Типы позвоночников у животных

Типы позвоночников у животных thumbnail

Позвоночные (Vertebrata) — подтип хордовых животных, который включает в себя: млекопитающих, птиц, амфибий, рептилий и рыб. Сегодня на Земле обитает приблизительно 57000 видов позвоночных, на долю которых приходится около 3% от всех известных видов на нашей планете. Остальные 97% видов животных являются беспозвоночными. Позвоночные имеют позвоночник, который состоит из множества позвонков, формирующих основной костяк. Позвонки служат для защиты нервных цепей и обеспечивают структурную поддержку животного.

Описание

Позвоночные имеют хорошо развитую голову и мозг, который защищен черепом, а также парные органы чувств. У них высокоэффективная дыхательная система, мышечная глотка с прорезями и жабры (у наземных позвоночных прорези и жабры сильно модифицированы), мышцы кишечника и камерное сердце.

Еще одной заметной характеристикой позвоночных является эндоскелет. Эндоскелет — внутренний каркас хорды, костей или хрящей, который обеспечивает животному структурную поддержку. Эндоскелет растет вместе с животным и обеспечивает крепкий каркас, к которому крепятся мышцы.

Позвоночник у позвоночных является главной определяющей характеристикой этого типа животных. У большинства позвоночных, хорда присутствует в начале их развития. Хорда представляет собой гибкий поддерживающий стержень, который проходит вдоль длины тела. По мере развития животного, хорда заменяется серией позвонков, которые формируют позвоночный столб.

Базально-позвоночные, такие как хрящевые и лучеперые рыбы для дыхания используют жабры. Амфибии имеют внешние жабры в личиночной стадии своего развития и легкие у взрослых особей. Высшие позвоночные, такие как рептилии, птицы и млекопитающие имеют вместо жабр легкие.

Первые позвоночные животные

На протяжении многих лет, самыми первыми позвоночными животными считали ostracoderms (группа бесчелюстных донных рыб) с фильтром для кормления. Но в течение последнего десятилетия, исследователи обнаружили несколько ископаемых позвоночных, которые старше, чем ostracoderms. Эти недавно обнаруженные образцы, которым около 530 миллионов лет, включают в себя группу базально-хордовых рыб myllokunmingia и haikouichthys. Эти окаменелости демонстрируют множество характерных для позвоночных особенностей, таких как сердце, парные глаза и примитивный позвонок.

Происхождение челюстей стало важным моментом в эволюции позвоночных. Челюсти позволили позвоночным захватывать и глотать большую добычу чем были способны их бесчелюстные предки. Ученые считают, что челюсти возникли в результате модификации первой или второй жаберной дуги. Эта адаптация, как полагают в первую очередь был направлена на увеличение жаберной вентиляции. Позже, когда развилась мускулатура и жаберные дуги наклонились вперед, структура стала функционировать как челюсти. Из всех живущих позвоночных, только миноги не имеют челюстей.

Основные характеристики

Основные характеристики позвоночных включают в себя:

  • позвоночник;
  • хорошо развитая голова и мозг;
  • парные органы чувств;
  • эффективная дыхательная система;
  • мышечная глотка с прорезями и жабры;
  • мышцы кишечника;
  • камерное сердце;
  • эндоскелет.

Классификация

Позвоночные подразделяются на следующие таксономические группы:

  • Костные рыбы (Osteichthyes);
  • Хрящевые рыбы (Chondricthyes);
  • Бесчелюстные (Agnatha);
  • Четвероногие, или наземные позвоночные (Tetrapoda).

Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту

Источник

Изображение поясничного позвонка. англ. Superior articular process Верхний суставной отросток; англ. Inferior articular process Нижний суставной отросток; англ. Transverse process Поперечный отросток; англ. Accessory process Добавочный отросток; англ. Mamillary process Сосцевидный отросток

Позвоно́к (лат. vertebra) — составляющий элемент (кость) позвоночного столба.

Различные группы позвоночных животных имеют разное число позвонков в позвоночном столбе. В ряде групп — например, у птиц или млекопитающих — некоторые позвонки сливаются, создавая более прочные образования. У человека в норме позвоночный столб содержит 31 позвонок, включая 5 сросшихся в так называемый крестец; кроме того, от 3 до 5 позвонков, срастаясь, формируют копчиковую кость. Свободные позвонки между собой имеют прослойки хрящевой ткани — так называемые межпозвонковые диски.

Сходные по строению и функциям позвонки формируют различные отделы позвоночного столба: шейный, грудной, поясничный, крестцовый, хвостовой. Соответственно с названиями отделов, и сами позвонки именуются по названию отдела (например: первый грудной позвонок). Исключение составляют первые два шейных позвонка, имеющие собственные имена: атлант и эпистрофей. Наиболее постоянен по числу позвонков шейный отдел, который у большинства групп позвоночных включает 7 позвонков.

Позвонки бывают разной формы; они могут иметь и дополнительные отростки. У рыб, некоторых земноводных и пресмыкающихся форма сочленовных поверхностей позвонков двояковогнутая (амфицельная). У большинства земноводных и пресмыкающихся в связи с потребностью в подвижности тела позвонки становятся процельными, то есть вогнутыми спереди, сзади выпуклыми, или же опистоцельными — спереди выпуклыми, сзади вогнутыми; у птиц — гетероцельными, то есть седлообразными. У млекопитающих между позвонками расположены межпозвонковые хрящи, в связи с чем тела позвонков имеют плоско-вогнутую форму: платицельные позвонки.

Строение[править | править код]

Независимо от принадлежности к какому-либо отделу позвоночного столба, все позвонки, за исключением первого и второго шейных, имеют общий план строения.

В позвонке различают тело и дугу. Тело позвонка (лат. corpus vertebrae) обращено вперёд и выполняет опорную функцию. Дуга позвонка (лат. arcus vertebrae) соединяется сзади с телом с помощью ножек дуг позвонка (лат. pediculli arcus vertebrae). Между телом и дугой располагается позвоночное отверстие (лат. foramen vertebrale). В совокупности все позвоночные отверстия образуют позвоночный канал (лат. canalis vertebralis), где находится спинной мозг. От дуги позвонка отходят отростки: сзади в сагиттальной плоскости остистый отросток (лат. processus spinalis), направо и налево от дуги — поперечные отростки (лат. processus transversus), вверх и вниз от дуги — верхние и нижний суставные отростки (лат. processus articulares superiores et inferiores). Основания суставных отростков ограничены верхними и нижними позвоночными вырезками (лат. incisurae vertebrales superiores et inferiores), которые при соединении соседних позвонков образуют межпозвоночные отверстия (лат. foramina intervertebralia). Через эти отверстия проходят кровеносные сосуды и спинномозговые нервы.

Литература[править | править код]

  • Позвонки / Суханов В. Б. // Плата — Проб. — М. : Советская энциклопедия, 1975. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 20).
  • Шимкевич В. М. Позвонки // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Источник

Позвоночных считают высшим подтипом типа Хордовые. В то время как оболочников и бесчерепных — низшими хордовыми. Позвоночных животных насчитывается более 40 тысяч видов. Они разнообразны по строению, размерам, жизнедеятельности, средам обитания. При этом имеют ряд общих черт, особенно в период эмбрионального развития, что говорит об общности их эволюционного происхождения.

Почти все позвоночные животные имеют высокоразвитую нервную систему и ведут активный образ жизни (ищут пищу и партнеров для размножения, убегают от опасности).

Первые обнаруженные остатки позвоночных относятся к силуру.

К позвоночным принадлежат: круглоротые, хрящевые и костные рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие (звери). Круглоротые являются бесчелюстными. Остальные классы подтипа относятся к разделу Челюстноротые.

Опорно-двигательная система позвоночных

Ароморфозы: формирование осевого скелета в форме позвоночного столба; появление черепа для защиты головного мозга; развитие челюстей для схватывания добычи и, у более высокоорганизованных, измельчения пищи; возникновение парных конечностей, позволяющих быстро перемещаться в пространстве.

Скелет позвоночных хрящевой или костный (у большинства). Его главные функции — это обеспечение движения животного и защита его внутренних органов. Кроме этого кости скелета служат местом прикрепления мускулатуры тела, в отдельных костях происходит кроветворение, осуществляется хранение ряда веществ.

Позвоночник образуется на основе хорды. У ряда видов позвоночных (миног) хорда сохраняется во взрослом состоянии, но около нее развиваются хрящи, защищающие спинной мозг. У осетровых вокруг хорды образуются верхние и нижние дуги позвонков.

У большинства позвоночных позвоночник состоит из отдельных относительно подвижных друг относительно друга позвонков. Каждый позвонок имеет тело, верхнюю и нижнюю дуги. Через канал верхней дуги проходит спинной мозг. Дуги позвонков служат защитой спинному мозгу. К позвонкам крепятся ребра, защищающие органы грудной полости.

Скелет позвоночных делят на:

  • Осевой скелет — позвоночник и мозговой череп.

  • Висцеральный скелет — жаберные дуги и кости произошедшие от жаберных дуг (челюсти и некоторые другие).

  • Скелет конечностей и их поясов (за исключением миног и миксин).

Конечности бывают двух основных типов — плавник и пятипалая конечность. В плавнике хрящи или кости конечности перемещаются относительно своего пояса как единый рычаг. Пятипалая конечность наземных животных представляет собой ряд рычагов, независимо перемещающихся относительно друг друга и пояса конечности.

Мускулатура тела образована поперечно-полосатыми мышцами. У высших позвоночных (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие) мышцы разделены на отдельные пучки. У низших позвоночных мышцы носят сегментированный характер.

Есть гладкая мускулатура внутренних органов. Ее называют висцеральной.

Нервная система и органы чувств позвоночных

Ароморфозы: образование головного мозга, подразделение его на пять отделов, выполняющих разные функции (передний, промежуточный, средний, продолговатый мозг и мозжечок).

Нервная трубка у позвоночных дифференцируется на спинной и головной мозг, которые вместе образуют центральную нервную систему. Кроме нее выделяют периферическую, симпатическую, парасимпатическую и вегетативную нервную системы.

Развитый головной мозг обеспечивает сложное поведение, в том числе коллективное. Высшая нервная деятельность является основой приспособительного поведения.

Невроцель (полосто внутри нервной трубки) в головном мозге превращается в желудочки мозга. От головного мозга отходят 10-12 пар нервов (обонятельные, зрительные, глазодвигательные, блоковые, тройничные, отводящие, лицевые, слуховые, языкоглоточные, блуждающие, добавочные, подъязычные). От спинного мозга нервы отходят попарно.

Органы чувств обеспечивают связь организма с внешней средой. У позвоночных они многообразны и имеют сложное строение. Глаза с хрусталиком, форма которого у наземных позвоночных может меняться. У рыб для достижения четкости изображения хрусталик может перемещаться.

Органы слуха связаны с органами равновесия. У различных групп позвоночных имеют разное строение. Обонятельная полость открывается наружу ноздрями. В коже имеются рецепторы осязания, температурные, давления и др.

Кровеносная и сердечно-сосудистая система позвоночных

Ароморфозы: появление сердца, обеспечивающего быстрый кровоток; полное разделение артериального и венозного кровотока у птиц и млекопитающих, в следствие этого появление теплокровности, позволившая животным меньше зависеть от неблагоприятных условий абиотической среды.

Для позвоночных, как и всех хордовых, характерна замкнутая кровеносная система.

Количество камер сердца (от 2 до 4) зависит от уровня организации класса. Низшие позвоночные имеют один круг кровообращения. В таком случае через сердце проходит венозная кровь, которая далее идет к жабрам, где насыщается кислородом, далее артериальная кровь разносится по всему телу. Легочный (второй) круг кровообращения впервые появляется у амфибий (земноводных).

Кровь позвоночных состоит из плазмы, в которой находятся красные и белые кровяные клетки.

Кожный покров позвоночных

Ароморфоз: появление двухслойной кожи.

Поверхностный слой кожи — многослойный эпидермис. В нем развиваются различные железы (потовые, сальные, слизистые и др.) и ряд твердых образований (когти, волосы, перья, чешуя). Внутренний слой кожи — дерма, представляющей собой прочную соединительную ткань. Здесь также образуются такие твердые образования как костная чешуя, кожные (накладные) кости.

Пищеварительная система позвоночных

В пищеварительной системе позвоночных выделяют пять отделов: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, тонкая кишка, толстая кишка. В процессе эволюции кишечник постепенно удлинялся.

Пищеварительные железы: слюнные, печень, поджелудочная железа.

Дыхательная система позвоночных

Жабры у круглоротых, рыб и личинок земноводных. Легкие — у всех остальных позвоночных. У низших позвоночных большую роль играет кожное дыхание.

Жабры представляют собой пластинчатые выросты стенок жаберных щелей. В таких пластинах находится сеть мелких кровеносных сосудов.

В процессе эмбрионального развития легкие образуются как пара выростов глотки. У земноводных и пресмыкающихся легкие мешкообразные. У птиц имеют губчатое строение. У млекопитающих разветвления бронхов оканчиваются альвеолами (мелкими пузырьками).

Выделительная система позвоночных

Органами выделения позвоночных служит пара почек. Почки имеют разное строение у разных групп позвоночных. Бывают головные, туловищные, тазовые почки. В процессе эмбриогенеза происходит смена головных на туловищные или туловищных на тазовые.

Половая система и эмбриональное развитие позвоночных

Почти все виды позвоночных раздельнополы. Имеются парные половые железы (семенники или яичники). За исключением круглоротых, у остальных есть специальные протоки, выводящие половые продукты.

Челюстноротых разделяют на две группы: анамнии и амниоты. К анамниям относятся рыбы и земноводные, так как их личиночная стадия живет в воде, а развитие эмбриона проходит без образования специальных зародышевых оболочек. Для анамний обычно наружнее оплодотворение.

К амниотам относятся пресмыкающиеся, птицы и звери. Их эмбрион имеет зародышевые оболочки (амнион и аллантоис). Характерно внутреннее оплодотворение.

Источник

ПОЗВОНОК

Позвонок- vertebra (spondylus — греч.) — симметричная  кость смешанного типа.

Рис. 15. Скелет коровы (I), овцы (И), козы (Ш), лошади (IV), свиньи (V), собаки (VI)

18

Рис. 16. Скелет коровы сверху

19

Тело позвонка — corpus vertebrae (рис. 17) построено по типу биэпифизарнои кости, в виде короткой губчатой кости, покрытой тонким слоем компакты. В разных отделах позвоночника и у животных различных видов тело имеет неодинаковую длину и форму. Соединяясь, тела позвонков образуют позвоночный столб — coiumna vertebralis — опорную часть позвоночника. Краниальный эпифиз тела имеет различной величины выпуклую суставную поверхность. Он называется головкой позвонка — caput vertebrae (ext remitas cranialis). Поверхность каудального эпифиза вогнутая и различной глубины. Она называется ямкой позвонка — fossa vertebrae (extremitas caudalis). Снизу по срединной плоскости может быть выражен различной величины вентральный гребень — crista ventralis. Со стороны позвоночного канала на дорсальной поверхности тела позвонка обычно хорошо видны парные крупные питательные отверстия, через которые сосуды позвонка сообщаются с сосудами спинного мозга.

20

Рис. 17. Строение типичных позвонков

21

Рис. 18. Грудной позвонок

Характерная особенность тел позвонков грудного отдела (рис. 18), к которым прикрепляются ребра, — наличие трех пар реберных ямок. Первые две из них расположены на теле по бокам от головки позвонка — краниальные реберные ямки — fovea costales craniales. Вторая пара — каудальные реберные ямки — fovea costales caudales. Они лежат по бокам ямки позвонка. Третья пара расположена на поперечных отростках — ямки поперечных отростков — fovea costales transversales.

Дуга позвонка — arcus vertebrae. На ней расположены отростки.

А. По срединной линии дорсально расположен один непарный остистый отросток — processus spinosus, имеющий свой очаг окостенения. Высота остистых отростков различна. Самые высокие они на 4—6-м грудных позвонках, где составляют костную основу холки. В сторону поясницы высота остистых отростков снижается, и она такая же, как и на поясничных позвонках.

Кроме остистого, на дуге позвонка имеются еще три пары отростков. Их форма позволяет определить отдел, к которому принадлежит позвонок.

Б. У основания дужек по бокам выступают парные поперечные отростки — processus transversi. В тех отделах, где ребра подверглись редукции, к поперечным отросткам прирастают рудименты ребер — поперечно-реберные отростки (на поясничных и шейных позвонках). В шейном отделе поперечные отростки имеют раздвоенный вид с краниальной нижележащей и каудальной вышележащей пластинами (краниальная пластина — рудимент ребра — реберный отросток— processus costarius). На 6-м шейном позвонке вентральная пластина самая большая, а на 7-м шейном поперечный отросток уже не раздвоен. На поясничных позвонках рудименты ребер удлиняют поперечный отросток (его еще называют поперечно-реберным), который имеет пластинчатый вид и расположен в дорсальной плоскости. В грудном отделе, там где есть ребра, поперечный отросток имеет * поперечную реберную ямку — fovea costalis transversalis для соединения с бугорком ребра.

В. По краниальному и каудальному краям дуги позвонка расположены парные суставные отростки — processus articulares cra-niales et caudales. Они разной величины и формы в зависимости от вида животного и от того, в каком отделе позвоночника находятся. С помощью суставных отростков дуги соединяются между собой подвижно, поэтому на дорсальной стороне краниального суставного отростка и на вентральной стороне каудального имеются суставные поверхности.

При соединении краниального суставного отростка с каудальным рядом расположенных позвонков их суставные поверхности накладываются друг на друга, образуя сустав.

Шейные (средние) типичные позвонки — vertebrae cervicales (рис. 19) имеют большие, плоские и широко расставленные суставные отростки, грудные позвонки — vertebrae thoracicae имеют, наоборот, плоские, но сближенные и очень небольшие суставные отростки (в виде суставных площадок). Самые мощные суставные отростки у поясничных позвонков — vertebrae lumbales (особенно у жвачных и Свиней). На этих позвонках они выступают за пределы дуги, краниальные суставные отростки имеют вогнутую суставную повер-хность, в которую, как во втулку, вставляется выпуклая суставная поверхность каудальных суставных отростков, обеспечивая более прочное соединение дуг поясничных позвонков, к которым подвешены тяжелые органы пищеварения.

Рис. 19. Шейный позвонок

22

Рис. 20. Атлант

По бокам краниальных и каудальных краев дуги в области соединения с телом позвонка имеются в большей или меньшей степени выраженные парные краниальные и каудальные позвоночные вырезки — incisure vertebrales craniales et caudales, которые при соединении двух соседних дуг позвонков образуют межпозвоночное отверстие — foramen intervertebrale, через которое выходят отходящие от спинного мозга спинномозговые нервы и входят кро-веносные сосуды. Иногда вместо каудальной вырезки может быть каудальное позвоночное отверстие — foramen intervertebralis caudalis.

У основания поперечных отростков типичных шейных позвонков имеются еще поперечные отверстия — foramina transversaria, в сумме составляющие поперечный канал — canalis transversalis, в котором проходят к голове позвоночные сосуды и нервы (на седьмом шейном позвонке этого отверстия нет).

Определяя, какому отделу позвоночного столба принадлежит тот или иной типичный позвонок, надо прежде всего ориентироваться на форму суставных и поперечных (или поперечно-реберных) отростков типичных позвонков.

Значительно изменили свою форму первые два шейных (атипичных) позвонка: первый — атлант и второй — осевой позвонок, или эпистрофей. На них осуществляет движение голова.

Атлант — atlas (рис. 20) соединяется с затылочной костью черепа. Вместо тела позвонка он имеет вентральную дугу — arcus ventralis, срастающуюся с дорсальной дугой — arcus dorsalis. Соединяясь, они образуют большое- отверстие в начале позвоночного канала для расположенного здесь спинного мозга. Внутренняя поверхность вентральной дуги имеет суставную поверхность (ямку зуба) для соединения с зубовидным отростком осевого позвонка (эпистрофея).

По бокам от дуги фронтально (горизонтально) отходят поперечные отростки — processus transversus, имеющие широкую пластинчатую форму, благодаря чему они называются крыльями атланта — ala atlantis. На краниальном крае атланта находятся обширные вогнутые суставные поверхности для соединения с мыщелками затылочной кости, на каудальном — плоские суставные поверхности. С дорсальной стороны крыльев недалеко друг от друга и ближе к краниальному краю расположены два отверстия: медиальное межпозвоночное — foramen intervertebrale ведет в позвоночный канал и латеральное крыловое отверстие — foramene alare прободает крыло сверху вниз. Ближе к каудальному краю крыла могут располагаться поперечные отверстия — foramina transversaria.

Ось, или эпистрофей, — axis s. epistropheus вместо головки позвонка имеет зубовидный отросток — зуб — dens, покрытый суставным хрящом, вместо остистого отростка на нем образовался мощный гребень оси — crista axis, который у животных разных видов имеет различную форму.

Видоизменили свое строение крестцовые позвонки — vertebrae sacrales. Они срослись в крестцовую кость (крестец) — os sacrum. У крупного рогатого скота и лошади срослись пять крестцовых позвонков, у свиней — четыре, а у собак — три. Краниально-поперечные отростки срослись и образовали крыло крестцовой кости — ala ossis sacri. Крылья крестцовой кости у различных животных имеют разную форму и несут на себе суставные (ушковидные) поверхности для соединения с крыльями подвздошной кости тазового пояса. Каудальнее расположенные поперечные отростки незначительны и, срастаясь, образуют боковой гребень крестцовой кости — crista sacralis lateralis.

На краниальном крае крестцовой кости остались краниальные суставные отростки. Другие, срастаясь, образуют crista sacralis intermedia. Остистые отростки у различных видов животных могут срастаться, образуя crista sacralis mediane, могут и не срастаться или отсутствовать вообще. Вместо межпозвоночных отверстий на крестцовой кости расположены дорсальные (меньшие) и вентральные (большие) крестцовые отверстия — foramina sacralia pelvina (ventralia et dorsalia).

Хвостовые позвонки — vertebrae coccygeae s. caudales у млекопитающих значительно редуцированы. Их величина по мере удаления от крестцовой кости уменьшается. Степень редукции частей позвонков зависит от функции хвоста. Первые 5—8 позвонков еще сохраняют свои части — тело и дугу. На следующих хвостовых позвонках (а их бывает до 20—24) позвоночный канал уже отсутствует. Основу хвоста составляют лишь «столбики» тел позвонков. Остаются в виде пластин или бугорков рудименты отростков поз-вонков, которые на последних позвонках уже почти незаметны.

Источник