Класс головохордовые

Сравнительная характеристика беспозвоночных и позвоночных животных

Признаки сходства позвоночных с беспозвоночными

1. Сходство ранних этапов эмбрионального развития – зигота, бластула, гаструла (следующая стадия носит специальное название – нейрула и характерна для только для хордовых).

2. Развитие первичной, затем вторичной полости тела в процессе онтогенеза.

3. Развитие первичного, затем вторичного рта.

4. Метамерное (членистое) разделение тела, проявляющееся в строении позвоночника, грудной клетки, межреберных мышц, спинно-мозговых нервов, межреберных лимфатических и кровеносных сосудов.

5. Двухсторонняя симметрия.

6. Общий план строения пищеварительной системы.

ТИП ХОРДОВЫЕ

Тип хордовые объединяет более 40 тыс. видов животных, разнообразных по внешнему виду, образу жизни и условиям обитания. Хордовые живут на поверхности суши, в толще почвы, в воде и летают в воздухе. Несмотря на многообразие видов, они имеют в строении ряд общих черт:

1. У хордовых имеется осевой скелет. Первоначально он возникает в виде спинной струны, или хорды, которая представляет собой нечленистый тяж. Хорда сохраняется пожизненно только у низших хордовых, а у высших замещается позвоночным столбом.
2. Над осевым скелетом располагается полая трубка центральной нервной системы, почти у всех хордовых передний отдел нервной трубки, разрастаясь, образует головной мозг.
3. Передний, или глоточный, отдел пищеварительной трубки сообщается с внешней средой двумя рядами отверстий, получивших название жаберный щелей, они пожизненно сохраняются только у водных низших хордовых, а у остальных бывают в эмбриональном состоянии.
4. Кроме этого, хордовые имеют вторичных рот. Он образуется на конце, противоположном его первоначальному положению. На месте зарастающего рта появляется анальное отверстие.
5. Хордовым свойственны вторичная полость тела и его двухсторонняя симметрия.

Хордовых подразделяют на две группы: низшие и высшие хордовые. Низшие хордовые – ланцетник, минога, миксина имеют хорду в виде упругого эластичного тяжа, расположенного на спинной стороне тела от головного отдела к хвостовому. Высшие хордовые – рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие (включая человека) имеют хорду в зародышевом состоянии. С ростом и развитием этих организмов она заменяется хрящевым или костным позвоночником. Хорда или позвоночник являются опорой для прикрепления мускулатуры. Нервная система представлена трубчатым тяжем, лежащим над хордой. У высших нервная трубка в передней части расширяется и превращается в головной мозг. Пищеварительная система в виде трубки находится под хордой. Наземные хордовые имеют жаберные щели на ранних периодах зародышевого развития. Кровеносная система замкнутая. Хордовые преимущественно свободноживущие организмы.

Тип хордовых подразделяется на несколько подтипов. Из них будут рассмотрены только 2: подтип Бесчерепные и подтип Позвоночные, или Черепные.

Подтип бесчерепных объединяет небольшую группу примитивных морских бентосных хордовых животных.

У бесчерепных нет черепной коробки, нервная трубка не дифференцирована на спинной и головной мозг; органы чувств развиты слабо; кровеносная система замкнутая, но сердца нет; скелет представлен хордой; хорду и лежащую над ней нервную трубку окружает соединительно-тканная оболочка; парных конечностей нет.

Подтип позвоночных объединяет абсолютное большинство видов хордовых, стоящих на более высоком уровне организации, чем бесчерепные. Предки позвоночных, в отличие от малоподвижных и пассивно питающихся бесчерепных, перешли к активному поиску пищи и связанному с этим передвижению. Это привело к развитию жизненно важных систем органов, укреплению мускулатуры и осевого скелета, возникновению черепа, совершенствованию нервной системы, усложнению органов чувств, усилению кровообращения, образованию сердца и т.д.

У современных позвоночных покровы представлены кожей, состоящей из двух слоев: наружнего эпидермиса и внутреннего кутиса, или дермы. В толще кожи располагаются различные железы, а на ее поверхности формируются разнообразные придатки: чешуя, щитки, перья, волосы.

Под кожей располагается мускулатура. У водных позвоночных она состоит из продольных лент, разделенных тонкими перегородками на ряд сегментов, а у наземных форм дифференцируется на ряд сегментов, а у наземных форм дифференцируется на множество самостоятельных мышц.

Скелет позвоночных подразделяется на осевой и висцеральный и скелет конечностей с их поясами. Осевой скелет включает в себя позвоночный столб и мозговой череп. Позвоночный столб состоит из позвонков, несущих верхние дуги и образующих спинномозговой канал, в котором располагается спинной мозг. Мозговой череп образован рядом костей. Он возникает в связи с развитием головного мозга и органов чувств как защитное их образование. Висцеральный скелет – это скелет переднего отдела пищеварительного тракта. У большинства форм он представлен челюстным аппаратом, который образован специализированными костями. Конечности позвоночных бывают непарные и парные. Непарные – спинной, хвостовой и анальный плавники водных обитателей – состоят из хрящевых и косных лучей, не связанных с другими частями скелета. В парных конечностях выделяют скелет поясов конечностей и свободные конечности. Пояса конечностей располагаются внутри тела животного и состоят из трех пар костей, соединенных с позвоночным столбом. Пояс передних конечностей наземных обитателей образован лопатками, ключицами и коракоидами, а задних – подвздошными, лобковыми и седалищными костями. У рыб строение поясов конечностей проще. Они состоят из нескольких свободно лежащих в толще мускулатуры хрящевых или костных образований, к которым прикрепляются скелеты плавников. Скелет свободных конечностей других позвоночных представлен либо плавниками, либо пятипалыми конечностями. Плавники состоят из нескольких рядов хрящей или косточек, которые свободно перемещаются относительно пояса как единый рычаг. Передняя пятипалая конечность образована плечевой костью, двумя костями предплечья (локтевой и лучевой), рядом костей запясья, пястья и фаланг пальцев. В состав задней пятипалой конечности входят бедренная кость, две кости голени (большая и малая берцовые), кости предплюсны, плюсны и фаланг пальцев.

Пищеварительная система представлена в основе трубкой, которая обычно подразделяется на ротовую полость (рот), глотку, пищевод, желудок и кишечник, заканчивающийся анальным отверстием. Имеются также пищеварительные железы, например печень и поджелудочная железа.

Органы дыхания бывают двух типов: жабры и легкие. Жабры представляют собой пластинчатые или лепестковидные выросты глотки, в которых густо разветвлена сеть кровеносных сосудов. Легкие, как и жабры, формируются из парных выростов брюшной стенки глотки, пронизанных сетью кровеносных сосудов. У некоторых позвоночных существенное значение имеет кожное дыхание.

Кровеносная система позвоночных замкнутая. В нее входят сердце, приводящее кровь в движение; артериальные сосуды, несущие кровь к сердцу; капилляры, соединяющие окончания разветвлений артерий и вен. Сердце представляет собой толстостенный мускулистый мешок, подразделенный на несколько отделов, или камер. Основными из них будут предсердие и желудочек.

Нервная система подразделяется на центральную нервную систему, представленную головным и спинным мозгом; периферическую нервную систему, состоящую из нервов, отходящих от головного и спинного мозга; симпатическую нервную систему, образованную нервными узлами, лежащими около позвоночного столба и связанными продольными тяжами. Головной мозг состоит из ряда отделов: переднего мозга, подразделяющегося на правую и левую половину, промежуточного, среднего и продолговатого мозга, а также мозжечка. Мозжечок является центром координации движений.

Органы чувств позвоночных, например зрения, слуха, осязания, обоняния у представителей разных классов развиты неодинаково. Обычно ряд из них достигает высокого уровня совершенства в строении и выполняемой функции.

Органы выделения позвоночных представлены парными почками. Их строение у представителей различных классов неодинаково.

Позвоночные в основном раздельнополые животные. Лишь немногие виды низших позвоночных гермафродиты.

Половые железы позвоночных, как правило, парные. Первоначально они не имели выводковых протоков и половые продукты выпадали через разрывы стенок половых органов в полость тела, откуда через специальные поры выводились наружу. Впоследствии возникли половые пути, которые в той или иной мере связаня с протоками выделительных органов.

В зависимости от особенностей размножения, строения и развития эмбрионов позвоночных делят на две естественные группы. К первой группе относятся рыбы и земноводные. Оплодотворение у них наружное, личинка обязательно развивается в воде и не имеет зародышевых оболочек. Вторая группа – пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. Оплодотворение у этих животных происходит в половых путях самки. Вокруг развивающегося эмбриона образуется зародышевая оболочка – амнион. Между амнионом и зародышем находится околоплодная жидкость. Задний отдел кишечника эмбриона образует тонкостенный мешкообразный вырост – аллантоис. Он выполняет две функции: дыхания и накопления мочевых выделений зародыша. Снаружи эмбрион окружен еще и третьей зародышевой оболочкой – серозной.

Высокая степень организации позвоночных обеспечила им усложнение поведения, проникновение во все жизненные среды и широкое распространение. Подтип позвоночных объединяет несколько надклассов и классов. Основные из них, имеющие большое значение в природе и жизни человека, будут рассмотрены ниже.

Подтип Бесчерепные

Класс головохордовые

ЛАНЦЕТНИК

Это полупрозрачные, рыбообразные морские животные, 1-8 см длиной. Форма тела напоминает хирургический инструмент (ланцет), сплюснуто с боков, обособленной головы нет, но различают головной (передний) и хвостовой (задний). В настоящее время известно около 30 видов ланцетников, обитающих в умеренных и теплых морях на глубине 10-30 метров. Они зарываются в песок, выставив наружу переднюю часть тела с ротовым отверстием, окруженным щупальцами. Ланцетники фильтруют воду.

Пища ланцетников – планктон. Активны в основном в ночное время. Ланцетник отличает свет от темноты, хотя у него нет настоящих глаз. Свет воспринимается скоплением светочувствительных клеток. Кроме этого на теле ланцетника находятся осязательные клетки. Органа слуха и осязания у ланцетника нет. На спинной стороне имеется складка кожи, образующая спиной плавник, переходящий в хвостовой. Вдоль нижнего края хвоста располагается подхвостовой плавник. Тело сегментировано. Вдоль оси тела проходит хорда (тяж в плотной оболочке). По бокам передней части туловища расположены жаберные щели.

Мускулатура – две ленты по бокам туловища, движения зигзагообразные. Покровы тела ланцетника – однослойный эпидермис, под ним тонкий слой соединительной ткани. Полость тела вторичная.

Пищеварительная система включает рот, ротовую полость, глотку, среднюю кишку, куда впадает проток печени и заднюю кишку, анальное отверстие. Желудка нет. Питается беспозвоночными, которые попадают в рот с током воды. Ланцетник – биофильтрат.

Дыхательная система: жабры в виде длинных косых щелей на стенке глотки. Жабры защищены околожаберной полостью, которая имеет отверстие на брюшной стороне. Вода поступает в ротовое и выходит в околожаберное отверстие.

Кровеносная система замкнутая. Представлена спинным и брюшным сосудами и капиллярами. Сердца нет, его роль выполняет брюшной сосуд, по которому кровь движется к жабрам. Кровь бесцветная, гемоглобина нет. Кровь разносит по организму питательные вещества и газы (О₂ , СО₂).

Выделительная система представлена выделительными трубками (метанефридиями), расположенными по сегментам. Одним концом каждая трубка, открывается в полость тела, другим – в околожаберную полость. С кровеносной системой связана слабо.

Нервная система представлена в виде нервной трубки, расположенной на спинной стороне тела над хордой. Внутри трубки проходит канал. В каждом сегменте тела от трубки отходит пара нервов.

Органы чувств очень примитивны. Вдоль нервной трубки расположены светочувствительные клетки, в поверхностном слое кожи расположены нервные клетки, воспринимающие химические раздражения. Вкус и запах улавливают осязательные клетки по всему телу.

Ланцетник – раздельнополое животное. У самок яичники, у самцов семенники, расположенные по сегментам (25 пар). Половые клетки выходят через околожаберную полость в воду, оплодотворение наружное.

Развитие происходит в воде. Из зиготы развивается бластула, затем гаструла, после чего из яйца выходит личинка и развивается около трех месяцев. Активно питается беспозвоночными животными – зоопланктоном. После чего опускается на дно и во взрослом состоянии ведет довольно пассивный образ жизни, зарываясь в грунт.

Организм ланцетника содержит до 80% белка и 2 % жира, имеет промысловое значение (до 35 т ежегодно).

Ланцетник – переходная форма от беспозвоночных к позвоночным.

1-рот со щупальцами, 2 – глотка с жаберными щелями, 3-печень, 4- кишка, 5 - анальное отверстие, 6- мышцы, 7 – хорда, 8 – нервная трубка.

Тип хордовые