По развитию и степени дифференцировки нервной системы млекопитающие стоят выше всех классов позвоночных, хотя в. низших подклассах и отрядах млекопитающих мозг еще далеко не достигает той высоты, которую мы видим у высших.
Спинной мозг млекопитающих характеризуется общим его укорочением и редукцией хвостового отдела. В связи с этим, нервы, идущие от конца спинного мозга к задним частям тела, проходя совместно по спинномозговому каналу, образуют так называемый конский хвост (cauda equina). У человека собственно спинной мозг кончается уже между первым и вторым поясничными позвонками, тогда как у летучих мышей он оканчивается даже на девятом грудном позвонке. Однако редукция заднего отдела спинного мозга не идет до конца, так как вместо спинного мозга остается так называемая конечная нить (filum terminale), т. е. тонкий рудимент, тянущийся до хвоста.
Головной мозг млекопитающих отличается весьма существенно от головного мозга прочих позвоночных животных, причем особенно характерно развитие у млекопитающих полушарий переднего мозга. Однако принципиальное различие головного мозга млекопитающих от мозга других позвоночных животных заключается не в величине полушарий, а в качественно ином их развитии. Кора мозга получила здесь особенно сильное развитие, что наметилось у рептилий лишь в виде небольших лобных отделов первичной мантии. Уже у однопроходных и сумчатых разрастание этой части - так называемой новой мантии (neopallium) пошло настолько далеко, что лежащие сзади и кверху участки первичной мантии оттесняются внутрь медиальной стенки полушарий, где они образуют складки, превращаясь в так называемый гиппокамп, или аммонов рог (hippocampus, s. cornu Аmmonis). Разрастание новой мантии у высших млекопитающих прогрессирует все дальше и дальше, вследствие чего происходит все большее и большее увеличение полушарий, а затем и увеличение их поверхностей путем возникновения складок коры мозга.
Впрочем, образование борозд и извилин на головном мозгу нельзя считать находящимся только в зависимости от высоты организации и нервной одаренности той или иной группы млекопитающих, так как установлено, что образование извилин стоит, между прочим, в связи с величиной животных. Крупные и мелкие виды одного и того же отряда довольно резко в этом отношении отличаются, причем у крупных видов извилины бывают хорошо развиты, у мелких же видов, наоборот, мозг остается гладким. Приведем несколько примеров: маленькая луговая собачка (Cynomys) имеет гладкие полушария, тогда как крупная водосвинка (Hydrochoerus) имеет извилистые полушария, хотя оба относятся к отряду грызунов; из парнокопытных упомянем маленьких оленьков (Tragulidae) и крупных оленей или крупный рогатый скот; из полуобезьян: долгопята (Tarsius) и индри (Indris). Заметим, что у таких крупных млекопитающих, как киты, слоны, извилины хорошо развиты.
Полушария головного мозга, однако, у всех млекопитающих разделяются на отделы по крайней мере тремя бороздами: уже у низших млекопитающих на нижней стороне полушарий проходит продольная ринальная бороздка (fovea rhinalis), отделяющая обонятельную часть, так называемую грушевидную (lobus pyriformis), от мантии; другая борозда отделяет в задней части снизу и медиально извилину, образованную гиппокампом (fisusra hippocampi); третья располагается спереди, отделяя передний отдел обонятельной области, обонятельный бугорок (tuberculum olfactorium) (рис. 570).
У высших млекопитающих дифференциация отделов коры головного мозга идет значительно дальше.
Изменения, происшедшие в развитии вторичной мантии в коре головного мозга, обусловили изменения и во внутреннем строении мозга, в частности, в конфигурации боковых желудочков, в положении и строении верхней передней комиссуры, или комиссуры мантии. Обособляются отдельные участки выросшего вместе с ростом полушарий желудочка в виде узких щелей, получивших название рогов: передние рога (cornu anterius), полость которых располагается над полосатыми телами, нижние рога (cornu inferius), в полость которых вдается гиппокамп, и задние рога (cornu posterius).
В области промежуточного мозга у млекопитающих имеется небольшая эпифиза (epiphysis), которая, однако, у неполнозубых и сирен отсутствует.
Зрительные бугры (thalami optici) хорошо развиты; вследствие разрастания соединяющей их мягкой комиссуры (commissura mollis) иногда, как, например, у человека, III желудочек оказывается разделенным на верхний и нижний отделы. Позади воронки лежит непарное или у приматов парное вздутие - так называемое сосцевидное тело (corpus mammilare); гипофиза всегда имеется, но не бывает сильно развита.
В среднем мозгу, который здесь крайне мал и содержит узкий сильвиев водопровод (aqueductus Sylvii), обращают на себя внимание четыре вздутия на крыше (corpora quadrigemina), образующие четверохолмие.
Очень хорошо развит мозжечок, который дифференцирован на среднюю часть (vermis), соответствующую мозжечку прочих позвоночных, и две боковых части - полушария - с придатками (flocculi).
Полушария и их придатки являются новообразованием, так же как и сильное развитие поперечных волокон, соединяющих друг с другом оба полушария; располагаясь снизу продолговатого мозга волокна эти образуют характерный для млекопитающих варолиев мост (pons Varolii). IV желудочек слегка заходит в область мозжечка. По бокам крыши этого желудочка идут в мозжечок волокна, образующие задние ножки мозжечка, или веревочные тела (corpora restiformia); снизу валики продольных волокон образуют пирамиды. У приматов и у некоторых других млекопитающих кнаружи от пирамид лежат еще небольшие утолщения - оливы.
Из особенностей периферической нервной системы млекопитающих необходимо указать на полное обособление от блуждающего нерва (X) добавочного нерва (XI) (n. accessorius). Он является чисто висцерально двигательным нервом и иннервирует трапециевидную и грудино-ключично-сосцевидную мышцы.
К комплексу головных нервов у млекопитающих прибавляется еще XII - подъязычный нерв (n. hypoglossus); этот последний состоит из соматических двигательных волокон и иннервирует мускулатуру языка.
Относительно распределения по голове ветвей головных нервов дает представление рис. 571.
2. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки. (3 балла)
Биосинтез молекул белка в клетке называют транскрипцией 2. Этот процесс протекает на рибосоме и требует затраты энергии. 3. Для сборки полипептидной цепи используется информация в виде последовательности кодонов в молекуле иРНК. 4. Синтез иРНК происходит на фрагменте одной из цепей ДНК и называется трансляцией. 5. Множество молекул иРНК, прикрепленных к рибосоме, образует полисому.
найдите ошибки в приведенном тексте и исправьте их1. Млекопитающие-высокоорганизованные позвоночные животные
2. В процессе эволюции у них произошли существенные изменения,которые обеспечили животным интенсивный обмен веществ,высокую постоянную температуру тела
3. Энергия, необходимая для жизнедеятельности, образуется в процессе переваривания пищи в пищеварительном канале
4. Поведение сложное, обеспечивается нервной системой стволового типа
Должно быть 3 ошибочных предложения
) Джеймс Уотсон и Френсис Крик – расшифровали структуру молекулы ДНК и генетический код. 2) Теодор Шванн – открыл клеточное строени6е организмов. 3) Академик Навашин открыл двойное оплодотворение у цветковых растений. 4) Матиас Шлейден – один из создателей клеточной теории. 5) К.А. Тимирязев – доказал, что при фотосинтезе растения выделяют кислород. 6) Д.Ф. Ивановский - открыл вирус табачной мозаики. С3. Что общего в строении хлоропластов и митохондрий? С4. Каковы достоинства и недостатки полового и бесполого размножения? С5. Фрагмент гена состоит из 40 нуклеотидов в каждой цепи. Определите число водородных связей между азотистыми основаниями, если известно, что в верхней цепи гена 4 адениновых нуклеотида, 7 тиминовых, 4 цитозиновых, 5 гуаниновых нуклеотидов.
Класс Млекопитающие
Млекопитающие – самый высокоорганизованный класс позвоночных животных. Прогрессивные черты их организации выражены во многих органах. Но особенно следует отметить высокое развитие органов чувств и центральной нервной системы, в которой ведущее место занимает кора больших полушарий; сложную систему терморегуляции, определяющую относительно постоянную температуру тела ºС); внутриутробное развитие; живорождение и выкармливание детенышей молоком матери, что создает благоприятные условия для выживания потомства. Помимо этого, специфичными особенностями класса являются волосяной покров, сальные и потовые железы, сочленение черепа с позвоночником двумя мыщелками, три слуховые косточки среднего уха, дифференцировка зубов, альвеолярные легкие, четырехкамерное сердце и левая дуга аорты, наличие мышечной диафрагмы.
Размеры и внешний облик млекопитающих разнообразны и зависят от условий обитания и образа жизни. У наземных четвероногих имеются высокие ноги, расположенные под туловищем (а не по бокам его, как у пресмыкающихся); коленный сустав направлен вперед, локтевой – назад (а не в стороны, как у рептилий). У обитателей почвы туловище вытянутое, короткие шейный отдел и конечности. Водные животные имеют рыбообразную форму тела и конечности, видоизмененные в ласты.
Покровы состоят из многослойного эпидермиса и собственно кожи. Возобновление эпидермиса происходит за счет деления клеток росткового слоя. Верхние слои ороговевают. Собственно кожа образована соединительной тканью. Нижний слой образует подкожно-жировую клетчатку. У млекопитающих имеются роговые образования: волосы, когти, ногти, рога, копыта, чешуи.
Волос состоит из ствола и корня, находящегося в коже. В нижней части корень расширяется и заканчивается луковицей волоса, охватывающей волосяной сосочек, в состав которого входят кровеносные сосуды. Корень волоса находится в волосяной сумке. Основу волосяного покрова составляют тонкие и короткие пуховые волосы, между ними расположены грубые и длинные остевые волосы. Волосяной покров играет важную роль в терморегуляции, уменьшает испарение влаги, смягчает механические воздействия, обусловливает окраску млекопитающих. Его утрата связана с приспособлением к особым условиям существования животных (китообразные, ластоногие).
У млекопитающих есть многочисленные кожные железы: потовые, сальные, пахучие, млечные.
Скелет разнообразен и соответствует различным способам движения. Позвоночник состоит из шейного (7 позвонков), грудного, поясничного, крестцового и хвостового отделов. Позвонки имеют плоские поверхности сочленения, между которыми расположены хрящевые диски. Грудные позвонки несут ребра, которые с грудиной образуют грудную клетку. В крестцовом отделе позвонки срастаются, в других отделах они свободны. Череп отличается большой мозговой коробкой. С позвоночником он сочленяется двумя мыщелками. Для млекопитающих характерно образование твердого костного неба, отделяющего носовой проход от ротовой полости. Зубы располагаются в альвеолах челюстных костей. Нижняя челюсть причленяется непосредственно к височной кости.
Пояс передних конечностей образован парными лопатками и ключицами. У животных, передние конечности которых двигаются в плоскости, параллельной главной оси тела, ключицы отсутствуют (собачьи, копытные и др.). Пояс задних конечностей состоит из парных подвздошных, седалищных и обычно сросшихся между собой лобковых костей. Скелет парных конечностей сохраняет черты пятипалой конечности позвоночных. В связи с разнообразными условиями обитания и характером их использования конечности могут видоизменяться.
Мышечная система дифференцирована. Характерно наличие диафрагмы, отграничивающей брюшную полость от грудной. Хорошо развита подкожная мускулатура.
Пищеварительная система устроена сложно; питание отличается большим разнообразием. Ротовое отверстие окружено мягкими губами. На нижней и верхней челюстях расположены дифференцированные зубы (резцы, клыки и коренные), находящиеся в альвеолах. В молодом возрасте обычно имеются молочные зубы, которые в дальнейшем сменяются постоянными. Некоторые млекопитающие в силу специфики питания утратили зубы (муравьеды, беззубые киты). В ротовую полость открываются протоки слюнных желез; в ней находится язык, который служит для восприятия вкусовых ощущений, помогает перемешиванию пищи, глотанию, лаканию воды. Затем пища поступает в глотку, за которой следует пищевод. У жвачных копытных он состоит из поперечно-полосатых мышц, которые обеспечивают произвольное сокращение пищевода при отрыгивании пищи.
У большинства млекопитающих желудок однокамерный. В стенках его находятся железы, которые выделяют желудочный сок, воздействующий прежде всего на белки пищи. У жвачных желудок разделен на четыре отдела: рубец, сетку, книжку и сычуг. Из желудка пища передвигается в двенадцатиперстную кишку, в которую открываются протоки печени и поджелудочной железы. В тонкой кишке под действием желчи, панкреатического сока пища окончательно переваривается и всасывается. На границе тонкого и толстого отделов от кишечника отходит слепая кишка. Слепая и толстая кишки сильно развиты у растительноядных млекопитающих. Толстая кишка переходит в прямую, заканчивающуюся анальным отверстием.
Органы дыхания млекопитающих состоят из дыхательных путей (носовая полость, гортань, трахея, бронхи) и легких. Движение ряда хрящей гортани препятствует попаданию пищи в трахею при заглатывании. В гортани находятся голосовые связки, участвующие в образовании звуков, издаваемых животными. От гортани отходит трахея, разделяющаяся в грудной полости на два бронха, идущие к легким. Бронхи в легких распадаются на множество все более утончающихся разветвлений, которые переходят в бронхиолы, заканчивающиеся легочными пузырьками – альвеолами – с сетью капилляров. Легкие млекопитающих имеют альвеолярное строение. Число альвеол в легких исчисляется миллионами, что обусловливает их большую дыхательную поверхность. Вдох и выдох происходят путем расширения и сужения грудной клетки в результате поднятия и опускания ребер и движения диафрагмы.
Кровеносная система состоит из четырехкамерного сердца и двух кругов кровообращения, венозная кровь не смешивается с артериальной. Большой круг кровообращения начинается левой дугой аорты, продолжающейся в спинную аорту, о которой отходят артерии к органам тела. Венозная кровь собирается в переднюю (у некоторых она парная) и заднюю полые вены, впадающие в правое предсердие. Вены, несущие кровь от кишечника, желудка, селезенке, образуют воротную вену печени, которая распадается в печени на сеть капилляров воротной системы. От печени кровь по печеночной вене отводится в заднюю полую вену. Малый круг кровообращения начинается из правого желудочка легочной артерией, которая делится на две ветви, несущие венозную кровь к легким. Из легких артериальная кровь по легочным венам впадает в левое предсердие.
Органами выделения служат парные тазовые почки, которые состоят из поверхностного коркового и внутреннего мозгового слоев. В корковом слое расположены многочисленные извитые канальцы, начинающиеся боуменовыми капсулами, внутри которых находятся кровеносные капилляры, образующие мальпигиевы клубочки. Извитые канальцы впадают в собирательные канальцы, которые проходят в мозговом слое и открываются в почечную лоханку. Из почечных лоханок моча поступает по мочеточникам в мочевой пузырь, а из него периодически выводится наружу.
Нервная система характеризуется высокой степенью сложности. Размеры головного мозга во много раз превышают размеры спинного мозга. В головном мозге особенно велики полушария переднего мозга и мозжечка, что соответствует сложности высшей нервной деятельности и развитию движений млекопитающих. У многих видов кора мозга образует сложную систему борозд и извилин, увеличивающих ее площадь. Млекопитающие имеют 12 пар черепно-мозговых нервов.
Органы чувств развиты хорошо. Обоняние играет в жизни млекопитающих важную роль, поэтому имеются большие обонятельные полости, поверхность которых значительно увеличена за счет складок. Орган слуха кроме внутреннего и среднего имеет еще и наружное ухо, представленное наружным слуховым проходом и ушной раковиной, которая усиливает чуткость слуха. В среднем ухе находятся три слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремечко. Органы зрения млекопитающих развиты слабее, чем у птиц. Осязательные клетки имеются в разных частях тела. Большую роль играет осязательные волоски – вибрисы, которые обычно находятся на голове.
Половая система самца состоит из парных семенников, расположенных или в полости тела, или в особой складке кожи – мошонке. Сперматозоиды образуются в семенниках и выводятся наружу по семяпроводам через копулятивный орган. Органы размножения самки состоят из парных яичников, находящихся в брюшной полости. Выводящие каналы дифференцированы на три отдела: яйцевод, матку, влагалище, открывающееся наружу половым отверстием. Созревшая яйцеклетка выходит в полость тела и попадает в воронку яйцевода. Оплодотворение происходит в яйцеводе. Оплодотворенное яйцо поступает в матку, где развивается эмбрион. Все млекопитающие (за исключением ехидны и утконоса) – живородящие. Питание эмбриона осуществляется через плаценту. Млекопитающие выкармливают своих детенышей молоком. После окончания периода молочного кормления детеныши некоторое время остаются с матерью, которая их охраняет и воспитывает.
Млекопитающие произошли в триасовый период от малоспециализированной палеозойской группы зверозубых рептилий. Ныне живущие млекопитающие насчитывают около 4000 видов. Выделяют подкласс Первозвери, или Клоачные, и подкласс Звери, подразделяемый на инфраклассы Сумчатые и Плацентарные.
Подкласс Первозвери, или Клоачные.
Первозвери – наиболее примитивные из живущих млекопитающих. Обитают в Австралии, Тасмании, Новой вине. Откладывают яйца. Высиживают их (утконос) или донашивают в выводковой сумке на брюхе у самки (ехидны). Детенышей вскармливают молоком. Молочные железы имеют трубчатое строение. Сосков нет и протоки желез открываются на железистых полях кожи. У самок один, левый яичник. Есть клоака. Температура тела колеблется от 25 до 36ºС.
Подкласс Звери. Инфракласс Сумчатые
Для сумчатых характерно слабое развитие плаценты, в связи с чем детеныш рождается слаборазвитым после коротко внутриутробного развития. Родившиеся детеныши по вылизанной матерью в шерсти брюха дорожке самостоятельно пробираются в сумку, де присасываются к соску. Сосать на первых порах детеныши не могут, и мать, сокращая особые мышцы, окружающие молочную железу, вбрызгивает им молоко в рот. Обитают сумчатые в Австралии, Южной и Северной Америке. К ним относят кенгуру, сумчатых волков, сумчатых крыс, сумчатых кошек, сумчатых кротов, сумчатых медведей, муравьедов, опоссумов и др.
Инфракласс Плацентарные, или Высшие звери.
Плацентарные – наиболее высокоорганизованные млекопитающие. Плацента хорошо развита, и к моменту рождения детеныш достигает более полного развития, чем у сумчатых. Продолжительность развития зародыша внутри тала матери зависит от размера животных и может длиться от нескольких недель (мыши) до двух лет (слоны). Детеныши рождаются способными самостоятельно сосать молоко; молочные железы матери имеют хорошо развитые соски. Зубы, как правило, хорошо дифференцированы на резцы, клыки и коренные. Молочные зубы сменяются постоянными зубами. Клоаки нет.
Отряд Насекомоядные. Животные имеют примитивное строение. К ним относятся ежи, кроты, землеройки, выхухоли. Мозговой отдел черепа мал. Мозг не имеет извилин. Передний отдел головы вытянут в хоботок. Зубы дифференцированы слабо.
Отряд Рукокрылые. Представители этого отряда приспособлены к полету в воздухе. Крыльями служат кожистые перепонки, расположенные между очень длинными пальцами передних конечностей, боками тела, задними конечностями и хвостом. На грудине есть киль, к которому прикрепляются грудные мышцы. Образ жизни сумеречный и ночной. Очень тонкий слух. Ориентируются в полете с помощью ультразвуков, прерывисто издаваемых ими. К этому отряду относят крыланов, летучих мышей, вампиров .
Отряд Грызуны. Наиболее многочисленный и распространенный отряд млекопитающих. Многие питаются растительной пищей. Резцы очень сильно развиты, клыков нет. Резцы, а у некоторых и коренные зубы не имеют корней и растут всю жизнь. Спереди резцы покрыты толстым слоем эмали, поэтому не тупятся даже от твердой пищи. Пищеварительный тракт длинный. Для большинства характерна способность быстро размножаться. К этому отряду относят семейства Беличьи, Летяги, Дикобраза, Бобры, Тушканчики, Слепыши, Мышиные.
Отряд Зайцеобразные. Зубная система похожа на таковую грызунов. Клыков нет, резцы отделены от коренных зубов широким, лишенным зубов пространством. Две пары резцов в верхней челюсти. К этому отряду относят семейства Пищухи и Зайцы.
Отряд Хищные. Представители этого отряда приспособлены к питанию животной пищей. Резцы малы, клыки всегда хорошо развиты, коренные зубы бугорчатые, часто с режущими краями; последний предкоренной верхней челюсти и первый коренной нижней выделяются большими размерами и режущим краем – это так называемые хищные зубы. Ключицы рудиментарны или отсутствуют. Хорошо развит волосяной покров. К хищным относятся семейства Собачьи, Еноты, Медведи, Куньи, Кошки, Гиены.
Отряд Ластоногие. Форма тела вытянутая и обтекаемая. Шея укорочена. Конечности преобразованы в ласты. Между пальцами расположена толстая кожистая перепонка. Сильно развиты подкожные жировые отложения, которые сохраняют теплоту и повышают плавучесть тела. Зубы преимущественно конические. Животные проводят большую часть времени в воде, выходя на берег или лед для отдыха, размножения и в период линьки. К ластоногим относят семейства Ушастые тюлени, Настоящие тюлени, Моржи.
Отряд Китообразные. Обитают только в воде. Тело веретеновидное , с непропорционально большой головой. Передние конечности превратились в ласты, задние редуцированы. Кожа голая. Сильно развит подкожный жировой слой. Большой объем легких. Высокое содержание гемоглобина в крови и миоглобина в мышцах позволяют китам долго находиться под водой. Детеныши рождаются в воде. Из органов чувств наиболее развит слух. К этому отряду относят семейства Настоящие киты, Серые Киты, Полосатики, Дельфины, Кашалоты.
Отряд Парнокопытные. Конечности четырехпалые – третий и четвертый пальцы крупные и служат опорой, второй и пятый пальцы значительно мельче. Ключиц нет. Концевые фаланги пальцев покрыты роговыми копытами. Желудок у большинства видов состоит из нескольких отделов. Растительноядные. Отряд Парнокопытные делится на подотряды Нежвачные, Жвачные и Мозоленогие.
К нежвачным относят семейства Свиные, Бегемоты. Эти животные имеют массивное туловище с короткими ногами. Желудок простой, состоит из одного отдела.
Жвачные включают семейства Оленьи, Кабарга, Полорогие, Жирафы, Быки. У животных в верхней челюсти нет резцов, часто и клыков. Коренные зубы имеют строение, способствующее перетиранию грубых кормов. Желудок сложный, состоит из четырех отделов, включающих рубец, сетку, книжку, сычуг; очень длинный кишечник. Переваривание пищи начинается в рубце. Далее пища попадает в сетку с ячеистым строением стенок. Отсюда она отрыгивается обратно в ротовую полость, где снова перетирается зубами жвачных до состояния жидкой кашицы, которая затем попадает в книжку. В стенках этого отдела есть многочисленные складки. В книжке заканчивается переваривание клетчатки и пища попадает в сычуг. Здесь перевариваются белки под действием желудочного сока. Большинства животных имеет рога – выросты лобной кости.
И. Сумчатые обитают в Австралии, на Тасмании и в Южной Америке.
К. Опоссум относится к сумчатым животным.
Задания уровня С
1. Проанализируйте данные таблицы. Что можно сказать об уровне обмена веществ у перечисленных животных?
Животные | Масса тела в граммах | Частота пульса в 1 мин. |
2. Какая связь существует между обменом веществ и коровьим молоком?
3. Какова роль ферментов в пищеварении?
4. Чем объясняются микроскопические размеры яйцеклеток млекопитающих по сравнению с размерами этих клеток у предыдущих классов животных?
5. Что общего имеют зародыши рыб и млекопитающих?
6. Какую роль играют животные в круговороте веществ?