Хордовые – это животные с высокой организацией и развитой нервной системой. Хордовые быстрые в передвижении, могут легко добывать себе пищу, быстро адаптируются к изменчивой внешней среде. Около 40 тыс. видов Хордовых населяют нашу планету.
Встречаются представители Хордовых небольших размеров (асцидии), и крупные особи (синий кит весом до 160т), обитают в водоемах, воздухе, на просторах суши, в глубинах почвы. Они многообразны, но им характерны общие свойства.
Хордовые имеют внутренний скелет — хорду. Это опорная структура, которая тянется вдоль тела подобно эластичному тяжу, формируется из энтодермы. Присутствует в зародышевой стадии у всех представителей. В процессе развития у высокоразвитых Хордовых заменяется косной тканью, образуя позвоночник, у низших – остается на весь период существования.
Нервная система Хордовых животных представлена нервной трубкой, которая находится возле хорды, внутри размещено полосное образование – невроцеле. Передняя часть у высших животных преобразуется в полушария.
Билатеральная симметрия (зеркальное отражение внутренних органов) сформировалась эволюционно, как приспособление к ползанию по поверхности, у активно передвигающихся особей.
Висцеральные щели расположены в глотке в виде двух отверстий. В эмбриональном периоде на их стенках расположены жабры, которые сохраняются у низших животных, у других представителей они не функционируют.
До наших дней не удалось сформировать единую точку зрения о происхождении Хордовых. Этим вопросом задавались ученые еще в 19 веке. Предполагали, что их предками могут быть членистоногие , но вскоре эту гипотезу опровергли, в связи с весомыми отличиями между ними в эмбриональном периоде.
Следующая гипотеза: происхождение Хордовых от кишечноротых (из-за наличия жаберных щелей, стомохорд). Со временем выяснилось, что различий у них больше, чем сходства. Современные биологи до сих пор не могут решить этот вопрос.
Выделяют группу вторичноротых, которые имеют ряд сходных признаков с Хордовыми:
Предполагают, что предшественники Хордовых были свободноплавающие животные, которые разделились на малоподвижных особей Ланцетники и Оболочечные, а другая ветвь дала Позвоночных, которые активно начали развиваться. Стороны тела позвоночных совершили переворот: переход из брюшной на спинную сторону. Считают, что это событие и стало ключевым в дальнейшей их эволюции.
Тип Хордовые делится на три подтипа.
Подтип Оболочники (Личиночнохордовые) насчитывает примерно 1000 видов, имеющих хорду лишь в начальных стадиях развития.
Класс асцидий ведет сидячий образ жизни, они цепляются к камням на дне моря, или к основанию судов, образуя сплошные пласты из мелких особей. Асцидии имеют отверстия: ротовое служит фильтром для захваченной воды, отфильтрованные пища поступает в кишечник и затем продукты переваривания выводятся через анальное отверстие.
Сальпы и Аппендикулярии способны свободно перемещаться в водных просторах.
Оболочники гермафродиты (присутствуют и семенники, и яичники), из яиц выходят личинки, которые мало похожи на взрослую особь, имеют признаки внутреннего скелета, что свидетельствует о родстве с позвоночными.
Подтип Бесчерепные – морские обитатели придонной территории, сохранили в себе признаки типичных Хордовых (нервная трубка, жабры, хорда). Головной мозг не развит, ведут примитивный образ существования, достигая максимальной величины в 7см, представители раздельнополые особи, мечут икру, живут в песках на дне морских глубин и океанов, оставив снаружи только часть тела с ротовой полостью для питания. Выделяют один Класс Ланцетники .
Подтип Позвоночные – высокоорганизованные особи, с наличием развитых полушарий головного мозга и черепной коробки, позвоночного столба, который служит защитной оболочкой для спинного мозга. В процессе эволюции получили сложное морфологическое строение, усовершенствованные органы чувств, перешли от сидячего образа жизни, стали легко перемещаться по просторам земли, воздуха и воды. Позвоночные включают земноводных, рыб, птиц, пресмыкающихся, млекопитающих и круглоротых.
Классификация Хордовых — схема
Какие особенности строения сформировались у хордовых животных в процессе эволюции?
Кожные покровы у Бесчерепных состоят из однослойного эпителия, у позвоночных это пух, перья, чешуя, еще из производных эпидермиса – когти, рога, копыта. Появляются железы выделяющие пот, кожное сало, пахучие вещества. Например, у коров, коз, овец образуются молочные железы для кормления потомства.
Филогенез кровеносной системы хордовых идет из мезодермы, формируется круг кровообращения (замкнутый), сердце в брюшной области, спинная и брюшная артерии, которые соединены анастомозами. Стенки сосудов высланы эндотелиальными клетками, что способствует поддержанию гомеостаза, увеличилось количество глюкозы крови и белков (зачатки иммунитета).
Нервная система в эмбриональном периоде выглядит, как слой утолщенной эктодермы, окончания ее замыкаются и формируют нервную трубку. Филогенез головного мозга хордовых происходит из переднего конца нервной трубки, спинного – из заднего. Формирование головного мозга (кефализация) – стало необходимым условием эволюционного развития Хордовых. Они начали различать внешние раздражители, воспринимать окружающий мир с помощью органов чувств. Высшие хордовые имеют головной мозг с пятью отделами, которые сформировались из трех мозговых пузырей.
Развитие дыхательной системы и пищеварительной тесно связано, идет общая закладка под видом прямой трубки, которая у высших хордовых дифференцируется на две самостоятельные системы.
У низших хордовых пищеварительный тракт не имеет отделов, у ланцетников ротовое отверстие с множеством щупалец сообщается с глоткой, где расположен фильтрующий аппарат, пища затем через заднюю бороздку направляется в кишку и выводится анальным отверстием, железы не развиты. У позвоночных пищеварительная система уже состоит из отдельных структур: глотки, пищевода, желудочно-кишечного тракта, появляются секретирующие железы: печень и поджелудочная железа.
Дыхание осуществляется жабрами и легкими (наземные позвоночные). После выхода из воды у земноводных сформировались легкие, но функциональные возможности их недостаточны, поэтому дополнительный газообмен осуществляется через кожу. Таким образом, для Класса Земноводных характерно кожно-легочное дыхание.
Для класса Птиц характерно наличие двойного дыхания . Дыхательный аппарат состоит из гортани, трахеи, бронхов, легких с воздушными мешками. Во время полета птицы используют для газообмена воздушные мешки, вдыхаемый воздух дважды проходит через легкие – и на вдохе, и на выдохе – это и есть механизм двойного дыхания.
Система размножения у хордовых животных представлена семенниками и семяпроводами у самцов, яичниками и яйцепроводами у женских особей. Хордовые, за исключением личиночнохордовых, раздельнополые.
Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: бесчерепные, жаберные щели, внутренний скелет, земноводные, кожа, конечности и пояса конечностей, круги кровообращения, ланцетник, млекопитающие, нервная трубка, позвоночные животные, пресмыкающиеся, птицы, рефлексы, приспособления к образу жизни, рыбы, скелет костный, скелет хрящевой, хорда.
К типу Хордовые относятся животные, имеющие внутренний осевой скелет – хорду или позвоночный столб. Хордовые животные достигли в процессе эволюции наибольшего, по сравнению с остальными типами, уровня организации и расцвета. Они живут во всех областях земного шара и занимают все среды обитания.
Хордовые – это двусторонне-симметричные животные, имеющие вторичную полость тела и вторичный рот.
У хордовых наблюдается общий план строения и расположения внутренних органов:
– нервная трубка расположена над осевым скелетом;
– под ней расположена хорда;
– под хордой находится пищеварительный тракт;
– под пищеварительным трактом – сердце.
В типе Хордовые различают два подтипа – Бесчерепные и Позвоночные. К бесчерепным относится ланцетник . Все остальные известные сегодня хордовые животные, рассматриваемые в школьном курсе биологии, относятся к подтипу Позвоночные.
В подтип Позвоночные входят следующие классы животных: Рыбы, Земноводные, Пресмыкающиеся, Птицы, Млекопитающие.
Общая характеристика хордовых. Кожные покровы позвоночных предохраняют организм от механических повреждений и других воздействий внешней среды. Кожа участвует в газообмене и выведении продуктов распада.
Производными кожи являются волосы, когти, ногти, перья, копыта, чешуя, рога, иглы и др. В эпидермисе развиваются сальные и потовые железы.
Скелет , представителей типа хордовых может быть со– единительно-тканным, хрящевым и костным. У бесчерепных – соединительно-тканный скелет. У позвоночных – хрящевой, костно-хрящевой и костный.
Мускулатура – делится на поперечно-полосатую и гладкую. Поперечно-полосатые мышцы называются скелетными. Гладкая мускулатура образует мышечную систему челюстного аппарата, кишечника, желудка и других внутренних органов. Скелетная мускулатура сегментирована, хотя меньше чем у низших позвоночных. Гладкая мускулатура не имеет сегментации.
Пищеварительная система представлена ротовой полостью, глоткой, всегда связанной с органами дыхания, пищеводом, желудком, тонким и толстым кишечником, пищеварительными железами – печенью и поджелудочной железой, которые развиваются из стенки переднего отдела кишечника. В процессе эволюции хордовых длина пищеварительного тракта увеличивается, он становится более дифференцированным на отделы.
Дыхательная система образована жабрами (у рыб, личинок амфибий) или легкими (у наземных позвоночных). Дополнительным органом дыхания у многих служит кожа. Жаберный аппарат сообщается с глоткой. У рыб и некоторых других животных он образован жаберными дугами, на которых расположены жаберные лепестки.
Легкие в ходе эмбрионального развития формируются из выростов кишечника и имеют энтодермальное происхождение.
Кровеносная система замкнутая. Сердце состоит из двух, трех или четырех камер. Кровь поступает в предсердия, а направляется в кровеносное русло желудочками. Кругов кровообращения один (у рыб и личинок земноводных) или два (у всех остальных классов). Сердце рыб, личинок амфибий – двухкамерное. У взрослых амфибий и рептилий сердце трехкамерное. Однако у рептилий появляется неполная межжелудочковая перегородка. Рыбы, амфибии и пресмыкающиеся холоднокровные животные. У птиц и млекопитающих четырехкамерное сердце. Это теплокровные животные.
Кровеносные сосуды делятся на артерии, вены и капилляры.
Нервная система эктодермального происхождения. Закладывается в виде полой трубки на спинной стороне зародыша. Центральная нервная система образована головным и спинным мозгом. Периферическая нервная система образована черепно-мозговыми и спинномозговыми нервами и взаимосвязанными нервными узлами, лежащими вдоль позвоночного столба. Спинной мозг представляет собой длинный тяж, лежащий в спинномозговом канале. От спинного мозга отходят спинномозговые нервы.
Органы чувств хорошо развиты. У первичноводных животных есть органы боковой линии , воспринимающие давление, направление движения, скорость течения воды.
Органы выделения у всех позвоночных представлены почками. Строение и механизм функционирования почек изменяется в процессе эволюции.
Органы размножения. Позвоночные раздельнополы. Половые железы парные и развиваются из мезодермы. Половые протоки связаны с выделительными органами.
Надкласс Рыбы
Рыбы появились в силуре – девоне от бесчелюстных предков. Насчитывают около 20000 видов. Современные рыбы делятся на два класса – Хрящевые и Костные . К хрящевым рыбам относятся акулы и скаты, характеризующиеся хрящевым скелетом, наличием жаберных щелей, отсутствием плавательного пузыря. К костным рыбам относятся животные, имеющие костную чешую, костный скелет, жаберные щели, прикрытые жаберной крышкой. Появление рыб обусловлено следующими ароморфозами :
– возникновением хрящевого или костного позвоночника и черепа, прикрывающего спинной и головной мозг со всех сторон;
– появлением челюстей;
– появлением парных конечностей – брюшных и грудных плавников.
Все рыбы живут в воде, имеют обтекаемую форму тела, разделенного на голову, туловище и хвост. Хорошо развиты органы чувств – зрения, обоняния, слуха, вкуса, органы боковой линии, равновесия. Кожа двухслойная, тонкая, слизистая, покрытая чешуей. Мышцы почти не дифференцированы, за исключением мышц челюстей и мышц, прикрепляющихся к жаберным крышкам костных рыб.
Пищеварительная система хорошо дифференцирована на отделы. Есть печень с желчным пузырем и поджелудочная железа. У многих развиты зубы.
Органами дыхания рыб являются жабры, а у двоякодышащих – жабры и легкие. Дополнительную функцию дыхания выполняет плавательный пузырь у костных рыб. Он же выполняет гидростатическую функцию.
Кровеносная система замкнутая. Один круг кровообращения. Сердце состоит из предсердия и желудочка. Венозная кровь от сердца по приносящим жаберным артериям поступает в жабры, где происходит насыщение крови кислородом. Артериальная кровь по выносящим жаберным артериям поступают в спинную аорту, снабжающую кровью внутренние органы. У рыб существует воротная система печени и почек, обеспечивающая очистку крови от вредных веществ. Рыбы холоднокровные животные.
Выделительная система представлена лентовидными первичными почками. Моча поступает по мочеточникам в мочевой пузырь. У самцов мочеточник является и семявыносящим протоком. У самок существует самостоятельное выделительное отверстие.
Половые железы представлены парными семенниками у самцов и яичниками у самок. У многих рыб выражен половой диморфизм. Самцы ярче самок привлекают их своим видом, брачными танцами.
В нервной системе следует отметить развитие промежуточного и среднего мозга. У большинства рыб хорошо развит мозжечок, отвечающий за координацию движений и сохранение равновесия. Передний мозг развит слабее, чем у вышестоящих классов животных.
Глаза имеют плоскую роговицу, шарообразный хрусталик. Век нет.
Органы слуха представлены внутренним ухом – перепончатым лабиринтом. Полукружных каналов три. В них находятся известковые камешки. Рыбы издают и улавливают звуки.
Органы осязания представлены чувствительными клетками, разбросанными по всему телу.
Боковая линия воспринимает направление течения и давление воды, наличие препятствий, звуковые колебания.
Вкусовые клетки находятся в ротовой полости.
Значение рыб в природе и жизни человека. Консументы растительной биомассы, консументы второго и третьего порядков; источники пищевых продуктов, жиров, витаминов.
ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ
Часть А
А1. К бесчерепным животным относится
3) ланцетник
4) осьминог
А2. Основным признаком хордовых является
1) замкнутая кровеносная система
2) внутренний осевой скелет
3) жаберное дыхание
4) поперечно-полосатая мускулатура
А3. Костный скелет есть у
1) белой акулы 3) ската
2) катрана 4) пираньи
А4. К теплокровным животным относится
1) кит 2) осетр 3) крокодил 4) жаба
А5. Костные жаберные крышки есть у
1) дельфина 3)тунца
2) кашалота 4) электрического ската
А6. Четырехкамерное сердце есть у
1) черепахи 2) голубя 3) окуня 4) жабы
1) однокамерное сердце и два круга кровообращения
2) двухкамерное сердце и один круг кровообращения
3) трехкамерное сердце и один круг кровообращения
4) двухкамерное сердце и два круга кровообращения
А8. К холоднокровным животным относится
1) бобер 3) кальмар
2) кашалот 4) выдра
А9. Координация движений рыб регулируется
1) передним мозгом 3) спинным мозгом
2) средним мозгом 4) мозжечком
А10. Плавательного пузыря нет у
1) катрана 2) щуки 3) окуня 4) осетра
Часть В
В1. Выберите правильные утверждения
1) у рыб трехкамерное сердце
2) переход головного отдела в туловищный у рыб хорошо заметен
3) в органах боковой линии рыб есть нервные окончания
4) хорда у некоторых рыб сохраняется всю жизнь
5) рыбы не способны к образованию условных рефлексов
6) нервная система рыб состоит из головного, спинного мозга и периферических нервов
В2. Выберите признаки, имеющие отношение к бесчерепным животным
1) головной мозг не дифференцирован на отделы
2) внутренний скелет представлен хордой
3) органы выделения – почки
4) кровеносная система незамкнута
5) органы зрения и слуха хорошо развиты
6) глотка пронизана жаберными щелями
ВЗ. Установите соответствие между признаками животных и типом, к которому относятся эти животные
Часть С
С1. Где могут запасать кислород глубоководные рыбы? Почему им необходимо это делать?
С2. Внимательно прочитайте текст. Укажите номера предложений, в которых допущены ошибки. Объясните и исправьте их.
1. Тип хордовых – один из крупнейших по числу видов в царстве животных. 2. Внутренним осевым скелетом у всех представителей этого типа служит хорда – костный, плотный, упругий тяж 3. Тип Хордовые разделяется на два подтипа – Позвоночные и Беспозвоночные. 4. В нервной системе наибольшее развитие получает передний отдел головного мозга. 5. Все хордовые имеют радиальную симметрию, вторичную полость тела, замкнутую кровеносную систему. 6. Примером примитивных хордовых животных является ланцетник.
К типу Хордовые относятся животные, имеющие внутренний осевой скелет – хорду – во взрослом или зародышевом периоде жизни. Хордовые животные достигли в процессе эволюции наибольшего, по сравнению с остальными типами, уровня организации и расцвета. Они живут во всех областях земного шара и занимают все среды обитания.
В типе Хордовые различают 3 подтипа :
Основные признаки Хордовых:
трехслойное строение
двусторонне-симметричные животные
имеют вторичную полость тела и вторичный рот
сложное строение и развитие гаструлы, во время которой образуется хорда и нервная пластинка. Следующая стадия – нейрула – образование нервной трубки
имеют внутренний осевой скелет - хорду: у бесчерепных она сохраняется всю жизнь, у позвоночных - замещается хрящевым или костным позвоночником
центральная нервная система имеет вид трубки, расположенной на спинной стороне тела над хордой. Полость нервной трубки - невроцель. У большинства хордовых передний отдел нервной трубки разрастается и образует головной мозг (невроцель - желудочки головного мозга)
пищеварительная трубка расположена под хордой. В переднем ее отделе - жаберные щели, сообщающиеся с внешней средой и сохраняющиеся либо всю жизнь (бесчерепные, из позвоночных - круглоротые, рыбы), либо только в эмбриональном периоде развития (амфибии, наземные позвоночные)
сердце расположено на брюшной стороне тела и направляет кровь к головному концу тела
наружные покровы имеют двухслойное строение и состоят из эпидермиса и соединительнотканной дермы
хордовые имеют двустороннюю симметрию тела, вторичную полость тела (целом), метамерное (сегментарное) строение многих органов.
Подтип Головохордовые
Класс Ланцетники
Немногочисленная группа примитивных хордовых животных, у которых в течение жизни сохраняются все признаки типа (известно около 20 видов ланцетников). Обитают исключительно в морях, ведут донный образ жизни (в песке).
Классический представитель – ланцетник .
Это небольшое полупрозрачное животное длиной 5- 8 см , тело его имеет торпедовидную форму , развит хвостовой плавник (в виде ланцета) и парные брюшные складки (метаплевральные складки).
Внутренний осевой скелет представлен хордой, покрытой плотной соединительнотканой оболочкой.
Кожа представлена однослойным эпидермисом.
Мускулатура четко сегментирована (мышечные сегменты называются миомерами).
Ротовое отверстие окружено многочисленными щупальцами.
По способу питания ланцетник - фильтратор. Пищеварительная система слабо дифференцирована. Глотка пронизана жаберными щелями, открывающимися в околожаберную полость. На дне глотки лежит железистое образование, выделяющее слизь. Поступающие с током воды пищевые частицы прилипают к слизи и с помощью ресничек мерцательного эпителия, выстилающего глотку, направляются в кишечник. Кишечная трубка образует слепое выпячивание - печеночный вырост (подобен настоящей печени позвоночных).
Кровеносная система замкнутая, развит один круг кровообращения, сердца нет. Ток крови поддерживается пульсирующей брюшной аортой.
Выделительная система представлена многочисленными парными нефридиями - трубочками, располагающимися посегментно. Выделительные отверстия открываются в околожаберную полость.
Дыхание осуществляется с помощью жабер.
Ланцетники - раздельнополые животные, их половые железы не имеют собственных выводных протоков.
Оплодотворение и развитие личинки (с метаморфозом) происходят в воде.
Над хордой вдоль всего тела тянется нервная трубка. Центральная нервная система образована трубкой с невроцелем внутри. От нервной трубки отходят периферические нервы.
Органы чувств развиты слабо, имеются световоспринимающие пигментные пятна, осязательная клетка и обонятельная ямка.
