动物生物学35 5爬行纲ppt课件.ppt
3.5.5 真正陆生的变温、羊膜动物爬 行 纲 （Reptilia）,进化地位,两栖类：初步完成由水栖向陆栖的转变。基本具备陆生脊椎动物的模式，但仍不能脱离水环境。爬行类：是在两栖纲的基础上进一步适应陆地生活，完全摆脱了对水生环境的依赖；如首先是繁殖脱离了水的束缚；防止体内水分的蒸发；在陆地上运动等方面也超过了两栖类。真正适应陆栖生活的变温脊椎动物。由石炭纪末期的古代两栖类进化而来，并由此产生了鸟类和哺乳类。由于爬行类、鸟类和哺乳类在胚胎发育过程中，产生羊膜、尿囊等胚膜，使胚胎能在陆地环境下发育。因而总称为羊膜动物（Amniota）。,生物学特性,体表被以角质鳞，皮肤缺少皮肤腺。具典型五指（趾）型四肢，指、趾端具爪。头骨具单一枕髁，有颞窝形成，出现完整或不完整的次生腭。荐椎和颈椎数目增多，胸廓出现。完全以肺呼吸，血液仍为不完全双循环，但心室已出现不完全分隔。大脑开始出现新脑皮，脑神经为12对。鼓膜下陷形成外耳道。 排泄物以尿酸为主。雄性一般具交配器，体内受精，产具有钙质或革质壳包裹的羊膜卵（发育中出现3种胚膜，即羊膜、绒毛膜、尿囊膜）。和无羊膜动物一样，仍为变温动物。,外形: 体分头、颈、躯干、尾和四肢；体被角质鳞片，前后肢五指（趾），末端具爪，有活动的眼睑；鼓膜下陷于外耳道的深处；泄殖孔纵裂、横裂或圆形；尾细。体形一般分蜥蜴型、蛇型、龟鳖型。,3.5.5.1 爬行类对陆生的进一步适应,1）可防止卵内水分蒸发2）避免机械损伤、细菌侵袭3）表面有小孔，通气性好，保证胚胎气体代谢。在发育中，胚胎包在一个2层膜的囊中，羊膜围成的腔内充满羊水，使胚胎浸于其中。胚胎在相对稳定、特殊的水环境中发育。同时胚胎后肠突出形成尿囊。尿囊外壁与绒毛膜紧贴，其上富有血管，为胚胎的呼吸器官。同时尿囊收容胚胎在卵内排出的废物。,1羊膜卵的出现爬行类繁殖摆脱了水的束缚。可以在陆地产卵。卵有保护性的壳。据有：,为什么说羊膜卵的出现是脊椎动物进化史上的一个重大进步事件？,(1) 羊膜卵的结构 卵壳：坚韧避免机械损伤，减少微生物侵入 不透水防止卵内水分蒸发 透气保证胚胎发育时气体代谢的正常进行卵黄囊：内有大量营养物质，保证胚胎不经过变态而直接发育的可能(2) 胚胎发育期出现胚膜 羊膜：羊膜包围胚胎形成的羊膜腔内有羊水，使胚胎处于胎内水环境中发育，免于干燥和机械损伤尿囊膜：形成尿囊充当胚胎发育时排泄器官绒毛膜：和尿囊膜共同充当胚胎的呼吸器官，因二者有丰富的毛细血管，可通过多孔的卵膜和卵壳与外界进行气体交换 由于羊膜卵有以上的特点，所以可产在陆地上借日光孵化。从而使个体发育摆脱了水的束缚，是脊椎动物有完全陆生的可能性。因此，羊膜的出现是脊椎动物进化史中的一大重大进步事件。,2皮肤干燥并覆以角质鳞,有多层的表皮和真皮组成。皮肤干燥、缺乏腺体。表皮：1）表皮高度角质化，在表面产生角质鳞，防止水分散失。2）龟鳖类、鳄鱼有骨质板，有真皮产生。3）由于有角质化，爬行类有定期蜕皮现象，将旧的角质层完整蜕去。真皮：薄，富含色素细胞，在植物性神经系统和内分泌的调节下能迅速变色，具有调温及保护色的功能。,3.骨骼和肌肉系统,骨骼:比较坚硬，骨化程度较高。1)头骨：最主要特征是在头骨两侧眼眶后部有1-2个空洞，称为颞窝。颞窝是颞肌附着部位，它的出现与咀嚼肌有效地执行咀嚼功能有关，为咀嚼肌的收缩提供足够的空间。颞窝主要有3种类型：A.无颞窝类（Anapsida）：无颞窝存在。如现代龟鳖类头骨属无颞窝类，但有些种类也出现次生性孔洞。B.双颞窝类（Diapsida）：头骨每侧有2个颞窝，大多数古代爬行类、大多数现代爬行类（蜥蜴、蛇、鳄）和鸟类属于此类。C.合颞窝类（Synapsida）：头骨每侧有1个颞窝，古代兽齿类和由此演化出的哺乳类属于此类（图）。,上颞孔类槽齿龙类,次生腭的出现由前颌骨、上颌骨、腭骨的腭突和翼骨愈合而成。完整的次生腭使内鼻孔的位置后移，口腔和鼻腔完全隔开，呼吸通道畅通，不影响动物吞食活动。鳄类有完整的次生鳄，其他多数爬行类的次生腭并不完整（图）。 ,2）脊柱：分化为颈椎、胸椎、腰椎、荐椎和尾椎，其中颈椎和荐椎数目增多。1)颈椎：头部转动灵活。2)胸椎与胸骨共同组成胸廓（羊膜类特有），具肋骨；首次出现，（保护内脏，增强肺呼吸）。3)腰椎：低等为双凹型，高等为前凹或后凹型；4）荐椎2枚 ；5）尾椎：数目随种而异 ,3）四肢骨：具典型的五指（趾）四肢，指（趾）端具爪。多数种类运动时腹部贴地，以爬行为主，蛇类四肢和带骨退化消失。,4）肌肉系统具有肋间肌、皮肤肌、四肢肌，躯干肌和咬肌。 肋间肌（包括肋间外肌和肋间内肌）的运动牵引肋骨改变胸廓容积以完成呼吸动作。 皮肤肌连接角质鳞片，其收缩可牵引鳞片辅助爬行。,4消化系统进一步复杂化,1) 消化道有更多的分化：尤其齿、舌、口腺等结构均进一步复杂化。2)由于次生腭的出现，消化道和呼吸道分开，使动物在取食时不妨碍呼吸。 口腔和咽分化明显。3)口腔底部有发达的肌肉质舌。很多种类的舌，有些还特化为捕食器（避役）及感觉器（蛇）.4)消化道中开始出现盲肠，泄殖腔孔是消化道通向体外的出口。,5)具有发达的口腔腺。包括唇腺、腭腺、舌腺和舌下腺。毒蛇的毒腺是变态的唇腺，而毒蜥的则是变态的舌下腺.在毒蛇上颌，有变形成为沟牙或管牙的毒牙。6)牙齿依着生位置的不同分为三种类型：端生齿（着生在颌骨的顶面，如蛇）；侧生齿（着生在颌骨边缘的内侧，如蜥蜴）；槽生齿（着生在颌骨的齿槽内，如鳄）。,5肺呼吸进一步完善,成体完全由肺呼吸。 1）由于次生腭出现，口腔和呼吸道分开，分化出气管和支气管（支气管是从爬行类才开始出现的）。 2）声带较为简单，除少数种类外，爬行类一般不发声。3）肺内壁具有复杂的分隔，与空气交换面积更加扩大。4）除借口底运动吞吐空气外，主要借助胸廓的扩张和缩小，使肺内和呼吸道中的气压与外界大气压产生差别，而将气体吸入或排出。 5）水生爬行类的咽壁和泄殖腔壁富有毛细血管，可辅助呼吸。,6.血液循环不完全双循环,两栖类心脏： 2心房1心室。房间隔不完全。爬行类心脏： 包括2心房1心室和退化的静脉窦。心房除具完全的分隔外，心室也出现了不完全的室间隔（鳄的室间隔比较完全）。因而，心脏中的多氧血和缺氧血的混合程度较两栖类降低。由于不完全双循环，氧气供应不充分，新陈代谢水平低，体温调节功能又不完善，所以是变温动物。体温随环境温度的变化而变化，并依赖外界维持体温、寒冷炎热时进行冬眠夏眠。,7.具有羊膜动物式的排泄器官肾脏,原肾：扁形动物、假体腔动物。后肾：环节、软体、节肢动物。1）肾脏在系统发生上为后肾。肾单位（肾小体和排泄管）的数目增加，有专门的输尿管。2）爬行类尿液（含氮废物）的主要成分是尿酸或尿酸盐。3）干旱地区种类膀胱有吸收水分的功能。有些种类（海龟、海蛇、鳄鱼在鼻部或眼部附近具有盐腺，能排出浓度很高的盐溶液，保持盐分平衡。,8.体内受精、产羊膜卵,1）体内受精，产羊膜卵（发育中出现3种胚膜，即羊膜、绒毛膜、尿囊膜）。2）雄性：精巢1对，皆有交配器。 雌性：卵巢1对，1对输卵管各以一个大的裂缝状喇叭口开口于体腔，其末端开口于泄殖腔。2）多数为卵生，借阳光、植物腐败发酵产生的热量孵化。如鳄鱼。 多数毒蛇和一些蜥蜴类为卵胎生，受精卵在母体输卵管内发育，幼体时产出，提高了后代成活率。尤其对在高山、寒冷环境下生活的种类意义重大。,9神经系统和感觉器官,1）神经：新脑皮（neopallium):从爬行动物开始出现由灰质构成的大脑皮层，叫做新脑皮。新脑皮具有分析、综合及发布信息的功能，并能联系嗅觉以外的一切感觉，是一个高级神经活动中枢。爬行动物的新脑皮仍处于萌芽阶段。具有12对脑神经。,2）感觉器官视觉：有能活动的上下眼睑，瞬膜。鳄鱼和龟鳖出现泪腺，但分泌物经鼻泪管由鼻腔排除。晶体较扁，角膜凸出，适于远视。视觉的调节依靠睫状肌的收缩改变晶体与视网膜之间的距离，改变晶体凸度而完成。听觉：由中耳和内耳组成。鼓膜开始下陷形成外耳道；中耳内有耳柱骨、耳咽管。耳柱骨接触鼓膜、内耳的椭圆窗等产生听觉。蛇类穴居生活，鼓膜和中耳腔均退化,只有耳柱骨，通过下颌骨，接受从地面振动传来的声波。,嗅觉：犁鼻器(vomeronasal organ)发达，（龟鳖类和鳄类退化）。是鼻腔腹内侧的一对盲囊，开口于口腔顶壁，内壁有嗅粘膜。能感知进入口腔的空气或物体的化学性质。将舌伸出口外，搜集化学物质，缩回并进入犁鼻器，将化学分子溶解于嗅粘膜上，产生嗅觉。,红外线感受器：是蛇类对环境温度的微小变化发生反应的热能感受器，例如：颊窝：蝰科鼻孔与眼之间的陷窝叫颊窝，蟒蛇唇部的叫唇窝。夜间感知其它动物。确定位置。 顶凹器官：蛇和蜥蜴类在角鳞之间或鳞片顶端具有感觉小凹，可接受外界机械刺激。,3.5.5.2 现代爬行动物的分类,全世界现代爬行动物约有6300多种，分为4个目，主要的判别依据是颅骨的结构。 喙头目（Rhynchocephalia）：是古老的类群，迄今只留1属1种。新西兰产的楔齿蜥。体被细鳞。体长50-70cm.头部为鸟喙状。头、颈、躯干背面中央有1行纵列锯齿状鳞。体为黑绿色。,龟鳖目（Chelonia）：龟和鳖背部及腹面都有坚固的甲板，甲板外还有角质鳞板或厚皮。世上约有330余种.我国已知种类有24种，新疆仅有1种。分类：本目分为3个亚目，5个科.平胸龟科：平胸龟龟科：乌龟、棱皮龟科：海龟科：海龟、玳瑁鳖科：鳖（甲鱼或团鱼）,四爪陆龟,棱皮龟,有鳞目（Squamata）：体表均具鳞片，双颞窝类。颅骨特化，使得能够吞咽很大的食物。蜥蜴类通常具有四肢，蛇类没有鼓室和鼓膜。6000种。包括蜥蜴亚目和蛇亚目。,蟒蛇,眼镜蛇,鳄目（Crocodilia）：鳄类是目前仅存的初龙亚纲的动物。初龙亚纲曾经还包括恐龙、翼龙及其他生活在中生代、现已经绝灭的爬行动物。水栖种类。是现代爬行类中最高等的双颞窝类。体被角质鳞 。心脏有4室，心室完全分开，具槽生齿，小脑发达。全世界有21种，分布于欧洲，亚洲，非洲和美洲等地。只有1科，鳄科。代表：密西西比河鳄(A.mississippiensis)台湾鳄(Crocodilus porosus)扬子鳄（Alligator sinensis），是我国一级保护动物。,起源及适应辐射 ,多数古生物学家认为：羊膜动物起源于古生代石炭纪末期、类似两栖类的、四足类的一个类群。 在石炭纪和二叠纪，四足类中有2类动物即荚椎类和炭螈类，其头骨结构更接近羊膜动物。而炭螈类被认为最可能是羊膜动物的姐妹群。 ,蜥螈类,在石炭纪末期羊膜动物已经分成3大支系：第1支系是无颞窝类，其头骨无颞窝，而被覆以真皮骨。传统观点认为这一类群的现生代表为龟鳖类；第2支系是合颞窝类，是似哺乳爬行动物，其特征是在头骨有1对颞窝。这是羊膜动物的第一个分化类群，后经盘龙类、兽孔类，最后演化出哺乳类；第3支系为双颞窝类，进化出所有的爬行动物类群和鸟类，其特征是在头骨有2对颞窝。双颞窝类又分为3个类群：1）有鳞类：包括已绝灭的鱼龙类和所有现代有鳞目种类及喙头目动物。2）更进化的初龙类：由恐龙类、现生的鳄类和鸟类组成，3）鳍龙类：包括已经绝灭的几种水生类群，如蛇颈龙类。中生代爬行动物种类极大繁盛，被称为爬行动物时代。,古代的爬行动物代表性的有1）海生爬行动物（如鱼龙20m、蛇颈龙25m等）；2）飞翔的爬行动物（如翼龙等,翼长15m）；3）陆地上的爬行动物恐龙（包括蜥龙目27m、鸟龙目等）（图）。,三角龙 活到最后的恐龙之一,梁龙：,马门溪龙：脖子最长的恐龙。,翼龙,小 结,爬行类在系统发生上是起源于古生代末期的古两栖类，是3亿年前出现的真正适应陆生的脊椎动物，其成功主要归于羊膜卵的进化。产于陆地的羊膜卵不仅具有坚硬的壳，重要的是胚胎发育得到卵内3层膜(羊膜、绒毛膜和尿囊)的保护，使胚胎在干燥陆地上仍得以在水中发育，使爬行类彻底脱离了水的束缚。爬行类还具有干燥的有角质鳞片保护的皮肤，有效防止水分蒸发;以及进步的骨骼支持、循环、呼吸、排泄、体内受精神神经系统等，使爬行类真正生活在陆地。爬行类与两栖类一样仍是变温动物，但大多数种类以其更有效的行为来控制体温以适应陆地温度的变化。中生代爬行动物种类极大繁盛，被称为爬行动物时代。 爬行类在古生代末期的3大分支即无颞窝类、合颞窝类和双颞窝类是以在头骨上出现的颞窝数目来区别的。无颞窝类衍生出现生的龟鳖类，合颞窝类是似哺乳动物类群，最后演化出现生的哺乳类，双颞窝类进化出其他爬行动物和鸟类。新西兰喙头蜥已面临绝灭，其形态特征与中生代双颞窝类化石相同。龟鳖类是一群特化动物，具有沉重的骨质板，无牙齿，均为卵生。有鳞目的蜥蜴和蛇类占现生爬行类的95%，体被角质鳞片。许多种类在炎热和干旱贫瘠的地带生活。鳄类是初龙类支系留下的唯一生存的爬行类代表，是最高等的爬行类。,思考,简述爬行类生物学特征。 什么是颞窝?如何分辨无颞窝、双颞窝和合颞窝头骨？为什么说羊膜卵的出现是脊椎动物进化史上的一个重大进步事件？,
