脊椎动物学总结
脊椎动物学是动物学的一部分。它是研究脊椎动物生物学规律的一门学科。脊椎动物学也包括原索动物(即具有脊索的动物,如头索动物和尾索动物),所以也可称为脊索动物学。
脊椎动物是脊索动物门中种类最多、结构最复杂、进化地位最高一大类群,也是动物界中最
进步与人类的关系最密切的一个类群。
脊椎动物虽只是一个亚门,但在长期进化的过程中,适应辐射使之在生活方式、外部形态以
致内部结构上都出现了极大差别。不过高度的多样化并不能掩盖其属于脊索动物的共性,即在其胚胎发育的某个阶段都要出现脊索动物的三大特征:脊索、背神经管和咽鳃裂。 除此而外,脊索动物的脊椎动物亚门的种类,多具有如下特征: 脊椎动物的主要特征 1、出现明显的头部。
2、脊柱代替了脊索。成为身体的主要支持结构。低等脊椎动物中脊索仍为主要支持结构,但在较高等脊椎动物中脊索仅留残余或完全退化;
3、除圆口类外,脊椎动物出现了上下颌,能主动地捕捉食物,提高了营养代谢的能力; 4、除圆口类外,脊椎动物出现了成对的附肢(即水生动物的偶鳍和陆生动物的附肢)作为运动器官;
5、鳃作为水生脊椎动物的呼吸器官进一步完善,而陆生脊椎动物仅在胚胎期或幼体阶段用鳃呼吸,成体出现了肺呼吸;
6、集中的肾脏代替了分节排列的肾管,更有效地排出新陈代谢产物的废物; 7、肌肉质有收缩功能的心脏代替了腹大动脉,循环系统进一步完善。
一、外部形态
动物的外部形态与生活方式、生活环境密切相关。不同生境与外形的关系大体概括如下: (一)、水生 身体多呈流线型。如大多数圆口类幼体和两栖类幼体的蝌蚪状,多数鱼类、两栖类有尾目、哺乳类的鳍足目和鲸目等。同样水生但生活方式不同形态也各异,如水底生活的鮟鱇身体呈平扁型,而舌鳎、比目鱼却是侧扁型。当然,侧扁的体型多为海生的观赏鱼类。此外,还有一些特殊体形如箱鲀、比目鱼、海马、海龙等。
1、水底生活 身体多呈平扁型。如鮟鱇。也有侧扁型的如舌鳎、比目鱼等虽身体平扁,但
生活中却身体平卧。
2、礁丛生活 身体多呈侧扁型。如许多热带观赏鱼。应该说许多鱼类的身体都是侧扁的,
即身体背腹高远大于左右宽,如鲫鱼。不过鲫鱼不认为是侧扁体型,这是参入了棍棒流线型与侧扁型两种体型鱼类的运动能力,通常认为前者的速度远快于后者。
3、水中穴居 身体呈棍棒(鳗)型。如黄鳝。
(二)、陆生 身体呈四足动物型和走禽型。如多数爬行动物、陆生哺乳动物以及鸡、鸵鸟等。 (三)、飞翔 身体呈鸟型和蝙蝠型。如适于飞翔生活的鸟类大雁、天鹅和蝙蝠等。
(四)、穴居 身体呈鳗型和鼹鼠型。如鱼类的黄鳝、两栖类的无足目和哺乳类食虫目的鼹鼠等。 (五)、寄生半寄生 蠕虫型。如圆口类七鳃鳗、盲鳗的成体。 二、皮肤
脊椎动物的皮肤由表皮和真皮构成,覆盖动物整个体表,是动物体最大的器官之一。
不同类群的动物适应不同的生活方式,皮肤的特点也不同。 (一)、圆口类 裸露无鳞,皮下单细胞粘液腺发达。
(二)、鱼类 表皮和真皮连接紧密,表皮内具有大量单细胞粘液腺,分泌粘液形成机体与外环境的隔离保护层,以利于保持或调节体内渗透压的平衡;防止病原微生物的侵入和寄生物的寄生;减少运动时水的阻力等等。 皮肤衍生物
绝大多数鱼的体表着生有鳞片,是鱼类皮肤的衍生物,软骨鱼类被源自表皮和
真皮联合形成的盾鳞,与牙齿同源;硬骨鱼类则被由真皮演化出的硬鳞和骨鳞;有些特殊的鳞片与感觉神经末梢连接,构成鱼体的特殊感觉器官——侧线。
(三)、两栖类 两栖类处在由水生向陆生过渡阶段,机体结构面临重大挑战和变革,皮肤系统也不例外。主要表现为:
1、皮肤较薄,由多层细胞组成的表皮和真皮组成。 2、皮肤裸露,有轻微的角质化,并已出现蜕皮现象。 3、真皮较厚而致密,表现出陆生动物真皮的特征。
4、表皮衍生大量多细胞腺体(粘液腺、毒腺)和色素细胞(黑色素细胞、虹膜细胞和黄色素
细胞);
5、皮肤与皮下肌肉组织连接疏松,其间分布大量淋巴间隙和皮下血管,与肺呼吸不完善需辅
以皮肤呼吸有关。
(四)、爬行类 皮肤适于陆生生活。
1、皮肤干燥,被有来源于表皮的角质鳞片或来源于真皮的骨质板,形成体表的保护层。
2、干燥而被保护层的皮肤会限制身体的生长,所以爬行类的蜕皮现象特别明显。蜕皮次数与
生长速度有关。
3、皮肤色素细胞发达,在植物性神经系统和内分泌激素的调节下能迅速变色,具有调温及保
护色的功能。
4、缺乏腺体,仅在一些种类的大腿基部内侧具有股腺(分泌物在繁殖期硬化成刺,交配时有
把握住雌性的作用),一些种类的泄殖腔孔附近具有香腺(分泌物可吸引异性)。 (五)、鸟类
1、皮肤薄且干燥缺乏皮肤腺,以利飞翔生活保持体内水份。
2、皮肤内层与躯体连接颇松,以减少飞翔运动时肌肉与皮肤的摩擦。
皮肤衍生物 体表被有表皮角质层生发的羽毛,以形成用于飞翔的翅膀;构成减小飞翔阻力的流线型体型;保温隔热;保护色和醒目的识别色;以及构成与神经感觉末梢相连的皮肤感觉作用等。
(六)、哺乳类 皮肤结构致密,具有良好的抗透水性、敏感的感觉功能和体温调节功能。是脊椎动物中皮肤结构和功能最为完善,适于陆生生活的防卫器官。
1、皮肤 表皮和真皮均加厚,表皮的角质层发达,不同动物的表皮由几层、几十层乃至几
百层的不同。 1)、皮肤衍生物毛:
(1)为哺乳类所特有。是由表皮角质化形成,与角质鳞片及羽毛为同源结构。
(2)由毛干和毛根组成:毛根埋在皮肤深处的毛囊内,外被毛鞘,毛根末端膨大部分为毛球。
毛球基部即为真皮构成的毛乳头,内具丰富的血管,供应毛生长所需的营养物质。在毛囊内有皮脂腺的开口,所分泌的油脂能滋润毛和皮肤。毛囊基部有竖毛肌附着。毛干是由髓质、皮质和鳞片层构成,髓质疏松多孔(保温),皮质坚韧有弹性(决定毛色),鳞片层为角质细胞(具保护作用)。
(3)根据毛的结构特点,可分为针毛(长而坚韧,有毛向,具保护作用)、绒毛(位针毛下
层,无毛向,毛干的髓部发达,保温性强)和触毛(特化的针毛,起触觉作用)。
(4)毛在春秋季有季节性更换,称为换毛。
2)、皮肤腺:哺乳类皮肤腺极发达。
(1)皮脂腺 保持毛和皮肤的润泽;
(2)汗腺 调节体温和排出体内水份及部分代谢产物; (3)乳腺 是变态的汗腺,其分泌物乳汁用于繁殖哺育后代;
(4)气味腺 也是变态的汗腺,用于种间识别和吸引异性,或防御作用。
3)、鳞片、爪、指甲、蹄和角 绝大多数哺乳类指趾端具爪,为表皮角质鞘。在灵长类,爪演变为指甲;在有蹄类,爪演变为蹄。体表结构坚硬的如穿山甲的大型表皮角质鳞片。角为有蹄类所具有,主要分2类,即洞角(由真皮的骨质心和表皮角质鞘组成,无分叉,终生不脱换,雌雄均有,如牛羊角)和实角(为真皮骨质角,分叉,多数为雄性具有,每年脱换一次,如鹿角。
三、骨骼系统
具有支持躯体,保持动物机体有特定的外形;保护体内的重要器官;供肌肉附
着点,并作为肌肉运动的支点,在运动中起着杠杆的作用;头骨、肩胛骨、锁骨、脊椎、肋骨、骨盆等的骨髓腔,在成体动物的身体中具有造血功能;维持矿质平衡,使血中钙和磷的含量稳定在一定的水平上以保证机体正常的生理活动。
(一)、圆口类 全为软骨。构成保护脑的脑颅支持取食、呼吸的咽颅以及神经管旁的软骨弧片。 (二)、鱼类 鱼类的骨骼分软骨和硬骨两类。软骨鱼类着软骨,硬骨鱼类的骨骼主要为硬骨,鱼类的骨骼可分为中轴骨骼和附肢骨骼两大部分。中轴骨骼主要包括头骨、脊柱;附肢骨胳包括带骨和鳍骨。
头骨
脑颅 包围保护脑和主要感觉器官 颌弓 构成上、下颌 咽颅 舌弓 参与口腔内壁形成 鳃弓 形成鳃 躯椎 支撑躯体
中轴骨 附肢骨骼
骨骼
脊柱 尾椎 形成尾鳍参与运动 肩带 连接胸鳍 参与运动调节平衡 腰带 连接腹鳍 参与运动调节平衡
(三)、两栖类
脊柱首次分化出颈椎和荐椎(具有颈椎和荐椎是陆生动物的特征)。使头部能上下运动;荐椎与腰带连接使后肢获得了稳固的支持。
首次出现了胸骨;成体虽无肋骨,但呼吸已与胸腹腔发生联系。
脊椎骨的椎体为双凹型外,也有前凹型或后凹型;椎弓的前后方具有前、后关节突,这是四足类动物的特征。
头骨与肩带分离,骨片减少,骨化程度较低(无尾类尤为明显)。颌弓与脑颅为自接式连接(腭方软骨直接与脑颅连接)。
出现典型的五指(趾)型跗肢;肩带由乌喙骨、肩胛骨、上乌喙骨、锁骨组成;腰带由髂骨、坐