脊椎动物机体结构和机能的演化.ppt

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1、脊椎动物机体结构 和机能的演化,蒲淑萍,三 大 特 征,脊索：身体背部一条由泡状细胞组成的弹性棒状结构。低等类群终生具脊索；高等类群仅胚胎具脊索，以后由分节的脊柱取代。,背神经管：中空，由外胚层下陷卷成，高等类群分化出脑和脊髓。,咽鳃裂：消化管前端咽部两侧成对排列的裂孔，直接或间接与外界相通，为呼吸器官。低等类群及鱼类终生存在；高等类群仅见于胚胎或幼体。,脊索是内胚层结构，构成了支撑躯体的主梁，还具有诱导周围细胞分化的作用，如促进胚胎期由中胚层发育而来的脊椎和由外胚层发育而来的神经系统的产生和完善。后者也是脊索为什么仍然存在于高等脊索动物的胚胎内的一个原由。现在脊椎已经替代了脊索成为了新的身体

2、支持物，在灵活性和坚固性两方面都比脊索要好。从此脊索在高等动物体内消退，变为痕迹器官。哺乳类椎间盘中间很小的髓核就是退化的脊索。,脊索的出现在动物演化史上的意义支持保护运动,脊索动物与无脊椎动物构造模式比较,次要特征：1、闭管式循环。2、肛后尾。与高等无脊椎动物共有的特征：1、三胚层；2、后口；3、次级体腔；4、两侧对称；5、分节现象等。,基本分类,尾索动物亚门 代表动物：柄海鞘(Styelc sp.),玻璃海鞘,蓝海鞘,海鞘料理,海鞘幼体经过几小时的自由生活后，就用身体前端的附着突起粘着在其它物体上，开始其变态。变态期间：尾部连同脊索逐渐萎缩消失，神经管退化成神经节，感觉器官消失，鳃裂数增加

3、，体壁分泌被囊素形成被囊，开始营固着生活。这种从幼体至成体失去了一些重要的构造，结构更为简单化的变态称为逆行变态或退化变态。,成体顶端有两个开口。咽部腹侧是内柱，它聚集了碘元素，是脊椎动物甲状腺的同源器官。雌雄同体，异体受精。,头索动物亚门,代表动物：文昌鱼(Branchiostoma belcheri),达尔文说：这是一个最伟大的发现，它提供了揭示脊椎动物起源的钥匙。列为国家二级重点保护动物。,无头，有分节,脊椎动物，根据不同地层中所发现的化石，以及比较解剖学和胚胎学方面的研究结果，都可以推断它们是由无脊椎动物进化而来的。但由于缺少坚硬内骨骼的动物不易形成化石保存在地层中，所以至今未能找到无

4、脊椎动物与脊椎动物之间的过渡类型的化石证据。幸运的是，文昌鱼不论在生活习性、胚胎发育、外部形态和内部结构等方面，都是既具有某些无脊椎动物的特征，又具有某些脊椎动物特征的雏形，因而是介于两者之间的过渡类型，填补了两者之间的空白，成为整个生物进化史上不可缺少的一个“桥梁”。,肌肉集中在背部，有肌节,生殖、排泄器官多对,皮肤有表皮和真皮的分化,无生殖管道,无心脏,运动,感觉运动,无脑和脊髓的分化，神经管前端管腔稍膨大为脑泡，脑泡向前发出2对脑神经，神经管其余部分在每1体节发出1对脊神经。,头索动物是典型的桥梁动物,除终生具有以上脊索动物的三个主要特征外，还具有A.与脊椎动物相似的特征 具肌节、有奇鳍

5、、肛后尾、闭管式循环系统，其胚胎发育和三个胚层的分化也与脊椎动物相似。B.比脊椎动物原始的特征 无头、无骨骼、无心脏、排泄器官为肾管。C.比无脊椎动物进化的特征 躯体两侧有一对腹褶，为脊椎动物成对附肢的雏形。,脊椎动物亚门,主要特征：胚胎期有脊索，成体则由脊椎代替头部显著，有发达的感受器，故称有头类背神经管分化为脑和脊髓咽鳃裂见于胚胎期或成年期有两对附肢，是运动器官,圆口纲最原始的脊椎动物,主要特征：无颌类：无上、下颌，口为吸附型只有奇鳍(背鳍和尾鳍)，无偶鳍鳃囊呼吸，具单鼻孔脊索终生存留，没有脊椎代表动物：七鳃鳗,日本七鳃鳗,粘盲鳗,盲鳗,鱼纲最适于水生的脊椎动物,主要特征：体呈纺锤形，皮肤

6、具粘液、鳞片,有侧线终生鳃呼吸有成对附肢(除奇鳍外，还有成对胸、腹鳍）有颌类：有上、下颌,骨骼：脊索消失(硬骨鱼)或残存(软骨鱼)；软骨鱼类的骨骼全为软骨，鳃裂直接开口体外;硬骨鱼的骨骼一般为硬骨，鳃裂不直接开口体表；脊柱分躯椎和尾椎两部分；成对的附肢骨骼没有与脊柱发生联系。,循环：静脉式心脏，单循环。,单循环：一心房一心室,神经：大脑不发达，高级中枢在中脑视叶。,生殖：多为雌雄异体，体外或体内受精。,代表动物：软骨鱼类(鲨鱼)硬骨鱼类(鲤鱼、草鱼),鱼卵,24小时孵化的鱼卵,青鱼,草鱼,鲶鱼,鳙鱼（花鲢、胖头鱼）,四大家鱼,中华鲟,带鱼,鲨鱼,热带鱼,鳐鱼,大西洋鲑鱼,两栖纲从水生过渡到陆生

7、的脊椎动物,主要特征：五趾型四肢，四肢借肩带和腰带与脊柱联结支撑身体，并具多支点的杠杆运动的关节；趾无爪，有蹼。皮肢裸露而富于腺体，能辅助呼吸。,骨骼：头骨数减少，咽颅退化；脊柱分为四部分：颈椎(一个)、躯椎、尾椎和骶(荐)椎(一个)。颈椎与头骨的枕骨髁相关节，使头部可上下运动。,呼吸：幼体鳃呼吸，成体肺呼吸(囊状肺)，皮肤辅助呼吸。,囊状肺,咽式呼吸,循环：过渡式心脏，不完全双循环。,肺循环,二心房一心室,神经：大脑不发达，但分化较鱼类明显，具原脑皮和旧脑皮司嗅觉，中脑视叶发达，构成高级中枢。,生殖：卵生，卵必须产在水体内，体外受精，幼体在水中发育完成变态以后上陆。,代表动物：蟾蜍、青蛙(无

8、尾两栖类)蝾螈、大鲵(有尾两栖类),东方蝾螈,大鲵,墨西哥无肺蝾螈,竖琴蛙,黄色毒蛙,绿树蛙,棘胸蛙,美洲蟾蜍,花背蟾蜍,产婆蟾（助产蟾）,加德纳岛的塞舌蛙,念珠状卵带,爬行纲适应于陆生的脊椎动物,主要特征：五指型四肢，趾端具爪。皮肤干燥，无腺体，具角质鳞片或兼有来源于真皮的骨板。骨骼：咽颅退化。脊椎分五部分，即颈椎(数目增多，第一、二枚为寰椎、枢椎)、胸椎、腰椎、骶椎、尾椎。胸椎与肋骨、胸骨构成胸廓。,变色龙的肺,呼吸：完全肺呼吸(蜂窝状肺),循环：过渡式心脏，不完全双循环，缺氧血、充氧血进一步分开。,例外：鳄鱼,二心房“二心室”,室间孔,室间隔,齿状瓣膜,多出一条主动脉,p180、181,

9、两个问题,鳄鱼在胚胎发育早期，其心脏结构与鸟、哺乳类是完全相同的。之后才多出了一条主动脉，为什么？鳄鱼的心脏有两个分隔的心室，看上去更像鸟、哺乳类的心脏。有什么意义？,鳄鱼血压：40毫米汞柱人：100毫米汞柱长颈鹿：300毫米汞柱人肺动脉收缩压：22毫米汞柱,初龙,鳄鱼祖先现存鳄鱼恐龙,恒温动物？,奇怪的鳄鱼？,1.鳄鱼多出了的一条主动脉，提示与鳄鱼长久静止呆在水中的生活方式有关。2.鳄鱼心脏把肺循环、体循环完全分离开来，推测鳄鱼祖先也有高血压问题；鳄鱼祖先甚至恐龙也是恒温动物。,神经：大脑半球显著，出现新脑皮。,生殖：体内受精，卵生或卵胎生，具羊膜卵，称羊膜动物(爬行、鸟、哺乳类)。,代表动

10、物：龟、鳖、蛇、蜥蜴,羊膜腔,大蛇的第二“胎”,刚出生的小蛇钻破薄膜，便可以独立生活了。,一条即将“分娩”的大蛇,中华鳖,亚达伯拉象龟,草龟,黄金蛇,蟒蛇,竹叶青,眼镜蛇,复旦大学生命科学学院,避役,蜥蜴,玳瑁,惯用“断尾术”的蜥蜴,扬子鳄,宁波滑蜥,我国特有的爬行动物,变色龙,壁虎,石龙子,鸟纲适应于空中飞翔的恒温脊椎动物,主要特征：体呈纺锤形，体表被羽，前肢变为翼，后肢具4趾。,骨骼：骨骼轻而坚固，具充气性；骨块愈合(如头骨、荐骨等)；脊柱分五部分。牙、大肠、右侧卵巢、输卵管及膀胱等退化(减轻体重，适应飞翔)。,鸽的骨骼,呼吸：海绵状肺，有气囊，双重呼吸。,鸟的气囊模式图,吸气,呼气,p1

11、79,循环：复合式心脏，完全双循环。,体循环,肺循环,腔静脉,二心房二心室,神经：大脑、小脑发达,视叶发达,嗅球退化。,恒温动物(鸟、哺乳类)：由于呼吸、循环系统的完善和神经系统的体温调节能力的提高，新陈代谢旺盛，体温恒定。生殖：体内受精，卵生(羊膜卵)。,代表动物：鹰、鸽、孔雀、鹦鹉、红腹锦鸡,清蛋白,信天翁：产卵最少的鸟，每年只产一枚卵。,青海湖鸟岛上的正在孵卵的鸬鹚鸟,较完善的繁殖方式：造巢、孵卵、育雏，提高后代的成活率。,鹰,孔雀,鹦鹉,适应飞行生活的特征：羽毛，前肢变为翼；骨骼特化；双重呼吸。,红腹锦鸡,鸳鸯,丹顶鹤,白篦鹭,翠鸟,鹈鹕,蜂鸟,王企鹅,啄木鸟,白天鹅,猫头鹰,复习题,1.基本概念：逆行变态、无头类与有头类、无颌类与有颌类、羊膜动物、恒温动物、痕迹器官2.脊索动物门有何共同特征？与无脊椎动物比较有何不同和进化意义？3.头索动物为什么是典型的桥梁动物？4.试述脊索动物门中亚门和纲的分类及各类群的主要特征。5.总结鳄鱼心脏结构的特殊性给我们的启示。,下周主要内容,p166、174，哺乳动物结构与功能,