为原始的辐射对称。所谓辐射对称,就是过身体的中轴有无数个切面,可以把它分成相等的两个部分。这就和我们是不一样的,我们是两侧对称,过身体的中轴只有一个切面可以把我们分成相等的两部分。这就意味着,腔肠动物不像我们,它只有上下之分,没有前后左右之分。也就是动物本身没有任何方向感,那么这样一种没有任何方向感的体制,可想而知,它只能是固着生活或悬浮生活。2、具有两胚层和消化循环腔(原始消化腔)。前面我们讲过,在个体发育过程时,会经历一个只有内外两个胚层的原肠胚阶段,再往后才出现了中胚层和真体腔。而这里的腔肠动物就是进化到了这样一个只有两个胚层的阶段,由于没有中胚层,自然也就没有真正的体腔。但它有原肠腔,这个原肠腔就是这里的消化循环腔。为什么叫消化循环腔呢?因为我们说它没有中胚层和真体腔,所以也就没有血液循环系统。当水流进入它的消化循环腔时,既为它带来了食物,也为他输送了氧气。所以这个腔叫消化循环腔。当然了,它的这个消化循环腔还是非常原始的,典型的有口无肛门。所以这个食物是从口进入,转一圈后,食物残渣再从口出去,这个口就是我们胚胎发育时的原口。可见这是一种非常简单的、不完善的消化管道系统。3、已经开始出现了原始的组织分化,但不像我们具有明显的四大组织(上皮、肌肉、神经、结缔),腔肠动物主要以上皮组织为主,占有一种垄断的地位。人们发现,在它的上皮细胞当中,居然能够找到肌原纤维。这说明它的上皮组织和肌肉组织实际上是合二为一的,还没有完全地分开。所以我们把这样的细胞称为皮肌细胞,也就是皮肤肌肉细胞的简称。4、具有最原始的神经系统——网状神经系统。5、生活史中具有水螅型和水母型两种基本形态。6、生殖方式多样,既有有性生殖,又有无性生殖。而如果有性生殖和无性生殖周期性的交替进行,那便是世代交替现象。7、海产种类发育中也具有幼虫阶段,即浮浪幼虫。 下面,我们来看腔肠动物的代表——水螅。水螅通过下方的基盘,来附着在石块或者水草的上面。在它的上方我们能看到一些触手,触手平常就伸展着,进行狩猎,一旦碰到食物就可以将食物捕捉,然后送入它的口中。上方就是它的口,口的周围有垂唇,再往内部,我们便可以看到它的消化循环腔。那么对于水螅的结构,我们最重要的是要为大家介绍它的体壁。我们把一段体壁放大,可以发现,它的体壁确实是由两个胚层所组成,分别是外胚层和内胚层,内外胚层之间的是中胶层。在外胚层当中我们可以看到,最主要的就是外皮肌细胞,这个外皮肌细胞主要起了一个保护的作用。而在皮肌细胞之间夹杂着一些其它的细胞,比如像感觉细胞、间细胞等等。这里要特别的为大家介绍腔肠动物所特有的一种细胞,著名的刺细胞。我们可以看到这就是刺细胞的结构,它内部是一个囊,叫做刺丝囊,里边充满着液体,而刺丝是一种细长的管状结构,平常就藏在这个刺丝囊当中,一旦碰到猎物或者是敌害,那么这个刺丝就会从刺丝囊中翻出。要么穿破猎物的身体,注入毒液;要么,把猎物缠住。所以刺细胞实际上就是它防御和捕食的工具。除了刺细胞之外,在内皮肌细胞之间我们还能看到一些腺细胞,这些腺细胞可以分泌一些消化液,这样让食物在消化循环腔当中消化。这说明从腔肠动物开始,动物首次出现了细胞外消化现象。不过,它还是依然以细胞内消化为主的。此外,我们还发现某些内皮肌细胞上居然还能看到鞭毛,正是这些鞭毛的摆动,促使水进入消化循环腔,转一圈之后,再出去。 这个就是网状神经系统。最大的特点就是神经细胞遍布全身,形成网络,没有神经节,自然也就没有神经中枢啦。而且仔细观察它的神经细胞,你会发现没有明显的轴突树突,这就意味着,兴奋的传导是没有固定方向的,当你刺激它的任何一个部位时,兴奋都会传遍全身,它会整体收缩。而且它的神经系统还有一个特点,就是兴奋传导的速度慢。如果你用针扎一下你的同桌,你同桌的手会迅速缩回;但如果你用针同样扎一下水螅的话,你就真正知道什么叫反应迟钝了。 水螅的繁殖主要以出芽生殖这样的无性生殖方式为主。在身体的某一个部位突出形成一个芽体,芽体越长越长、越长越大、越长越像水螅,最终与母体脱离,形成新的个体。当然了,在条件不利的情况下,水螅也可以进行有性生殖,方式就是精卵结合。 我们说水螅是腔肠动物门的代表动物,但其实它并不能完全代表这个门。比如我们刚才在概述这个门的特征时,强调生活史中有水螅型和水母型,世代交替现象,以及浮浪幼虫。这些特征水螅都不具有,之所以把它作为这个门的代表就是因为它常见,它是一种淡水生活的种类。那么谁才能真正代表这个门呢?那就是海产种类——薮枝螅。这就是薮枝螅的生活史,整个生活史中既有水螅型,也有水母型,而且具有世代交替现象,水螅型通过无性生殖产生水母型,水母型再通过有性生殖产生水螅型。而在有性生殖胚胎发育的过程中,会经历一种幼虫阶段,这便是浮浪幼虫。这个浮浪幼虫其实就是一个长满了纤毛的原肠胚。 最后,我们来看一下这个门的分类,腔肠动物门分成了3个纲:水螅纲、钵水母纲、珊瑚纲。水螅纲我们刚才已经介绍挺多了,这个纲的动物多数情况下既具有水螅型,也具有水母型,但水螅除外,水螅只有水螅型。钵水母纲一般指的是那些大型水母(薮枝螅的水母型非常小,只有1~2mm),所以水母世代发达,而水螅世代不发达。代表动物——海蜇。珊瑚纲恰恰相反,只有水螅型,也没有世代交替现象。代表动物——海葵、珊瑚。我们经常所见到的珊瑚,其实是珊瑚虫死后遗留下来的石灰质骨骼。从图上来看,珊瑚虫就像一个个的小水螅,但外面有很多石灰质骨骼。 接下来,我们来看扁形动物门。扁形动物在动物进化史上可以说达到了一个新的阶段,因为从扁形动物开始,出现了两侧对称体制,并且出现了中胚层。好,我们来看这个门的主要特征:1、两侧对称。这在动物进化史上绝对是至关重要的。我们一起来分析分析,与辐射对称相比,两侧对称的身体具有了前后、左右、背腹之分实际上这也标志着我们的身体开始分工了。背部逐渐地可以发展出一种保护的机能,腹部可以发展出一种运动的机能,而动物的运动也由原来的不定向的随波逐流,变成了一种定向的运动。而一旦进行定向运动,就意味着我们动物体的前方总是最先接触到一些新的、刺激性强的条件,这就使得我们的神经系统逐渐地向前集中,以使我们的运动更加的准确。应该说两侧对称的出现,也使得动物从原来的悬浮生活过渡到了能够在水底爬行的生活,而只有先能在水底爬行,才可能有一天登陆后再继续爬行。因此我们说两侧对称对于动物未来登陆,应该说奠定了重要的基础。2、从扁形动物开始在内外胚层之间,出现了第三个胚层,即中胚层。中胚层的出现,应该说它大大缓解了内外胚层的负担。只不过在扁形动物,中胚层还只是一个开始,大量的中胚层细胞充斥在了内外胚层之间,没有能够裂开也就没有能够形成体腔。这些中胚层其实就充当了一种实质组织,可以贮存水分,贮存食物。3、外胚层形成的表皮和中胚层形成的肌肉紧贴在一起,包裹全身,称为皮肤肌肉囊,简称皮肌囊。具有运动和保护功能。4、消化系统依然是有口无肛门(不完全消化管)。5、由于代谢更为旺盛,大量的代谢废物需要及时排出,于是扁形动物发展出了动物界最原始的一套排泄系统,叫做原肾管。6、神经系统相对于腔肠动物,出现了一定的集中,形成梯状神经系统。但这种集中还是比较初步的。7、生殖系统比较复杂,这种复杂的生殖系统,也就保证了它能够快速地繁殖。多为雌雄同体,异体受精。 下面我们来看这个门的代表动物——三角涡虫。三角涡虫一般生活在小溪缓流的石块下面,翻开之后就能够看到它趴在石块上边进行一种游泳状的爬行。头部呈三角形,所以叫三角涡虫。上边我们能看到有眼点,眼点是一种感光的结构,因为涡虫是喜欢在暗处生活的。它的口的位置很独特,口位于身体后3分之1处,而口的内部是咽,是一种肌肉制的咽,摄食的时候这个肌肉制的咽可以从口中翻出来进行摄食。再往里便是它的肠了,涡虫是三肠目的所以肠有向前和向后三个分支。这是涡虫身体的横切面,我们看到表皮和肌肉紧贴在一起,构成皮肌囊,包裹全身。而在身体腹面,着生有很多纤毛,用于运动。 最左边这幅图这就是涡虫的梯状神经系统,从前端的一段脑神经节向后发出了两条腹神经索,然后一些横神经将它们交联起来,整体看起来就像一把梯子。接着我们来看排泄系统——原肾管。原肾管就是一种密布全身的管道系统,在管子游离的末端是一个盲端,这里有一种特殊的细胞,称之为焰细胞。由焰细胞伸出很多的纤毛,在管道内不停摆动,离远了一看,这个结构就好像一团火焰似的,故名焰细胞。正是焰细胞纤毛的不断摆动,将代谢废物和水分排入排泄管,最后通过开口于体表的排泄孔排出体外。 最后说说涡虫的生殖系统,我们看到,确实挺复杂的。涡虫是雌雄同体,这就意味着一个个体身上既有雄性生殖系统,也有雌性生殖系统。为了便于大家区分,我把涡虫身体一侧的雌性生殖系统用红线勾勒了一下。我们先来看雄性生殖系统,有精巢、输精管、输精管汇合膨大形成储精囊、最后左右两侧的汇合于阴茎。再来看雌性生殖系统,最前端一对卵巢,卵巢发出输卵管,输卵管周围有很多卵黄腺,两侧输卵管最终汇合于生殖腔。但是还没完,生殖腔又出来一个分支,形成了一个膨大的结构,叫受精囊。请同学们一定要区分受精囊和储精囊。储精囊是雄性生殖系统的一部分,作用是储存自己的精子。而受精囊属于雌性生殖系统的一部分,其作用也是用来储存精子。储存谁的精子呢?注意可不是自己的,而是对方的。看来,涡虫虽然是雌雄同体,但却是异体受精,所以它有交配现象。交配之后,彼此储存对方的精子于自己的受精囊内,而此时卵细胞还没成熟呢,等卵细胞成熟了,精子就会顺着输卵管在卵巢附近完成受精。当然了,涡虫也是可以进行无性生殖的,这种无性生殖源于涡虫极强的再生能力。将涡虫一分为二,头部可以再生出完整的尾部,而尾部也可以再生出完整的头部,这样,一个个体就变成两个个体了。三角涡虫是淡水生活的种类,而对于海产种类,在个体发育中会经历一种幼虫阶段——牟勒氏幼虫。 下面我们来看本门的分类。涡虫纲是本门中营自由生活的种类,而本门的另外两个纲:吸虫纲和绦虫纲,就都是营寄生生活了。所以这里也有一些著名的寄生虫,比如吸虫纲的华枝睾吸虫、日本血吸虫,绦虫纲的猪带绦虫。我觉得大家要有一个认识,凡是营体内寄生生活的种类,一般都有一些共同的特点,比如有一些吸附器官(口钩、吸盘等);消化道和感觉器官均退化;生殖系统发达等等。这就是华枝睾吸虫,最前方是一个口吸盘,可以吸附在我们的肝胆管的位置,后面就是分叉的消化道,但消化道末端依然是盲端。除此之外,满眼望去基本上就都是它的生殖系统了。为什么叫华枝睾吸虫呢?因为在它身体后方有两个呈树枝状的睾丸,也就是精巢。这也算是它的一个标志性特征了。我们看它的生活史,它具有三个寄主,除了我们人是它的终末寄主以外,它还有两个中间寄主,分别是沼螺和淡水鱼。而整个生活史,它经历了多个幼虫阶段,毛蚴→胞蚴→雷蚴→尾蚴→囊蚴。每个幼虫阶段也都是它大量繁殖的过程。所以像这样的寄生虫,繁殖能力是非常惊人的。从生存策略上讲,这是典型的R型策略,也就是以量取胜。这是与之类似的日本血吸虫的生活史,它只有一个中间寄主,即钉螺。而它的幼虫阶段包括了:毛蚴→母胞蚴→子胞蚴→尾蚴(分叉尾)。日本血吸虫的成虫具有雌雄合抱现象,较大的雄性具有抱雌沟,就天天抱着雌性生活在一起,这当然也是有利于他们更好地繁殖了。日本血吸虫也是一种危害我国比较严重的寄生虫,导致的血吸虫病也是我国五大寄生虫病之一。绦虫纲中也有很多寄生虫,比如著名的猪带绦虫。绦虫的典型特征就是身体由很多的节片构成,这是一种假分节现象。越往后,节片就越成熟。这幅图就是一个成熟节片,我们看到,里面布满了生殖系统啊,此时的子宫还是比较小的,而再往后成为了妊娠节片(孕节片),就基本上全都是子宫了,里面充满了受精卵。哪来这么多受精卵呢?原来为了快速繁殖,它经常自体受精的。而这样的妊娠节片脱落后会随粪便排出体外。猪吃了之后就会被感染,如果我们在市面上看到了这样的猪肉,肉里有白色的、米粒一样的东西,这种肉俗称米猪肉,这里的白米粒其实就是猪带绦虫的囊尾蚴。别买,赶紧举报! 扁形动物虽然出现了中胚层,但它却并没有形成体腔。而我们接下来要讲的原腔动物,已经开始具有体腔了。只不过它的这种体腔和我们绝大多数动物的体腔又不一样,我们的是真体腔,所以它们的就是假体腔喽,所以这类动物也被叫做假体腔动物。而凡是具有这种假体腔的动物,我们都叫它原腔动物。所以原腔动物并不是指某一个门,而是好多门的一个汇集。我们先来看看原腔动物的主要特征:1、身体一般呈长线性,所以也叫线形动物。体表具角质膜,这种角质膜对它们具有很好的保护作用,但同时也限制了它们的生长,所以这就意味着每次生长都要蜕皮。2、具有原体腔(假体腔)。3、消化系统有口、有肛门(完全消化管)。但消化管前后粗细一样,没有进一步的分化。4、排泄系统依然是原肾管型。5、雌雄异体且异形。我们来看,这是体腔的类型。A这是我们刚介绍过的扁形动物,没有体腔,中胚层充斥在内外胚层之间形成实质组织。B这就是假体腔,中胚层贴在外胚层的内侧,而内胚层的外侧没有中胚层。也就是说它只有体壁中胚层,而没有脏壁中胚层。这个体腔是位于中胚层和内胚层之间的,这就是假体腔。C这才是真体腔,既有体壁中胚层,也有脏壁中胚层,体腔就位于两个中胚层之间。 好,下面我们来看原腔动物的代表门——线虫动物门。这是线虫的结构,体呈长线型。进一步观察它的横切面,最外面有厚厚的角质层,中间有很发达的肌肉,要知道,肌肉是由中胚层发育来的。所以你看这些肌肉都附着在了表皮层上,而肠道周围没有肌肉分布。这就是我们说的只有体壁中胚层,而没有脏壁中胚层。中间的腔就是假体腔。我们说原腔动物是雌雄异体且异形,我们看蛔虫,确实是雌雄分开的,那雌雄到底区别在哪呢?一个是大小,雄性瘦溜一些,雌性粗壮一些。但这不是关键,要把一大堆线虫放你面前,仅凭大小你根本分不清。所以辨雌雄的关键,还得看尾部,雄性尾部有弯曲,而且这种弯曲你是捋不直的。而雌性尾部不弯曲,即便弯了,你也能给她捋直喽。 这是蛔虫的生殖系统,由于身体呈长线型,所以生殖系统也发生了特化,不论是精巢还是卵巢,所有生殖器官均为长线型,而且在体内反复折叠,所以在它的横切面上,你能够同时地看到卵巢、输卵管、子宫等结构,甚至能一次看到好几个。这是蛔虫的生活史,蛔虫的成虫寄生在人的小肠当中,并在此交配,交配后的雌虫大量产卵,这些受精卵会随粪便排出体外,在土壤中逐渐发育变成了具有感染能力的卵。这时如果有人饭前便后不洗手,不注意个人卫生,就有可能被误食,误食后到达小肠,在肠液作用下孵化成幼虫。此时,幼虫会穿过肠壁,进入血管,通过血液循环到达肺。再沿气管到达咽部,通过我们的吞咽动作,它再次到达我们的小肠。所以,为啥叫蛔虫啊,过来的时候就在小肠,经过这样一番体内的移行,又重新回到了小肠定居,故名蛔虫。这就是它的生活习性,必须通过这样复杂的移行,才能逐渐发育成熟。而最可怕的是如果这个移行的过程它要是迷路了,走差道了,走到别的地方,那就很可怕。如果万一要是定居在了脑中,就可能会引起癫痫;如果要是跑到眼睛里,可能导致失明;如果定居在肌肉里边,就可能肌肉疼痛。所以最好还是成功地回到肠里,只要能正常回到肠里,其实蛔虫一般对我们人危害不太大,而且蛔虫这个东西寿命比较短,一般寿命也就一年,所以它可以自清,我们总是能耗过它的。 线虫动物门里还有一些其他常见的寄生虫。比如蛲虫,一般小朋友容易感染,因为它会导致肛门处奇痒无比,小孩子嘛,自控力比较差,扣扣屁股,嗦嗦手指,这就导致了自体感染。另外,还有钩虫导致的钩虫病;以及丝虫导致的丝虫病(典型症状如象皮肿)。这两种病也是我国五大寄生虫病。至此,我国五大寄生虫病我们都已经见到了,他们是:疟疾、黑热病、血吸虫病、钩虫病和丝虫病。 原腔动物中还有一个我们教材中提到的门,就是轮虫动物门。轮虫由于头部具有轮器,上面有纤毛在不停摆动,像车轮一样,故名轮虫。我们重点关注它的孤雌生殖方式,在轮虫的生活史当中,一年如果进行10次繁殖的话,有9次都是孤雌生殖。我们把进行孤雌生殖的个体叫做非混交雌体。非混交雌体通过有丝分裂产生非需精卵,因为是有丝分裂,所以染色体数目不变,依然是2N。由这个非需精卵可以直接发育成一个新的非混交雌体。这就是它的孤雌生殖。绝大多数繁殖都是通过这样的孤雌生殖。而在各种特殊因素的混合刺激之下,比如环境变得恶劣了,非混交雌体产生的卵就可能发育成混交雌体。混交雌体通过减数分裂形成卵,这样的话遗传物质就减半了,这个卵就是需精卵,需要与精子受精才能继续发育。可是哪有精子呢?原来迟迟等不来精子的需精卵,就会直接发育成雄体。实际上这个雄虫什么都没有,什么结构、器官统统退化,只保留生殖系统,然后直接产生精子。这样的精子就会与其他需精卵受精,形成受精卵,发育成为新一代的非混交雌体。这就是轮虫独特的生殖方式。 好,接下来我们进入一个新的门,这就是著名的环节动物门,代表动物就是我们熟悉的蚯蚓。可以说,从这个门开始,动物进化到了一个较为高等的阶段了。我们先来看这个门的主要特征:1、环节动物嘛,顾名思义,身体出现了分节。这也是非常了不起的一个标志性的特征,身体分节是身体机能进一步完善的标志。它标志着身体开始进行分工,身体分为不同的体节,由不同的体节完成不同的功能。而功能相似的体节,又可以进一步发生合并形成体部,这样机能就进一步地完善。但是身体分节这件事,也不可能一步到位,它也得慢慢来。观察环节动物的体节,我们会看到它的各个体节形态、结构、功能都十分相似,看起来就像是重复的一样,我们把这种分节方式叫做同律分节。这是一种比较原始的分节方式。后来动物进一步地发展,由同律分节进化到了异律分节,也就是各体节功能出现了差异,身体进一步地进行分工,那就更加地进步了。但不管怎么说,分节这件事是从环节动物开始的。2、从环节动物开始,终于中胚层在内外胚层之间裂开了。外边贴在了体壁之内,形成体壁中胚层;内部贴在了脏壁之外,形成了脏壁中胚层。在两个中胚层之间裂开,形成了一个巨大的、封闭的、完整的体腔,这个体腔就叫做真体腔,也叫做次生体腔。这样一个真体腔的出现,给动物机体进一步地发展,器官进一步地形成提供了一个空间。同时里边充满着液体,这也影响到动物的生存。3、说到环节动物的运动器官,这得分为海产的和陆生的来说。海产环节动物,像沙蚕,它是以疣足来进行运动的。疣足是体壁外凸形成的一种非常独特的运动器官。那可真的是体壁外凸,甚至于连体腔都伸进足内了,也就是说它的足内部都是空心了。而陆生环节动物,像我们熟悉的蚯蚓,主要靠得是刚毛来运动。4、环节动物还有一个比较进步的特征,那就是出现了循环系统。而且血液始终都在血管当中流淌,而不流出血管,不流进组织间隙,我们把这种循环系统叫做闭管式循环系统。这其实是相当先进的,大家知道咱们就是闭管式循环系统,我们的血液始终也都在血管当中,决不会流出去。所以,这个闭管式循环系统在环节动物就已经出现了。5、排泄系统也发生了进化,由原来的原肾管进化到了后肾管。什么是后肾管,我们一会再说。6、神经系统也进一步集中,形成链状神经系统。7、生殖腺由体腔上皮产生。8、海产种类个体发育经担轮幼虫阶段。 下面我们来看这个门的代表动物——环毛蚓,俗称蚯蚓。蚯蚓长年生活在潮湿的土壤之中,借助刚毛在土壤中穿行,所以体呈长圆筒型,并借助身体背部的背孔不断分泌体腔液,使身体保持湿润,湿润的身体不仅有利于它在土壤中穿行,而且也是它皮肤呼吸所必需的。 由于长期在土壤中生活,头部和感官都退化了。那我们怎么判断哪里是它的前方呢?看运动方向嘛。那如果是这样的静态图片呢?我们看到,蚯蚓不愧为环节动物,身体确实都是一节一节的,这就是体节,而节与节之间的就是节间沟。对于性成熟的蚯蚓,身体前方的部分体节会有一个明显的变化,这几个体节节间沟消失了,体表变得格外的肿胀,好似有一个环或者说有一枚戒指套在了它的身体上面,这样环状、带状结构我们把它叫做生殖环带。所以,靠近生殖环带的那一端就是身体的前端。 这是蚯蚓身体的横切面,我们看到中间确实有一个很大的真体腔。它的横切面的结构和我们之前讲的线虫横切面的结构相比,最大的区别在哪呢?那就是它的肌肉不仅分布在体壁上,而且你有没有发现,在它的消化道的周围,也分布有肌肉。这就是我们说的脏壁中胚层发育而来的肌肉组织。消化道周围的这些肌肉使得它的消化能力大大增强,也使得它的消化道开始出现了分化。 这就是它身体前方的消化道,口、咽、食管、嗉囊(储存食物)、砂囊(内壁高度角质化,研磨食物)、肠,再往后还会有一对锥形的盲囊,盲囊可增大消化吸收面积,同时也会分泌一些消化酶,帮助消化。所以你看,它的消化道不像线虫那样从前到后都是大小粗细一致的管道,而是有了一定的分工和分化,这也是一个进步。另外,在食道上方,有一种特殊的腺体,叫钙腺,可分泌钙离子来中和消化道中的酸性物质。 再来看它的循环系统,闭管式循环系统,血液始终在血管中流动。首先在身体背侧中线上,有一条非常粗大的背大血管。这条背大血管在解剖的时候是要求能够看清楚的,所以我们在解剖蚯蚓的时候,在用剪刀剪开体壁的时候,不能对着正中线剪,往往要偏于一侧来剪开体壁,以防止破坏这个背大血管。身体腹面还有腹血管。在背血管和腹血管之间有很多环状的血管,这几条环状的血管有一定的搏动能力,相当于心脏,是血液循环流动的动力之源,所以这些环状血管也可以叫做心脏。血液沿着背大血管由后向前流淌,再经环血管流到腹血管,再由腹血管由前向后流动,从而完成血液循环。 再来看一下它的神经系统。在它的神经系统当中,在咽上有一对咽上神经节构成的脑,然后通过围咽神经,在咽下形成咽下神经节,在腹部形成腹神经索,上面有一个一个的神经节。但要注意,这些神经节与体节之间并非一一对应。这就是链状神经系统,就像一条锁链一样。 再来看它的后肾管型排泄系统。这个后肾管的样子其实并不复杂,就是一个两端开口管子。这个管子的一端叫做肾口,开口于上一体节的体腔。另一端叫肾孔,开口于本体节的体表。肾口周围有一些纤毛,通过不断地摆动,来收集体腔液当中的代谢废物,经过肾管的运输再把这个代谢废物通过肾孔排出体外。表面上看这也没啥先进的,其实我们说看这个事情不是看样子,关键看功能,功能进一步地完善了,体现在哪里呢?你看,在肾管的周围密布着血管。这就意味着这根管子,它不仅仅能够收集体腔液当中的代谢废物。同时还能收集血液中的代谢废物。实际上这是整个动物界排泄系统进化的大趋势,那就是由体腔联系进化发展到血液联系。像我们,就完全只收集血液中的代谢废物。 最后,我们来看生殖。在6/7,7/8、8/9体节的节间沟上的两侧有受精囊孔,里边对应的就是它的受精囊。14、15、16体节的节间沟消失,形成生殖环带。第14体节的腹部中央,有一个雌性生殖孔。第18体节的腹面两侧有雄性生殖孔。既有雌性生殖孔,又有雄性生殖孔,这就说明蚯蚓是雌雄同体。虽然是雌性同体,但它却也是异体受精。所以它的受精囊是用来储存其他蚯蚓的精子的。我们看这是蚯蚓的交配过程,头端相对,以腹面紧贴,雄性生殖孔与受精囊孔对接,将精子注入到对方的受精囊内。所以蚯蚓的交配过程,其实就是彼此交换精子的过程。 环节动物门被分成了三个纲:多毛纲、寡毛纲、蛭纲。多毛纲的代表就是沙蚕,主要以疣足为运动器官,疣足末端着生也刚毛。这个纲大多海产,而对于海产种类,也是要经历幼虫阶段的,它的幼虫就称之为担轮幼虫。寡毛纲的代表就是我们刚才说的环毛蚓。而蛭纲我们其实也不陌生,代表就是蚂蟥,也就是水蛭。这个纲的动物大部分营暂时性体外寄生,像蚂蟥就是吸血的嘛,所以你看,它的身体前后都特化出了吸盘,而它的运动器官退化消失了。 接下来,我们来看软体动物门,这是动物界的第二大门,多数具有贝壳,所以也叫“贝类”。从进化上讲,一般认为软体动物与环节动物有着共同的起源,但在长期进化中,软体动物却朝着不活动的生活方式发展。有点不思进取的感觉,所以你会发现,这个门的很多特征都表现地有些原始,这其实也是它长期适应环境的结果。你当然可以说这是一种退化了,但这其实都是演化的过程。我们先来看这个门的主要特征吧:1、软体动物门的动物身体普遍比较柔软,而且不分节,只能是我们人为地把它划分为头、足和内脏团三个部分。当然这三部分在身体上是怎么分布的,不同的纲不太一样。由于身体柔软,所以外面就需要一个硬质的壳来保护身体。所以具有贝壳,是软体动物的一个重要特征。而这个贝壳是由外套膜向外分泌产生的。所谓外套膜,是身体背部皮肤褶襞延伸而成的膜状结构。外套膜与躯体之间也会形成一个腔,这就是外套腔。2、软体动物的体腔发生了一个变化,原本发达的次生体腔(真体腔)退化了,同时还保留了初生体腔。这就导致初生体腔与次生体腔同时存在。次生体腔仅保留了围心腔、生殖腺和排泄器官的内腔。3、循环系统由原来的闭管式循环退化为开管式循环。这也好理解,软体动物更加地不活泼,更加地懒散,很多动物是半固着的生活方式。这样一种懒散的生活方式使得它对氧气和养料的需求不高,所以开管式循环即可满足它的需求。但在这里要特别指出,软体动物中的最高级种类——头足纲,又重新恢复为闭管式循环。因为它是一种快速游泳的种类,对氧气养料需求量较大。4、神经系统进一步地集中,往往具有脑、足、脏、侧四对神经节。而且这四对神经节之间有神经索将它们相连在一起。5、软体动物通常是雌雄异体,而且在海产种类的发育过程中,出现了担轮幼虫和面盘幼虫,面盘幼虫其实也是一种特殊担轮幼虫。前面我们刚说过,担轮幼虫也是海产环节动物的幼虫,而在软体动物也出现了。这实际上就在提示我们他们在进化上有着共同的起源。6、排泄系统仍旧是后肾管型。7、软体动物出现了专职的呼吸器官。水生种类的是鳃,陆生种类的是肺。但这其实都是外套膜的衍生物。 软体动物的代表——无齿蚌(无铰合齿,铰合齿是两瓣贝壳背缘铰合部的齿状突起,与对应的齿槽相互嵌合),俗称河蚌。这就是它的贝壳,贝壳通常可以分成这么三层,从外到内:角质层、棱柱层、珍珠层。角质层赋予贝壳一定的抗酸碱腐蚀的能力。棱柱层实际上是一种石材——方解石,赋予贝壳一定的硬度。而珍珠层和珍珠的成分是一样的。如果一些细小的沙粒进入外套膜与贝壳之间,就会刺激外套膜不断分泌珍珠层,将异物包裹起来,形成珍珠。天然的珍珠是相当昂贵和值钱的,后来我们可以人工向里面添加砂砾,生产了大量的珍珠,这个珍珠也就变得不值钱了。 这就是无齿蚌的内部结构。首先我们看到的是两个发达的肌肉丛——前后闭壳肌。顾名思义,闭壳肌收缩,壳关闭。所以,正常情况下,炒熟了之后,壳就都开了。 外套膜两片,紧贴贝壳,这里只展示了其中的一片,两个外套膜将身体包裹其中,里面的腔就是外套腔。而在身体后方两片外套膜又会形成两个管道,即出水管和入水管。上面出水管,下面入水管,水流流动的过程中就会经过鳃。水流之所以会在外套腔中流动,是由于外套膜和鳃上密布很多的纤毛,纤毛的摆动导致水流的流动。 这是它的足,呈斧状,所以叫斧足。斧足基部就是口,食物通过口到达胃,胃的周围有很发达的消化腺,而胃这里还有一个特殊的结构,叫晶杆囊,里面是晶杆。晶杆有搅拌食物的作用,同时晶杆溶解也可以释放消化酶。胃后面就是长长的肠道了,有意思的是肠子居然直接穿过了心脏,这也算是它的一个特点了。最后,肛门就开在了出水管这。 我们知道,鳃是河蚌的呼吸器官。但事情往往没有这么简单,有人做过一个实验,将河蚌绝大多数的鳃去掉,只保留一小部分。结果,河蚌还是死了,但它不是因为缺氧而死,而是饿死的。原来,河蚌的外套膜也有呼吸的功能,而它的鳃还具有辅助摄食的功能。我们看这幅图,水流经过鳃的过程中,鳃还有一个滤食作用,再加上鳃表面纤毛的不停摆动,将食物颗粒送入口部。 河蚌虽然是淡水种类,但它发育过程中,居然也有一中幼虫阶段——钩介幼虫。这个现象确实罕见,因为绝大多数的幼虫都是海产种类才有的,而河蚌居然也有幼虫。顾名思义,钩介幼虫,有钩,可以钩在淡水鱼(如鳑鲏鱼)的鳃或者鳍上,并且从鱼体获得营养,营一种暂时性的寄生生活。 我们来看软体动物门的分类。软体动物门主要分为4个纲。你会发现这四个纲在体型(体制)上差别是比较大的。多板纲,比较原始,比如石鳖(不是鳖)。腹足纲,比如各种螺类。双壳纲,也叫瓣鳃纲,比如河蚌。头足纲,最高等,比如乌贼、章鱼。 我们先来看腹足纲。特点:身体左右不对称;头部明显,有眼和触角;足发达,位于身体腹面;通常有一螺旋形贝壳。在这些特征中身体左右不对称,是最独特的。我们知道,从扁形动物开始,就已经出现了两侧对称的体制了,而且这种体制一直都没变过。可到了蜗牛这,居然不对称了。为什么不对称呢?原来是因为它背着那个重重的壳。这就是扭转学说。也就是说,原本它的身体也是对称的,而在进化过程中它的内脏团曾经发生过扭转。由于这种扭转的发生,导致了这种不对称的现象。这种扭转实际上是为了解决一个问题,那就是它高耸笨重的螺壳在它运动的时候,会压迫身体后方。从而阻挡了身体后方这个外套腔的出水孔。为了解决这个问题,它将出水孔拧至身体前方,这样便可以让水流更加地通畅。所以这是它进化过程中,不断地适应环境的结果。 我们再来看软体动物门中的最高等类群——头足纲。特点:两侧对称,分为头、足、躯干三部分;足特化成腕长在头上,所以叫头足纲嘛;外壳退化为内壳,类似于我们的内骨骼,有个俗称,叫海螵蛸;头部发达,两侧有一对发达的眼,其眼的结构和我们脊椎动物眼的结构是高度相似的;口腔内有角质鄂和齿舌;神经系统高度集中形成脑,并有软骨包围,类似于我们的脑颅。可以毫不夸张地说,在整个无脊椎动物界,它是最聪明的。甚至放到整个动物界,它的聪明程度都是数一数二的。像我们平时说的鱿鱼、章鱼、乌贼都属于这一类的。我们知道,乌贼名称的由来,是因为在它胃的附近,有一个墨囊,墨囊内有墨腺,可分泌墨汁。在遇到危险时,就会喷出墨汁以躲避敌害。这就要求我们在解剖乌贼的时候,要格外注意,不要把它的墨囊弄破,否则哪都是黑的。 这就是齿舌,齿状的舌。 头足纲的动物不像其他软体动物那样过着消极的生活,相反,它是一种积极的、快速运动式的生活。它是如何快速运动的呢?当我们打开乌贼的外套膜,在它体内有一种特殊的软骨质的槽状结构,叫做闭锁槽。而在它外套膜的内壁对应的位置,有一对软骨质的突起,称为闭锁突。这个闭锁突和闭锁槽可以像暗扣一样扣上。此外,在身体中央还有一个漏斗。这些结构都和它的运动有关。当乌贼想要运动时,首先将外套膜打开,使水流进入外套腔内。然后,闭锁突和闭锁槽紧紧地扣住。这时,水要想流出,就只能通过漏斗。而如果你摸过乌贼的体壁,你会发现,它的外套膜是肌肉质的,相当发达。这样,肌肉质的外套膜迅速的收缩,将外套腔中的水从漏斗迅速挤出。可想而知,根据物理学上作用力与反作用力的原理,乌贼会向相反的方向迅速游动。所以,乌贼是倒着游泳的,但速度非常快,而且也不会撞上,因为它有发达的眼。 软体动物门是动物界的第二大门,那第一大门是谁呢?就是我们下面要讲的节肢动物门。不仅种类数量多,而且分布非常的广泛,这和它高度适应陆地生活是分不开的。而从进化上讲,它应该是来源于环节动物的。下面我们重点来看一下这个门的主要特征:1、在环节动物同律分节的基础之上,节肢动物将结构功能相似的体节发生合并,形成了体部。于是在节肢动物里,有各种各样的身体分部的方式。比如昆虫纲就分成了头、胸、腹三部分;甲壳纲就是头胸部和腹部;多足纲就是头和躯干部等等。这样的分部,使得各部分在功能上各有侧重。比如昆虫的头、胸、腹三部分,头部是感觉和摄食的中心;胸部有翅膀和足,是运动中心;腹部是营养和生殖的中心。显然身体分部代表着一种分工,代表着机能的进一步完善。不仅身体分节,附肢也分节,所以叫节肢动物。附肢分节的好处是不言而喻的嘛,使它的运动更加灵活了。2、节肢动物是无脊椎动物中高度适应陆地生活的一类生物,动物登陆之后,面临着一个巨大的挑战 ,就是保水。陆地上水分的蒸腾是非常地快。而为了防止水分大量地散失,节肢动物在体表被有一层外骨骼,这层外骨骼的主要的成分就是几丁质。有了这样一个坚厚的外骨骼附在体表,就好似一身铠甲保护它的身体,既能防止它受到一些物理性的侵害,更重要的是大大减缓了水分的蒸发,实现了保水。但是凡事都有利就有弊,这个水是保住了,但这层坚厚的铠甲却阻止了它的生长。为了生长,它必须得定期的蜕皮。3、皮肤和肌肉不再紧贴,而是分开了,不再形成皮肌囊。而且肌肉成束,附着在它的外骨骼的内侧,而且肌肉属于发达的横纹肌,收缩有力。这都大大增加了它的运动能力。4、在节肢动物的体内有一个巨大的混合体腔,之所以叫混合体腔,是因为它已经区分不开哪儿是真体腔,哪儿是假体腔了。而且它的循环系统也是开管式循环。这样,混合体腔内便充满着血液,所以这个混合体腔也可以叫做血体腔。在这一点上,它为什么表现地这么原始呢?5、因为它有着发达的呼吸器官——气管。气管其实说起来并不复杂,它就是密布在虫体内部的一个管道系统,这个管道在体表有气门开放,气体通过气门进入到体内之后,气管会在体内不断地分支,越分越细,最后最细小的分支是紧贴组织细胞的。说白了,直接是送气到户。这就意味着,它的血液只负责输送养料,而不负责输送氧气和二氧化碳。所以它的开管式循环就足以满足它的需求了。6、由于运动能力的增强,代谢的废物也会增加。为了能够及时地排出这些代谢废物,节肢动物也形成了多种排泄器官,比如由肠演化而成的马氏管。7、由于陆地环境风云变幻,使得它的感官进一步发达,而神经系统进一步集中,不过从结构上,依然属于链状神经系统。 下面我们来看这个门的代表——昆虫纲。而昆虫纲的代表就是棉蝗。这就是棉蝗的外表。身体分为头、胸、腹三部分。头部着生一对复眼、3个单眼,另有一对触须,咀嚼式口器,触须和口器其实都是它的附肢特化形成的。我们看,这就是咀嚼式口器,有上唇、下唇、大颚、小颚,这其中除了上唇以外,其余的都是它的附肢特化。它的触角也是附肢特化来的,这是触角的模式图,分为三部分:柄节、梗节和鞭节。胸部着生有3对足和两对翅。其中的足属于附肢。前两对足属于步行足,第三对足是跳跃足。这就是足的模式图,包括基节、转节、腿节、胫节和跗节(基、转、腿、胫、跗)。 下面我们来看它的蜕皮过程。首先在新旧外骨骼之间充满一种液体,这个液体就叫蜕皮液。蜕皮液中有几丁质酶,能够水解几丁质。但是有趣的是,这个蜕皮液中的几丁质酶只能水解旧的外骨骼的几丁质,而对这个新的外骨骼的几丁质无效。并且也不需要把整个旧的外骨骼通通水解掉,只需在某一个部位水解出一条缝就可以了,虫体就可以从这个小缝整体地脱出。于是旧的外骨骼还原封不动地留在了原地,还保持着它原来那个形态。好,虫体出来之后,现在时间是有限的,因为新的外骨骼不久后马上就要硬化了,所以虫体必须马上吸水吸气,让自己的身体迅速地生长。待到新的外骨骼硬化之后,便不能再继续生长了。由此可见,节肢动物只能是在蜕皮时进行生长,这种生长是一种间歇式的生长。这跟咱们不一样。虽然人家是间歇式生长,但实验表明,这种生长速度并不慢。 我们再来看蝗虫的内部结构。首先看到,肌肉是成束的,这和我们一样。但它的的肌肉是附着在外骨骼的内侧,这点跟我们不太一样,我们是内骨骼,所以肌肉附着在内骨骼的外侧。看似不一样,但其实运动机理都是一样的,都是运用了杠杆的原理。这就是它的马氏管,属于肠的衍生物,可收集体腔中的代谢废物,最终通过消化道排出体外。这是它的神经系统,和蚯蚓很像,依然是链状神经系统,只是更加集中罢了。 我们再来看呼吸器官——气管。我已经说了,这就是个复杂的管道系统,通过不断分支,最终与每一个组织细胞相连,直接送气到户,非常高效,但这也就使循环系统的功能弱化了。 昆虫具有发达的感觉器官,尤其是眼。分为单眼和复眼,单眼只负责感光,不能成像。复眼由许多的小眼组成,每个小眼都只能形成一个点像,而众多小眼形成的点像就可以拼合成一幅完整的图像。 昆虫纲是整个生物界最大的一个纲,其种类繁多,所以我们要了解它的分类依据,主要有:触角、眼、口器、翅和足。这就是不同类型的触角,像蝴蝶就是这样的球杆状的触角,而蛾类是羽状触角。这是不同的口器,常见的有四种口器:咀嚼式、刺吸式、虹吸式、舐吸式。但不管哪种口器,都是由我们刚才说的上唇、下唇、大颚、小颚和舌组成。只是发生了不同形式的特化罢了。这是足的若干类型,有我们前面说的步行足和跳跃足,但也有其他各种类型的足,但不管是哪种足,都是由我们刚才说的基、转、腿、胫、跗那几部分所组成。其实从远处飞来一只昆虫,我们首先关注到的并不是它的口器、触角啥的,而是它的那对翅。所以翅型是我们对昆虫分类的一个非常重要的依据。最常见的翅,就是蜻蜓的这种膜翅,两对膜翅。甲虫也是两对翅,其中后面这一对依然是膜翅,而前面这一对发生了角质硬化,就像外骨骼一样,这就是鞘翅,具有鞘翅的昆虫就是鞘翅目昆虫。还有的翅,基部类似于鞘翅,而末端类似于膜翅,这样的翅就叫做半翅,比如椿象(臭屁虫)的翅,这就是半翅目昆虫。还有一些翅,像蝶蛾类的翅,上面有很多鳞片,这就是鳞翅,所以蝶蛾类的昆虫就是鳞翅目昆虫。这是蚊子的翅,好像就一对翅,其实是它的第二对翅特化成了平衡棒。这就是双翅目。 昆虫在发育过程中存在变态发育现象,当然也有昆虫是不变态的。而变态发育包括了不完全变态和完全变态,不完全变态又包括了渐变态和半变态。真正的完全变态是卵孵化出幼虫后,幼虫会经历一个不吃不喝的蛹(茧)期,然后在羽化形成成虫。所以经历蛹期是完全变态的标志。而不完全变态均没有这个蛹期,经过幼虫的不断蜕皮生长,最终发育成成虫。但是这个过程中他们幼虫的名字不同,渐变态的幼虫称为若虫(比如蝗虫的若虫跳蝻),而半变态的幼虫称为稚虫(如蜻蜓)。 下面我们来看一下节肢动物门的分类。主要分为四个纲:甲壳纲、蛛形纲、多足纲、昆虫纲。甲壳纲就是我们平时说的虾蟹类的。我们看这只鳌虾,身体分为两部分,头胸部和腹部,触角有两对,附肢数量也明显多于昆虫纲,最前面一对附肢特化成鳌,所以叫鳌虾,中间有步行足,后面还有游泳足。而甲壳纲的附肢是典型的双肢型附肢,分为外肢和内肢,到了昆虫纲,外肢退化,只保留了内肢,所以昆虫纲就是典型的单肢型附肢。不仅是虾类,蟹类也属于这个纲。比如我们国家的中华绒螯蟹,大个的就是我们说的大闸蟹,小的就是河蟹。当然了,甲壳纲里也有一些陆生种类,比如这个鼠妇,大家见过吗?有些种类的鼠妇在遇到危险时会将自己缩成一团,就像这样,这其实就是我们平时说的西瓜虫,或者叫潮湿虫。当然,不是所有种类都能缩成球的。 蛛形纲,顾名思义,包括了很多的蜘蛛,但不仅仅是蜘蛛,也有蝎子和蜱螨。这是蜘蛛的内部结构,太复杂了,我们只关注两个腺体吧。一个是位于头部的毒腺,通过螯肢可以向猎物体内注射毒液。另一个是位于腹部末端的丝腺,可以吐丝结网。而蜘蛛的生活方式也有两种类型,一种叫结网型,通过结蜘蛛网守株待兔。另一种就是游猎型,主动出击去捕猎。通过这幅图,我们发现它们眼的分布情况是不一样的,我们知道,蜘蛛都是八只眼,但它是左边这样的八只,还是右边这样的八只。逮到一只蜘蛛,看看他的眼,你大概就知道它是哪种类型了。 多足纲,典型代表就是蜈蚣了,这就是一只正在捕食蟾蜍的大型蜈蚣。多足纲的动物只有头部和躯干部。蜈蚣的足够多的吧,可还有比蜈蚣的足更多的,比如马陆,几乎每个体节都是两对足,所以是倍足亚纲的代表。多足纲里还有一种比较常见的,咱这儿就有,知道这是什么吗?这叫蚰蜒。 本门最大的一个纲,还得数昆虫纲,光目就分出了30多个目。我觉得大家至少要知道一些常见的昆虫:蝗虫属于直翅目;蜜蜂、蚂蚁属于膜翅目;白蚁属于等翅目;蝉属于同翅目;苍蝇蚊子属于双翅目;草蛉属于脉翅目;椿象(臭虫)属于半翅目。 无脊椎动物的最后一个门就是棘皮动物门。棘皮动物,因其多棘的表皮而得名,所谓“棘”,就是刺、就是突起的意思。像海星、海胆、海参都属于这一类。棘皮动物被形容为“上帝专门设计用来迷惑动物学家的高贵一族”。什么意思呢?也就是说,它的很多特征,比如长期底栖和固着生活以及辐射对称的体制,都让人觉得它很原始,不像高等动物。但它就是高等动物,因为其早期胚胎发育与脊椎动物类似,它属于后口动物。还记得什么是后口动物吗?原肠胚的胚孔发育成了肛门,而在另一侧再开一个口,形成真正的口,这就是后口动物。棘皮动物和后面的脊索动物都属于后口动物,就单凭这一点,就可以说棘皮动物是无脊椎动物中最高等的类群。从这一点来说,派大星不知道要比海绵宝宝高多少等级呢。 我们先来看这个门的特征:1、由于长期底栖和固着的生活方式,使得它的体制从原本的两侧对称,又演化成了辐射对称。由于这是后来演化出来的,所以叫次生性辐射对称。2、和我们脊椎动物类似,它的体壁内具有中胚层形成的内骨骼,它的这些棘刺其实就是内骨骼外突形成的。3、后口动物,以肠体腔法形成中胚层和体腔。4、次生体腔发达,具有水管系统。这个水管系统是棘皮动物所特有的,是棘皮动物重要的运动器官。不要和海绵动物的水沟系混为一谈。5、个体发育中各有不同的幼虫(如海星的幼虫叫羽腕幼虫)。 下面我们来看这个门的代表动物——海星。中间是中央盘,向外发出五条腕,一般来说口面朝下,反口面朝上,表面有很多由内骨骼外突形成的棘。腕的腹面中部有一条沟,叫步带沟,其中有2~4排管足伸出,管足末端有吸盘。它就是靠这些管足来运动的,而管足的运动又离不开它的水管系统。 我们来看它的水管系统,中央环状的叫环水管,由环水管向每个腕发出辐水管,辐水管再向两侧发出侧水管,侧水管的末端连着管足,管足向外伸出的一端有吸盘,而另一端是一个囊状结构,叫坛囊。整个运动过程中水管系统其实就相当于是一个液压系统,使管足可以伸缩,从而缓慢地在海中漫步。 右边这幅图显示的是它的消化系统,也非常的独特,从口面到反口面,就这么短,但是却有很多分化,口、食道、贲门胃、幽门胃、肠、肛门。肠旁边还有肠盲囊,幽门胃向每个腕都发出两条盲状管,称为幽门盲囊,有储存食物的作用。吃饭的时候,海星也很生猛,将整个贲门胃从口中翻出,将食物包裹,然后再缩回体内。 这就是海星的幼虫阶段,叫羽腕幼虫,我们看这个时候它还是两侧对称的。但长着长着就成辐射对称了。这时它的另一个幼虫阶段,短腕幼虫,这已经很像一个小海星了。 棘皮动物门一般分为五个纲:海星纲、蛇尾纲、海胆纲、海参纲、海百合纲。上世纪80年代,在新西兰又发现了一个新的纲,叫同心纲,但这个纲只有两个物种。 前面我们为大家介绍动物界前九个门的的动物,它们被统称为无脊椎动物。而脊椎动物作为脊索动物门的代表将是我们接下来要为大家重点介绍的。脊索动物门是结构最复杂、机能最完善、适应能力最强的类群,是进化地位最高的一个门。 脊索动物门的主要特征:1、具脊索,故名脊索动物。脊索是消化管背面起支撑作用的一条棒状结构。到了我们脊椎动物,逐渐被脊柱所代替。原始种类可能脊索终生都是存在的。2、具背神经管。位于身体背面,由神经组织构成的一种中空管状结构。发育过程中来源于外胚层。到了高等脊椎动物背神经管演化为脑和脊髓,这就是我们的中枢神经系统。与高等无脊椎动物相比,高等无脊椎动物的中枢神经系统位于身体腹面,而且为实心锁链状。我们的背神经管则位于身体背面,且为中空管状,即便到后来发展成了脑和脊髓,它的中间也是中空的,脑之间的空腔形成脑室,脊髓中央便是中央管。3、具咽鳃裂。咽部两侧成对的裂口。为呼吸和滤食器官。陆生种类仅在胚胎发育期有。前三个特征是脊索动物门的最主要的特征。除此之外,还有:4、具肛后尾。5、具内骨骼。内骨骼是一种活组织,可随躯体生长而生长。6、心脏位于消化道的腹面,多为闭管式循环。高等无脊椎动物的心脏则位于身体背面。7、与高等无脊椎动物共有的特征:身体分节;两侧对称、后口、三胚层、真体腔…… 脊索动物门的分类:尾索动物亚门、头索动物亚门、脊椎动物亚门。尾索动物亚门和头索动物亚门比较原始,所以又叫原索动物,又由于它们没有明显的头部,所以也叫无头类。而有头有脑的脊椎动物亚门是我们要重点介绍的,包括六个纲:圆口纲、鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲、哺乳纲。圆口纲无上下颌,其余有颌;由于圆口纲和鱼纲生活在水中,所以为鳍足动物,而后面的两栖纲开始登陆了,所以为兽足动物;从爬行纲开始,胚胎发育在富含羊水的羊膜中进行,这才让动物真正适应了陆地生活,称为羊膜动物;而鸟纲跟哺乳纲都是恒温动物,其他动物是变温动物,恒温的意义就在于它可以让我们的代谢更加的高效而稳定。 好,下面我们按顺序,先来看尾索动物亚门。代表动物就是海鞘。1、之所以是尾索动物,就是因为在幼体时期脊索局限于身体的尾部。2、幼体到成体的发育为变态发育,但由于结构变得更简单,生活方式也由原来的自由生活变成了消极的固着生活,所以称为逆行变态。逆行变态后脊索消失,背神经管也缩小成一个神经节。3、但它的咽鳃裂扩大了,并在外面形成围鳃腔。4、成体体外具有被囊保护。5、生殖方式有无性生殖(主要是出芽生殖)和有性生殖,并具世代交替。6、开管式循环系统,这与它消极的生活方式是有关的。并且它的血液循环是可逆式循环,即血流没有固定的流动方向。 再来看头索动物亚门,代表动物是文昌鱼。所以文昌鱼不是鱼。海产底栖生活,营被动滤食的摄食方式。1、终生具有脊索动物的三大特征。2、之所以叫头索动物,是因为脊索纵贯全体,一直延伸至神经管前面。3、没有真正脑的分化,所以也就没有头,正所谓没头没脑的。除此之外,还有一些别的特征,如:皮肤已经像我们一样由表皮和真皮两部分构成,但非常简单,表皮只有单层细胞构成,真皮呈凝胶状;肌肉为原始的“V”型肌节,肌肉分节是比较原始的表现,其演化趋势整体呈现“从分节明显到分节弱化、特化”的规律。 下面我们重点来看脊椎动物亚门。这个门的主要进步性特征有:1、具有明显的头部,说明脑逐渐发达了。2、具发达的内骨骼。脊柱取代了脊索,可以更有效地支撑身体。这个图显示的就是脊柱的椎骨逐渐取代脊索的发育过程,在这个过程中,脊柱也逐渐地把我们的神经管包裹起来了,对中枢神经系统也有了更好的保护。3、除圆口纲外,具有成对的附肢,数量一般为2对。如鱼类有胸鳍和腹鳍这样的偶鳍,而陆生动物具有前肢和后肢。4、除圆口纲外,均出现了上下颌。大大增加了动物获取食物的能力。5、代谢机能复杂化。出现了机能更加完善的各种器官,如心脏、肾脏、肝脏等等。 下面,我们来看脊椎动物的第一个纲——圆口纲,这个纲是最原始的一类,而且与其他脊椎动物亲缘关系较远。代表动物就是七鳃鳗。主要特征:1、无上下颌,具圆形口漏斗,故名圆口纲。口漏斗内着生角质齿,这有利于寄生生活。它就寄生在鱼体表面,以蚕食鱼体为生,所以也是渔业生产中的一种有害动物。2、由于长期寄生生活,故没有成对的附肢。只有奇鳍,无偶鳍。3、皮肤裸露,没有像鱼一样的鳞片,皮肤中的表皮已由多层上皮细胞组成,内有发达的单细胞腺体,可以分泌黏液使体表粘滑。4、终生保留脊索,无真正的脊椎骨,只有一些软骨弧片位于脊索背面及脊髓两侧,这被认为是脊柱的雏形。从这一点就能看出,圆口纲是脊椎动物当中最为原始的一类。5、脑已分化为五部脑(大脑、间脑、中脑、小脑、延脑),这五部脑一直延续到了我们哺乳类。但圆口纲的五部脑尚处于原始状态,且不形成脑弯曲,从前到后就直愣愣的。脑颅也没有顶壁,主要由一些软骨所构成。6、在感觉器官方面,圆口纲具有单鼻孔,但鼻孔并不用于呼吸,内有嗅囊,说明有嗅觉。仅具有内耳(我们有外耳、中耳和内耳),且只有两个半规管(半规管与平衡有关,除了圆口纲,从鱼纲开始大家就都是三个半规管了)。眼较发达,且鼻孔后方的皮下还具有第三只眼,也叫天眼,这便是松果眼,但圆口纲的松果眼只能感光,不能成像。松果眼被认为是古老脊椎动物的一种原始特征,现在只作为一种痕迹器官残存于少数脊椎动物中。7、肌肉保持了原始分节现象,为侧“W”形。8、已有心脏的分化,由1心房、1心室、1静脉窦组成,血液中具红细胞,和我们一样是红色的血液。9、具有特殊的囊状鳃,即鳃囊,由骨骼质的鳃笼支持。这种鳃特殊在哪里呢?其实这种鳃是和它的寄生生活相适应的。由于口长期吸附在鱼体上,水流不可能像鱼类那样从口进从鳃出,所以它发展出了这种囊状鳃,水流从鳃囊的外鳃孔进,最后再从外鳃孔出。 分类:圆口纲是所有脊椎动物当中种类最少的一个纲,仅分为两个目:七鳃鳗目和盲鳗目。前面说的七鳃鳗就是七鳃鳗目的,因为鳃囊和鳃孔均为7对,故名七鳃鳗。盲鳗目的代表就是盲鳗。盲鳗的鳃孔更多,且营体内寄生,这在整个脊椎动物中属独一份的。由于这种体内寄生,所以无口漏斗,背鳍退化,眼退化,不具松果眼,内耳仅有一个半规管,雌雄还是同体的,所以它显得比七鳃鳗更原始,这当然跟它长期的体内寄生是有关系的。 下面,我们看鱼纲。鱼类分为硬骨鱼和软骨鱼(如鲨鱼),由于它们在很多特征上相差很大,所以严格意义上应该被分为硬骨鱼纲和软骨鱼纲。但这里我们还是习惯性的把它作为一个纲来介绍。这个纲的主要特征包括:1、出现了上、下颌。大大增加了动物获取食物的能力。2、具有成对的附肢,对于鱼来说这里的附肢便是偶鳍。3、脊柱代替了脊索,成为身体的中轴,可以更有效的支撑身体。4、脑与感觉器官更为发达,脑分为更明显的五部分,1对鼻孔,3个半规管。 1、外形。身体分为头、躯干、尾三部分。怎么分的呢?头和躯干的分界点为鳃盖后缘,躯干和尾的分界点为泄殖腔孔或臀鳍前缘。不同的鱼有不同的尾型,主要有三种尾型:原尾型(原始种类和幼鱼)、歪尾型(软骨鱼类)、正尾型(大多数硬骨鱼)。 2、皮肤和鳞片。皮肤有大量黏液腺分泌粘液使鱼体黏滑,保护鱼体,所以抓过鱼的小伙伴应该都深有体会。鱼被覆鳞片。鳞片种类包括栉鳞、圆鳞、硬鳞和盾鳞,其中栉鳞和圆鳞又统称为骨鳞,在鱼体表面呈覆瓦式排列,这是绝大多数硬骨鱼的鳞片。圆鳞整体圆滑,如鲤鱼的鳞片;而栉鳞的顶区后缘有齿突,如鲈鱼的鳞片。而硬鳞是比较原始的硬骨鱼的鳞片,如鲟鱼,这种鳞片就像家里铺的地板砖一样呈嵌合式排列。盾鳞则是软骨鱼所特有,具体看鲨鱼的盾鳞,其结构从外到内依次为釉质、齿质和髓腔。大家看,这不就是我们牙齿的结构吗?所以,鲨鱼的盾鳞与我们的牙齿为同源器官。所以也就有人认为鲨鱼的牙齿实际上是口缘的盾鳞加大弯向口内所形成的。 3、骨骼系统。骨骼向来是人类研究的重点,因为骨骼是化石的主体。骨骼可分为中轴骨和附肢骨,鱼类骨骼也不例外。中轴骨包括头骨、脊柱和肋骨。头骨包括包裹脑的脑颅和围绕着咽的咽颅;脊柱在鱼这里只有躯干椎和尾椎这两种分化(我们哺乳类则包括颈椎、胸椎、腰椎、肩椎、尾椎五部分),说明它还是比较原始的;躯干椎附有肋骨,肋骨前面没有胸骨。附肢骨包括带骨和鳍骨。鳍骨为支撑鳍的骨骼,包括奇鳍骨和偶鳍骨。奇鳍指的是背鳍、臀鳍和尾鳍;偶鳍则是胸鳍和腹鳍。与偶鳍相连的是带骨,带骨起到了悬挂附肢的作用,将附肢与我们的中轴骨直接或者间接的发生联系。带骨中连接胸鳍的叫肩带,连接腹鳍的叫腰带。即便到我们陆生脊椎动物,也基本上是这样的一种形式,对我们来说就是连接前肢的为肩带,连接后肢的为腰带。 由于软骨鱼终生体内为软骨,所以叫软骨鱼;而硬骨鱼的绝大多数骨为硬骨,所以叫硬骨鱼。但硬骨从生成方式上讲有两种:软骨化骨(刚开始是软骨,后来逐渐替换成硬骨,也叫软成骨)和膜质化骨(也叫膜成骨,从一开始就是硬骨)。所以一定要弄清楚,不管是软成骨还是膜成骨,都不是指的软骨,指的都是硬骨类型。 好,我们具体来看一下,脊柱包括躯干椎和尾椎,左边的图就是躯干椎,下连肋骨。躯干椎中间的主体为椎体,椎体上面有髓弓,髓弓中间有个孔,称为椎孔。椎孔里面将来要穿行的是什么呢?对,是脊髓。髓弓上面还有髓棘,将来会附着肌肉。椎体的下面是横突,横突连着肋骨。再来看右边的尾椎,和躯干椎类似,中间为椎体,上面有髓弓和髓棘,髓弓中间有椎孔,穿行脊髓。但尾椎的下面就不同了,下面有个脉弓,脉弓里面有脉孔,脉孔里面要穿行什么呢?对,是血管。脉弓下面有脉棘,同样是附着肌肉的。吃过鱼的同学应该都有体会,无论是躯干椎还是尾椎,椎体两面都是向内凹陷的,这便是双凹型椎体。我们看这个侧面图,这种双凹型椎体就使得两个椎体之间形成了一定的空间,当然这个空间并不是空的,里面有什么呢?里面就是残留的脊索,所以我们看到,无论是硬骨鱼还是软骨鱼,它们的脊索并没有完全消失,而是残留在两个椎体之间,这也是一种比较原始的表现。 再来看头骨,说到头骨,硬骨鱼的头骨是所有脊椎动物当中最复杂的,骨片数量也是最多的,光头骨的数量,就有100多块,吃鱼头的时候你应该会深有体会。这么多头骨,咱也不打算让大家都记住,所以我们挑个简单的吧,挑个软骨鱼的头骨来给大家介绍。这就是鲨鱼的头骨,包括了保护脑和感官的脑颅,以及包围口腔和咽的咽颅。鲨鱼的脑颅几乎是由一整块软骨组成,比硬骨鱼简单多了。咽颅也不复杂,由支持上下颌的1对颌弓,支持舌的1对舌弓,以及支持鳃的多对鳃弓所组成。图中的腭方软骨和麦氏软骨就属于颌弓,舌颌软骨和角舌软骨就属于舌弓,后面其他的这些就是鳃弓。舌弓上的舌颌软骨是一个很关键的骨,它起到了悬挂颌弓在脑颅上的作用,如果没有这块骨,下巴就得掉了。将来这个舌颌软骨再发展,还会有其他的用处。 再来看带骨和鳍骨,带骨的基本功能是悬挂附肢(鱼的附肢就是偶鳍),并且直接或间接地与中轴骨发生联系。鱼类的肩带与头骨直接相连,这必然会影响到头部的转动。而鱼类的腰带借助肌肉与脊柱联系。所以鱼类成对的附肢骨均没有和脊柱直接发生联系。 4、肌肉系统。鱼类肌肉原始分节现象依然明显。体肌以水平生骨隔为界限分为轴上肌和轴下肌。鱼类的轴上肌明显比较发达。而将来等动物登陆后轴上肌就变得不发达了。某些鱼类的肌肉还会特化为发电器,如电鳐。 5、消化系统。脊椎动物的消化系统无外乎就分为两大部分:消化道和围绕在消化道周围的消化腺。鱼类消化系统的特点是:①消化道分化不明显。②没有唾液腺。唾液腺是分泌唾液的,而唾液的最大作用就是湿润食物,对于生活在水中的鱼类来说,它没有这种需求。③齿和口的位置和食性有密切关系。如鲨鱼的口朝下,属于下位口;有的鱼口朝上,属于上位口;有的鱼口朝前,属于端位口。④某些鱼类有幽门盲囊或螺旋瓣,如鲨鱼的螺旋瓣肠,有什么用呢?延缓食物在消化管的移行速度,增加吸收面积。 6、呼吸系统。鱼的呼吸器官主要就是鳃。结构:中间的鳃弓,鳃弓内侧是鳃耙(滤食作用,以浮游生物为食的鱼类鳃耙发达),鳃弓另一侧着生鳃瓣,鳃瓣由很多的鳃丝构成,鳃丝上又有很多鳃小片(叶),水流流经鳃小片时就会与血液进行气体交换。 那么软骨鱼和硬骨鱼的鳃有什么区别呢?我们发现,无论软骨鱼还是硬骨鱼,鳃弓上着生的鳃瓣,实际上都是由两个半鳃构成的,而软骨鱼的这两个半鳃是由中间的鳃间隔支撑起来的,而硬骨鱼的两个半鳃之间的鳃间隔退化,半鳃是游离的。除此之外,软骨鱼的鳃裂直接开口于体外,所以我们看鲨鱼是能直接看到一个个鳃裂孔的;而硬骨鱼外面有鳃盖保护,呼吸运动主要以口和鳃盖的协调运动共同完成。 说到呼吸系统,我们还要提起另外一种器官——鳔。有些鱼类的鳔有呼吸功能(如肺鱼),但大多数鱼类的鳔主要功能是比重调节器,使鱼类几乎不需要消耗能量就能悬浮在水中。当然,那些底栖生活和快速游泳的鱼类就没有鳔。软骨鱼也没有鳔,它是通过巨大的肝脏调节身体比重的。除此之外,鳔还有辅助听觉的作用。鳔有开鳔类和闭鳔类两种,开鳔类指的是鳔会通过一根管道(鳔管)与消化道相连,闭鳔类就是没有这根鳔管,不与消化道相连。 7、循环系统。①心脏小,血流慢,搏动功能比较弱。②心脏位置靠前。③一心房、一心室,单循环。所谓单循环,就是血液在体内循环一周只经过心脏一次。(我们是双循环,体循环+肺循环,血液循环一周会经过两次心脏)软骨鱼在心室前方具有动脉圆锥,有搏动能力,可对血液二次加压。而硬骨鱼在心室前方具有动脉球,这只是腹大动脉的膨大,没有搏动能力。 8、排泄系统。所有脊椎动物均以肾脏作为排泄器官,肾脏由中胚层发育而来,中胚层位置的不同,就导致了肾脏的不同。如果是由身体前端的中胚层发育来的肾,那就叫前肾;如果是由身体的中间的中胚层发育来的肾,叫中肾;由身体靠后的位置发育来的肾,就叫后肾。鱼类胚胎和幼体均以前肾为排泄器官,成体则以中肾为主要排泄器官。但不管哪种肾,都是以这样的肾单位作为基本功能单位的。原理也是类似的,由血管构成肾小球,包裹肾小球的是肾小囊,通过滤过作用把肾小球中的血浆变成肾小囊中的原尿,原尿流经肾小管、集合管时又会发生重吸收作用,把有用的成分重吸收回血浆,同时还会分泌一些盐类,最终形成终尿。 肾脏的作用不仅仅有排出代谢废物,它还有调节渗透压的作用。这就意味着淡水鱼和海水鱼会有些差别,比如肾小球的大小不同,淡水鱼肾小球较大,滤过作用强,增强水分排出;而海水鱼肾小球变小甚至会消失,以减少水分流失,同时我们看到海水鱼的肾小管这还会大量分泌盐类,以调节内环境稳定。 9、生殖系统。正常情况下,生殖管道和肾管是密切相关的,所以我们也经常将生殖和泌尿放在一起,称为泌尿生殖系统。但硬骨鱼的生殖管道却与肾管无关,精巢和卵巢的壁直接延伸出来成为输精管和输卵管,并且均开口于泄殖窦,由泄殖孔通向体外。 我们这里需要重点比较一下泄殖腔和泄殖窦:所谓泄殖腔,是指肠道末端膨大,输尿管和生殖管都开口于此腔。因而,此腔是粪便、尿液和生殖细胞共同排出的地方,并最终以单一泄殖孔开口于体外(软骨鱼、两栖类、爬行类、鸟类)。所谓泄殖窦,是指输尿管和生殖管汇合形成的膨大部,以泄殖孔开口于体外,而肠道单独以肛门开口于体外(圆口类、硬骨鱼、哺乳类)。 硬骨鱼多为体外受精。一些鱼类在生命过程中具有洄游现象。洄游大多是为了生殖,即生殖洄游,但也有觅食洄游和越冬洄游。黄鳝还具有性逆转现象:刚开始是雌性,产过卵后变为雄性。 这是软骨鱼的生殖系统,我们发现,雄性鲨鱼的腹鳍特化出一种特殊结构,叫鳍脚,这其实是它的交配器官,这就提醒我们它可以进行体内受精。而软骨鱼的生殖方式也是多样的,有卵生、卵胎生(受精卵在体内孵化出幼体后生出)、假胎生(胚胎与母体建立营养联系,我们看到,这其实和我们哺乳动物的胎生已经没有本质区别了,但咱有虚荣心啊,觉得鱼怎么能胎生呢,所以起名假胎生)。 10、神经系统和感觉器官。五部脑包括端脑、间脑、中脑、小脑、延脑。这个图是五部脑的模式图,具体的鱼脑,你可以看课本。我们这里重点关注一下每一部脑主要作用。首先是位于最前端的叫端脑,它包括了嗅脑和大脑,大脑前端的那个叫嗅叶也好,嗅泡也好,反正那个“嗅”字就说明了它肯定跟嗅觉有关。嗅觉一直以来都是动物非常重要的一种感觉,只不过到了灵长类,我们的嗅觉相对退化。间脑其实就是我们说的丘脑区,在间脑的上面(背面)有松果体,有些动物种类的松果体会形成松果眼,而在我们人类松果体依然与感光有关,并形成我们的昼夜节律。而在间脑的腹面,有脑漏斗,这其实就是下丘脑,末端还连有垂体。间脑内部有一个腔,被称为第三脑室。那第一、第二脑室在哪呢?在大脑,大脑两个半球分别含有第一、第二脑室。接下来是中脑,中脑是视觉中枢,这图上写着视顶盖,所以它肯定与视觉有关。再往后是小脑,平衡中枢。小脑下面是延脑,这里是活命中枢,我们说的脑干其实主要就在延脑这里。延脑内部还有第四脑室。这就是五部脑的基本结构和大致功能。而对于鱼类来说,哪个脑是其最高级中枢呢?答案是中脑。鱼类的端脑(大脑半球)发育程度较低,主要负责嗅觉相关功能,缺乏高级的整合调控能力;而中脑的视顶盖则极为发达,不仅是视觉中枢,还能整合嗅觉、侧线等多种感官信息,同时调控鱼类的摄食、避敌、洄游等复杂行为,承担了高等脊椎动物端脑的部分整合功能。 再来看视觉:鱼眼的晶状体特别的得圆,无弹性,无法调节视距;只能靠镰状突移动晶状体;典型的近视眼。这也好理解,它生活在水中,水环境不像陆地那么透明,它显然没有必要发展成远视眼。 再来看听觉:鱼类只有内耳;但和我们一样有三个半规管,主要功能是感觉平衡。鲤形目鱼类具有韦伯氏器,与鳔配合来感受声波。我们关注一下这个瓶状囊,瓶状囊在鱼类还是非常小的一个结构,但它才是真正与听觉有关的结构。将来到了我们哺乳类瓶状囊不断的延长,并且卷曲形成了耳蜗,这才是我们真正感音的部位。 鱼类还有一种特殊的感觉器官,那就是侧线。侧线系统是鱼类特有的皮肤感觉器官,可感知水流方向、水压变化及低频振动等。 鱼纲分类:分为软骨鱼和硬骨鱼。我们再来回顾一下它们的主要特征……还有一些小常识我觉得大家应该知道,如四大家鱼:青、草、鳙、鲢;三大海产鱼:大黄鱼、小黄鱼、带鱼。如果不强调鱼,只强调海产,那就是四大海产,就是再加上乌贼(鱿鱼)。 下面我们来看两栖纲。从这个纲开始,动物真正开始登陆了,开始适应陆地生活了。这个纲的主要特征有:1、登陆,第一个要改变的就是呼吸方式的改变,但在两栖纲,这种改善还不完善,体现在两个各方面,一是幼体依然生活在水中,以鳃呼吸;二是成体虽然有了肺,但仅凭借肺呼吸是不能完全满足它对氧气的需求的,它依然需要皮肤辅助呼吸。2、幼体为单循环,成体为不完全的双循环。3、诞生了所有陆生脊椎动物所具有的典型的五趾型附肢。4、水中繁殖,变态发育,说明它还是不能完全脱离水环境。5、皮肤裸露,富有皮肤腺,这就意味着它没有很好地保水机制,需要不断地分泌粘液让自己的身体保持湿润,这也就意味着它不能远离水源。6、新陈代谢水平低,体温随环境变化,属于变温动物,这意味着环境变得异常寒冷和炎热的时候,它一般都会休眠。 1、外形。两栖类身体分为头、躯干、尾、四肢四部分。体型上具有三种基本体型,这三种体型同时也对应了这个纲下的三个目:①蝾螈型,像蝾螈、大鲵(娃娃鱼)都属于这种,特点是四肢短小,但是尾发达,所以属于有尾目;②蛙型,青蛙、蟾蜍就是这种,特点是体形短小,四肢强健,相对运动能力更强,无尾,所以属于无尾目;③蠕虫型,这种类型比较少见,图中展示的是蚓螈,特点是眼和四肢退化,尾短而不显,穴居,属于无足目,这个目在我国境内只有一种,即版纳鱼螈。 2、皮肤。依然是表皮加真皮,但是表皮和真皮更复杂了。表皮之外是裸露的,没有毛发和鳞片等。腺体发达,最发达最多的就是黏液腺了,可不断分泌粘液。另外还有像毒腺这样的腺体,可分泌毒液,比如蟾蜍。另外我们发现皮肤中还有一些色素细胞,这些色素细胞可以构成保护色,也可以构成警戒色。另外,我们不要忘了,皮肤具有辅助呼吸的作用,因为真皮层密布毛细血管。 3、骨骼系统。①头骨骨化程度低,软骨较多,不像我们有坚硬的脑颅。上颌与脑颅自接,不再需要舌颌骨,这就意味着舌颌骨下岗了。怎么办呢?我们发现舌颌骨并没有消失,而是变成了另外一种骨,即中耳的耳柱骨,参与听觉。典型的一个下岗再就业的例子。头骨的另外一个特点就是具有双枕髁。枕髁是枕骨下方的突起,与颈椎相连接,形成可动关节。双枕髁意味着有两个枕髁与第一颈椎衔接,头部活动以稳定的上下运动为主,左右转动能力较弱。而单枕髁则是一个枕髁连接颈椎,这极大的提升了头部灵活度,可实现大幅转动甚至大角度侧转。我们要记住的是,哪些动物是双枕髁(软骨鱼、两栖类、哺乳类),哪些动物是单枕髁(硬骨鱼、爬行类、鸟类)。我们和蛙一样,也是双枕髁,但你想想,你的头能不能左右转动呢?当然可以,这又是为什么呢?因为我们有发达的颈椎,我们有7节颈椎,我们头部的转动也是靠的颈椎,而非枕髁。②脊椎进一步分化,出现了颈椎(1节)和荐椎(1节)。所以它有颈椎、躯椎、荐椎和尾椎四部分。椎体多为前凹形,两椎体之间为椎间盘。腰带与脊柱直接联结,而肩带不再与头骨联结,所以头部运动相比于鱼类还是更灵活一些的。③肋骨退化消失,这与它的呼吸方式有关,它不是我们这种胸腹式呼吸,所以不需要肋骨。④四肢为典型的五趾型附肢。所有陆生脊椎动物均为这样的五趾型附肢,我们看到,与鳍状附肢还是有很大差别的。我们看这幅模式图,括号外的名称是前肢的名称,括号内的名称为后肢的名称,所以基本模式一样,只是叫法不同。图中的肩胛骨、锁骨、前乌喙骨、乌喙骨,这些都属于肩带;而髂骨、耻骨、坐骨,则属于腰带。剩下的骨才是真正的附肢骨:肱骨在我们胳膊这,股骨对应大腿,有一个成语叫肱股之臣,说的就是这个人就像我们的肱骨和股骨一样,因为前肢最有力的就是胳膊,后肢最有力的是大腿,说明这个人极其重要,起核心作用。接下来,小臂这里有尺骨和桡骨,小腿这对应的就是腓骨和胫骨。我们可以摸一摸自己的小臂,哪个是尺骨?哪个是桡骨呢?告诉大家一个小技巧,手心朝上,内尺外桡。再往前,手腕这有一堆小骨头,即腕骨;脚腕这里叫跗骨。手掌的为掌骨,手指为指骨;脚掌为跖骨,脚趾为趾骨。在哺乳动物足的类型那里,我们还会见到这两个Zhi(跖趾)。 4、肌肉系统。①体肌分节现象退化,仅腹直肌仍保留分节。到了我们哺乳类,这种腹肌分节的现象依然保留,想想你那八块腹肌。可笑的是,网上有人动不动就在炫耀自己的八块腹肌,这么原始一性状有什么好炫耀的呢?②轴上肌退化变薄,轴下肌更发达,且呈片状分层,斜肌发达。轴上肌变薄是非常好理解的,用手摸一摸你的背部,你甚至能摸到脊柱,可想而知轴上肌薄到了什么程度。③出现了附肢肌。因为附肢要支撑身体,还要运动,附肢肌就是必然的产物了。 5、消化系统。我们重点关注一下蛙巨大且发达的口咽腔。这里有:①肌肉质的舌,发达有力,一弹弹老远,帮助它捕食。②从陆生种类开始,出现了唾液腺,能分泌唾液,但两栖类的唾液只是湿润食物,便于吞咽,还没有消化功能,没有像我们一样的唾液淀粉酶。③与外鼻孔相对的还有内鼻孔,内鼻孔与外鼻孔相连,内外鼻孔之间具有犁鼻器,具有嗅觉功能。④喉门,这是空气出入肺的门径,下面还有发声器官。⑤耳咽管孔,与中耳相连,我们哺乳类也有,坐飞机时在飞机起飞或降落的过程中,如果耳朵不舒服,张嘴或者做吞咽动作,有助于缓解症状,原因就是通过耳咽管平衡了耳内外的气压。⑥声囊孔,连接声囊,声囊是发声的共鸣器,从而发出咕呱叫声。 6、呼吸系统。呼吸方式:口咽式呼吸。呼吸器官:囊状肺,结构简单,表面积不大,所以完全靠肺呼吸是不能满足对氧气需求的,所以需要皮肤和口咽腔黏膜辅助呼吸。而幼体和部分水栖类依然用鳃呼吸。咽式呼吸过程:鼻孔开放,口底下降,空气进入口咽腔;然后鼻孔关闭,口底上举,将气体压入肺。这种气体入肺的方式是正压式的,气体是被挤(压)进肺里的。而我们呢?通过胸腔的扩大,使肺内呈负压状态,于是气体被吸进肺。 7、循环系统。不完全的双循环。这主要源于心脏的结构,心脏是两心房,一心室,这样的话心房收集的多氧血和少氧血在心室就混在一起了,但心脏也有一些结构能尽可能的减少这种混合,比如心室内的褶襞,还有动脉圆锥里的螺旋瓣,都有一定的分配血流的作用。当然这都是理论上的,实际上也有人做过相关实验,发现没啥用,血液还是混在一起的。 我们再来看动脉,两栖类演化出了陆生脊椎动物动脉弓的基本模式,由心脏发出的动脉只有三对动脉弓。原始鱼类具有6对动脉弓,到了两栖类,第1、2、5对动脉弓消失;第3对构为颈动脉弓,供应头部血液;第4对构为体动脉弓,供应全身血液;第6对构为肺动脉弓,供应肺及皮肤血液。 8、泌尿生殖系统。这里两个系统合二为一了,为什么泌尿跟生殖要放在一起,因为它们的管道是相通的。在发育过程中,前肾逐渐被中肾取代,成为成体的泌尿器官,这和鱼类是一样的,即幼体以前肾为泌尿器官,而成体以中肾为泌尿器官。前肾逐渐的退化消失了,但是前肾原来的管道却分成了两个管,一个是苗氏管(米氏管),另一个是吴氏管(中肾管)。对于雌性,苗氏管为输卵管,吴氏管为输尿管;而对于雄性,苗氏管退化消失,吴氏管兼有输精和输尿作用,即输精尿管。具有泄殖腔膀胱,即膀胱不与输尿管相连,而是由泄殖腔腹壁的突起形成。 9、神经系统和感觉器官。①在大脑顶壁出现了一些零散的神经细胞,这就是原脑皮,这是我们大脑皮层的雏形,但这里的原脑皮仍然只与嗅觉有关。两栖类依然以中脑作为高级中枢。②视觉:明显晶状体没那么圆了,晶状体稍扁平,而且角膜也凸出,但聚焦能力还是比较弱。另外,它还出现了一些附属结构:眼睑(眼皮)、瞬膜(第三眼睑,哺乳类退化,但两栖类、爬行类和鸟类的瞬膜都很发到)、泪腺,这些都是为了防止眼球干燥。③听觉:出现了中耳,用于传导声波。我们看两栖类中耳的结构,最外面的是鼓膜,你看这个鼓膜直接是与外界相接触,所以它没有外耳;鼓膜里面有鼓室,鼓室里面有一根骨,即耳柱骨,就是那个当初下岗再就业的舌颌骨转变来的,而到了我们哺乳动物,耳柱骨进一步发展成了3块听小骨。这就是那个将鼓室与口咽腔相连的耳咽管。内耳依然是具有三个半规管。④嗅觉:具有内鼻孔,与嗅觉和呼吸有关;还出现犁鼻器,位于内鼻孔和外鼻孔之间,能感知化学气味。 下面,我们来看爬行纲。如果用一句话来总结爬行纲的特点的话,那就是爬行纲是一类身体被有角质鳞片、卵生、在陆地上进行繁殖的变温羊膜动物。这里最重要的就是这个羊膜动物,从爬行纲开始,再到后面的鸟纲,还有我们的哺乳纲,我们都属于羊膜动物。因为我们有一个共同的特点,那就是高度适应了陆地生活。我们说动物若想要真正的登陆,那就必须要解决两个基本问题,在陆地上生存、在陆地上繁殖。两栖类已经基本解决了生存的问题,但没有解决繁殖问题,它的繁殖依然离不开水。而羊膜的出现,为动物早期胚胎提供了一个富含羊水的发育环境,从而使动物在陆地上繁殖成为了可能。这样,动物才真正的登陆了。好,下面我们具体来看爬行纲的主要特征: 1、外形。爬行类身体分为头、颈、躯干、尾、四肢五部分,这在我们后面的鸟纲和哺乳纲也是一样的。爬行动物具有三种基本体型:蜥蜴型、龟鳖型、蛇型,这应该不用过多解释吧。 2、皮肤。皮肤角质化程度深,外被角质鳞,这当然是为了更好的保水了。这种角质鳞的来源和鱼鳞有什么区别呢?从图中不难看出,鱼鳞来源于真皮,而爬行类的磷来源于表皮。正因为这层坚硬的角质鳞,所以生长过程中也会出现蜕皮现象,如蜥蜴和蛇。某些种类则发展出了骨板,如龟鳖类。爬行动物皮肤干燥,缺乏皮肤腺。真皮富有色素细胞,所以像避役(变色龙)就可以变色。但是对于更多的爬行动物来说,由于是变温动物,色素细胞的意义更可能是帮助它们迅速吸收环境中的热量。除此之外,爬行动物还出现了一种皮肤衍生物——爪,这有利于它的爬行,具有爪也是陆生脊椎动物的普遍特点。 3、骨骼系统。脊柱已分化完全,具有颈椎、胸椎、腰椎、荐椎、尾椎,这和我们也是一样的。此外,爬行动物具有发达的肋骨和胸骨,从而首次出现胸廓,可进行胸腹式呼吸。当然了,蛇的胸骨退化了,但肋骨却非常发达。 再来看头骨的特点:①骨化程度高,基本都是硬骨;②出现了次生硬腭。腭指的是口腔的顶壁,你可以用舌头感受一下,前面相对硬一些的是硬腭,后面相对软一些的为软腭。腭的存在,起到了分割口腔与鼻腔的作用。次生硬腭的出现,使内鼻孔后移,口腔与鼻腔分开了,从而解决了动物同时进行摄食和呼吸的矛盾。我们知道,两栖纲的内鼻孔直接开在口咽腔里,所以如果它的口咽腔里含有食物的话,它是没有办法呼吸的,它可能吃着饭就被憋死了。但你想一想你在咀嚼食物、享受美味的时候,能不能呼吸?当然可以,我们只会在吞咽食物的时候,才会是闭气的状态,这就得益于我们的次生硬腭。③出现了颞窝。所谓颞窝,就是头颅两侧,眼眶后面的孔洞或者说凹陷,大概在我们人类太阳穴的位置,你可以用手摸一摸太阳穴,如果我们做咀嚼动作,你会明显感觉到太阳穴这里的肌肉运动。这正是咬肌着生的部位,颞窝的存在,大大增加了咬肌附着的面积,从而增强了我们的咬合力。右图为爬行动物颞窝的不同类型。④单枕髁。 再来看它的肩带和腰带,已经和我们差不多了。肩带包括肩胛骨、乌喙骨、前乌喙骨、锁骨、间锁骨。腰带包括髂骨、耻骨和坐骨,爬行类和我们哺乳类依靠耻骨和坐骨的骨性愈合形成闭锁式骨盆,而鸟类的耻骨不愈合形成开放式骨盆。 4、肌肉系统。我们说两个比较特殊的肌肉,一个是它出现了肋间肌,也就是肋骨之间的肌肉,分为肋间外肌和肋间内肌,这是胸式呼吸所必须的肌肉。再一个就是出现了发达的皮肤肌,也就是附着在皮肤上的肌肉,引起皮肤及其附属的鳞片产生活动,蛇类就是靠发达的皮肤肌运动的。鸟类和哺乳类也具有发达的皮肤肌,可以通过皮肤肌让皮肤抖动,从而驱赶蚊蝇、抖落水分、控制毛发状态等等。而对于我们灵长类动物,我们躯干上的皮肤肌严重退化,仅保留了立毛肌,还没啥用,但我们面部的皮肤肌却尤为发达,构成了我们的表情肌,从而形成丰富的表情。 5、消化系统。①口腔腺发达,但分泌的唾液依然没有消化功能,只是湿润食物方便吞咽;有些种类的口腔腺特化成了毒腺,如毒蛇的毒腺,产生的毒液可通过毒牙上的释放孔向外喷射。②齿向口缘集中,即集中生长在上下颌骨的边缘;齿均为同型齿,不像我们有门齿、犬齿、臼齿之分,所以爬行动物的齿仅作为抓捕食物的工具,不具有撕咬、切断和咀嚼功能。但爬行动物齿的着生方式却很多样,有侧生齿、端生齿和槽生齿三种。看图,你觉得哪种方式更牢固?槽生齿着生在颌骨的齿窝中,最为牢固,所以到了我们哺乳类所有的齿均为槽生齿。③肌肉质的舌非常发达,甚至成为了一些种类的捕食器,用于粘捕昆虫。还有些种类发生特化,如蛇的信子,有收集环境中气体分子的作用,辅助嗅觉。④从爬行纲开始出现了盲肠,位于大小肠的交界处,有助于消化植物纤维,所以植食性动物的盲肠普遍比较发达。 6、呼吸系统。①由于颈部延长,出现了发达的气管和支气管,管壁有软骨环支持。②肺呈海绵状,分隔增多,加大了气体交换的面积,但同我们哺乳动物相比,它的肺还没有发展出肺泡,没有我们的面积大。③呼吸方式以胸腹式呼吸为主,辅以口咽式呼吸。④声带简单,爬行类一般不发声。正是由于现代爬行类不发声,所以我们推断,古代爬行类应该也是不发声的。所以电影里那些嗷嗷叫的恐龙,可能都是瞎编的。 7、循环系统。已接近完全的双循环了。虽然心脏还是两个心房一个心室,但它的心室已经出现室间隔,室间隔可一定程度分开两种血液,但也依然不完全。不过爬行类中的高等类群——鳄类,其心室间的分隔几乎完全,只留了一个小孔相通,这个孔称为潘氏孔。 8、排泄系统。从爬行纲开始,成体均以后肾为排泄器官,但胚胎期依然有前肾和中肾阶段。从功能上讲,后肾完全失去了体腔联系,只以血管收集代谢废物,从而排泄效率更高。从结构上讲,我们看右图,最开始是前肾,然后是中肾,中肾时输精和输尿还都共用一根管,即中肾管既有输精又有输尿的作用。但到了后肾这里,终于输尿管和输精管分开了,原来的吴氏管(中肾管)依然负责输精;而由吴氏管的基部重新发出一条管,与后肾相连,成为连接肾脏的输尿管。爬行纲的排泄物主要是尿酸,哺乳类是尿素,尿酸尿素的最大区别在于溶解度的不同,尿酸的溶解度非常低,会以半固体状态与粪便一起排出,从而尽可能减少排水;许多动物还具有肾外排泄,如盐腺,帮助排出体内多余盐分。 9、神经系统和感觉器官。①大脑开始出现了新脑皮,对刺激有初步地分析综合能力。但爬行类的高级中枢仍为中脑。我们看下面这幅图就是脑皮的演化过程,最初是古脑皮;到了两栖类,开始出现原脑皮;到了爬行类,开始出现新脑皮;而到了我们哺乳动物,新脑皮尤为发达,并变成了我们的大脑皮层。②嗅觉:蜥蜴和蛇的犁鼻器十分发达,开口于口腔顶部,不与鼻腔连通。与舌配合产生嗅觉。如蛇的信子接受空气中的化学分子,缩回口中后,信子伸到犁鼻器内,刺激嗅神经发出的感觉细胞。③视觉:发展出了改变晶状体曲度来调节视距的睫状肌,且睫状肌由横纹肌构成,这和我们是类似的。④听觉:鼓膜开始下陷,形成外耳道的雏形;感音的瓶状囊显著增长。⑤红外线感受器:感知周围温度变化(如蛇类中的蝰科蝮亚科及蟒科)。插一句,蟒,在蛇类中属于比较原始的一类。 10、生殖系统。①具有泄殖腔。②雄性:睾丸一对,吴氏管输精,苗氏管退化,且具交配器。③雌性:卵巢一对,吴氏管退化,苗氏管输卵。④大多数为卵生,少数卵胎生。 爬行纲的分类:现存爬行动物只有4个目,喙头目、龟鳖目、有鳞目(蜥蜴亚目、蛇亚目)、鳄目,从名称看大家也基本能理解吧。喙头目为最原始的一类,目前只存一种,喙头蜥。表面看它跟蜥蜴很像,但其实它与蜥蜴在特征上有很大的差别。鳄目为最高等的类群,我国目前野生状态下只有一种——扬子鳄。我们知道,中生代时,爬行类曾经在地球上繁盛一时,曾经具有多达17个目,但现在只剩下了4个目,具体种类也只剩下了6000多种。往日的辉煌已不复存在,这到底是什么原因导致了这样的结果呢?我可以很负责任的告诉大家,不知道!虽然现在有很多的学说,而且最被人们普遍接受的就是那个撞击说了,甚至我们已经找到了当年撞击地球的那个陨石坑了,但这就是事实吗?真不知道!毕竟谁也没有经历过嘛。但不管怎么说,正是由于爬行类的衰败,才为我们哺乳类的繁盛提供了空间。当然了,和我们一起繁盛的还有那些适应了飞翔生活的鸟类。 下面我们来看鸟纲。鸟类的主要特征包括:1、体表被覆羽毛,羽毛是鸟类所独有的。2、前肢特化为翼,具快速飞翔的能力。3、恒温,可保持高效而稳定的代谢,从而减少对环境的依赖。4、具气囊。这是其呼吸所特有的一种器官。5、四腔心脏,完全的双循环。6、具有复杂的生殖行为:求偶、筑巢、孵卵、育雏等等。 1、外形。和爬行类一样,身体分为:头、颈、躯干、尾、四肢五部分。头:小,前端具角质喙,眼发达,耳孔被覆耳羽。颈:细长,转动非常灵活(最多能转270°),这与其颈椎数量多是有关的,鸟类最多能达到25枚颈椎。躯干:坚实,纺锤形,减少飞行阻力。尾:短小,我们看到的往往是它长长的尾羽,在飞翔中起舵的作用。四肢:前肢特化成翼。 2、皮肤。①皮肤薄而松,干燥而缺乏腺体。唯一保留的皮肤腺是尾脂腺,可分泌油脂润泽羽毛。②具有许多皮肤衍生物(如角质喙、后肢的鳞片、后肢末端的爪、羽毛)。其中,最具标志性特征的就是羽毛,羽毛可分为3种,都拔过鸡毛吧:外在看最多的叫正羽,主要起保护作用,其中附着在前肢上的正羽叫飞羽,而尾部的正羽叫尾羽,飞羽和尾羽显然与飞翔有关,所以,正羽的作用就是保护和飞翔;把鸡的正羽都给拔了,你会看到呈绒毛状的绒羽,就像羽绒服一样,起保温作用;接下来把绒羽也都拔干净了,你就会在它的皮肤上见到很多跟我们毛发很像的纤羽,也叫毛羽,主要作用是感知空气中的气流变化。 3、骨骼系统。总的来看,轻而坚固,轻是因为它多为气质骨,即骨骼内具有充满气体的腔隙,这主要就是为了飞行减重。另外骨块愈合现象明显,以防止飞着飞着散架了。①头骨:已经愈合成一个整体,吃过鸡头的应该会深有体会;颌骨极度前伸,形成鸟喙;无牙齿;脑颅腔大,说明脑比较大;眼窝大,说明眼比较大;单枕髁。②脊柱:颈椎数目多,为异凹型(也叫马鞍形,回去吃个鸡脖子或者鸭脖子感受一下);除了颈椎,其他的脊椎多处愈合,如部分胸椎+全部的腰椎和荐椎+部分尾椎愈合形成综荐骨;最后几枚尾椎愈合形成尾综骨。③胸骨和肋骨:肋骨完全骨化,不像我们,肋骨前面还保留了部分软骨,这就是为啥说鸡肋食之无味。但肋骨之间具有钩状突,将肋骨搭在一起,以增强胸廓的牢固性。飞翔鸟类胸骨发达,具有龙骨突,这是胸肌附着的地方,飞翔需要发达的胸肌。④肢骨和带骨:变形都非常严重,但依然能看出是五趾型附肢;前肢特化成翼;锁骨愈合成“V”型;腰带宽大而显著变形,形成开放式骨盆,这是为了产大型硬壳卵;后肢骨趋于简化和加长。 4、肌肉系统。关注两种肌肉:①发达的胸肌,分为胸大肌和胸小肌,仔细观察你会发现,它们的一端都附着在龙骨突上,而另一端,胸小肌借肌腱附着在肱骨的背侧,而胸大肌附着在肱骨的腹侧。可想而知,如果胸小肌收缩,会使得羽翼上扬,而胸大肌收缩,会使得羽翼下煽。所以飞翔正是靠着胸大肌和胸小肌的交替收缩来实现的。②后肢栖息肌,这组肌肉的肌腱一直延伸到了趾的末端,所以只要身体下压,就会使其后肢自然拉紧,牢牢地握住树枝,所以它可以在树枝上安心睡觉,而不用担心会掉下来。 5、消化系统。①吃得多,消化快。这和它旺盛的代谢密切相关。②具有喙,无齿。③具有嗉囊。嗉囊属于食道的膨大,以临时性储存食物。所以检查鸡有没有吃饱,摸一摸它的嗉子就知道了。④胃分化成腺胃和肌胃。腺胃可分泌消化液(胃液),和我们的胃差不多。肌胃具有很厚的肌肉壁,内含砂石,所以具有很强的机械性消化能力。所以喂鸡的时候掺一些沙砾是有利于其消化的。肌胃内壁衬有一层黄色角质层,称为“内金”,鸡内金是著名的一味中药,据说能健胃消食。⑤直肠短,不储存粪便。典型的有屎就拉,甚至正在飞行时就可以随时排便,美其名曰“天使”。这当然也是为了减轻体重,便于飞行。 6、呼吸系统。呼吸系统的特点,一个是它的肺与我们有很大不同,由大量细支气管组成,缺乏弹性,即管状肺。另外它具有发达的气囊系统,一共有4对半,即9个气囊,可分成前气囊(肺之前)和后气囊(肺之后)。这些结构赋予了鸟类特殊的呼吸方式:双重呼吸。首先看第一轮呼吸,吸气,新鲜的气体直接进入后气囊,后气囊膨大,而肺内的气体会进入到前气囊,前气囊也膨大;呼气,后气囊会把新鲜的气体压入肺,而前气囊的气体被呼出。再来一轮,吸气,新鲜的气体进入后气囊,肺内的气体进入前气囊;呼气,后气囊的气体进入肺,前气囊的气体被呼出。 你有没有发现这样的双重呼吸有什么特点呢?①对于一团气体而言(图中红色气团),从吸入到呼出,要经历两个呼吸周期。②无论吸气还是呼气,肺内均有新鲜的空气进行气体交换。这正是双重呼吸的含义。③无论吸气还是呼气,气体始终在肺内单向流动。 7、循环系统。四腔心脏,完全的双循环。这和我们哺乳类已经基本没有什么区别了。所谓四腔心脏,即两心房、两心室。从位置上说,上心房,下心室,那哪边是左呢?注意心脏和你是对着的。我们再来看双循环,首先我们要清楚的是,什么是动脉、静脉、动脉血、静脉血?动脉和静脉说的是血管类型,从心脏发出的血管为动脉,回流心脏的血管为静脉;动脉血和静脉血说的是血液类型,含氧量多的为动脉血,用红色表示,含氧量少的为静脉血,用蓝色表示。所谓双循环就是,左心房接收来自肺静脉的含氧多的动脉血,通过左心室发出的主动脉(体动脉)泵向全身;而右心房接收来自上下腔静脉的含氧少的静脉血,通过右心室发出的肺动脉泵向肺。所以双循环就是流经全身的体循环+流经肺的肺循环。除此之外,鸟类的心跳普遍较快,比咱快多了,如跳的最快的蜂鸟,每分钟心脏跳600次,飞行时甚至能达到1500次/分钟,简直跳疯了。所以鸟类代谢及其旺盛,体温高而恒定,平均体温为42℃左右。 8、神经系统和感觉器官。①大脑新脑皮仍停留在爬行类的水平上,但其大脑底部的纹状体极为发达,这是其复杂的本能活动和学习的中枢;另外非常发达的还有中脑视叶和小脑,所以它的视觉和平衡感都是非常不错的。②嗅觉:大多数鸟类退化。因为飞翔时气流大,嗅觉不易发挥作用。③听觉:由外耳(没有耳廓,外被耳羽)、中耳、内耳构成。④视觉:极度发达,是整个脊椎动物中最发达的;眼球扁平,适于远视;调节为双重调节,即睫状肌调节晶体曲率,角膜肌调节角膜曲率,甚至也有人说它是三重调节,即晶状体和视网膜之间的距离也可以调节;当然,和我们比,它也有不及我们的地方,多数鸟类的动眼肌缺失,即眼球不会动,所以视物时需动头,好在颈椎数量多,颈部运动灵活,弥补了没有动眼肌的缺陷。 9、泌尿生殖系统。①肾脏依然为后肾,无膀胱,具泄殖腔,排泄物为尿酸。某些鸟类(海洋生活类)具肾外排泄器官——盐腺。②生殖腺的大小有明显的年周期性改变,也就是在生殖季时生殖腺发达,而非生殖季时,生殖腺退化,这当然也是有利于飞行减重的。这幅图中左右睾丸大小不同,这可不是同时的,左侧就是生殖季时的睾丸,右侧为非生殖季时的睾丸。③雄性有成对睾丸和输精管,多数无外生殖器,交配时是泄殖腔的接合。④多数雌鸟的右侧生殖系统退化,只保留左侧的,这与其产大型硬壳卵有关。在产卵的过程中,卵黄外逐渐的包上蛋白、蛋壳,最后一个蛋就出来了。 鸟纲分类:分为古鸟亚纲和今鸟亚纲。古鸟亚纲中我们研究最多的就是始祖鸟,但研究发现, 始祖鸟只是鸟类进化主干上的一个分支,现在更多人认为真正在主干上进化的应该是我国辽宁发现的孔子圣贤鸟,所以我们国家确实是鸟类的发祥地。现今的鸟类都属于今鸟亚纲(新鸟亚纲),可分为3个总目,平胸总目、企鹅总目和突胸总目。平胸总目,像鸵鸟、鸸鹋等,因为不会飞翔,所以没有发达的龙骨突,故名平胸。企鹅总目不用多介绍,就是各种企鹅呗。突胸总目,因为善于飞翔,有发达的龙骨突,故名突胸,绝大多数的鸟类都在这里,其中数目最多、也是最高等的就是雀形目。注意,鸡(鸡形目)也是会飞的,只是不善远飞,且在长期人工驯养的情况下,它更不怎么飞了。 最后,我们来看我们自己——哺乳纲。哺乳纲的主要特征有:1、体被毛发,毛发是我们哺乳动物的标志性特征之一。2、体温恒定。3、代谢旺盛。4、胎生、哺乳,这是我们最核心的特点。所谓胎生,是指胎儿在母体子宫中发育,并通过胎盘与母体建立营养联系。而所谓哺乳,是指母兽以乳汁哺育幼崽。意义:胎生为胚胎发育提供了优良的条件,使外界环境对胎儿的不良影响降到了最低。而哺乳不仅意味着幼崽获得了优越的营养条件,它更体现的是母兽对幼崽无微不至的照顾。这都大大提高了后代的成活率。所以我们大多数哺乳动物的生存策略都属于k策略,以质取胜,而非以量取胜的r策略。5、神经系统高度发达。诞生了像我们人这样的最聪明的物种。6、在陆地快速运动。在天上,咱比不过鸟类,但在地上,咱哺乳动物绝对是跑的最快的。下面,我们来看一看哺乳动物具体的特征。 1、皮肤。作用:保护、保水、感觉、排泄、调节体温等,这与其皮肤复杂的结构有关。但再复杂的皮肤,也是由表皮和真皮构成的。表皮及真皮厚而致密,有良好的坚韧性及抗透水性,也能有效的避免水分丢失。我们还有多种皮肤衍生物,这在脊椎动物中是最复杂、结构和功能也最为多样化的。皮肤衍生物主要包括毛、皮肤腺(皮脂腺、汗腺、味腺、乳腺)、爪、甲、蹄、角(牛的洞角和鹿的实角)等。 2、骨骼系统。总体来看,相对于两栖爬行类,我们的骨也发生了简化和愈合;另外,长骨的生长仅限于发育的早期,以人为例,成年之后,骨缝愈合,就不再长个了,所以趁着你们现在还能长个,赶快长,没几年了哈。①脊柱:分为颈椎、胸椎、腰椎、荐椎、尾椎。但是颈椎有一个特点,就是固定的7枚,哪怕你是长颈鹿,你也是7个颈椎,只不过每个颈椎都比较长罢了。此外,脊椎骨的椎体为双平型椎体,椎体间具软骨质的椎间盘。②头骨:骨块也有减少和愈合;下颌骨已经演变成了单一的耻骨;脑颅和鼻腔扩大,说明脑容量增大,嗅觉发达;有发达的次生硬腭;双枕髁;3块听小骨(镫骨、砧骨、锤骨)。③附肢骨:我们的附肢骨跟爬行类相比,也有一个很大的变化,四肢发生了扭转,肘关节向后,膝关节向前,四肢从体侧下移至腹侧,大大提高了支撑力和跳跃力,有利于步行和奔跑,结束了低等陆栖动物以腹壁贴地,用尾的摆动作为运动辅助器官的局面。肩带:肩胛骨发达,乌喙骨退化。腰带:稳定而坚实,加强后肢承重能力。另外,为了适应不同的生活方式,某些哺乳类附肢的结构和外形会有些变化。如蝙蝠的前肢特化成翼,我们依然能看到五趾型附肢,但指骨明显加长,且指与指之间出现了翼膜,这自然是为了飞翔。另外,不同动物在行走时,四肢着地的部位也是不同的,从而形成了不同的足型。如灵长类的跖行式,即脚掌着地;一些肉食性动物的趾行式,即脚趾着地,相当于你踮着脚走路;还有一些草食性动物的蹄行式,只有脚趾末端特化出的蹄着地,放在人身上就相当于芭蕾舞演员拿趾尖着地。毫无疑问,蹄行式与地面接触最少,且肢骨最长,所以是最适应于快速奔跑的一种足型。 3、肌肉系统。①肌肉高度分化,原始分节现象极度减少。②但四肢肌强大。③另外,特具膈肌,用于分割胸腔和腹腔,与我们的胸腹式呼吸息息相关。④皮肤肌发达,我们灵长类则是面部的皮肤肌发达。⑤咀嚼肌发达,用以捕食、撕咬、咀嚼,大大提高了口腔的消化功能。 4、消化系统。①牙齿具有3大特点:再生齿(我们一辈子会换一次牙齿,刚开始的是乳牙,换完齿之后的为恒牙,终生不再更换)、槽生齿(即牙齿着生在颌骨的齿槽中,比较牢固)、异型齿(可分为门齿、犬齿、前臼齿、臼齿。它们形状不同,功能自然也不同,门齿负责切割,犬齿负责撕裂,臼齿负责研磨)。不同动物牙齿的不同,通常用齿式来表示,所谓齿式就是上下颌一侧牙齿的数目及排序。不同动物齿式不同,同种动物齿式特定。比如人的齿式:2/2、1/1、2/2、3/3。其中最里面的那个臼齿就是我们常说的智齿,对于我们人类来说它属于典型的痕迹器官。我们知道,人类的面部变得扁平,颌骨长度缩短,多数人的颌骨已无法容纳这个智齿,智齿因空间挤压无法萌出,甚至有的人先天就缺失智齿,这些人比较厉害,走在进化路上的前沿。②具肉质(且性感)的唇,具有吮吸、摄食、辅助咀嚼和发声的作用。③口腔消化包括两方面内容:既有发达的物理性消化,也有一定程度的化学性消化。我们的唾液里终于有了消化酶了,而且我们有3大唾液腺,即颌下腺、舌下腺、鳃腺(耳下腺)。④直肠以肛门直接开口体外, 无泄殖腔(具有泄殖窦)。⑤消化道的分化及长短与食性密切相关。如食草动物的消化道明显长于食肉动物,我们杂食性动物居于两者之间,显然草里大量的纤维素是不好分解的,所以需要更长的消化道来延长消化时间。另外,反刍动物有发达的复胃,也就是说它不是单胃,而是有多个胃,也叫反刍胃。反刍胃包含4部分,瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃(瘤、网、瓣、皱),其中的瘤胃最大,就是个大发酵罐,瓣胃就是咱吃火锅时的那个毛肚,皱胃是它真正的胃,前三个胃都是食管的变形。所谓反刍,就是食物到达瘤胃后先经过微生物发酵,再通过逆呕反射,将粗糙的食物再通过食管逆行入口,再行咀嚼,咀嚼后再进入胃消化,这种反刍过程可反复多次,直至食物充分分解。 5、呼吸系统。哺乳动物具有发达的肺和完善的呼吸机制。呼吸系统包括鼻、咽、喉、气管、肺,肺的末端有发达的肺泡。其中的鼻咽喉属于上呼吸道,气管支气管和肺属于下呼吸道。所谓胸腹式呼吸是包括胸式呼吸和腹式呼吸。胸式呼吸:靠肋间肌的舒缩。腹式呼吸:靠膈肌的舒缩。吸气时,肋间外肌和膈肌均收缩,从而使胸腔打开,气体进入肺,当然你也可以通过胸锁乳突肌的收缩来强制吸气;呼气时,肋间外肌和膈肌均舒张,从而使胸腔变小,气体排出,同样你也可以通过腹肌的收缩来强制呼气。 6、循环系统。①完善的双循环,四腔心脏。②仅具左体动脉弓,注意,鸟类是只保留了右体动脉弓。③静脉系统趋于简化。④淋巴系统作为静脉系统的辅助系统,高度发达,帮助收集和输送淋巴液返回心脏。⑤红细胞不具细胞核,体积小,呈双凹形。 7、排泄系统。排泄系统包括肾、输尿管、膀胱和尿道。肾是尿液形成的核心,属于后肾,排泄物主要为尿素。从肾小球渗透出来的原尿流向:肾小囊→肾小管(近曲小管→髓袢→远曲小管)重吸收→集合管重吸收(形成终尿)→肾乳头→肾盏→肾盂→输尿管→膀胱→尿道→体外。肾脏还具有调节水盐代谢、酸碱平衡的作用。另外,皮肤也可以通过排汗参与排泄。 8、内分泌系统。内分泌腺及其分泌的激素,你们绝大多数是知道的。在这里,我重点关注一下下丘脑和垂体。垂体分为垂体前叶和垂体后叶。垂体前叶相当于一个独立腺体,所以也叫腺垂体,分泌生长激素和一系列促激素;垂体后叶相当于下丘脑的延伸,所以也叫神经垂体,负责储存和释放由下丘脑合成的抗利尿激素。 9、神经系统。①大脑体积增大,皮层加厚,表面出现皱褶(沟和回)。新脑皮为高级神经活动中枢。②形成以下哺乳动物特有的结构:A.胼胝体:大脑半球之间神经纤维组成的神经通路,负责联络两个大脑半球。爬行类和鸟类虽然也有连接左右脑的结构,但其神经纤维少,信号传导效率低下,跟我们的胼胝体不可相提并论。B.小脑皮层:小脑发达,首次出现了小脑皮层,又称新小脑。C.脑桥:位于小脑腹面,为大、小脑之间的神经通路。③植物性神经系统十分发达。植物性神经系统又称自主神经系统,指的是支配各种内脏器官活动的传出神经。分为交感神经和副交感神经,两者共同分布在同一器官上,其功能是相互拮抗的,共同维持体内正常生理机能。 10、感觉器官。①嗅觉:特别发达,因鼻腔长,嗅粘膜扩大而变得敏锐。②听觉:外耳具有发达的外耳道和耳廓;中耳内具彼此连接的3块听小骨,因形状而得名,由外到内依次是锤骨、砧骨、镫骨;内耳感音部位发达,具螺旋状耳蜗管,由瓶状囊演化而来。③视觉:视觉良好,但一般哺乳类的辩色能力较差,灵长类色觉敏锐,因为我们有丰富的视锥细胞构成的三色视觉系统。 11、生殖系统。哺乳动物生殖器官发达,除原兽亚纲为卵生外,其余全部胎生。 ①雄性:由睾丸、附睾、输精管、尿道、副性腺(即各种附属腺体)和阴茎组成。睾丸是产生精子的地方;附睾是精子成熟的地方;副性腺包括精囊腺、前列腺和尿道球腺,它们的分泌物构成精液的主体。大多数哺乳类具阴囊,负责包裹睾丸和附睾,阴囊中的温度比腹腔低3~4℃,以保证精子正常活性。 ②雌性:由卵巢(1对)、输卵管、子宫和阴道组成。子宫具有四种类型:双子宫(双体子宫)、双分子宫(分隔子宫)、双角子宫、单子宫。我们灵长类和蝙蝠都属于单子宫,这种子宫产仔数较少。 哺乳纲分类:包括3个亚纲,原兽亚纲、后兽亚纲、真兽亚纲。原兽亚纲是最原始的类型,比如鸭嘴兽,卵生;有乳腺,但没有乳头;具泄殖腔,也就是粪便、尿液和生殖细胞都是通过一个孔排出的,所以这类动物也称之为单孔类。后兽亚纲,又称有袋类,因为雌性腹部有育儿袋,比如袋鼠、袋熊、袋狼等。真兽亚纲,又称胎盘类,是最高等的类群,也是数量最多的哺乳动物,现存种类有20个目,其中种类及数量最多的是啮齿目(种类数约占1/3),最聪明的是灵长目。 学科网(北京)股份有限公司 $

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2025年高中生物奥赛-动物形态与分类(详细讲义)
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