Что такое позвоночник у животных

ПОЗВОНО́ЧНИК (по­зво­ноч­ный столб), осе­вой ске­лет боль­шин­ст­ва взрос­лых по­зво­ноч­ных жи­вот­ных и че­ло­ве­ка, вы­пол­няю­щий опор­ную и за­щит­ную (для спин­но­го моз­га) функ­ции. От­вер­стия, об­ра­зо­ван­ные нев­раль­ны­ми ду­га­ми по­звон­ков, пе­ре­хо­дя из од­но­го в дру­гое, фор­ми­ру­ют по­зво­ноч­ный ка­нал, в ко­то­ром раз­ме­ща­ет­ся спин­ной мозг; в хво­сто­вом от­де­ле П. ге­маль­ные ду­ги под те­ла­ми по­звон­ков об­ра­зу­ют ге­маль­ный ка­нал, вме­щаю­щий хво­сто­вые ар­те­рию и ве­ну. В хо­де фи­ло­ге­не­за П. за­мес­тил хор­ду. В он­то­ге­не­зе раз­ви­тие тел по­звон­ков, со­став­ляю­щих П., так­же со­про­во­ж­да­ет­ся вы­тес­не­ни­ем хор­ды, фор­ми­рую­щей­ся на бо­лее ран­них ста­ди­ях эм­брио­ге­не­за. У мн. групп во взрос­лом со­стоя­нии ру­ди­мен­ты хор­ды со­хра­ня­ют­ся ме­ж­ду по­звон­ка­ми. У круг­ло­ро­тых и не­ко­то­рых рыб (у цель­но­го­ло­вых, хря­ще­вых га­но­ид­ных рыб и двояко­ды­ша­щих) хор­да на про­тя­же­нии всей жиз­ни вы­пол­ня­ет опор­ную функ­цию. У рыб П. вклю­ча­ет два от­де­ла – ту­ло­вищ­ный (по­звон­ки обыч­но не­сут раз­ви­тые рёб­ра) и хво­сто­вой (с ге­маль­ны­ми ду­га­ми). У на­зем­ных по­зво­ноч­ных П. диф­фе­рен­ци­ру­ет­ся на неск. но­вых от­делов. В шей­ном от­де­ле зем­но­вод­ных один по­зво­нок, у пре­смы­каю­щих­ся в сред­нем 8 (от 4 до 9 и бо­лее), у птиц – от 11 до 25, у мле­ко­пи­таю­щих – 7 (у ла­ман­ти­на и дву­па­ло­го ле­нив­ца – 6, у трёх­па­ло­го ле­нив­ца – 9–10); от­дел об­ла­да­ет зна­чит. под­виж­но­стью у пре­смы­каю­щих­ся, птиц и мле­ко­пи­таю­щих. Груд­ной от­дел име­ет хо­ро­шо раз­витые рёб­ра, со­чле­нён­ные с гру­ди­ной. В от­но­си­тель­но под­виж­ном по­яс­нич­ном от­де­ле рёб­ра ре­ду­ци­ру­ют­ся и сра­ста­ют­ся с по­пе­реч­ны­ми от­ро­ст­ка­ми по­звон­ков; по­звон­ки кре­ст­цо­во­го от­де­ла со­еди­не­ны (обыч­но не­под­виж­но) свои­ми по­пе­реч­ны­ми от­ро­ст­ка­ми и срос­ши­ми­ся с ни­ми рёб­ра­ми с кос­тя­ми, об­ра­зую­щи­ми таз, обес­пе­чи­вая проч­ную опо­ру зад­ним ко­неч­но­стям. В кре­ст­цо­вом от­де­ле у зем­но­вод­ных один кре­ст­цо­вый по­зво­нок, у ам­ни­от не ме­нее двух. Кре­ст­цо­вые по­звон­ки мо­гут сра­стать­ся в кре­стец (слож­ный кре­стец птиц вклю­ча­ет так­же по­яс­нич­ные, зад­ние груд­ные и пе­ред­ние хво­сто­вые по­звон­ки). Хво­сто­вой от­дел П. об­ла­да­ет зна­чит. по­движ­но­стью; у бес­хво­стых зем­но­вод­ных хво­сто­вые по­звон­ки сра­ста­ют­ся, об­ра­зуя па­лоч­ко­вид­ный уро­стиль. Хво­сто­вые по­звон­ки птиц так­же сра­ста­ют­ся друг с дру­гом в ком­плекс – пи­го­стиль, под­дер­жи­ваю­щий ру­ле­вые пе­рья. У мле­ко­пи­таю­щих по­звон­ки от­де­ле­ны друг от дру­га меж­по­зво­ноч­ны­ми (меж­по­звон­ко­вы­ми) дис­ка­ми, об­ра­зо­ван­ны­ми со­еди­ни­тель­ной тка­нью со сту­де­ни­стым ядром в цен­тре, иг­раю­щи­ми амор­ти­за­ци­он­ную роль.

Позвоночник человека

По­зво­ноч­ник че­ло­ве­ка со­сто­ит из 5 от­де­лов: в шей­ном – 7 по­звон­ков, в груд­ном – 12, по­яс­нич­ном – 5, кре­ст­цо­вом – 5 срос­ших­ся по­звон­ков, об­ра­зую­щих кре­стец, и коп­чи­ко­во­го – 3–4 срос­ших­ся по­звон­ка – коп­чик. У по­звон­ков из раз­ных от­де­лов П. ос­ти­стые от­ро­ст­ки раз­ли­ча­ют­ся по раз­ме­рам, фор­ме и ори­ен­та­ции в про­стран­ст­ве (ог­ра­ни­чи­ва­ют раз­ги­ба­ние). В шей­ных по­звон­ках в по­пе­реч­ных от­ро­ст­ках со­дер­жат­ся от­вер­стия, со­став­ляю­щие ка­нал для про­хо­ж­де­ния по­зво­ноч­ных со­су­дов и нер­ва. Пер­вый и вто­рой шей­ные по­звон­ки (ат­лант и эпи­стро­фей) име­ют осо­бое строе­ние и со­еди­не­ны ме­ж­ду со­бой и с за­ты­лоч­ной ко­стью, что обес­пе­чи­ва­ет под­виж­ность го­ло­вы в трёх плос­ко­стях. Ме­ж­ду не­срос­ши­ми­ся по­звон­ка­ми рас­по­ла­га­ют­ся 23 меж­по­зво­ноч­ных дис­ка; у взрос­ло­го че­ло­ве­ка они со­став­ля­ют 20–25% дли­ны по­зво­ноч­но­го стол­ба. От ко­ст­ной тка­ни тел по­звон­ков меж­по­зво­ноч­ные дис­ки от­де­ле­ны тон­ким сло­ем гиа­ли­но­во­го хря­ща. Во­лок­на внеш­ней час­ти дис­ка ок­ру­жа­ют сту­де­ни­стое яд­ро (ос­та­ток хор­ды) и об­ра­зу­ют фиб­роз­ное коль­цо, свя­зан­ное с по­верх­но­стя­ми тел по­звон­ков пе­ред­ней и зад­ней про­доль­ны­ми связ­ка­ми, а в груд­ном от­де­ле и с внут­ри­сус­тав­ны­ми связ­ка­ми го­ло­вок рё­бер. Ду­ги ка­ж­дой па­ры по­звон­ков со­еди­не­ны т. н. жёл­ты­ми связ­ка­ми и раз­ви­тым свя­зоч­ным ап­па­ра­том ме­ж­ду ос­ти­сты­ми по­пе­реч­ны­ми от­ро­ст­ка­ми. По­зво­ноч­ные вы­рез­ки кра­ёв дуг со­став­ля­ют меж­по­зво­ноч­ные от­вер­стия, че­рез ко­то­рые про­хо­дят спин­но­моз­го­вые нер­вы и со­про­во­ж­даю­щие их со­су­ды. П. име­ет фи­зио­ло­гич. из­ги­бы лор­доз (в шей­ном и по­яс­нич­ном от­де­лах) и ки­фоз (в груд­ном и кре­ст­цо­вом от­де­лах).

Нашу планету населяют самые разнообразные птицы, звери, рыбы, лягушки, 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. Это свойственно 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 классов: рыбы, 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 плавательный пузырь.

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 жабы, лягушки, 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 систематическая группа 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.

Нужно заметить, что многие из беспозвоночных являются по своей сути паразитами либо позвоночных животных, либо растений. Такие животные распространены достаточно неравномерно по всей земле.

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 беспозвоночные животные 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, кровеносная система не замкнута. 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.