生物系统学

 

生物系统学

一、植物分类的等级和基本单位 (一).分类等级(阶层)

生物分类的等级有界、门、纲、目、科、属、种。在这些分类阶层中,还可分得更细,如:亚门、亚目、亚科等。 (二).物种命名法

现代生物的命名,即世界通用的科学名称的命名,都是采用双名法。 所谓双名法是指用拉丁文给植物的种定名,每一种植物的种名,都由两个拉丁词或拉丁化形式的字构成,第一个词是属名,相当于“姓”;第二个词是种加词,相当于“名”。一个完整的学名还需要加上最早给这个植物命名的作者名。因此一个完整的学名为属名十种加词十命名人名。属名一般采用拉丁文的名词,书写时第一个字母要大写。种加词其来源不拘,大多为形容词,但不可重复属名。 (三).植物分类的基本单位

在上述各个分类等级(阶层、单位)中,“种”是分类的基本单位。种是指有一定的自然分布区和一定的形态结构、生理特征的生物类群。同一种的各个个体具有基本相同的遗传性状,彼此杂交可以产生正常的可育后代。不同种的个体之间,通常不能杂交,或杂交后不能生育后代。 二、植物的类群

将自然界的生物分为动物界和植物界的二界分类系统,是瑞典生物学家林奈在1753年建立的,250多年来广为沿用。但随着人类认识地不断加深,对生物类群的划分出现多种不同的见解,相继有人提出三界说(植物、动物和原生生物)、四界、五界(原核生物、原生生物、真菌、植物、动物)、六界等分类系统。本章中仍采用二界说中广义的植物界概念。 (一).藻类植物

藻类是一群最原始的植物,大约在35~33亿年前,在地球的水体中出现了最早的藻类——原核蓝藻。目前地球上的藻类是一群大多生活在水中,具有叶绿素,营自养生活,没有根、茎、叶等器官的分化,用单细胞的孢子或配子进行繁殖的低等植物。

菌类植物结构简单,没有根、茎、叶等器官,一般不具有叶绿素等色素,大多营异养生活。菌类植物可分为细菌门、粘菌门和真菌门三类彼此并无亲缘关系的生物。其中粘菌是介于动物和真菌之间的生物。它在营养期为裸露的、无细胞壁、多核的原生质团,称变形体(与变形虫相似)。但在繁殖期,它可产生具纤维素细胞壁的孢子,又具真菌的性状。

地衣是真菌和藻类的共生体,结构简单,没有根、茎、叶等器官。地衣的形态可分为3种类型:壳状、叶状和枝状。地衣能分泌地衣酸,使岩石表面变为土壤,而且抵抗不良环境条件的能力十分强,因此,地衣是植物界的“开路先锋”。松萝等地衣可以火药,从染料衣中提取的石蕊,可以制成石蕊试剂。

(四).苔藓植物

苔藓植物是从水生到陆生的过渡类型,为小型的多细胞绿色植物,大多适于生活在阴湿环境中。有的为叶状体,有的已有假根和类似茎、叶的分化,茎、叶和假根中均无输导组织。苔藓植物的生活史中具有明显的世代交替。在其生活史中,配子体发达,孢子体寄生在配子体上。苔藓植物受精必须借助于水。由于苔藓植物有颈卵器和胚的出现,是高级适应性状,因此,苔藓植物属于高等植物。其主要代表植物有地钱和葫芦萍等。 植物体(n

n)n)n)

n) n)n)

孢蒴(2n)2n)

2n

孢子体(2n2n)

(五).蕨类植物

蕨类植物是介于苔藓植物和种子植物之间的一大类群。该类植物也具有明显的世代交替现象。蕨类植物的孢子体发达,并且有根、茎、叶的分化,其中,叶有小型叶和大型叶、营养叶(进行光合作用)和孢子叶(产生孢子)之分。其内部都有维管系统,木质部大多只有管胞,少数有导管。韧皮部主要含有筛胞,有的有筛管,起着输导和支持作用,因此,蕨类植物与种子植物合称为维管植物。蕨类植物的配子体虽然不如孢子体发达,但也能独立生活。蕨类植物也具有胚,但不产生种子,而以孢子繁殖后代,蕨类植物的受精仍离不开水。因此,蕨类常生活在阴湿环境中,主要的蕨类植物有石松、卷拍、木贼、菠、满江红等。 精子器(n精子(n) n)

颈卵器(n)

卵(n)

合子(2n)

n)

2n)

孢蒴(2n)

孢子体(2n)

蕨类植物的起源和演化

苔藓

绿藻 小型叶

厚囊蕨

大型叶种子植物

(六).裸子植物

裸子植物是介于蕨类和被子植物之间的维管植物。其孢子体特别发达,具有真中柱,并生型维管束,有

形成层和次生生长。木质部大多数只有管胞,极少数有导管。韧皮部中只有筛胞而无伴胞。其配子体完全寄生在抱子体上,且仍保留着结构较简单的颈卵器。其胚珠裸露,不被大孢子所形成的心皮所包被,传粉时,花粉粒可经珠孔直接进入胚珠。大多数裸子植物具有多胚现象,种子由种皮、胚和胚乳组成,它们分别由珠被、受精卵和大孢子发育而成。其中种皮是老的孢子体(2n)。胚是新的孢子体世代(2n),胚乳则是雌配子体世代(n)。

植物的分类学要求到科为止,以后我们学习动物分类,要求到目为止。在学习被子植物的分类中,要注意从这几个方向入手:各科的鉴别性特征、相似性科属的区别、重要科属、系统演化等。

在植物的叶、果实和种子的演化趋势中,要领会下面几点:

叶:常绿—→落叶;单叶全缘—→单叶分裂—→复叶;互生—→对生或轮生

果实:聚合果—→单果—→聚花果;真果—→假果

种子:有胚乳—→无胚乳;胚小、直伸—→胚弯曲或卷曲;子叶2片—→1片

为了更好的研究植物,我们编制了植物分类学中的检索表,最常用的是二歧检索表,即遵循非此即彼的原则来编排。

如下面的这张检索表,是四大类高等植物分门检索表: 1.植物无花,无种子,以孢子繁殖。

2.小型绿色植物,结构简单,仅有茎、叶之分或有时仅为扁平的叶状体,不具真正的根和维管

束……………………………………………苔藓植物

2.通常为中型或大型草本,很少为木本植物,有根、茎、叶的分化,并有维管束

………………………………………………………………………………蕨类植物

1.植物有花,以种子繁殖。

3.胚珠裸露,不包于子房内………………………………………………………裸子植物 3.胚珠包于子房内…………………………………………………………………被子植物 4.系统演化图(真花说)

单子叶植物

葇荑花序类

苏铁 拟苏铁

前被子植物

无 脊 椎 动 物

一、理论知识

绪 论

1.地球上的生命在38亿年前就已出现。目前已知大约有150——200万种,而已绝迹和尚未命名的物种数目还远不止这些。按大多数学者的观点可将地球生物分为五界,即:原核生物节、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。还有将生物分为六界等其他分类方法。传统的生物分类是以形态学为基础的。现在更多的是基于形态解剖学、分子特征、行为特征等来划分。应注意“无脊椎动物”不是分类阶元。

2.动物特点:

(1)无细胞壁

(2)无叶绿体,无质体。

(3)有完备复杂的器官系统,特别是感觉、神经、消化、运动系统发达。

(4)全部异养。

3.除单细胞的原生动物外,其它均为多细胞动物,也叫后生动物。主要类群包括:海绵动物门、腔肠动物门、扁形动物门、线形动物门、线虫动物门、轮虫动物门、软体动物门、环节动物门、节肢动物门、棘皮动物门、半索动物门、脊索动物门(尾索动物亚门、头索动物亚门、脊椎动物亚门)等。一般无脊椎动物系指除脊索动物门以外的动物。

(无脊椎动物进化树)

(一)原生动物门

1.原生动物的特征

原生动物约30 000种,绝大多数由单细胞构成,少数种类是单细胞合成的群体。在五界分类系统中,常将原生动物单独归属于原生生物界。它主要有以下特征:

(1).单细胞动物。绝大多数个体多数由单个细胞构成,也有少数为单细胞群体。

(2).有各种功能的细胞器。

(3).体微小多样。(一般不超过1mm)

(4).具有多种营养方式。植物性营养(光合自养性营养)、动物性营养(吞噬性营养)、渗透营养(腐生性营养)。

(5).呼吸和排泄主要通过体表进行。

(6).生殖方式多样(无性和有性)。

(7).分布广泛(液体环境或湿土)。

(8).有些种类有特有的外壳。(表壳虫—几丁质、鳞壳虫—硅质、有孔虫—钙质)

2.原生动物的分类

在原生动物门里,根据运动胞器、细胞核以及营养方式可以分成4个纲:

(1)鞭毛虫纲。运动胞器是一根或多根鞭毛,例如绿眼虫、衣滴虫。

(2)肉足虫纲。运动胞器是伪足,伪足兼有摄食功能,例如大变形虫。

(3)孢子虫纲。没有运动胞器,全部营寄生生活,例如间日疟原虫。

(4)纤毛虫纲。运动胞器是纤毛,有两种细胞核,即大核和小核,大核与营养有关,小核与生殖有关,例如尾草履虫。

3.代表性的原生动物——尾草履虫

草履虫属于纤毛虫纲,通常生活在池塘和污水沟里。尾草履央最常见并有代表性,是大家惯用的教学和实验材料。

尾草履虫的体表被一层表膜。表膜除了维持尾草履虫的体形外,还负责内外气体交换,水中的溶解氧气通过表膜进入体内,体内代谢产生的二氧化碳通过表膜排出体外。虫体依靠纤毛而自由游泳,身体螺旋形地旋转前进。

草履虫是异养性的,主要以细菌为食,也吃其他的微小生物和有机物碎屑。

草履虫的细胞质分外质和内质两个部分。外质紧贴表膜,薄薄一层,比较透明,里面布满垂直于表膜排列的刺丝泡;内质是颗粒性的,能够流动并不停地在虫体内作循环运动。

尾草履虫前部和后部的内质里各有一个伸缩泡,与围绕着它呈放射状排列的收集管连在一起。在显微镜下仔细观察,可见伸缩泡和收集管有节奏地交替收缩和舒张,既有排出体内多余水分、维持一定的渗透压的

作用,也有排泄代谢废物的作用。

尾草履虫内质里有一个豆形的大核和一个圆球形的小核。大核是多倍体的细胞核,小核是二倍体的细胞核。任何纤毛虫都同尾草履虫一样,均有这两种细胞核,这是纤毛虫纲的一个重要特征。

给草履虫各种刺激如食物、光线、温度、电流、化学物质等,可以看到由刺激引起的趋向或回避反应。 草履虫的生殖方式有无性生殖和有性生殖两种。其无性生殖是横向的二分裂,这一点不同于鞭毛虫纲。有性生殖是接合生殖。

4、主要研究价值

(1).污水处理

(2).作为生命科学研究的科研材料

(3).探油

(4).寄生原虫病研究:世界有近1/4人口患寄生原虫病。目前已知由28种原生动物是人体寄生虫。我国5大寄生虫病(血吸虫、疟疾、黑热病、丝虫病、钩虫病)中疟疾(疟原虫)和黑热病(利什曼原虫)两类是原生动物。此外人的疾病还有昏睡病、毛滴虫病、阿米巴痢疾等。对家禽和某些重要经济动物也有严重影响。

(二) 后生动物的发生

后生动物:是指除原生动物外的其他动物。

一、胚胎发育

(一)受精与受精卵 (合子)

(二)卵裂 完全卵裂、不完全卵裂

(三)囊胚的形成

(四)原肠腔的形成

(五)中胚层的发生和形成

1.端细胞法(裂体腔法);2.体腔囊法(肠腔法)。

(六)体腔的出现

初生体腔(假体腔)

次生体腔(真体腔——裂体腔法、肠腔法)

(七)胚层分化

1.内胚层:消化道中肠上皮及衍生物(肝、胰),还有鳔、肺、甲状腺、甲状旁腺、胸腺、膀胱、呼吸道和尿道上皮(消化管的大部分上皮、肝、胰、呼吸器官、排泄与生殖器管的一小部分)

2.外胚层:表皮和所有表皮层的衍生物、神经系统、感觉器官、消化道前后两端,包括口腔和肛门(皮肤上皮及附属物、神经组织感觉器官、消化管的两端)

3.中胚层:肌肉、结缔、血管、肾脏、骨骼、囊胚内的上皮内衬,多数动物的生殖系统、排泄器官的大部分和其他进行分泌和渗透调节的器官等。(肌肉、结缔组织、生殖与排泄器官的大部分)

多细胞动物受精卵发育极为复杂,一般分为两种模式:文昌鱼的胚胎发育;两栖动物的胚胎发育。

二、二胚层动物:腔肠动物——消化循环腔

(海绵动物——虽具有二胚层,但其发生特殊,与其它后生动物不同。)

三、三胚层动物

1.无体腔;2.假体腔;3.真体腔;

四、原口动物、后口动物(在原肠腔形成后才有)

1.原口动物(胚孔成口):(腔肠—消化循环腔原始)扁形、线形、环节、软体、节肢等

2.后口动物:(胚孔成肛门或封闭,在原肠的另一处重新形成口。)棘皮、半索、脊索等

小结:

原口动物后口动物

卵裂螺旋卵裂辐射卵裂

中胚层 端细胞法肠腔法

体腔裂腔法 体腔囊法

口 原肠孔(口) 原肠孔对侧(新开口)

肛门若有则在对侧 原肠孔(胚孔)

幼虫担轮幼虫类 羽腕幼虫类

(三)腔肠动物门

1.腔肠动物的主要特征

(1).体型多数辐射对称少数两侧辐射对称。

(2).具两胚层及消化循环腔。

(3).有原始组织分化(组成内、外胚层的主要细胞—皮肌细胞)

(4).出现网状神经系统(原始)

(5).身体能自由运动(上皮肌肉细胞)

(6).生殖方式多样,有的种类的生活史中有世代交替现象。

(7).海产种类个体发育中出现浮浪幼虫。

2.腔肠动物的分类

根据腔肠动物的形态特征和生活史上的世代交替现象,一般把腔肠动物门分成3个纲:

(1)水螅纲。

(2)钵水母纲。

(3)珊瑚纲。

3.代表性的腔肠动物——水螅

水螅属于水螅纲,有好多种,分布比较广泛,常被用作实验材料。

四、腔肠动物与人的关系及研究价值

1.珊瑚礁。

2.利用水母的平衡囊能感知次声波的现象,研制模拟装置预测风暴。

3.海蜇的食用价值。

4.腔肠动物的提取物中有抗肿瘤药物。

(四)扁形动物门

一、扁形动物们的主要特征简介(原口、三胚层、无体腔、无肛门)

1.身体扁平。开始出现两侧对称的体型。

2.体壁由外胚层形成的表皮和中胚层形成的肌肉层共同形成皮肌囊。

3.中胚层形成:消化管与体壁之间为实质。

4.身体出现器官系统。消化管有口无肛门。

5.梯状神经系统,有多种感觉器官。

6.排泄系统为原肾型(焰细胞:包括帽细胞、管细胞)

7.形成固定生殖腺及一定的生殖导管。有自由生活种类,也有寄生生活种类(体内—内寄生、体表—外寄生)

二.扁形动物的分类

已知的扁形动物大约有10 000多种,根据它们的生活方式和身体结构的特点,可以分成3个纲:

(1)涡虫纲。体表有纤毛,自由生活,肠道较发达。

(2)吸虫纲。成虫体表无纤毛,寄生生活,多数为体内寄生,少数为体外寄生,肠道简单。

(3)绦虫纲。成虫体表无纤毛,全部营体内寄生生活,无肠道。

三.扁形动物的代表

1.猪带绦虫、猪带绦虫病;

2.牛带绦虫;

3.曼氏迭宫绦虫:生食青蛙、蝌蚪、蛇肉者易得;

4.细粒棘球绦虫

四、主要研究价值

吸虫纲和绦虫纲动物多为人类和家畜的寄生虫。

(防治原则:控制传染源;切断传播途径;保护易感人群)

(四)线形动物门

一、线虫动物门主要特征简介(原口、三胚层、假体腔、有口有肛门)

1.具假体腔。其内充满体腔液。

2.消化系统完整有口有肛门。

3.排泄系统腺型或管型(属原肾管型),无焰细胞。

4.大多雌雄异体异形。

5.无呼吸、循环系统。

6.营自由生活或寄生生活,分布广泛。

7.卵裂均为螺旋卵裂;由端细胞法形成中胚层。

二、线形动物的分类

1.无尾感器纲:鞭虫、旋毛虫

2.尾感器器纲:蛔虫(蛔虫病:肠梗阻、胆道蛔虫病)、挠虫、鞭虫、丝虫(丝虫病,蚊虫为媒介),注:丝虫为五大寄生虫病(疟疾、日本血吸虫、丝虫病、钩虫病、黑热病)之一。

三、线虫类的代表——人蛔虫

外形:身体呈细长的圆筒形,两头略尖,乳白色或淡粉红色。雌雄异体。雄虫短而细,身体后端向腹侧面多曲状弯起;雌虫长而粗,后端伸直不弯曲。

体壁和体腔:体壁由角质膜、表皮层和肌肉层所组成

蛔虫的体壁和消化管道之间的空腔是它的原体腔,里面充满了体腔液,能输送营养物质,又使虫体内部维持一定的压力,使身体有一定的形状。

消化:蛔虫寄生在人体小肠内,以人体肠内半消化的食物为食,所以它的消化系统

结构很简单,由口、咽、肠、肛门组成,也没有特殊的消化腺。

呼吸和排泄:蛔虫没有专门的呼吸器官,长期适应在小肠等氧气较少的环境中营寄生生活,进行厌氧呼吸。蛔虫的排泄系统属于原肾型。

神经和感觉:蛔虫的咽头周围有一个围咽神经环,从它向前后发出六条纵向神经,六条神经之间都有横向的神经相连合,使整个神经系统呈圆筒状。蛔虫前端三个唇片上的乳突和雄虫泄殖腔孔前后的生殖孔突,都是感觉器官,有一定的感觉作用。

四、主要研究价值

这类动物中有很多是寄生种类,广泛寄生在动、植物体内,给人体健康和农、牧、渔业的生产带来危害。

(五)环节动物门

一、环节动物门主要特征简介

(进化、循环、神经上的特征最重要,可表示出进化地位)

1.身体出现分节(同律分节)

2.具发达真体腔。

3.出现附肢形式的扁平状的疣足、刚毛。

4.出现闭管式循环系统。

5.出现后肾管排泄

6.链状神经系统

7.海产种类个体发育经担轮幼虫阶段。

二、环节动物的分类

本门已知种类为9000余种,分布于海洋、淡水和陆地。根据运动器官的特征,把环节动物分成3个纲:

(1)多毛纲。几乎全是海产,以疣足和着生在上面的刚毛为主要运动器官,常见的动物如沙蚕。

(2)寡毛纲。大部分是陆生种类,主要是各种蚯蚓,仅少部分生活在淡水中,以着生在体壁上的刚毛为运动器官。我国常见的种类如环毛蚓。

(3)蛭纲。大多数生活在淡水中,少数生活在海水中和陆地上,在温湿地区比较多见。大部分行暂时性的外寄生并以吸取宿主的血液和体液为营养。常见的是水蛭,统称蚂蟥。

体表刚毛完全退化。

常具有固定的体节数。(体表出现次生性体环)。

身体前后两端出现吸盘。

吸血性种类的胃有侧盲囊。

真体腔被中胚层来源的葡萄状组织充塞而减少,形成血窦。

循环系统为开管式。

异体受精,直接发育。

三、环节动物的代表——环毛蚓

蚯蚓形态结构对在土壤生活的适应

①体表有粘液腺,可分泌粘液,对在土壤中钻动有润滑作用。

②头部退化(生殖环带靠近身体前端)

③疣足退化

④口前叶可以伸缩

⑤眼点退化

蚯蚓的翻土作用

蚯蚓在土壤中不断将腐殖质吃进消化道,食物经消化吸收后,由肛门排出体外,成为“吲粪”。蚯蚓钻动时,可使土壤蔬松,空气和水易进。蚓粪颗粒细松,使地表形成松土层,对耕种有利。

蚯蚓经济意义:

蚯蚓为沉积食性,利用土壤中腐殖质,粉碎分解有机物,生产有机肥,改善土壤结构,增加农田土壤肥力。可作为蛋白饲料(鱼饵),中药材(地龙)等。为农田有益动物。已开展人工养殖。

陆生蚯蚓

①赤子爱胜蚓:体中小型,生活时背面与侧面深紫色。为我国工人工养殖最多一种(鱼饵、医药原料)。 ②环毛蚓:在有机质丰富土壤中营穴居生活,为大型陆生种类。因在每体节有一圈环状排列的刚毛而得名。

水蚯蚓:为在浅水水域底栖生物,生活于底泥内营造的栖管中。在有机质丰富的水域常形成高密度,为水环境有机污染的指标生物。(细长、发黄红、耐热)

蚯蚓的休眠:蚯蚓体内水分缺乏时会死。当气温下降时,即蜷缩在泥土中呈休眠状态。

蚯蚓生活史:雌雄同体异体交配。寡毛类在性成熟时,形成生殖环带(由寡毛类环节动物身体前端的几个体节的体壁细胞加厚膨胀形成环形带,通常在性成熟时出现。)环毛蚓交配时以各自的雄性生殖孔与另一个体的受精囊孔相接,相互交换精子。环带中有许多能分泌粘液的细胞,在交配后分泌的粘液形成卵茧(内有卵)。茧管前移至受精囊孔所在体节,精子即进入与卵接合成受精卵。蚓茧脱下后,前后封口呈麦粒状,留在湿土中发育。受精卵在蚓茧中发育成幼体,幼体约在2—3周内离开蚓茧。

四、主要研究价值

蚯蚓为沉积食性,利用土壤中腐殖质,粉碎分解有机物,生产有机肥,改善土壤结构,增加农田土壤肥力。可作为蛋白饲料(鱼饵),中药材(地龙)等。为农田有益动物,已开展人工养殖。

蛭类与人类的关系。可暂时寄生在人体表,吸血造成危害。蛭类有唾液腺,可分泌抗凝血的蛭素(抗血栓);医蛭可吸脓血(术后除血)。

五、环节动物门小结

环节动物门为动物界系统演化中重要门类。两侧对称、三胚层,身体同律分节,具有发达的真体腔,运

动器官为疣足或刚毛。完全消化系统,消化管外具肌肉,脱离体壁牵制。闭管式循环,血液中呼吸色素为血红蛋白和血绿蛋白等。排泄器官为具有两开口的后肾管,一端开口于体腔,一端开口于体外。神经系统为链状,包括脑神经和纵(横)纵贯全身的腹神经链。雌雄同体或异体,卵裂为螺旋式,间接发育具担轮幼虫期。

(六)软体动物门

一、 软体动物门主要特征简介

1.软体动物都有柔软、不分节的身体。身体呈两侧对称或不对称(大部分腹足纲种类)。

2.有真体腔(不发达),初生体腔存于各组织器官间隙。有三胚层。

3.有贝壳和外套膜。软体动物的身体结构可分四部分:头、足、内脏团、外套膜。通常有外套膜分泌的石灰质内壳。不同类群之间存在一定差异。

4.多数种类具贝壳(2或2个,甚至8个),有的种类无壳或退化,有的种类壳被包在外套膜内。

5.出生体腔与次生体腔同时存在。产生了开管式循环。

6.出现了所有的器官系统。排泄系统除少数种类的幼体外,均为后肾型。

7.间接发育的种类有担轮幼虫期。

二、软体动物的分类

软体动物门是动物界中除节肢动物以外最大的一门。据最新资料统计,现存软体动物约12万种,还有3万5千个化石种。河蚌、田螺、蜗牛、乌贼、章鱼等都为我们所熟悉。本门动物广泛分布于海洋、淡水和陆地,与人类关系密切。

按体制是否对称、贝壳、鳃、运动器官等特征,把软体动物分成7个纲。

(1)无板纲 是软体动物中的原始类型,似蠕虫,没有贝壳。全部为海产,如龙女簪。

(2)多板纲 左右对称,有8块板状的贝壳。海产,大多数种类生活在潮间带和水线下数米的深度,如石鳖。

(3)单板纲 有一个帽状的贝壳,并且某些器官有较明显的分节现象。以前只发现这类动物的化石种,后来在深海相继发现了8个现在生活的种,取名叫“新蝶贝”。

(4)瓣鳃纲 鳃一般呈瓣状,有两个贝壳,且头部退化,又叫双壳类或无头类。常见的如河蚌。

(5)掘足纲 这类动物有一个两端开口且呈角状的贝壳,足圆柱形,在海底生活,常见的如角贝。

(6)腹足纲 这类动物常有一个螺旋形的贝壳,内脏团在发生中经过扭曲造成了左右不对称。足部发达、呈块状,如蜗牛。

(7)头足纲 大部分的种类外壳退化,有内壳,头部和足部都很发达,足部特化形成腕,全部为海产,常见的如乌贼。

三、代表性的软体动物——河蚌

(1)生活环境与外部形态。河蚌属于软体动物瓣鳃纲,为淡水底栖的种类。体型侧扁,外包左右两瓣相同的贝壳。贝壳间以韧带连合在一起;壳的前端钝圆,后端较尖;壳背面稍前方有一突出的小区,叫壳顶,是贝壳最初形成的部分;壳的表面有许多以壳顶为中心的环形的生长钱,能反映河蚌生长的年龄。在贝壳的内部是柔软的身体,它包括外套膜、鳃、足和内脏团等部分。

(2)外套膜。外套膜是由内、外表皮细胞和中间的结缔组织及少数肌纤维组成。在自然条件下,当沙粒或小虫等异物侵入外套膜与贝壳之间时,刺激该外套膜,上皮组织增生,并陷入结缔组织内形成包围异物的珍珠囊,分泌的珍珠质沉积在异物上,成为自然珍珠。

(3)鳃。瓣鳃是河蚌对底埋生活的适应结果,其功能是滤食和呼吸。瓣鳃由内鳃和外鳃组成。每片鳃由两片鳃小瓣构成,鳃小瓣由鳃丝和丝间隔构成。

(4)繁殖和发育。河蚌进行有性生殖,受精卵在外鳃的鳃水管内发育为钩介幼虫。

性成熟雌体的外鳃在生殖季节肥大发达称为育儿囊。钩介幼虫用其倒钩及足丝附着在鱼等鱼的鳃或鳍上,鰟鮍鱼等鱼的鳃或鳍上,其寄生部位分泌粘液将它包围,幼虫在里面寄生,发育为幼蚌。

(七)节肢动物门

一、节肢动物门主要特征简介

1.节肢动物的身体和附肢都分节,称为异律分节。

2.体表具外骨骼。有蜕皮现象。

3.真体腔不发达,有混合体腔。

4.开管式循环。

5.呼吸器官、排泄器官多样化。

6.神经系统为链式,有神经节愈合的现象,感觉器官发达。

7.肌肉由横纹肌组成,形成肌肉束。

二、节肢动物的主要类别

节肢动物是动物界最大的类群。现存的节肢动物主要包括昆虫纲、甲壳纲、蛛形纲和多足纲等类别。

1.甲壳纲。身体通常分为头胸部和腹部二部分,附肢基本上为双肢型。它们多以附肢或体壁外突形成的鳃为呼吸器官。小型种类通过体表呼吸,低等甲壳类以颚腺为排泄器官,高等种类幼虫期以颚腺排泄,成虫以触角腺排泄。两种腺体均由体腔形成。发育为间接发育,卵孵化为无节幼虫,经多次蜕皮,增加体节数。这个纲常见种类有虾、蟹和水蚤等。

2.蛛形纲。身体一般分为头胸部和腹部两部分或各部分愈合。头胸部有附肢6对,依次为螯肢、须肢和4对步足,腹部附肢退化。由于适应陆地生活,以书肺或气管呼吸。蛛形纲动物的排泄器官为基节腺或马氏管,马氏管为内胚层来源的盲管,位于中、后肠交界处,游离于体腔中,收集代谢产物排入后肠。

本纲重要的种类有大腹圆蛛、红蜘蛛、钳蝎、疥螨等。

3.多足纲。多足纲的动物都是陆栖的节肢动物。身体分头部和躯干部。躯干部不分胸和腹部,但体节

十分明显。每节有足一对或两对。身体与足间有关节。头部只有一对触角,单眼若干对。口器由一对大颚,一对或两对小颚组成。这一纲的动物分布广,种类不很多,发育无变态。

常见的有蜈蚣、马陆、蛐蜒等。

4.昆虫纲。昆虫纲是动物界第一大纲,其主要特征是身体分为头、胸和腹三部分,胸部具有三对足,大部分种类具2对翅。

三、昆虫纲分类的主要依据

昆虫种类繁多,主要以触角、口器、足、翅和变态等为依据。

1.触角。触角是昆虫的感觉器官,有嗅觉和触觉作用。昆虫的触角是分节的,由三节组成,基部的是柄节,中间是梗节,其余的

称鞭节(如下图所示)。

鞭节大多变化成种种

不同的形状,是昆虫分类的

重要依据之一。如图所示:

昆虫触角的几种类型

2.口器。各种昆虫因

食性和取食方式的不同,口

器的结构有各种不同的类

型:取食固体食物的是咀嚼

式;兼食固体和液体两种食

物的是嚼吸式;取食植物或动物组织内液体的是刺吸式;吸食暴露在物体表面的液体物质的是虹吸式和舐吸式。

3.足。昆虫成虫的足一般分为六节。由基部向末端依次称为基节、转节、腿节、胫节、跗节和前跗节(如下图所示)。

昆虫的各种足

昆虫足的基本结构

由于适应不同的生活环境和生活方式,昆虫的足有以下几种类型:蜚蠊的足细长,适于疾走,叫步行足;蝗虫的后足腿节膨大,胫节多刺,能作有力的跳跃,叫跳跃足;龙虱的足扁平如桨,后缘有长毛,适于游泳,叫游泳足;螳螂的前足腿节与胫节能合抱,适于捕捉,叫捕捉足;蝼蛄的前足粗短,末端如铲,用作开掘,叫开掘足;蜜蜂的后足多毛,具有复杂的结构,便于采集和携带花粉,叫携粉足(如下图所示)。

4.翅。昆虫是无脊椎动物中惟一能飞翔的动物。昆虫翅的形态结构变化很大。蝗虫的前翅革质、半透明,翅脉非常明显,叫复翅;蝽类成虫的前翅近基部的一半坚硬骨化成革质或角质,端部的一半为膜质,叫半鞘翅;蜂、蝉类等许多昆虫的翅薄膜状,叫膜翅;步行虫等甲虫的前翅全部骨质化,翅脉不明显或无脉纹,用来保护膜质的后翅,叫鞘翅;蝶、蛾类昆虫有膜质的翅,上面覆生着鳞片,叫鳞翅;蚊蝇等双翅目昆虫有正常的膜质前翅,但是后翅却退化成专起平衡作用的小型棒状结构,叫平衡棒。

四、昆虫纲的分类

(1)无翅亚纲

弹尾目:无翅,不变态,腹部6节,触角4节;口器咀嚼式;缺复眼而具集合眼;缺马氏管。如跳虫等。 缨尾目:一生蜕皮60余次,最大1cm左右。多生活于石块及落叶之下的潮湿环境中或抽屉、衣箱内。体壁柔弱,有时被鳞片;口器咀嚼式;触角细长;复眼发达或退化,多无单眼;腹部11节,尾须2~3条,如衣鱼(家庭害虫)等。

(2)有翅亚纲

直翅目:大、中形昆虫。头属下口式;单眼2~3个;口器为标准的咀嚼式;前翅狭小,革质,后翅宽大、膜质,能褶叠藏于前翅之下,腹部常具尾须及产卵器;发音器及听觉器官发达;发音以左右翅相磨擦或以后足腿节内侧刮擦前翅而成;变态为渐变态。如蝗虫、蝼蛄、油葫芦等。

半翅目:前翅基半部角质、端半部膜质,后翅膜质,休息时褶叠藏于前翅之下;刺吸式口器;触角4惑5节;具复眼,单眼2个或无;前胸背板发达,中胸有发达的小盾片;身体腹面有臭腺开口,能分泌挥发性油;发育为渐变态。如二星蝽、绿盲蝽和猎蝽等。

同翅目:口器刺吸式,着生于头的后方。口器除介壳虫及蚜虫的雌虫外,都具翅,且休息时置于背上呈屋脊型。触角短,呈刚毛状或丝状。体部常有分泌腺,能分泌蜡质的粉末或其他物质,可保护虫体。同翅目常见种类有稻叶蝉、褐飞虱、介壳虫、蚜虫、白蜡虫等。

脉翅目:咀嚼式。全变态。,肉食性,成虫亦为肉食性,故为重要的害虫天敌,捕食多种粮棉害虫。如中华草蛉、大草蛉等。

鳞翅目:体表及膜质翅上都被有鳞片及毛。口器为虹吸式;复眼发达,单眼2个或无。完全变态,幼虫是毛虫型。大都是植食性的,危害多种农作物。鳞翅目常分为两个亚目,即蝶亚目和蛾亚目。

鞘翅目:口器咀嚼式;触角10节或11节,形状变化极大,有丝状、锯齿状、锤状、膝状、鳃片状等;没有单眼;前翅角质,而坚硬,后翅膜质;中胸小盾片三角形,露于体表;腹部末数节常退化,缩在体内。本目重要的种类有金龟子、星天牛、沟叩头虫、黄守瓜和瓢虫等。

膜翅目:体壁坚硬;头能活动;复眼大;单眼3个;触角丝状。锤状或膝状;口器一般为咀嚼式,仅蜜蜂科为嚼吸式;前翅大、后翅小,皆为膜翅,透明或半透明,后翅前线有一列小刺钩,可与前翅相互连结。常见的种类有姬蜂、松毛虫赤眼蜂、蜜蜂等。

双翅目:成虫都只有一对发达的膜质翅,脉相简单;后翅退化成平衡棒;复眼很大,单眼3个;触角有丝状(蚊类)、念珠状(瘦蚊)或具芒状(蝇类);口器刺吸式或舐吸式;完全变态,绝大多数幼虫的头部完全退化,缩在前胸内,身体柔软。本目昆虫常分为两个亚目,即长角亚目(蚊类)和短角亚目(蝇类和虹类)。 昆虫纲其他动物简介:

浮游目:淡水,咀嚼式。成虫不取食(寿命短)。

蜻蜓目:咀嚼式。半变态。稚虫水生。蜻蜓、豆娘。

蜚蠊目:咀嚼式。渐变态。蟑螂(卫生害虫。防治困难)常用其触角作科研。

螳螂目:咀嚼式。渐变态。前足为捕捉足。

等翅目:咀嚼式。渐变态。白蚁。建筑害虫。(二对翅相同)

虱 目:刺吸式。渐变态。卫生害虫,终生寄生在哺乳动物身上。

蚤 目:刺吸式。全变态。

五、主要研究价值

有害:传播人类疾病(虱——伤寒、回归热;跳蚤——鼠疫;白蛉子——黑热病;按蚊——疟疾、丝虫病;库蚊伊蚊——脑炎);甲壳类寄生在鱼体;农业害虫(黄虫、稻飞虱等)

有益:养殖——虾、蟹;饵料;制药;工业原料;生物防治;生态

(八)棘皮动物门

一、棘皮动物的特征

1.对称型。棘皮动物的幼虫两侧对称,成体或多或少呈现辐射对称,常为五辐射对称,成体的器官按辐射对称排列。

2.骨骼和肌肉。无论肌肉或石灰质的骨骼,都是由中胚层产生的,叫它内骨骼。它的发生和脊椎动物的内骨骼相同。

3.体腔和管道系统。棘皮动物的体腔非常发达,属于真体腔。有运动和呼吸功能的水管系统,是由真体腔向外凸出而发展起来的。水管系统是棘皮动物的运动器官,也是呼吸器官。

4.后口动物

二、棘皮动物的常见类群

(1)海星纲 身体为星形或五角形,胞数皆为5或5的倍数,各腕与体盘无明显的分界。如海盘车、海燕等。

(2)蛇尾纲 体盘与各腕区分极为明显,腕细长无步带沟。如阳遂足、刺蛇尾等。

(3)海胆纲 五腕翻向反口面,而且相互愈合,表面骨板互相嵌合成壳。如马粪海胆、中华釜海胆等。

(1) 海百合纲 体为杯状,有5腕,但腕从基部即分枝,故似有腕10条,腕形似触手,并作羽状分枝。

如海百合、海羊齿等。

无脊椎动物总结

一、消化:细胞内消化→细胞外消化

有口无肛门→有口有肛门

消化道再分化→消化道壁肌肉

消化腺

出现各种口器

二、运动:鞭毛→纤毛→伪足→附肢→肌肉(中胚层出现后)

三、神经:网状→梯状→链状→中枢

(单细胞原生动物中已发现有具备神经系统动物中有的神经肽)

四、排泄:原肾——外胚层形成。焰细胞、原肾管和

后肾——中胚层和外胚层共同形成,体腔内有开口,体表也有开口。

马氏管(内有尿酸)陆生动物产生。绿腺、基节腺。

(蛛形纲有两套排泄系统)

五、循环:在三胚层出现后才形成。无→开管式→闭管式

六、呼吸:鳃、书鳃、书肺、气管、呼吸树(在消化管末端与鳃类似)

脊 椎 动 物

一、竞赛中涉及的问题

在中学动物学的教学内容中,并没有涉及“脊索动物”这一概念。在讲完无脊椎动物的几个门后,直接提出了“脊椎动物”的概念。这容易造成同学们对知识的不完整理解:似乎动物界就只是由脊椎动物和无脊椎动物组成的。为了准确地理解动物的分类知识,适应国际IBO竞赛的要求,我们对脊索动物门的整体概况和脊椎动物比较解剖等内容进行了适当地补充,并且对脊椎动物各纲的进化特征进行了扩展和深化。

(一)脊索动物的三大主要特征

1.脊索

位于消化道背面,在胚胎发育过程中由原肠背侧的一部分细胞离开肠管而形成。能起骨骼的基本作用。低等脊索动物终生具有脊索;有的类群中,脊素则仅见于幼体。高等脊索动物只在胚胎期间出现脊索,成长时由分节的脊柱取代了。

2.背神经管

非脊索动物神经系统的中枢部分呈索状,位于消化管的腹面。

脊索动物神经系统的中枢部分呈管状,位于身体的背中线上,脊索(或脊柱)就在它的下面。背神经管由外胚层下陷卷褶所形成,在高等种类中分化为脑和脊髓两部分。

3.咽鳃裂

位于消化道前端的两侧壁上,左右成对的裂孔直接或间接与外界相通,这是咽鳃裂。它是一种呼吸器官,在低等类群中终生存在,在高等类群则只见于某些幼体和胚胎时期,随后完全消失。

(二)脊索动物门分类概况

依据形态结构、生活习性和胚胎发育等特点,一般将脊索动物门分为尾索动物、头索动物和脊椎动物三个亚门。

1.尾索动物亚门l

脊索和背神经管只存在于幼体。成体包围在被囊中,一般为雌雄同体,异体受精。代表动物如海鞘,海鞘的发育过程中出现逆行变态,成体失去一些重要结构,形体变得比幼体更加简单。

2.头索动物亚门

脊索、背神经管和咽鳃裂这三个基本特征终生保留,脊索前端超出神经管之前。代表动物是文昌鱼。

3.脊椎动物亚门

脊索只在胚胎发育中出现,随即为脊柱所代替。依据外形及内部特征可分为6个纲:圆口纲、鱼纲、两栖纲、爬行纳、鸟纲、哺乳纲。

(三)几个常见的名称

1.无头类 指脊索动物中脑和感觉器官还没有分化出来,没有明显的头部的类群。

2.有头类 有明显头部的脊索动物,即脊椎动物。

3.无颌类 没有颌的脊椎动物,现存的类群只有圆口类。

4.颌口类 有颌的脊椎动物,包括鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类。

5.无羊膜类 在胚胎发育中不具羊膜的脊椎动物,包括圆口类、鱼类和两栖类。

6.羊膜类 在胚胎发育中具有羊膜的脊椎动物,包括爬行类、鸟类和哺乳类。

(四)鱼纲

1.鱼类的外部形态

(1)体型类型

纺锤形:特点是头尾轴长,背腹轴较短,左右轮最短。

侧扁形:特点是头尾轴短,左右轴更短,背腹轴相对显著增加。

扁平形:特点是背腹轴特别短,左右轴特别长。

棍棒形:其特点是头尾轴特别长,背腹轴和左右轴很短。

(2)鳍的种类及功能

鱼类的鳍可分为两类:一类是偶鳍,包括胸鳍和腹鳍各一对;另一类是奇鳍,包括背鳍、臀鳍和尾鳍。偶鳍的功能是维持身体平衡,改变运动方向和拨水划行的作用。背鳍和臀鳍的主要功能是防止鱼左右倾斜和摇摆。尾鳍有推进平衡和转向的作用。尾鳍类型有原形尾、歪形屋和正形尾等三种。

(3)鳞片的类型及功能

鳞片是由皮肤中的真皮衍生出来的,鳞片大致分为三类。

盾鳞:软骨鱼类特有的鳞片,由表皮和真皮联合生成。从脊椎动物牙齿的发生和构造来看,它和牙齿应该是同源器官。

硬鳞:这是硬骨鱼中最原始的鳞片,由真皮演化来的,见于鲟鱼和雀鳝等。

骨鳞:大多数硬骨鱼的鳞片,也是由真皮演化来的,覆瓦状的排列分布于体表,有利于增加躯体灵活性。

(4)侧线的结构与功能

侧线鳞有规律地排列形成一条线纹就叫侧线。鱼类的侧线器官是重要的感觉装置,能感受低频振动,判断水流及周围环境情况。

2.鱼类与水中生活相适应的特征

(1)身体呈纺锤形,无颈部,在游泳时大大减少阻力。

(2)体表有鳞片,皮肤富有粘液腺,其分泌的粘液,能减轻游泳时皮肤与水间的摩擦力。这种粘液腺是单细胞的。

(3)用鳃呼吸,浸润在水中的鳃能够完成气体交换。

(4)用鳍运动,鱼类出现成对附肢提高了动物的活动能力。

(5)与陆生种类不同,无眼睑、无泪腺、无唾液腺。

3.鱼类的内部结构——以鲫鱼为例

(1)皮肤 由表皮层和真皮组成。表皮层有单细胞腺,分泌粘液于体表,减轻阻力,保护身体。

(2)骨骼 鱼类出现了上下颌,是脊椎动物进化史上的重大转折点。椎体为双凹推,有了脊柱,脊柱的功能是支持身体保护脊髓和主要血管,脊柱分化程度很低,分为躯干椎和尾椎。附肢骨与脊柱不连接。

(3)肌肉 肌肉分化程度不高,由肌节组成,肌节之间有肌隔联系,分节现象明显。有些种类的发电

器官是由肌肉转变而来的,如电鳐、电鳗等;有些种类的发电器官由真皮腺转化来的,如电鲇。

(4)鳃 鳃是鱼类适应水中生活的一个重要结构。软骨鱼类和硬骨鱼类的鳃具有不同的特点:软骨鱼类的鳃比较原始,鳃裂开口于体外,鳃隔发达,每侧具有四个全鳃、一个半鳃;硬骨鱼类的鳃裂外侧有鳃盖保护,鳃隔退化,每侧有四个全鳃。

(5)鳔 鳔是胚胎发育时从消化管区分出来的突起,充满气体。有一室、二室或多室之分。缀具有辅助呼吸的功能,还有通过鳔内气体的变化改变鳔的体积,使得鱼体上浮或下沉的作用。此外还能辅助听觉,适应水中的压力。

(6)循环 循环系统主要由心脏和血管组成。鱼类循环系统的特点是:心脏具有两腔,即一心房、一心室,心脏中的血是缺氧血,血行属于单循环;心脏很小,血流的速度也很慢,这与代谢活动较低的水生生活方式有关;鱼类心脏的位置较其他脊椎动物更向前移,很接近头部,腹面有肩带保护。

(7)排泄 鱼类的肾脏属于中肾。肾脏除了有泌尿的功能之外,还有一个重要的特点,就是调节体内的水分,使之保持恒定。

(8)神经和感觉 脑虽有明显的五部,但大脑所占的比例还很小,且硬骨鱼类的大脑背面还只是上皮组织,没有神经细胞;鱼的晶状体呈圆球形,没有弹性,其曲度又不能改变,只能靠晶体后方的镰状突起来调节晶体和视网膜之间的距离,所以鱼类是近视的;大多数鱼类没有眼睑,因此鱼眼经常张开,不能关闭;鱼类只有内耳。

(9)生殖 鱼类的生殖器官主要由生殖腺和生殖导管两部分组成,生殖腺一般都成对,左右对称。都是雌、雄异体,体外受精,体外发育。

4.鱼钢的分类

(1)软骨鱼系 终年保留软骨,鳃裂直接露于体外,绝大多数种类鳃间隔发达;身体被盾鳞,歪形尾;雄体有特殊的交接器,体内受精。

板鳃亚纲:主要特征包括口大,5个鳃裂直接通于体外,眼后有一上喷水孔。主要类群有鲨目和鳐目。 全头亚纲:主要的特征是头大而侧扁,头侧有4对鳃裂,由鳃盖掩盖;无鳞,尾部尖,如黑线银鲛。

(2)硬骨鱼系 硬骨鱼类具替代性硬骨和膜性硬骨;体多被骨鳞;鳃隔退化,鳃裂不直接开口体外;有鳔或肺;体外受精,雄性无鳍脚,属于正尾形。

肺鱼亚纲:体呈纺锤形、硬骨不发达,终生残存有脊索,鳔能执行肺的功能,有内鼻孔。现存的种类主要有澳洲肺鱼、美洲肺鱼非洲肺鱼。

总鳍亚纳:偶鳍为带鳞的肉叶,其内部骨骼的排列与陆生脊椎动物肢骨的排列极为相似。有内鼻孔,鳔能行气呼吸。这也是古老的鱼类,矛尾鱼是保留到今天的总鳍鱼,是动物界珍贵的“活化石”之一。

辐鳍亚纳:多数种类具骨鳞,骨骼几乎全是硬骨,各鳍由真皮性辐射鳍条支持,无内鼻孔。包括的种类很多,占现代鱼总数的90%以上。

(五)两栖纲

1.两栖纲对陆生环境的初步适应

(1)两栖动物皮肤轻微角质化,能防止体内水分的蒸发,较适应干燥的陆栖环境。

(2)从空气中获得氧气,上陆后可直接获得氧气,用肺进行呼吸(3)循环系统进一步完善,有体循环和肺循环,心脏由二心房一心室组成。

(4)出现五趾型肢,两栖类发展了五趾型四肢,前肢活动范围增大。

(5)神经系统的进一步适应,两栖类大脑体积增大,分左右两个半球,有大脑皮层雏形。

2.两栖类对陆生环境适应的不完全性

两栖动物获得了一系列陆生生活的特征,但还不完善,具体表现在:

(1)皮肤仍依赖于湿润的环境。

(2)心脏只有一个心室,血液中混合血高。

(3)肺发育不完善,以皮肤作辅助呼吸器官。

(4)体外受精,幼体水中发育,胚胎没有羊膜。

3.两栖类的主要特征

(1)皮肤 两栖动物的皮肤由表皮和真皮构成,表皮角质层不发达。皮肤含有大量的腺体和血管,有呼吸功能。粘液腺为多细胞腺体,与鱼类的单细胞腺不同,粘液腺分泌的粘液使皮肤经常保持湿润。

(2)骨骼 两栖类的脊柱比鱼类的脊柱有较大的分化,由颈椎、躯干椎、荐椎和尾椎所组成。颈椎的分化与两栖类上陆后头部进行灵活转动有关。荐椎的分化,使腰带与脊柱连接,从而后肢获得了牢固的支持。两栖类已具有陆栖脊椎动物附肢的结构特点。头部具有两个枕髁,具有耳柱骨。

(3)呼吸 两栖类成体用肺和皮肤呼吸。两栖类具一对囊状的肺,是陆地脊椎动物的重要特征。不过结构还十分简单,肺的内壁仅有少数皱褶,呼吸表面积不大。两栖类由于不具肋骨和胸廓。肺呼吸是采用特殊的咽式呼吸完成。

(4)循环 肺呼吸导致双循环怕出现,双循环提高了血循环的压力和速度。不完善的双循环和体动脉内含有混合血液,是两栖类的特征。心脏由静脉窦、心房、心室和动脉圆锥四部分组成。左心房接受富氧血,右心房接受缺氧血。

(5)生殖 雄蛙的生殖腺有一对睾丸,产生精子;肾管有输精和输尿的功能。雌性具一对输卵管、子宫。雌性的输卵管和输尿管是分开的。

4.两栖类的分类概述

两栖纲包括无足目、有尾目和无尾目三个目。全世界有两栖动物2800余种。

(1)无足类 这是原始的一类,又是营钻穴居生活的特化类型。体呈蠕虫状,无四肢。鱼螈为本目代表,主要产于亚洲热带地区,近年来在我国云南省西双版纳采获。

(2)有尾目 这是更适合于水中生活的较低等的一目,多数种类终生生活在水中,一部分种类变态后,离开水到潮湿地上生活。体长形,有四肢或仅有前肢,尾终生存在。幼体用鳃呼吸,成体用肺呼吸,也有一些种类终生有鳃而缺少肺。大鲵、蝾螈都属于本目。

(3)无尾目 这是现代两栖类中较为高等、种类最多、分布最广的一目。成体无尾,有发达的四肢,后肢强大,适于跳跃或游泳,通常营水陆两栖生活,但生殖时必须回到水中。我国发现的种类有黑斑蛙、金线蛙、林蛙、雨蛙、树蛙、蟾蜍等。

(六)爬行纲

1.爬行纲的主要特征

(1)羊膜卵 爬行动物都产大型的羊膜卵,羊膜卵的出现对脊椎动物完全摆脱水环境,对成功登陆产生重大影响。羊膜卵的特点是,在胚胎发育过程中,发生三层胚膜包围胚胎:外层称绒毛膜,内层称羊膜,另有尿囊膜(见右图)。

羊膜腔中充满着液体,称羊水。羊膜卵外包石灰质的硬壳或不透水的韧性纤维质卵膜。能防止卵的变形、损伤和水分蒸发,防止细菌侵入。卵壳具通气性,不影响胚胎的气体交换。卵具卵黄,保证胚胎发育的养料。

(2)外形 爬行类是适应于陆栖生活的类群,具有四足动物的基本形态。体表被覆角质鳞片,指(趾)端具爪是其在外形上与两栖类的根本区别。蜥蜴和鳄的体型可做典型代表。四肢较两栖类强健,颈部外观明显,尾发达。某些类群适应于穴居及水栖生活,在外表上有较大的特化。

(3)皮肤 皮肤角质化程度加深,被有角质鳞片或角质盾片。角质鳞(如蜥蜴、蛇)是由表皮细胞角质化形成的,骨质甲(龟、鳖)是由真皮组织形成的。体表干燥,缺少腺体,比较坚硬,能有效防止体内水分的散失。爬行类动物的真皮内含有各种色素细胞,由于色素细胞的变化,使动物的体色与周围环境适应。

(4)呼吸 爬行动物既没有鳃,也不用皮肤呼吸,它的肺比两栖动物的发达。肺脏一对,外观似海绵状。具有喉头和以软骨环支持的长气管。肺的内壁有复杂的间隔,把内腔分隔成蜂窝状小室,可以扩大与空气接触的面积。

(5)骨骼和肌肉 爬行类骨骼系统发育良好,适应于陆生。主要表现在脊柱分区明显、颈椎有寰椎和枢椎的分化,提高了头部及躯体的运动性能。躯干部具有发达的肋骨和胸骨,加强了对内脏的保护并协同呼吸动作的完成,头骨骨化良好,很多种类具有颞窝和眶间隔。具单一枕骨踝。

肌肉进一步分化,出现肋间肌,协同完成呼吸运动,皮肤肌有控制鳞片活动的作用。

(6)循环和排泄 爬行类的心脏由两个心房,一个心室组成,心室内有不完全的隔膜。血液循环为不完全的双循环。

后肾成为爬行类与所有羊膜动物的主要排泄器官,后肾形成的尿液经后肾导管输至泄殖腔后排出。

(7)神经与感觉 大脑半球比较发达,出现新脑皮,脑神经12对。听觉器官有了进一步发展,出现外耳道。

2.现存爬行纲的分类

现存的爬行动物,全世界有5700多种,主要分布于热带和亚热带,温带较少,寒带更少,它们分属于四个目:

(1)喙头目 喙头目是爬行纲中最古老的类群之一,大多生存在中生代。主要特征是嘴长似鸟喙,顶眼发达,端生齿,无鼓膜、鼓室;雄性无交配器官。现今仅残存一种喙头蜥(楔齿蜥)。它的外形和大蜥蜴相似,长可达75厘米。其分布只限于新西兰东北部一些小岛上,被喻为“活化石”。

(2)龟鳖目 这是爬行纲中最为特化的一类,它的身体宽短,以硬壳保护身体。

壳的内层为骨质板,外层为角质甲(如龟)或为软的表皮(如鳖)。一般营水栖生活(淡水或海水),少数营陆地生活,但产卵都在陆上,常见的种类有龟、鳖和海龟等。

(3)有鳞目 这是现代爬行动物中数量最大、种类最多的一个目,分为蜥蜴亚目和蛇亚目。

蜥蜴亚目:大多数种类的前后肢都发达,眼发达有可动眼睑;具外耳道。例如石龙子、壁虎。非洲和马达加斯加岛产的避役,它的皮肤能随环境的变化而迅速变色,俗称变色龙。

蛇亚目:是较为特化的一支,适于用腹部爬行,体呈圆筒形,无四肢和胸骨(仅蟒蛇有后肢的残余),腰带可能存留,但肩带不一定存在。蛇能吞食比它自己身体还要粗的大型食物,其原因是构成上下颌的骨骼间都是能动的关节,这是蛇类具有的结构特点。肋骨的腹端支持腹鳞,靠脊柱的左右弯曲和皮下肌的作用而使肋骨移动,腹鳞也随之运动,蛇体就能以腹部贴地面而爬行。

(4)鳄目 鳄目在爬行纳中结构最为高等。头骨骼具有特化的双颞窝。方骨不可动。槽生齿。四肢健壮,趾间具蹼。耻骨退化。尾侧扁。泄殖腔孔纵裂,雄体具单个交配器。我国特产的扬子鳄,是鳄类中较小型者,体长约2米,吻短而钝,属于纯吻鳄。鳄类和恐龙有共同的祖先,是恐龙的近亲。因此,在科学研究上有较高的价值。扬子鳄是世界公认的濒危种和禁运种,为我国的珍贵动物。

(七)鸟纲

1.鸟类的躯体结构概述

鸟类的躯体结构特点,在许多方面都体现了对飞翔生活的适应。

(1)皮肤 鸟类的皮肤薄而软,便于肌肉的剧烈运动。皮肤衍生出角质化物——羽毛。表皮的角质层较薄,这是由于有鸟羽的覆盖,皮肤不与干燥空气直接接触造成的。在没有羽毛的地方,皮肤则有厚的角质鳞覆盖。

(2)骨骼 骨骼多具蜂巢状,既轻又坚固,适于飞翔生活;椎体为异凹型,使关节活动的灵活性加强。最后几个胸椎、全部腰椎、荐椎和部分尾椎完全愈合在一起,称综荐骨,为腰部的坚强支柱。单一枕髁和颈椎相关节。开放式骨盆。

(3)消化系统 现代鸟无牙齿;咀嚼功能通常由砂囊代替。嗉囊有贮存食物和软化食物的功能。胃分为腺胃和肌胃(砂囊),肌胃肉层发达。鸟类的直肠短,不贮存粪便。

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