Класс Млекопитающие

Класс млекопитающие объединяет более 4 тысяч видов наиболее организованных позвоночных животных. Подъем уровня их организации проявляется: в высоком развитии ЦНС и особенно коры больших полушарий переднего мозга – центра высшей нервной деятельности; в приспособлении к живорождению и выкармливанию детенышей продуктом материнского организма – молоком, что позволяет животным размножаться в самых разнообразных условиях жизни; в развитой способности к терморегуляции, определяющей относительно постоянную температуру тела. Огромное значение в регулировании отдачи тела имеет шерсть, а у некоторых и подкожный жировой слой.

Млекопитающим свойственны помимо перечисленных и другие характерные черты строения. Из них наиболее важны следующие: присутствие шерстяного покрова (отсутствие у некоторых видов вторично); железы в коже, среди них следует выделить млечные; сочленение черепа с позвоночником при помощи двух затылочных мыщелков; три слуховые косточки в среднем ухе; представление нижней челюсти только зубной костью; обычно разнородные зубы (резцы, клыки, коренные), сидящие в ячейках челюстей; легкие альвеолярного строения; сердце четырехкамерное; эритроциты безъядерные; грудная полость, отделенная от брюшной диафрагмой.

Высокий уровень общей организации позволил млекопитающим широко расселиться по земному шару. Их нет только в центральной части Антарктиды. Они заселили самые разнообразные жизненные среды. Помимо наземных видов среди млекопитающих есть летающие, полуводные, водные и почвенные жители.

Внешний вид млекопитающих разнообразен. Он зависит от условий среды обитания и образа жизни. Представители разных отрядов, живущие в сходных условиях и выработавшие близкий образ жизни, могут обладать и сходной формой тела (конвергентное сходство). Такие группы видов называют «жизненными формами» или экологическими типами. Наиболее распространен тип наземных четвероногих зверей, у которых ноги высокие, располагающиеся под туловищем, а не по бокам, как у пресмыкающихся. Локтевой сустав направлен назад, а коленный вперед (а не в стороны, как у рептилий). Шейный отдел хорошо развит, а хвостовой, наоборот, представляет небольшой придаток тела.

У обитателей почвы туловище вытянутое, шейный отдел очень короткий и снаружи обычно незаметен. Хвост и конечности сильно укорочены. Водные звери имеют рыбообразную форму тела и конечности, видоизмененные в ласты или плавники.

Тело млекопитающих, несмотря на различия во внешнем виде представителей разных жизненных сред, состоит из одних и тех же отделов, включая голову, шею, туловище с двумя парами конечностей, хвост. На голове помещаются: ротовое отверстие, губы, глаза, веки, наружные уши (ушные раковины), ноздри. Ушные раковины большие и подвижные, они поворачиваются в направлении звука. Глаза имеют два хорошо развитых подвижных века с ресницами. Мигательная перепонка (третье веко) у всех млекопитающих недоразвита. На морде вокруг рта, носа, перед глазами и на щеках располагаются отдельные жесткие волосы – вибриссы, являющиеся органами осязания. На туловище открываются половое, анальное и мочевое отверстия.

Кожный покров млекопитающих состоит из двух слоев: наружного – эпидермиса и внутреннего – кутиса. Эпидермис дает начало многим производным кожи, основные из которых следующие: волосы, ногти, когти, копыта, рога (кроме оленьих), чешуи, различные железы. Собственно кожа, или кутис, развита у млекопитающих сильно. Нижняя часть кутиса состоит из рыхлой волокнистой ткани, в которой откладывается жир. Слой этот носит название подкожной жировой клетчатки. Толща кожи у млекопитающих пронизана кровеносными сосудами. Окраска кожи обусловлена пигментами, которые в виде зернышек меланина распределяются в клетках ростового слоя, в межклеточных промежутках и в специальных пигментных клетках.

Шерстяной покров, а у водных млекопитающих (китов, тюленей) и подкожный слой жира предохраняют тело от излишней потери тепла. Большое участие в теплорегуляции принимает система кровеносных сосудов, расположенных в коже. Диаметр просветов сосудов регулируется нервнорефлекторным путем и может меняться в очень больших пределах. При расширении сосудов кожи теплоотдача увеличивается, при сужении их теплоотдача, наоборот, резко сокращается. Определенное значение для охлаждения организма имеет испарение с поверхности кожи влаги и пота.

Волосяной покров млекопитающих состоит из различного типа волос. Основные из них: пуховые волосы, или пух;остевые волосы, или ость; чувствующиеволосы, или вибриссы. У большинства видов основу шерстяного покрова составляет густой низкий пух, или подшерсток. Между пуховыми волосами сидят более длинные, толстые и жесткие остевые волосы.

Волос млекопитающих состоит из ствола, выступающего над кожей, и корня, сидящего в коже. В нижней своей части корень расширяется и заканчивается колбообразным вздутием – луковицей волоса, которая как колпачок, охватывает вырост кутиса – волосяной сосочек. Кровеносные сосуды, входящие в этот сосочек, обеспечивают жизнедеятельность клеток луковицы волоса. Формирование и нарастание волос идет за счет развития и видоизменения клеток луковицы. Ствол волоса является мертвым роговым образованием, неспособным к росту и изменению формы.

Волосяной покров периодически меняется. Смена волос, или линька, у некоторых зверей бывает весной и осенью. Таковы белка, лисица, песец, крот. Другие, например, суслики, линяют только раз в год. Весной у них выпадает старый мех, летом развивается новый, который окончательно созревает только к осени

.

Щетина и иглы - это видоизменения волос. Чешуя зверей по своему развитию и строению сходна с чешуей рептилий. Среди млекопитающих чешуя развита у немногих форм. Лишь у ящеров и панголинов она покрывает все тело. У ряда других зверей чешуя помещается на отдельных участках тела, например у многих мышевидных на лапках, а у значительного числа сумчатых, грызунов и насекомоядных – на хвосте. Концевые фаланги пальцев подавляющего большинства зверей несут роговые придатки в виде ногтей, когтей и копыт. У лазающих зверей пальцы имеют острые загнутые когти; у роющих в земле норы когти обычно насколько утолщены и расширены; быстро бегающие крупные млекопитающие имеют копыта. Роговыми образованиями являются также полые рога быков, антилоп, козлов, баранов. Они развиваются из эпидермиса и сидят на костных стержнях. Рога оленей развиваются из кутиса и состоят из костного вещества.

Кожа млекопитающих богата различными видами желез. Основные из них следующие: потовые, сальные, пахучие и млечные.

Потовые железы выделяют пот, состоящий в основном из воды, в которой растворены мочевина и соли. Эти продукты не вырабатываются клетками желез, а поступают в них из кровеносных сосудов. Функция потовых желез состоит в охлаждении тела путем испарения выделяемой ими на поверхность кожи воды и выделении продуктов обмена.

Сальные железы открываются почти всегда в волосяную сумку. Жирный секрет этих желез смазывает волосы и поверхностный слой эпидермиса кожи, предохраняя их от смачивания и снашивания.

Пахучие железы представляют собой видоизмененные потовые или сальные железы, а иногда комбинацию тех и других. Пахучие железы служат в основном для защиты от преследующих врагов или выполняют сигнальную функцию. Они развиты у большинства млекопитающих в разных участках тела.

Млечные железы возникли в результате видоизменения трубчатых потовых желез. Такие железы встречаются у утконосов, ехидн и др. У сумчатых и плачентарных млечные железы имеют гроздевидное строение. Протоки их открываются на сосках. Расположение желез и сосков бывает различным. Число сосков колеблется от 2 (минимальное количество) до 10-24 (это максимальное количество).

Мускулатура млекопитающих сложно дифференцирована. Наиболее развита мускулатура конечностей. Развитие жевательной мускулатуры связано с захватом и механической обработкой пищи в ротовой полости. Возникновение подкожной мускулатуры связано с терморегуляцией (изменение положения волосяного покрова). На лице эта мускулатура обеспечивает мимику, играющую роль в общении млекопитающих (особенно приматов и псовых). Появление особой куполообразной мышцы – диафрагмы, разделяющей брюшную и грудную полости, способствует интенсификации легочного дыхания.

Скелет млекопитающих слагается из черепа, позвоночника, поясовконечностей и скелета самих конечностей.

Череп имеет относительно крупную мозговую коробку, что связано с большими размерами головного мозга. Число отдельных костей в черепе млекопитающих меньше, чем у нижестоящих групп позвоночных. Это обусловлено срастанием ряда костей между собой. Швы между отдельными костями срастаются довольно поздно, что обеспечивает возможность увеличения объема головного мозга по мере роста животного. Затылочная область сформирована единой затылочной костью, имеющей два мыщелка для сочленения с атлантом.

Позвоночник млекопитающих слагается из позвонков, которые обычно имеют плоские сочленовные поверхности. Между ними располагаются хрящевые диски – мениски. Позвоночник четко расчленяется на отделы: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой.

У млекопитающих 7 шейных позвонков (за очень редким исключением). Таким образом, длина шеи млекопитающих определяется не числом шейных позвонков, а длиной их тел.

Грудной отдел состоит чаще всего из 12-15 позвонков. Обычно к первым 7 позвонкам причленяются ребра, соединенные с грудиной, образуя грудную клетку. Это истинные ребра. Остальные грудные позвонки несут ребра, не доходящие до грудины. Это ложные ребра. Грудина представляет собой костную пластинку, заканчивающуюся удлиненным хрящом – мечевидным отростком.

В поясничном отделе млекопитающих число позвонков варьирует от 2до 9. Это самые крупные позвонки в теле. Крестцовый отдел обычно состоит из 4 сросшихся позвонков. Длина хвостового отдела варьирует в зависимости от функций хвоста от 3 до 49 позвонков.

Пояс передних конечностей, или плечевой пояс, у млекопитающих устроен просто. Основной его частью является лопатка, к которой прирастает рудиментарный каракоид. Ключицы есть у тех млекопитающих, передние конечности которых совершают разные сложные движения (например, у обезьян, рукокрылых, кротов). У зверей, которые перемещают передние конечности преимущественно в плоскости, параллельной оси тела, ключицы рудиментарны или отсутствуют (например, у копытных, грызунов, хищных).

Тазовый пояс состоит из 3 типичных для наземных позвоночных парных костей: подвздошных, седалищных и лобковых. У многих видов эти кости срастаются в одну безымянную кость. Скелет парных конечностей сохраняет все основные черты строения типичной пятипалой конечности. Однако в зависимости от условий существования и выполняемых функций детали строения различаются. Особенно это касается передних конечностей.

У китов они превращаются в ласты, у летучих мышей – в крыло и т.д. По способу опоры на субстрат во время передвижения наземные млекопитающие делятся на три группы. Стопоходящие животные при ходьбе опираются на всю стопу (медведь, приматы), пальцеходящие при быстром беге опираются только на пальцы (хищные). Фалангоходящие – это самые быстро бегающие животные (парно- и непарнокопытные). Они опираются только на концевые фаланги, причем пальцы, не участвующие в опоре редуцируются.

Органы пищеварения отличаются сложностью, которая выражается в общем удлинении пищеварительного тракта, большей его дифференциации и большем развитии пищеварительных желез. Пищеварительный тракт начинается предротовой полостью или преддверием рта, который расположен между мясистыми губами, щеками и челюстями. Мясистых губ нет только у китообразных. У многих видов грызунов и обезьян преддверие, расширяясь, образует большие защечные мешки. За челюстями лежит ротовая полость. В эту полость открываются протоки четырех пар слюнныхжелез.

Головной мозг млекопитающих крупный. Увеличение его объема связано с разрастанием коры полушарий переднего мозга и мозжечка. Кора больших полушарий у большинства видов покрыта многочисленными бороздами и извилинами, которые увеличивают ее площадь. Только у низших млекопитающих кора имеет гладкую поверхность. Мозжечок дифференцирован на несколько отделов, что связано с очень сложным характером движений у зверей.

У млекопитающих хорошо, хотя и неодинаково у разных видов, развиты органы осязания, обоняния, зрения и слуха.

Обоняние млекопитающих развито очень хорошо, при помощи него животные опознают врагов, особей своего вида, своих детенышей, отыскивают пищу. Обонятельная капсула усложняется за счет сложно устроенных выростов – раковин, покрытых обонятельным эпителием. Например, у немецкой овчарки поверхность этого эпителия 200 см², а общее число обонятельных клеток – более 200 млн.

В органе слуха, кроме внутреннего и среднего уха, появляется новый отдел – наружное ухо, которое состоит из слухового прохода и ушной раковины. Ушная раковина отсутствует только у водных и подземных обитателей. В среднем ухе располагаются три слуховые косточки (стремечко, молоточек, наковальня).

Зрение по сравнению с птицами развито слабо. Органы зрения – глаза – имеют все типичные для позвоночного животного отделы. Аккомодация происходит только вследствие изменения кривизны хрусталика под действием ресничной мышцы. Цветовое зрение развито слабее, чем у птиц. Почти весь спектр цветов способны различать лишь высшие обезьяны Восточного полушария. У видов, живущих под землей (слепыши, кроты), глаза могут быть редуцированы.

Органы выделения представлены парными тазовыми почками бобовидной формы, лежащими в полости тела в поясничной области. Почка состоит из двух слоев – поверхностного и внутреннего мозгового.

Извлечение из крови излишка воды и продуктов распада происходит в боуменовых капсулах, внутрь которых входят клубочки капилляров. Из боуменовых капсул продукты выделения по извитым канальцам, расположенным в корковом слое выводятся в полость почки – почечную лоханку, а оттуда по мочеточникам в мочевой пузырь и, через мочеиспускательный канал наружу. Основной конечный продукт белкового обмена у млекопитающих сходен с амфибиями: в составе вторичной мочи преобладает мочевина.

Все млекопитающие раздельнополы. Органы размножения самцов начинаются парными семенниками. Продуцируемая ими сперма (семя) выводится из организма по семяпроводам через копулятивный орган (половой член). Семенные пузырьки и предстательная железа выделяют секрет, который образует жидкую часть спермы и активизирует сперматозоиды. У большинства млекопитающих семенники изначально располагаются в полости тела, но по мере полового созревания опускаются вниз и попадают в особый, расположенный снаружи мешочек – мошонку (только у яйцекладущих, слонов, китообразных и некоторых насекомоядных семенники в течение всей жизни остаются в полости тела).

Органы размножения самок объединяют парные яичники, яйцеводы с фаллопиевыми трубами (образующие воронки), матку и влагалище. Строение половых путей самок существенно различается у разных групп млекопитающих.

Оплодотворение у млекопитающих внутреннее. Большинство видов живородящи. Только яйцекладущие откладывают яйца (матка отсутствует).

У сумчатых детеныши рождаются недоразвитыми (матка в зачаточном состоянии, плацента не образуется), а в дальнейшем их рост и развитие происходит в сумке матери. У остальных млекопитающих эмбрион получает питательные вещества и кислород от материнского организма через детское место – плаценту (плацентарные млекопитающие). Плацента формируется из зародышевых оболочек эмбриона и слизистой матки. В ней кровеносные сосуды детского и материнского организмов сплетаются, но не срастаются. В результате этого устанавливается связь между кровяными руслами эмбриона и родителя.

Продолжительность беременности у млекопитающих зависит от размеров животного, а также от экологических особенностей вида.