脊椎动物的系统比较论文

1、学 号 11054412 哈尔滨学院脊椎动物比较解剖学论文脊椎动物系统的比较院（系）名 称：理学院专 业 名 称：生物科学（师范）学 生 姓 名：于胜男哈尔滨学院2014年6月学 号 11054412 我 密 级 公开 你脊椎动物系统的比较The comparison of vertebrates system 学生姓名：于胜男 所在学院：理学院 所在专业：生物科学（师范）脊椎动物系统的比较目 录摘 要IIABSTRACTIII前 言1第一章 绪论21.1 概述21.1.1脊椎动物起源21.1.2脊椎动物的分类31.1.3脊椎动物与人类关系3第二章 循环系统42.1 心脏和血液循环42.1.1

2、血液循环路线42.2 心脏52.2.1单循环动物的心脏52.2.2双循环动物的心脏62.3 动脉系统62.3.1动脉系统的基本模式62.3.2各纲脊椎动物动脉弓的演变72.4 静脉系统72.4.1静脉系统的基本模式7第三章 神经系统83.1 神经系统的形态和机能特征83.2 神经系统的发生83.3 中枢神经系统83.3.1脊髓及其比较83.3.2脑及其比较93.4 周围神经系统103.4.1脊神经103.4.2脑神经11第四章 结 论124.1 循环系统的演变124.2 神经系统的演变12参考文献13致 谢14I摘 要脊椎动物的循环系统是一个封闭的管道系统，分为心血管系统和淋巴系统。心血管系统

3、包括心脏、动脉、毛细血管、静脉和血液；淋巴系统包括毛细淋巴管、淋巴管、淋巴导管、淋巴结和淋巴液(本文略)。循环系统是体内物质运输和维持体内环境即细胞外液稳定的重要系统。循环系统还是重要的免疫系统，并参与体温的调节。脊椎动物的血液在管道内按一定方向不断地流动，即在身体背部从前向后，而在腹部是从后向前。神经系统统一控制和调节动物全身各器官、系统，保证机体的整体统一及其与外界环境的相对平衡。脊椎动物的神经系统一般分为两大部分，即中枢神经系统和周边神经系统。神经系统是人体内起主导作用的系统,在进化方面成为动物发展的重要指标。关键词：脊椎动物；循环系统；神经系统I脊椎动物系统的比较ABSTRACT Ve

4、rtebrate pipeline system is a closed loop system, divided into the cardiovascular system and the lymphatic system.The cardiovascular system including the heart, arteries, capillaries, veins and blood;The lymphatic system including capillary lymphatic vessels, lymph vessels and lymphatic ducts, lymph

5、 nodes and lymphatic fluid (slightly) in this paper.Circulation system is the body material transportation and the most important extracellular fluid stable environment to maintain the body system.Circulatory system or important immune system and participate in the regulation of body temperature.Ver

6、tebrate blood flow in the pipe in a certain direction constantly, namely in the back of the body, from the front to rear and after abdominal from forward.Nervous system unified control and regulation of animal body each organ, system, ensure the body's unification and its relative balance with t

7、he environment as a whole.Vertebrate nervous system generally can be divided into two parts, namely, the central nervous system and peripheral nervous system.The nervous system is the system play a leading role in the human body, become the important index of animal development in terms of evolution

8、.Key words: Vertebrate; The circulatory system; The nervous systemIII前 言 循环系统包括液体和管道两部分。前者分为血液和淋巴；后者分为血管系统和淋巴系统。所有脊椎动物的循环系统均为闭锁型，液体在管道里面始终按一定方向流动，周而复始，循环不已。循环系统借一富含肌肉的心脏使液体在管道内通畅运行。血液由心脏出发，经动脉到全身各处的毛细血管，毛细血管复集成静脉，并出各处回至心脏。中枢神经系统包括脊髓和脑，周围神经系统包括脊神经、脑神经和植物性神经。神经系统的形态和机能单位是神经元。在脑和脊髓的横切面上，肉眼观察可看到呈白色的部位称白

9、质，大部分为有髓神经纤维所组成;呈灰色的部位称灰质，由神经细胞体及无髓神经纤维所组成。在周围神经的神经节是神经元胞体聚集的地方。在中枢神经内,神经元胞体聚集成神经核。7第一章 绪论第一章 绪论 1.1 概述脊椎动物(Vertebrata)：有脊椎骨的动物，是脊索动物的一个亚门。这一类动物一般体形左右对称，全身分为头、躯干、尾三个部分，有比较完善的感觉器官、运动器官和高度分化的神经系统。包括鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物等五大类。1.1.1脊椎动物起源高阶元生物类别的起源历来是进化生命科学的核心命题。包括人类在内的脊椎动物谱系总根底起源，涉及到脊椎动物两大类群间的演化关系，因而不仅是学

10、术界长期探索的一个焦点问题，也是大众普遍关注的一个科学热点。现代动物学从各个不同层次进行探索，取得了较为广泛认同的脊椎动物起源分“四步走”的假说。该假说认为，在动物演化大树的两大基本分支谱系中，位于后口动物谱系顶端的脊椎动物与原口动物谱系没有直接联系，它根植于后口动物脊椎系的演化轮廓是：从最低等的后口动物棘皮动物和半索动物为始点，先后经由仅在尾部具有脊索的尾索动物和脊索纵贯全身的头索动物，最后通过脊椎和头部构造的出现，诞生出该谱系的终端产物脊椎动物如图1.1。图1.1 脊椎动物然而学术界的共识是，这一基于现代动物学信息间接推测出来的假说到底是否可靠，还必须得到真实历史资料的检验、修正和补充。1

11、.1.2脊椎动物的分类脊椎动物可分为：圆口类、鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类。其中圆口类是现存脊椎动物中最原始的一类，没有上下颌，又称无颌类。现生种类有70多种，主要包括七鳃鳗和盲鳗两类。生活与海洋或淡水中， 无成对附肢，营寄生或半寄生生活，以大型鱼类及海龟类为寄主。1.1.3脊椎动物与人类关系脊椎动物和人类生活的关系十分密切。他们为人类提供了肉、蛋、奶等食物，皮装、皮鞋等皮革制品，羊毛衫、羽绒服等服装制品。此外，许多脊椎动物能捕食农林害虫、害兽，对农林业有益。据统计，一只青蛙一年能消灭一万只害虫，而蟾蜍捕食害虫的数量更多。一直啄木鸟一年能吃掉近一万只危害树木的害虫。一只猫头鹰在一个夏季所

12、消灭的鼠类，相当于增长1000kg的粮食。蝙蝠的捕虫本领更为奇妙，它能利用超声波准确地确定蚊、蛾等昆虫的空间位置从而捕食它们。通过研究蝙蝠超声波定位的机理，人们研制出了先进的仪器雷达。第二章 循环系统第二章 循环系统2.1 心脏和血液循环脊椎动物的血液在管道内按一定方向不断地流动,即在身体背部从前向后,而在腹部是从后向前。但在最低等的脊索动物即尾索动物(urochordates)海鞘中的血液循环属于开管式,而且血液不沿固定的方向流动,定期改变方向,同一条血管轮流充当动脉和静脉,这在脊索动物中是唯一的。心脏是血液循环的动力器官,具有较厚的肌肉质壁,内有空腔,产生有节律的收缩,使血液在血管中循环地

13、流动。2.1.1血液循环路线心脏的结构和变化与脊椎动物由水生过渡到陆生而导致呼吸器官的演变有密切关系。以鳃呼吸的脊椎动物(圆口类和鱼类)的心脏内全部是缺氧血,心脏将缺氧血压至鳃部,经过气体交换,多氧血从鳃部直接流经身体各部分,缺氧血再返回心脏。血液每循环全身1周只经过心脏1次,体内整个血液循环途径为一个大圈,称为单循环。在由水上陆过程中,呼吸器官由鳃变为肺,循环系统也相应地发生显著的变化。全身回心脏的缺氧血需要首先被压入肺部进行气体交换,成为多氧血,然后再回到心脏,并再次被压出至身体各部分,缺氧血返回心脏。血液循环全身一周需经过心脏两次,血液循环途径为一个大圈(即体循环)和一个小圈(即肺循环)

14、,故称为双循环(两栖类以上动物具有)。此时的心脏承担了把缺氧血和多氧血分别压送到肺和身体各部的任务。血液循环路线如图2.1所示。图2.1 脊椎动物血液循环路径的比较1、 典型鱼；二、陆生两栖类或爬行类，鳃循环已消失肺循环已出现；三、哺乳类，体循环和肺循环已完全分开。2.2 心脏心脏位于体腔前部、消化管腹侧的一个围心腔中,由围心膜所包被。鱼类和有尾两栖类的围心腔位于体腔前方,陆生脊椎动物的心脏向后、向腹方移动至体腔的前腹位。2.2.1单循环动物的心脏头索动物文昌鱼尚无心脏的分化,腹大动脉具有节律性搏动能力,相当于原始的心脏。以鳃呼吸的原始脊椎动物心脏模式是由4个连续的腔构成的一个直管。这4个腔由

15、后向前依次为:静脉窦、心房、心室和动脉圆锥。在发育过程中这一直管扭曲形成S形,使静脉窦和心房被带到心室的背部。圆口类开始有了心脏的分化,其心脏已具备脊椎动物心脏的基本结构,但静脉窦很不发达。软骨鱼类的心脏结构代表了有颌鱼类典型的心脏结构,由静脉窦、心房、心室和动脉圆锥四腔组成。动脉圆锥是一段厚壁的管,常具有瓣膜。其肌肉质的壁能和心室一样主动收缩,是心室向前延伸的一部分。硬骨鱼类心脏结构与软骨鱼类相似,但不同在于硬骨鱼类由动脉球代替了动脉圆锥。动脉球是腹大动脉基部的膨大,壁由平滑肌构成,富有弹性但不能主动收缩,内壁上不具瓣膜。2.2.2双循环动物的心脏不完全双循环在开始出现双循环的时期，多氧血和

16、缺氧血不能完全分开，这种双循环称不完全双循环，两栖类和爬行类具有。这是由于心脏结构的不完善而引起。两栖类心房由一个变为两个，心房间隔为不完全(即具孔洞)(无足目和部分有尾目)或完全(部分有尾目和无尾目)。左心房接受由肺静脉返回的多氧血，右心房接受由体静脉返回的缺氧血以及由皮静脉返回的多氧血，共同通入单一的心室。两栖类心室中无间隔出现，但心室内壁具有多为前后延伸的肌肉小梁，能够在一定程度上减少左、右心房来的血液的混合。动脉圆锥和静脉窦发达。爬行类爬行类仍然是不完全双循环,但比两栖类进步：心室内出现不完全分隔,多氧血和缺氧血进一步分开。高等爬行类鳄类具有较完全的室间隔,仅留一个孔(潘氏孔)相通，血

17、液循环接近完全双循环。动脉圆锥和静脉窦退化。完全双循环鸟类和哺乳类的心脏完全分隔为左右心房和左右心室，缺氧血和多氧血完全分开形成完全双循环。从体静脉回心的缺氧血经右心房进入右心室，被压入肺动脉弓；从肺静脉回心的多氧血经左心房进入左心室,被压入体动脉弓。2.3 动脉系统脉是将由心脏博出的血液输送到全身各部分的血管(即离心的血管)，管壁厚而富有弹性，反复分支成小动脉，直至毛细血管。2.3.1动脉系统的基本模式腹大动脉1支，由心脏发出，在消化道腹面向前延伸。背大动脉1对，位于消化道背面，向后汇合为1条，分支到全身。动脉弓连接腹大动脉和背大动脉的弓形血管，胚胎期一般为6对。上述基本模式在所有脊椎动物中

18、大致相同，发生演变的部分主要在动脉弓。2.3.2各纲脊椎动物动脉弓的演变鱼类由于以鳃呼吸，鱼类的动脉弓在鳃部断开为两部分，即入鳃动脉和出鳃动脉，中间以毛细血管联系，以进行气体交换。软骨鱼类保留第2至6对动脉弓，硬骨鱼类保留第3至6对动脉弓，其余退化。两栖类以上脊椎动物成体因营肺呼吸,动脉弓不再断开,并只保留第3、4、6对动脉弓：第3对为颈动脉，分布于头部和脑；第4对为体动脉，左右体动脉汇合成背大动脉；第6对为肺动脉。两栖类幼体营鳃呼吸，动脉弓与鱼类相似；成体由于皮肤是重要的呼吸器官,其第6对动脉弓为肺皮动脉，分支达于肺脏和皮肤。鸟类成体的左体动脉弓退化，仅留右体动脉弓；哺乳类则保留左体动脉弓。

19、2.4 静脉系统静脉收集全身血液运回心脏，即回心的血管，常与相应的动脉伴行。管壁薄，弹性较小。管腔内多有瓣膜，以防止血液倒流。2.4.1静脉系统的基本模式鱼类(包括软骨鱼和硬骨鱼类)具有脊椎动物原始的静脉系统模式。H型主静脉系统一对前主静脉，收集来自头部的血液；一对后主静脉，收集身体后部体壁、性腺和肾脏的血液；前、后主静脉在心脏两侧相遇，共同汇入一对短的总主静脉，最后汇入静脉窦。综观各纲脊椎动物静脉系统的特点,在由水上陆的进化过程中为适应肺呼吸的出现、运动速度的加快,其演变趋势为:1)Y型大静脉系统代替了H型主静脉系统,静脉主干逐渐简化和集中。2)陆生脊椎动物出现了肺静脉,与肺脏的出现相呼应。

20、3)肝门静脉在各纲动物中均很稳定,保证营养代谢的需要。4)肾门静脉由发达到逐渐退化消失,提高回心血流的速度和血压。第三章 神经系统3.1 神经系统的形态和机能特征脊椎动物的神经系统一般分为两大部分，即中枢神经系统和周围神经系统。中枢神经系统包括脊髓和脑，周围神经系统包括脊神经、脑神经和植物性神经。神经系统的形态和机能单位是神经元。在脑和脊髓的横切面上，肉眼观察可看到呈白色的部位称白质，大部分为有髓神经纤维所组成；呈灰色的部位称灰质，由神经细胞体及无髓神经纤维所组成。在周围神经的神经节是神经元胞体聚集的地方。在中枢神经内，神经元胞体聚集成神经核。神经系统的机能特征是传导。传导活动有两个特点：1)

21、极性，即在完整机体的正常情况下，总是单向传导,只传入或只传出；2)绝缘性，即兴奋不扩散到邻近的神经纤维。传导是把外界刺激变为神经兴奋过程迅速地传到中枢，经过中枢的分析与综合再发出冲动到效应器官(肌肉、腺体等)。这种传导的过程为反射活动。参加反射活动的全部结构功能单位称反射弧。任何反射弧都必须包括5个环节：感受器传入神经中枢神经传出神经效应器。3.2 神经系统的发生在脊椎动物早期胚胎背中部的外胚层加厚成为神经板,神经板下陷,其左右两侧的神经褶最后合拢,成为中空的背神经管。随着胚胎的发育,背神经管前端最终形成脑,包括大脑、间脑、中脑、小脑和延脑5部分。脑以后的神经管发育成为脊髓。其中空的管腔在脑中

22、成为脑室，在脊髓中成为中央管，被起保护与代谢作用的脑脊液所充满。神经管分化为脑和脊髓是从脊椎动物开始的。3.3 中枢神经系统3.3.1脊髓及其比较脊髓的机能是：一是传导兴奋，二是实现反射活动。所有的脊髓反射中枢都是在脑的高级部位的控制下进行活动的。脊髓灰质在内，白质在其外围。脊髓中灰质和白质的区分在圆口类即已开始，但界限不清楚；鱼类灰质和白质区分清楚，灰质近三角形；两栖类以上动物的脊髓为蝶形。在多数陆生四足类，由于四肢的出现和陆上运动的加剧,脊髓在颈部和胸、腰交界处有两个膨大，分别称颈膨大和腰膨大，第三章 神经系统分别是前、后肢脊髓反射的中枢，聚集着大量的神经细胞体，是臂神经丛和腰神经丛发出的

23、部位。膨大的程度与四肢的发达程度相关。3.3.2脑及其比较在脊椎动物的进化过程中，由于环境的复杂化、运动形式的复杂和加剧等因素，使负有机体指挥权的脑日趋复杂，主要表现在两个方面，即脑的5部分分化明显化和脑的高级中枢机能向大脑皮层的转移(图3.1、3.2)。此外还有与其生活方式相关的适应结构。图3.1 脊椎动物各纲脑的比较1.七鳃鳗 2.鲈鱼 3.娃 4.鳄 5.鸽 6.猫图3.2 左侧大脑半球横切面示脑皮的演变1. 原始阶段 2.两栖类 3.原始爬行类 4.高等爬行类 5.原始哺乳类 6.高等哺乳类3.4 周围神经系统3.4.1脊神经脊椎动物的脊神经是由脊髓两侧的背根与腹根结合而成的混合神经，

24、通过椎间孔而分布到身体各部。背根是感觉根，其上的脊神经节是感觉神经元(假单极神经元)的细胞体所在部位。腹根是运动根，腹根上无脊神经节。脊神经穿出椎管后又分作背支、腹支。每支都是感觉和运动混合性的。背支较细，分布到躯体背部的肌肉和皮肤，腹支较粗长，分布到躯体侧面、腹部和四肢的肌肉和皮肤。但在早期脊椎动物中脊神经主要有以下特点：1)背根与腹根并不相合，分别分布到外周各部； 2)背根是混合的,除感觉神经外，亦有运动神经纤维；3)背根上无神经节。在进化过程中，脊神经各组分分工日趋精细完善，能更精确和迅速地传递外界信息，完成反射活动。文昌鱼的脊神经具有上述原始特点，圆口类的背根与文昌鱼相同,但背根上已有

25、脊神经节，神经节内是双极神经元。鲨鱼背根有脊神经节，但背腹两根在发出处是交错的，并分别穿出椎管后再相互连接。其他的脊椎动物已具有典型脊神经的结构。硬骨鱼背根神经节内开始出现假单极细胞。在偶鳍和四肢着生部位，脊神经的腹支有一部分相互吻合形成神经丛，包括臂神经丛和腰荐神经丛，发出较粗大的神经到前肢和后肢。文昌鱼、圆口类无神经丛，鱼与有尾两栖类有极简单的丛，蛙以上的动物四肢强大，神经丛也相应发达，臂丛与腰荐丛明显；蛇的四肢退化，丛也消失，到了哺乳类，这些神经丛达到非常复杂的程度。3.4.2脑神经脑神经在无羊膜类是10对，羊膜类为12对。在羊膜类头骨的发育过程中，软颅后部有相当数目的椎骨生骨节加入，相

26、应的脊髓与脊神经也随之加入到延脑之中。这样，羊膜类最前端的脊神经进入头颅成为最后的两对脑神经。在水栖脊椎动物，第5、7、9、10对脑神经分别与颌弓、舌弓和鳃弓发生联系；在陆栖脊椎动物，随着鳃的消失和咽弓的改造,这4对脑神经也相应地起了变化，前3对(、)主要分布于头部器官，第X对主要分布于咽喉以下胸、腹部内脏。羊膜类新增加的第对是到咽喉及颈部的运动神经，第XII对是和舌肌相关的运动神经。第四章 结 论4.1 循环系统的演变呼吸系统由于呼吸媒介的改变而演变，相应的引起了循环系统结构的演变。心脏结构的演变是从圆口类和鱼类的一心房一心室，到两栖类和爬行类的二心房一心室，到鸟类和哺乳类的二心房二心室。动

27、脉圆锥由软骨鱼类和两栖类的完整到爬行类的退化。静脉窦由圆口类、鱼类和两栖类的完整到爬行类的趋于退化。这种退化的实质就是进化。血液循环的方式也随着心脏结构的演变而发生相应的变化。鱼类和无尾两栖类幼体这类用鳃呼吸的动物，其血液循环方式为单循环，进出心脏的血全为缺氧血。无尾两栖类成体和爬行类动物的血液循环方式为不完全双循环，其特点是心室的出现和不完全的分隔，因此，这类动物的心室和血管内的含氧血与缺氧血是相混合的，也叫混血双循环。鸟类和哺乳类动物的心脏结构完整，左右房室被间隔完全分隔开，含氧血与缺氧血不相混合，这种血液循环方式为完全双循环。4.2 神经系统的演变神经系统是由神经中枢和神经构成，是动物体

28、中结构最精细、功能最复杂的综合器官系统。神经中枢的演化过程是，从文昌鱼的无明显分化的泡状脑到圆口类出现脑的简单分化(一个嗅球、未分离的小脑和延脑)再到鱼类分化较完善的脑(分为大脑、间脑、中脑、小脑和延脑五部分)，但鱼类的大脑两个半球未完全分开，小脑较发达，软骨鱼在大脑背部出现分散的神经细胞,表明其比硬骨鱼的进步性。登陆后的两栖类动物，适应陆栖环境的复杂性的演变，大脑体积比鱼类增大，大脑两半球也完全分开。此后，爬行类和鸟类的大脑半球不断增大，其上出现了新脑皮并开始分化，小脑越来越发达。到了哺乳类，大脑半球的体积已经超过了整个脑的其它部分，新脑皮扩展到整个大脑半球的表面层，并形成褶皱(沟回)以扩大表面积，构成发达的大脑皮层。在脑的演化中，获得了统治的地位。哺乳类的小脑十分发达，是肢体的运动控制中枢。总的进化模式为从球状对称到两侧对称到不对称,开始头部化到大脑化直至人类的额叶。11脊椎动物系统的比较参考文献1 杨安峰,程红.脊椎动物比较解剖学.北京:北京大学出版社,1999, 7.2 Kent,G.C.ComparativeAnatomy of the Vertebrates. 6thed. TimesM irror/M osby.