У представителей подтипа позвоночные хорда заменяется позвоночником

Подтип позвоночные (лат. Vertebrata) — высший таксон хордовых животных, характеризующийся самым сложным уровнем организации в ряду вторичноротых (вершиной первичноротых считаются насекомые). Иное название данной группы — черепные (лат. Craniota).

Таксон объединяет около 57 тысяч видов животных, что составляет примерно 3 % от их общего количества.

Основные признаки подтипа позвоночные

По уровню морфофизиологической организации позвоночные значительно превосходят низших хордовых (оболочников и бесчерепных). Основной дифференциальный признак этой группы — наличие позвоночного столба и черепной коробки (от чего и пошло название). Хорда присутствует только на стадии эмбриогенеза, в процессе которого все системы органов претерпевают значительное усложнение.

Представителей подтипа позвоночные характеризуют следующие признаки:

• активный поиск пищи;
• дифференциация нервной трубки на спинной и головной отделы;
• замещение хорды позвоночником;
• появление головы с высокоразвитыми органами чувств;
• более высокий уровень метаболизма;
• наличие сердца и почек;
• усложнение гуморальной регуляции;
• развитие черепной коробки, защищающей мозг и расположенные на голове органы чувств;
• наличие глоточного скелета (висцерального черепа);
• усложнение центральной нервной и сенсорной систем;
• увеличение роли популяционной организации и семейных группировок особей;
• усложнение поведения;
• усиление подвижности, возникновение парных конечностей и их поясов.

Среди позвоночных отсутствуют представители с пассивным или «сидячим» образом жизни. Эти животные широко распространились по Земле и заняли практически все экологические ниши.

Для того чтобы оценить сложность анатомо-физиологической организации данной группы организмов, достаточно рассмотреть строение самого развитого представителя подтипа позвоночных — человека. Тем не менее и среди черепных различают высшие и более примитивные низшие таксоны.

Таксономические группы позвоночных

Подтип позвоночные включает 2 инфратипа:

• Бесчелюстные (Aghnata) включает 1 современный — круглоротые.
• Челюстноротые (Gnathostomata).

Челюстноротые включают 2 надкласса: рыбы (Pisces) и четвероногие (Tetrapoda). Последние подразделяются на 4 класса: земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие (самый высокоорганизованный таксон, к которому относят человека). Признаки подтипа позвоночные образуют 2 разные группы, одна из которых характеризует первичноводных животных, а другая — первичноназемных. В связи с этим черепных условно подразделяют на анамний (Anamnia) и амниот (Amnyota).

Систематическое положение

Сами позвоночные в системе классификации животных занимают следующее положение:

• царство — животные (Animalia);
• отдел — трехслойные (Triploblastica);
• подотдел — вторичноротые (Deuterostomia);
• тип — хордовые;
• подтип — позвоночные.

Пищеварительная система

Пищеварительный тракт позвоночных состоит из 5 отделов:

• рот;
• глотка;
• пищевод;
• желудок;
• кишечник.

Кишечник в свою очередь подразделяется на тонкую, толстую и заднюю кишки. Последняя впадает в клоаку или заканчивается анусом. В первый отдел выходят протоки печени и поджелудочной железы, наличие которых характерно для всех групп позвоночных.

Покровы тела

Кожу позвоночных животных составляют два слоя:

• наружный — представлен многорядным эпидермисом, возникающим из эктодермы;
• внутренний — кориум (иначе собственно кожа), образуется из мезодермы.

Нижний ряд эпидермиса образован активно делящимися клетками, которые пополняют верхние слои. В наружной части кожи сосредоточены различные функциональные образования, включая:

• железистые клетки или железы (у высших черепных);
• чешую, когти, перья, волосы, ногти.

Окрас обуславливают расположенные в обоих слоях хроматофорные клетки, содержащие скопления пигмента.

Кориум формируется за счет разрастания соединительной ткани и по толщине значительно превосходит эпидермис. В этом слое пролегает множество кровеносных сосудов и нервных окончаний. В кориуме также могут формироваться различные защитные образования, такие как костные чешуи и покровные кости.

Дыхательная система

Интенсивный метаболизм позвоночных обеспечивается высокоэффективными органами дыхания — жаберным аппаратом (у анамний) и легкими (у амниот). Первый может быть представлен двумя типами образований:

• жаберными мешками — образуются у круглоротых;
• жаберные лепестки — формируются складками слизистой оболочки у водных челюстноротых.

Газообмен в жабрах основан на принципе противотока, что способствует более эффективному насыщению крови кислородом. Легкие представляют собой мешки, которые через гортанную щель сообщаются с глоткой.

Дополнительными органами газообмена для некоторых позвоночных являются кожа, плавательный пузырь и специализированные выросты кишечника.

Нервная система

По сравнению с низшими хордовыми нервная система позвоночных сильно дифференцирована. Головной мозг включает такие отделов:

• передний (telencephalon);
• промежуточный (diencephalon);
• средний (mesencephalon);
• задний (cerebellum).

Строение, степень развитости и функции каждого отдела у разных классов подтипа позвоночные существенно отличаются.

Нейроны позвоночных образуют 2 типа вещества:

• серое (состоит из дендритов);
• белое (формируется аксонами).

Аксоны окружены изолирующей оболочкой — невролеммой, обеспечивающей независимость прохождения импульсов.

Спинной мозг может быть различной формы (плоской ленты или округлого тяжа). Он находится в канале, формируемом верхними дугами позвонков. В спинном мозге имеется полость — невроцель, которая окружена серым веществом (белое располагается снаружи).

Головной и спинной мозг образуют центральную нервную систему, а отходящие от них нервы — периферическую. Система нервных узлов, сосредоточенная около позвоночника, формирует автономную нервную систему, которая делится на симпатическую и парасимпатическую.

Скелет и мускулатура

По сравнению с низшими хордовыми скелет у представителей подтипа позвоночные значительно дифференцирован и включает 3 основных отдела:

• череп;
• осевой скелет;
• пояса и их конечности.

У круглоротых и хрящевых рыб скелет полностью построен из хрящей. У других черепных он состоит из костей с небольшой долей хрящевой ткани.

Животные подтипа позвоночные имеют 2 типа мускулатуры:

• Соматическую — располагается под кожей и служит для осуществления двигательной активности тела, образована поперечно-полосатой мышечной тканью. Развивается из спинного отдела мезодермы.
• Висцеральную — обеспечивает сокращения внутренних органов (пищеварительного тракта, сосудов и т.д.), представлена гладкой мускулатурой. Развивается из брюшного отдела мезодермы.

Соматическая мускулатура у низших позвоночных сегментирована (исключение — парные плавники и мышцы челюстей), а у высших распадается на отдельные группы, оформляющие разные части тела (торс, голова, локомоторные органы и т. д.).

Кровеносная система

Кровеносная система позвоночных замкнута и представлена тремя типами сосудов:

• артериями (несут кровь от сердца);
• венами (несут кровь к сердцу);
• капиллярами (мелкие сосуды, разветвляющиеся в тканях).

Сердце состоит из поперечнополосатых мышечных волокон, обеспечивающих его интенсивное сокращение. У разных групп позвоночных полость этого органа разделена на две, три или четыре камеры. Кроме предсердий и желудочков имеются 2 дополнительных отдела — венозная пазуха и артериальный конус.

Схема кровообращения может быть представлена одним или двумя кругами. Самую эффективную систему, в которой 2 типа крови (артериальная и венозная) не смешиваются, имеют птицы и млекопитающие.

В крови позвоночных присутствуют дыхательный пигмент гемоглобин, переносящий кислород, и форменные элементы (эритроциты, лимфоциты и т. д.).

Выделительная система

Выделительные органы позвоночных представлены парными почками, которые удаляют из организма лишнюю жидкость, соли и продукты азотистого обмена. Этот орган имеет несколько разновидностей:

• пронефрос (головная почка) — самый примитивный тип;
• мезонефрос (туловищная или первичная почка);
• метанефрос (вторичная или тазовая почка).

Из крови в почку продукты поступают через мальпигиевы каналы, а в мочеточники — через вольфовы.

Половая система

Органы размножения, как правило, представлены парными яичниками или семенниками. В отличие от бесчерепных, позвоночные имеют половые протоки. У самцов они связаны с вольфовым каналом, а у самок — с мюллеровым. Половая система амниот имеет более сложное строение, чем у анамний.

Основные особенности типа Хордовые

Что же объединяет между собой таких разных существ? Прежде всего, это наличие хорды – внутреннего осевого скелетного стержня (рис. 1).

Рис. 1. Строение ланцетника

Оболочники имеют хорду лишь на стадии личинки; ланцетники, миноги и миксины – на протяжении всей жизни. Хорда у них представлена гибким эластичным тяжем.

У высших хордовых хорда в процессе развития заменяется позвоночником так же, как у нас с вами.

Хордовые – это двустороннее симметричные животные (рис. 2).

Рис. 2. Представители высших хордовых

Нервная система хордовых представлена трубчатым тяжом, лежащим на спинной стороне тела, над хордой.

У позвоночных имеется переднее расширение нервной трубки – головной мозг. У личинок оболочников есть головной пузырь, в принципе подобный мозгу. Кровеносная система, за некоторыми исключениями, замкнутая. Кишечник находится под хордой. Передняя его часть пронизана жаберными щелями (рис. 3).

Рис. 3. Строение ланцетника (ч. 1.)

По современным представлениям, тип Хордовые включает в себя 3 подтипа: Оболочники, Бесчерепные и Позвоночные.

Многообразие и значение типа хордовые

Представители этой большой группы организмов настолько хорошо адаптированы к различным факторам среды, что заняли все существующие на Земле экологические ниши. В гидросфере обитают более 20 тыс. видов рыб, считающихся самыми древними хордовыми, поверхность и глубины литосферы наполнены огромным количеством форм амфибий, рептилий и млекопитающих, а наземная и воздушная среда заселена более 8 тыс. видов птиц. К типу хордовых относятся и человеческие популяции, чья жизнедеятельность коренным образом изменила облик нашей планеты.

Подтип оболочники

Рано отделившиеся эволюционной ветвью типа являются оболочники. Эти удивительные создания во взрослом виде очень мало напоминают взрослых хордовых, лишь подробно изучив их личинок, ученые смогли прийти к выводу, что оболочники – это наши дальние родственники. Характерное для типа строение имеет лишь личинка. Взрослые же организмы лишены хорды и нервной трубки. Интересно, что у личинок оболочников есть головной пузырь, сходный с головным мозгом (рис. 4).

Рис. 4. Личинка асцидии

Взрослые оболочники – фильтраторы. Они питаются планктоном и взвешенными в воде небольшими частичками. Жить могут на дне или передвигаться свободно в толще воды. Интересно, что у взрослых оболочников кровеносная система незамкнутая, также для некоторых из них характерно вегетативное размножение.

Подтип бесчерепные

Представители этого подтипа не обладают выраженными мозгом и черепом, почему их так и называют. К подтипу Бесчерепные относятся один единственный класс – класс Ланцетники. По выражению академика Шмальгаузена, «Ланцетник представляет собой как бы живую упрощенную схему типичного хордового животного».

Рис. 5. Внешний вид ланцетника

Внешне ланцетники напоминают рыб (рис. 5). Длиной они от 1 до 8 см. Известно около 30 видов ланцетников, обитающих в морях тропических и умеренных широт. Ланцетники – донные организмы. Живут они обычно на глубине от 10 до 30 метров. Питаются взвешенными в воде частичками и планктоном. Пищу добывают, фильтруя воду. В состоянии покоя ланцетник практически незаметен, поскольку большая часть его тела погружена в грунт. Активны они ночью.

Каких-то особых механизмов защиты у ланцетников нет. Форма тела животного напоминает хирургический инструмент – ланцет, за что оно так и названо. Череп и головной мозг у ланцетников отсутствуют. Парных плавников нет, имеются лишь непарные спинной и хвостовой плавники. Кожа ланцетников богата железистыми клетками, обильно смачивающими тело слизью. Мышечный слой расположен по бокам тела и разделен на 50–80 сегментов. Скелет представлен только хордой. Хорда и лежащая над ней нервная трубка покрыты общей оболочкой. Мышечного сердца нет. Глаза отсутствуют, имеются лишь светочувствительные клетки (рис. 6).

Рис. 6. Строение ланцетника (ч. 2.)

Ланцетники – это раздельнополые организмы. Оплодотворение у них наружное. Практического применения эти животные не имеют, хотя иногда употребляются в пищу в странах Юго-Восточной Азии.

Тип Хордовые классификация и общии признаки (Таблица, Схема)

Тип Хордовые насчитывает более 40 тысяч современных видов. Эти животные очень разнообразны по внешнему строению, образу жизни и условиям обитания. Среди них есть малютки, например рыбка пандака длиной до 1 см и массой до 0,15 г, и гиганты, например синий кит длиной до 33 м и массой до 150 т. Различные представители хордовых освоили обширные пространства нашей планеты. Они обитают в нижних слоях атмосферы, в реках и океанах, на поверхности земли и в почве. Хордовые приспособились к жизни в условиях полярных морозов, в сухих раскалённых пустынях, во влажных тропических лесах и даже в горячих источниках.

Общие признаки типа Хордовые:

1. Внутренний скелет — хорда

2. Трубчатая нервная система

3. расположение центральной нервной системы на спинной стороне тела

4. Расположение основных отделов кровеносной системы на брюшной стороне тела

Классификация животных типа Хордовые

Тип Хордовые включает три подтипа: Бесчерепные, Оболочники и Позвоночные. Бесчерепные включает класс Ланцетники. Подтип Позвоночные содержит следующие классы: Земноводные, Птицы, Рыбы, Млекопитающиеся и Пресмыкающиеся.

Основные признаки подтипов типа Хордовые

_______________

Источник информации: Биология в таблицах и схемах./ Издание 2е, — СПб.: 2004.

Подтип черепные

Представители данного подтипа характеризуются наличием черепа и полностью или частично замещающего хорду позвоночника. Возникает переднее расширение нервной трубки – головной мозг. Череп и позвоночник защищают головной и спинной мозг соответственно (рис. 7).

Рис. 7. Строение представителей подтипа Черепные

У черепных исходно присутствуют глаза и органы слуха. Имеется сердце. Кровеносная система всегда замкнутая. Черепные составляют огромное большинство представителей типа Хордовые. Они заселили все возможные среды обитания.

Представители класса Круглоротые – это наиболее примитивные из современных позвоночных. Они не имеют костной ткани в скелете и обладают рядом других примитивных признаков. Позвоночник представлен лишь хрящевыми зачатками позвонков. Хорда полностью сохраняется в течение всей жизни. Круглоротыми класс назван за отсутствие челюстей и, соответственно, круглую форму рта (рис. 8). Есть роговые зубы и мощный язык. Конечности отсутствуют. Глаза недоразвиты, а обонятельный орган открывается одной ноздрей. Кожа обильно покрыта слизью, как правило, ядовитой или просто неприятной для хищников.

Рис. 8. Представитель класса Круглоротые

Класс Круглоротые включает в себя два подкласса: Миноги и Миксины (рис. 9, 10). Всего круглоротых около 45 видов.

Рис. 9. Минога

Рис. 10. Миксина

Живут круглоротые скрытно. Они способны зарываться в грунт, хотя могут свободно плавать.

Первое хордовое животное

Многие ученые-зоологи хотели обнаружить животное, чье строение можно было бы считать связующим звеном между беспозвоночными и позвоночными организмами. В середине XIX века русский эмбриолог А. Ковалевский описал зародышевое развитие ничем не примечательного обитателя Черного моря – ланцетника обыкновенного.

Полупрозрачное существо длиной до 8 см и похожее на рыбу без головы сохраняло хорду в течение всей своей жизни. Ланцетник оказался переходной формой, существование которой так долго искала биология. Хорда – это структура, появление которой наилучшим образом подтверждает эволюционный путь развития природы. Особенности зародышевого строения (наличие трех зародышевых листков) и онтогенеза ланцетника подтвердили предположение о том, что предками хордовых животных являются организмы, не имеющие внутреннего скелета.

Оболочники

Оболочники – это одна из самых удивительных групп морских животных (рис. 11, 12). Свое название они получили за то, что тела их одето снаружи студенистой оболочкой, или туникой. Основной компонент туники очень похож на целлюлозу (вещество, характерное для растений и не встречающееся ни у каких других животных).

Рис. 11. Представитель подтипа Оболочники (ч. 1.)

Рис. 12. Представитель подтипа Оболочники (ч.2.)

Взрослые организмы могут образовывать колонии, где отдельные особи незаметны под общей оболочкой – туникой. Оболочники – гермафродиты. Еще одной удивительной особенностью оболочников является их жизненный цикл с чередованием бесполого и полового поколений. Бесполое поколение размножается вегетативно путем почкования. Но если в целом для животных это еще не представляет ничего особо удивительного, то вот для хордовых удивительно совсем.

Личинки оболочников в целом похожи на остальных хордовых. Они имеют хорду, нервную трубку и головной пузырь. По строению нервной системы они не столь примитивны, как ланцетники (рис. 13).

Рис. 13. Личинки оболочников

Подтип Оболочники включает три класса: Асцидии, Сальпы и Аппендикулярии.

Асцидии – это донные одиночные или колониальные животные, ведущие прикрепленный образ жизни. Размер взрослых особей могут составлять от долей миллиметра до 40–50 см. Они не имеют твердого скелета, нервной трубки и замкнутой кровеносной системы. Все основные признаки хордовых сохраняет лишь свободноплавающая личинка асцидий (рис. 14).

Рис. 14. Асцидии

Сальпы – это плавающие одиночные или колониальные оболочники. По внутреннему строению они сходны со взрослыми асцидиями. Их размеры обычно от 3 до 10 см, однако среди сальп встречаются и гиганты длиной до 20 метров. Имеют личинок, похожих на личинок асцидий. Сальпы иногда способны светиться яркими красивыми цветами (рис. 15).

Рис. 15. Сальпы

Аппендикулярии не имеют такого сложного метаморфоза. Взрослое животное похоже на личинку сальпы или асцидии. Размеры тела очень небольшие, от 0,2 мм до 7 мм. Домик аппендикулярии просторный, его длина может превышать длину тела хозяина в 15 раз (рис. 16).

Рис.16. Аппендикулярии

Какими признаками хордовых обладает человек

У человека, подобно хордовым, на ранних стадиях развития происходит формирование осевого скелета, т. е. хорды. Опорно-двигательная система у человека представлена, как и у позвоночных животных, опорным внутренним скелетом.

Человек обладает так же следующими признаками хордовых животных:

• центральной нервной системой, которая имеет трубчатое строение;
• замкнутой кровеносной системой с главным органом кровообращения – сердцем;
• дыхательным аппаратом, способным сообщаться с внешней средой посредством глотки, полости носа и рта.

Ископаемые бесчелюстные

Бесчелюстные – это очень древняя группа позвоночных животных. От них в свое время произошли первые рыбы. Если сейчас бесчелюстных сохранилось всего около 50 видов, то в древние геологические эпохи они были намного разнообразнее. Если у современных миног и миксин скелет только внутренний и только хрящевой, то у древних бесчелюстных присутствовал твёрдый костный экзоскелет. Экзоскелет мог принимать вид чешуй, крупных пластин или даже сплошного панциря. В отличие от экзоскелета членистоногих, покров бесчелюстных рос вместе с ростом животного. Самых ранних челюстных даже называли астрокодерма – раковинокожые. В отличие от современных круглоротых, древние бесчелюстные имели разнообразную форму тела, внешность и, наверняка, особенности жизни (рис. 17, 18).

Рис. 17. Ископаемые бесчелюстные (ч. 1.)

Рис. 18. Ископаемые бесчелюстные (ч. 2.)

Тип Хордовые (chordata) — примеры животных

Представители хордовых животных:

• рыбы любых видов, от речного карася до акулы;

• земноводные: жаба, лягушка, тритон;

  I

• пресмыкающиеся: ящерица, черепаха, змея, крокодил, хамелеон;

• птицы: начиная с отряда аистообразных (аист, ибис цапля), буревестникообразных (альбатрос, буревестник), заканчивая воробьинообразными (жаворонок, ласточка, трясогузка, королек, дрозд, синица, скворец, воробей) и гусеобразными (гусь, утка, лебедь);

• млекопитающие: семейство псовые (волк, лисица, собака и т. д.), семейство кошачьи (лев, тигр, гепард, рысь), семейство медвежьи (медведь, коала, панда).

( 1 оценка, среднее 4 из 5 )