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文档简介

1、生物发生律或称重演律:德国学者赫克尔提出生物发展史可分为两个相互密切联系的部分,即个体发育和系统发展,也就是个的发育历史和由同一起源所产生的生物群的发展历史。个体发育史是系统发展史的简单而迅速的重演。消化系统的进化主线:( 一 ) 原生动物只有胞内消化,可用伪足或胞口摄食,另外还可植食和腐食性;本门动物大多是单细胞动物,少数聚合群体也是相互独立的。 其消化, 排泄都是由细胞不同的部分完成。1. 大草履虫纤毛纲 水流中的食物经胞口在胞咽下端形成食物泡。食物泡按固定路线在虫体内流动时可在溶酶体的作用下消化成残渣由动物后部的胞肛排出。2 大变形虫肉足纲 食物由伪足包围以后通过吞噬作用形成食物泡,随内

2、质流动,与溶酶体作用,在食物泡内完成整个消化过程。 已消化的进入周围细胞质中被吸收,不能消化的留在后端经质膜排出体外。(二 ) 海绵动物仍然是胞内消化;本门动物最大的特征是具水沟系。水流中的食物颗粒(微小藻类,细菌及有机碎屑)附在领上,落入细胞质中形成食物泡,在领细胞内消化或将食物传给变形细胞消化。不能消化的食物残渣由变形细胞排到水流中。(三 )腔肠动物开始有了消化管;胞内和胞外消化;从本门动物开始出现了最原始的消化循环腔,这是一个由内外胚层所围成的腔,不仅具有消化功能,行细胞内外消化,还具有循环作用,因而得名。有口, 没有肛门,因此口有摄食和排渣的功能。1 水螅 水螅纲 有口,消化循环腔与触

3、手相通,食物入口进消化循环腔,腔内腺细胞分泌酶进行细胞外消化,且消化后的食物可储存在内胚层细胞或扩散到其他细胞。不能消化的残渣再经口排出体外。位于基部的反口孔具部分肛门生理功能。2 海葵 珊瑚纲 食物入口经口道沟入消化循环腔,腔内由宽窄不同的隔膜隔成小室。在隔膜游离的边缘有隔膜丝,到达消化循环腔底部的丝还可形成游离的毒丝,其富含刺细胞,能杀死食物。并且其上还有腺细胞,可分泌消化液,行细胞内,细胞外消化。此时隔膜上已有了肌肉。(四)扁形动物为胞外消化,但消化管是不完全的;本门动物有一体外开孔,既是口又是肛门。除了内胚层形成的盲管肠以外没有扩大的体腔。1 三角涡虫涡虫纲 口后有可伸出的咽,紧接着是

4、分三支的肠,每一支末端都是封闭的盲管.。无肛门,不能消化的食物仍由口排出。既可行细胞内消化又可行细胞外消化。2华枝睾吸虫 吸虫纲 口后有富肌肉的咽,用以吸吮食物。食物经食道到二肠支, 这两肠支沿虫体两侧直达后端,无肛门, 以细胞外消化为主。(五)原腔动物线形动物出现了完全的消化管,并且有了分化; 本门动物又称假体腔动物,它们都有原体腔,有发育完善的消化管,即有口,有肛门。消化管分前,中,后肠。前,后肠由外胚层内陷形成。前肠又分化为口,口腔。口腔内有齿,口针等。咽外有单细胞腺分泌消化酶行细胞外消化。后肠分直肠和肛门。而由内胚层发育来的中肠为消化吸收的主要部位。食物由口摄入在中肠内进行细胞 外消化

5、。不能消化的残渣由肛门排出。但寄生性线虫消化管较简单。(6) 环节动物门环节动物以后由于真体腔的出现,消化管更加复杂和分化,同时有了消化腺。本门动物是无脊椎动物的开始,体分节,出现次体腔。1环毛蚓寡毛纲 食物由口经肌肉质的咽进入食道和砂囔,咽可分泌粘液和蛋白酶。然后在腺体丰富的胃里被消化,最后进入肠。在肠背部还形成了盲道,可增大吸收面积,肠后端有一对盲肠可分泌消化酶,帮助消化,最后食物残渣由肛门排出。 2医蛭蛭纲 食物由口入咽经食道到达嗉囔,而嗉囊非常发达,两侧有十一对盲囊可储存食物,然后在胃肠内消化吸收,残渣由肛门排出。(7) 软体动物门齿舌是本门动物特有的器官,可辅助捕食,消化管发达。1无

6、齿蚌瓣鳃纲 食物由口经食道入胃,在胃周围有肝脏可分泌淀粉酶,且肠胃间有晶杆,可储存食物,也可以分泌酶对食物进行消化,然后经过直肠由出水管排出食物残渣。2 乌贼 头足纲 有发达肌肉质口球。除齿舌外还有鹦鹉颚,用以捕捉食物。而且胃盲囊增加了消化吸收面积,食物残渣也由肛门排出,此时的三大消化腺:唾液腺,肝脏和胰脏可分泌各种消化酶入胃助消化,并且后唾液腺还可以分泌毒素毒杀或麻醉猎物。(八)节肢动物门1 日本沼虾甲壳纲 口外由大,小颚等 各种口器,咀嚼食物,胃分研磨食物的贲门胃和过滤食物的幽门胃,中肠有肝管开口,其分泌的消化酶注入其中,不但有助于消化还为主要吸收部位,虽有一对盲肠,但不发达。2东亚飞蝗昆

7、虫纲 消化系统发达,腔肠分为口,咽,食道,嗉囔和砂囔。口内有舌,可咀嚼搅拌。中肠为胃,可吞咽食物。嗉囔可暂时保存食物,而砂囔则用以磨碎食物。胃是主要的消化吸收的地方,其上还有三对胃盲囊,食物残渣同样由肛门排出。(九) 棘皮动物门棘皮动物的胚孔发育为肛门,在胚孔的相对侧内外胚层相贴形成口,称为后口动物。1. 海盘车海星纲食物由口入食道经胃(包括贲门胃,幽门胃,幽门盲囊)入肠,残渣由肛门排出。伴随着动物从单细胞向多细胞的发展,消化系统越来越完善, 无论是取食还是消化机能都越来越强,各器官分工上越来越明显,对食物的利用率也越来越高。消化系统的进化直接关系着生物的进化水平,随着生物进化程度越来越复杂,

8、消化系统也经历了从简单到复杂,很多器官都经历了从无到有,从粗劣到完善的过程,是消化机能逐渐加强,各器官分工越来越明显。本文简单对各门动物消化系统进行总结,希望从中窥视消化系统进化的一些过程。1 消化的过程经历了从细胞内消化向细胞外消化的过渡.这样使捕食范围得以扩大,从原生动物门的有机小颗粒发展到了软体动物门的甲壳虫。其间伴随着腔肠动物门中有些动物胃内出现刺细胞,可猎杀活体动物,并且软体动物出现齿舌,甚至乌贼还出现鹦鹉喙,可锉食食物甚至是一些贝类,捕食性能越来越主动,捕食对象越来越丰富。捕食对象的丰富又进一步促使了消化系统的进化。2肠的进化也经历了从无到有,从简到繁的过程。原生动物如草履虫中的食

9、物泡只是按一定的路线在体内运输,在腔肠动物中虽然出现了消化循环腔,但还是没有肠,只有到了扁形动物门才出现了原始的肠,它不仅扩大了消化吸收的面积而且进一步进化出现了盲肠,嗉囔等储存食物的器官。从原腔动物开始,管中套管的形式将食物和残渣第一次分开,且在以后所有高等动物的进化过程中这种套管形式都保存。这样的消化更完善,与胃循环相比是个飞跃的进步。3消化腺经历了由原始的溶酶体到后来各种腺体的进化过程。从原生动物的溶酶体到腔肠动物及线性动物单个的腺细胞,再进化到环节动物的多细胞咽腺及软体动物的肝胰脏,各门动物消化腺的进化很明显的体现了生物进化过程中向多样化,专一化进化的特点。同时它与细胞外消化互相补充使

10、之更趋于完善化。4肛门的进化从无到有,趋于完善。从线形动物开始,肛门才在真正意义上出现,它第一次将食物与残渣分开使生物体对食物的利用更加充分,同时也有利于减轻口的负担, 促使了口的再进化,其后出现了齿牙及大小颚等各种咀嚼及取食器官,使消化系统真正的完善。呼吸系统的进化主线:呼吸系统动物体在新陈代谢过程中要不断消耗氧气,产生二氧化碳。 机体与外界环境进行气体交换的过程称为呼吸。气体交换地有两处,一是外界与呼吸器官如肺、腮的气体交换,成肺呼吸或腮呼吸(或外呼吸)。另一处由血液和组织液与机体组织、细胞之间进行气体交换(内呼吸)1、原生动物、海绵动物、腔肠动物都没有呼吸和排泄系统,呼吸作用通过体表完成

11、的;海绵动物没有专门的呼吸器官,所有细胞均靠水沟系统的水流直接带来氧并带走二氧化碳。腔肠动物没有专门的呼吸器官,借体壁和溶于水中的氧进行气体交换2、 扁形动物和线形动物也无呼吸系统,呼吸是靠体表借渗透作用从水中获得氧,并将二氧化碳排到水中,寄生种类为厌氧呼吸.对于这些个体较小、结构较原始、代谢的水平较低的动物而言,其扩散距离短,相对表面积大,通过扩散能满足气体的需要。3、环节动物的呼吸可通过体表和疣足进行;例:蚯蚓通过皮肤进行呼吸,通过分泌黏液保持皮肤长久湿润.一旦氧通过扩散作用进入皮肤会被带至体内各部位器官4、软体动物的呼吸通过体壁突起的鳃和外套膜进行;进步意义:鳃是水生动物的最有效的呼吸器

12、官,它可以扩大呼吸表面,鳃丝中的微血管血流动和水流方向相反。这种逆向流动有利于气体交换。简介:1.水中生活的软体动物,都具有由外套腔内壁皮肤伸张而成的鳃,称为栉鳃。原始种类的栉鳃左右成对,位于外套腔中,每鳃具有一条由肌肉、漏斗及活瓣的协调活动,使新鲜的水不断流过鳃。2.陆生种类无鳃,而且以外套膜形成的肺进行呼吸5、 节肢动物的呼吸器官包括鳃(虾)、书鳃(鲎)、 书肺(蜘蛛)、气管 (昆虫 )、气管鳃 (幼虫)以及体表;1.气管开口于体表的可关闭的气门,往体内不断细分,不经过循环系统直接将氧气运输到细胞的线粒体旁边,非常有效的一套呼吸系统。2.书肺也叫“肺囊 ”,蜘蛛,蝎一类动物特有的呼吸器官。

13、在蜘蛛腹部前方两侧,有一对或多对囊状结构,叫气室,气室中有15 20 个薄片,由体壁褶皱重叠而成,像书的书页,因而叫“书肺 ”。当血液流过书肺时,与这里的空气进行气体交换,吸收氧气,同时排出二氧化碳、完成呼吸过程。6、 棘皮动物的呼吸是通过管足和皮鳃完成。例: 海胆口附近有鳃,海星的管足和皮鳃有呼吸作用。海参体内的呼吸树充满水,这些水是由肛门进入排泄腔,当排泄腔收缩时将海水压入呼吸树,经管进行气体交换。低等无脊椎动物:从原生到环节,无专门呼吸器官,常以体表通过渗透作用进行气体交换.高等无脊椎动物:水生种类用鳃、书鳃呼吸;陆生种类用气管、书肺呼吸。由体表呼吸到呼吸器官的发生呼吸器官由体表体内,减

14、少了受损伤的可能性。呼吸器官结构逐渐复杂,呼吸面积逐渐增大呼吸辅助结构逐渐完善化,提高了气体交换率呼吸调节机制逐渐发展排泄系统的进化主线:1 、原生动物、海绵动物、腔肠动物的排泄活动也是借体表完成的;原生动物还可通过伸缩泡进行排泄;2、 扁形动物和线形动物的排泄系统为外胚层内陷形成的原肾;扁形动物的排泄系统是焰细胞,线形动物则是原肾管;3、 环节动物的排泄系统是由外胚层和中胚层共同组成的混合型的后肾;4、软体动物的排泄系统是中胚层的后肾;5、节肢动物排泄系统有两类,一是体腔管演化而来的肾管,一是马氏管;6、棘皮动物的排泄是通过管足和皮鳃完成。许多栖于湖泊和海洋的原生动物以及某些海绵动物具有功能

15、上作为排泄器官的伸缩泡。在原生动物肉足纲、鞭毛纲和纤毛纲几乎都有伸缩泡构造,但在寄生的肉足虫、鞭毛虫及海洋自由生活种类中缺少。海绵动物的领细胞中具有伸缩泡。腔肠动物没有特别的排泄器官,直接由体壁外胚层细胞排泄到水中,或由内胚层细胞排入消化循环腔中。1)原肾管的特点:外胚层内陷形成一端开口盲管细胞内管2)原肾管的结构:焰细胞:帽细胞、管细胞纤毛不断扑动,产生负压驱动体内废液从小孔滤过进入原肾管原肾管由动物体外胚层陷入体内形成,是扁形动物、线虫动物的主要排泄器官。在线虫门中有一些较高等的类群,如寄生生活的蛔虫等,原肾型的排泄系统特化为侧管式,因为其形状为“H”形,也称 H 型系统 。从环节动物门开

16、始,动物体具备了真正的体腔,它们的排泄器官也进入了后肾管型的时代。后肾管的特点:系来源外胚层两端开口:一端在动物体体腔壁,另一端开口于体表管是由一层体腔上皮所围成的软体动物有结构相当复杂的肾,其上半部分呈海绵状,富含血管;而后半部构成排泄管。以蟹为代表的甲壳动物具有触角绿腺,是位于头部的肾小囊,浸泡在血淋巴液中。由于后肾管开始从血液中接受排泄物,使进入管内的体腔液代谢废物浓度大大升高,加之重吸收作用的出现,肾管中的液体与体腔液很不相同,就此可称为尿。在较高级的类群中,后肾管的不同位段还分化出不同功能,有可能为器官分化的雏形。马氏管是蛛形纲、多足纲和昆虫纲的排泄器官。棘皮动物海星纲的肠盲囊也有排

17、泄作用。除以上所述的四大类排泄器官外,无脊椎动物还具有形式多样的辅助排泄机制,如涡虫纲无肠目的中央吞咽细胞团,环节动物的黄色细胞等。 但它们并非在排泄器官发展进化的主线上,在生理上也仅为辅助作用。循环系统的进化主线:环节动物之前的各门类没有专门的循环系统;原生动物中的细胞质流动起到循环的作用;1 、 海绵动物、腔肠动物和扁形动物通过消化循环腔起着循环的作用;2、线形动物的原体腔也有输送养料的功能;3、真体腔的出现产生了血管,环节动物开始有了真正的循环系统;除环节动物中的大部分为闭管系统外,其他的高等无脊椎动物的循环系统均为开管式。总述:1 、单细胞动物直接从外界摄取生命所需的氧气、营养物质、并

18、直接向外界排出代谢废物。原生动物和简单多细胞动物中的细胞仍然直接与周围环境进行物质交换。随着较大型复杂动物的产生和进化, 进行物质交换的细胞与外界距离增大,需要一个运载系统的帮助。循环系统就是动物运载系统,它将呼吸器官得到的氧气、消化器官获取的营养物质、内分泌腺分泌的激素等运送道身体各组织细胞,又将身体各组织细胞代谢产物运送到具有排泄功能的器官排出体外。此外,循环系统还维持机体内环境的稳定、免疫和体温的恒定。循环系统分为心血管系统和淋巴系统。2、海绵动物、腔肠动物和扁形动物没有专门的循环系统,通过消化循环腔起着循环的作用最早出现 “循环系统 ”的是三胚层无体腔的纽形动物。纽形动物没有体腔,体壁

19、内充满了实质。虽然出现了“循环系统 ”,但是血管实际上是实质中围有一层薄膜的空隙,没有心脏。血管中液体的流动方向不确定。 可以看出纽形动物的与具有发达真实体腔动物的循环系统是完全 不同的。3、纽虫的循环系统是 “闭管式 ”的,通常包括背血管和两侧血管,这三条血管前后都是相连的,它们又分枝构成“微血管 ”网。血液只在血管内流动,除少数种类有血红素外,一般纽虫的血液是无色的,借体表与周围的水交换气体。血液流动的动力依赖于身体的运动。软体动物循环系统是开管式循环,但头足类为闭管式循环。开管式循环系统血流阻力大,循环效率低。闭管式循环系统效率高可以满足快速运动的需要4、真体腔的出现产生了血管,环节动物

20、开始有了真正的循环系统进化意义:闭管式循环系统与开管式循环系统相比可以更有效,迅速的完成营养物质和代谢产物的输送.环节动物血液里有呼吸色素可以更有效地输送氧如蚯蚓循环系统是闭管式的,血液是按一定方向流动。蚯蚓的血管主要有三条。 背血管位于消化管的背面正中,血流方向从后向前。 腹血管位于消化管的腹面正中,血流方向从前向后。 神经下血管位于腹神经索的下面,血流方向从前往后。由于节肢动物是一种混合体腔,他们的循环系统全部是“开放式 ”的。节肢动物的循环系统无论简单还是比较复杂,他们的血液与淋巴合在一起称为血淋巴,并且都有相当部分是再混合中流动。即内脏浸浴在血淋巴之中。大多数昆虫的循环系统不需要运输氧

21、气,如果用开管式则血压太大,附肢折断时易大出血棘皮动物的循环系统比较特殊,具有各自独立的血系统和包在血系统之外的围血系统血系统包括一套与血管系统相应的管道。管道中有液体,背囊有搏动能力。 围血系统是体腔的一部分,形成围绕在血系统之外的一套窦隙低等无脊椎动物无循环系统初级循环系统开始出现随着次生体腔的形成,出现了真正的循环器官开管式循环器官:具有“心脏 ”和不完整的血管系统。血流阻力大,循环效率低,血压很低闭管式循环器官:具有心脏和完整的血管系统。血流速度快,循环效率高。神经系统的进化主线:1 、原生动物没有神经系统,只有纤毛虫有纤维系统联系,起着感觉传递的作用;原生动物门纤毛纲中的草履虫,每一

22、根纤毛是由位于表膜下的一个基体发出来得,每个基体发出一细纤维,向后伸展一段距离与同排的纤毛小根联系起来,成为一束纵行纤维,各种小纤维连接成网状,它们有传导冲动和协调纤毛的活动的功能。海绵动物也无神经系统,借原生质来传递刺激;神经元之间没有真正的突触性联系,也没有接受感觉和支配运动的技能。具有两种类型的神经元这与海绵动物营固着生活有密切关系靠中胶层中的芒状细胞传递2、 腔肠动物的神经系统为网状;是动物界中最简单最原始的神经系统 。神经细胞之间一般以突触相连接,也有非突触的连接。神经细胞与内、外胚层的感觉细胞、皮肌细胞相连接。感觉细胞与皮肌细胞形成神经肌肉体系。腔肠动物没有神经中枢,其神经系统为扩

23、散神经系统 腔肠动物突触大多是电突触,但也有化学突触,因而神经冲动在神经网上的传导大多是多方向的,单方向传导是很少的。只要身体某部受到刺激很强,就能引起全身的反应3、扁形动物和线形动物的神经系统为梯形;在无脊椎动物中,随着体型从辐射对称到两侧对称的进化,神经系统也是逐步集中而成两侧对称的神经系统。促进了神经系统和感觉器官向体前端集中,逐渐形成了头部。出现了“脑” ,从“脑”向后发出若干纵神经索,在纵神经索之间有横神经相连,形成了梯式神经系统。脑只是一个传送信息的中转站。感受器接受的刺激要经过脑传入神经索,再到全身各处。脑没有明显的分析、协调的作用,还不算是神经系统的主导部分。许多神经细胞体聚集

24、在一起形成神经节是神经系统进化过程中一个重要的进步神经节在腔肠动物中已有发现,在更高水平的动物中普遍存在。神经节中神经细胞体之间通过轴突的侧支形成多方面的联系4、 环节动物和节肢动物的神经系统为链式;环节动物和节肢动物等的神经系统称为链状。其特点是,神经细胞集中成神经节,神经纤维聚集成束而成神经。环节动物,如蚯蚓的每一体节腹面有一神经节,前后神经节以纵走神经相连,形成链状的腹神经索。腹神经索在身体前端终止于两叶形的食管下神经节。从食管下神经节分出两支神经,分别沿消化管的两侧走向背面,连到另一对神经节,即脑或称食管上神经节。在脑和各神经节中,神经细胞体集中于神经节的周围,神经节的中央是神经纤维。

25、在有体节的无脊椎动物中,每一体节都有一个神经节。 每个神经节既管本体节的反射机能,也与邻近几节的反射活动有关。 一系列的神经节通过神经纤维联系在一起形成神经索。环节动物和节肢动物都有腹神经索5、软体动物的神经系统为4 对神经节和神经索组成;头足类的神经系统是无脊椎动物中最高级的;6、棘皮动物的神经系统有3 套。分为下、外和内系统。在演化阶段上地位越高的动物,其神经系统的发达和复杂程度越高。感觉器官和神经组织向头部集中。两侧对称的身体导致对称的神经、肌肉、感 觉器官的形成。神经节的形成。大量的神经节向身体前部集中,形成 脑。感觉器官原生动物:感觉胞器为眼点或鞭毛或纤毛等腔肠动物:感觉细胞和触手扁

26、形动物:眼环节动物:眼和疣足软体动物:眼和触手(角 )节肢动物:复眼并列像眼重叠像眼生殖系统和生殖1、原生动物:无生殖系统,多数营无性生殖;有性生殖配子(孢子纲、团藻)或接合生殖(草履虫);2、海绵动物:无生殖腺,生殖细胞分散在中胶层;无性生殖为出芽和形成芽球;3、腔肠动物:的生殖腺由外胚层或内胚层产生;无性生殖为出芽生殖和二裂生殖,并有世代交替现象;4、扁形动物:生殖腺来源于中胚层,而且有了生殖导管和附属腺,多数为雌雄同体;5、线形动物:出现了雌雄异体,且异形;6、环节动物以后:所有生殖腺均是由体腔上皮产生,一般由体腔管通于外界。发育除原生动物外,后生动物中卵生的无脊椎动物,一般分为胚胎发育

27、和胚后发育;卵裂方式有:头足类、蝎目为盘裂;多数节肢动物为表裂;扁形动物、环节动物、软体动物的卵裂为螺旋式卵裂;多孔动物、腔肠动物、毛颚动物、棘皮动物等以辐射卵裂为主;其他动物均为全裂;原口动物有:扁形动物、环节动物、软体动物、节肢动物。多以端细胞法形成中胚层;后口动物有:棘皮动物、须腕动物、毛颚动物、半索动物门的动物,多以肠体腔法形成中胚层;间接发育的不同类群,各有不同的幼虫期:海绵动物(两囊幼虫)、腔肠动物(浮浪幼虫)、扁形动物(牟勒氏幼虫)、环节动物、软体动物的头、腹足类(担轮幼虫)、软体动物的海产种类(面盘幼虫)、河蚌 (钩介幼虫)、 节肢动物甲壳类(无节幼虫)、 棘皮动物 (羽腕幼虫

28、)、半索动物(柱头幼虫)、昆虫(多种幼虫)。体表和骨骼( 1)体表原生动物:只有细胞膜有细胞外的壳腔肠动物:皮肌细胞扁形动物:皮肌囊外有纤毛线形动物和环节动物:体表有角质层 软体动物:体外有壳节肢动物:体外的几丁质( 2)骨骼肉足虫:内骨骼海绵动物:骨针珊瑚:骨骼扁形动物、线形动物和环节动物:流体静力骨骼软体动物(头足):外套膜、贝壳、海螵蛸等节肢动物:外骨骼棘皮动物:骨骼体制和分节( 1)体制原生动物(阿米巴):无对称(太阳虫):球形辐射对称腔肠动物:辐射对称或两辐射对称扁形动物起:两侧对称棘皮动物:五辐射对称次生性两侧对称意义:腔肠动物是辐射对称体制,从扁形动物开始,获得了两侧对称的体制,

29、这一点在进化上有重大的意义。凡是两侧对称的动物,身体都巳有了明显的背、腹,前、后和左、右之分,体制的分化与相应的机能的分化有密切的关系,如背司保护,腹司运动等,这些分化使动物体得以向前爬行、摄食与交配,使神经系统和感觉器官逐渐向前端集中,动物体的如此分化使动物对外界环境的反应更迅速,更准确,而行动也就更敏捷。两侧对称是动物由水中漂浮生活进入水底爬行的结果,水底爬行又可以进化到陆上爬行,因此两侧对称体制是动物由水生到陆生的基本条件之一。( 2)分节线虫动物:同律分节环节动物:同律分节软体动物:异律分节(头、足、内脏团)节肢动物:异律分节(头、胸、腹)身体分节的意义:环节动物身体由许多形态相似的体

30、节构成,称为分节现象。这是无脊椎动物在进化过程中的一个重要标志。体节与体节间以体内的隔膜相分隔,体表相应地形成节间沟,为体节的分界。同时内部器官如循环、排泄、 神经等也表现出按体节重复排列的现象,这对促进动物体的新陈代谢,增强对环境的适应能力,有着重大的意义。分节不仅是增强运动功能,也是生理分工的开始。如体节再进一步分化, 个体节的形态结构发生明显的差别,身体不同部分的体节完成不同的功能,内脏团也集中于一定的体节,就从同律分节发展成异律分节,致使动物向更高级发展,逐渐分化出头、胸、腹各部分有了可能。 因此分节现象是动物发展的基础,在系统演化中有着重要的意义。肌肉和运动原生动物:鞭毛、肉足、纤毛

31、海绵动物:肌丝、肌细胞腔肠动物:皮肌细胞扁形动物:皮肤肌肉囊线虫动物:皮肌囊环节动物:疣足和刚毛软体动物:足节肢动物:附肢棘皮动物:管足胚层和体腔( 1)胚层原生动物:单细胞、单层细胞海绵动物:胚层逆转腔肠动物:双胚层扁形动物:三胚层中胚层的出现的意义:从扁形动物开始出现了中胚层,中胚层的产生,减少了外胚层和内胚层的负担,引起了一系列的组织、器官、系统的分化。在表皮(外胚层)以内的中胚层形成了肌肉,增强了动物运动的机能,加上两侧对称的体制,感觉器官的逐渐发展,使动物可以更快和更有效地去摄取更多的食物,从而促使整个新陈代谢都随之加强,消化系统发达,排泄系统逐渐形成,同时由于运动增强,动 物的反应

32、也随之增快,反过来又促进了神经系统和感觉器官更趋发展, 并向前端集中,此外,中胚层所形成的实质(柔软结缔组织)有储藏水分和养料的功能,动物得以耐干旱和饥饿。因此中胚层的出 现,也是动物由水生进化到陆生的又一基本条件。( 2)体腔扁形动物:无体腔线虫动物:假体腔环节动物:真体腔次生(真 )体腔形成的生物学意义: 次生体腔的形成,使中胚层的肌肉组织参与了消化道和体壁的构成,并使消化道和体壁的运动加强,同时又由于有了很大的空腔,使体壁的运动与肠壁的运动分开,这就大大加强了动物的运动和消化摄食的能力,对动物的循环、排泄、生殖等系统也有很大的促进作用。次生体腔内还充满了体腔液,在每个体节间的隔膜又有孔相

33、通,因此次生体腔内的体腔液又可与循环系统共同完成体内运输的作用,并使动物体保持一定的体态,因此次生体腔的形成,在动物进化上有重大的意义。(九)脊椎动物消化系统的比较消化系统的主要机能是获取食物并从中摄取营养物质。脊椎动物在由水上陆的过程中,环境刺激因子大量增加,为了适应陆上的复杂环境,动物体的运动总量、速度、范围、方式以及新陈代谢率都有了大幅度的提高,因而对食物的需求量也相应增加,促进了消化系统的进化。消化系统的结构包括消化道和消化腺两部分,皆是由胚胎期原肠( archenteron ) 及其突出分化形成。其进化方式表现在以下4个方面:一由被动取食变为主动取食水生种类如文昌鱼以及圆四类幼体为过

34、滤取食,食物颗粒顺水流进入口腔而到达咽部,属于被动取食;随着上下颌的出现以及体壁运动肌肉的加强,出现了主动捕食。一些种类如鲨鱼采用了咬一撕一吞的取食方式, 硬骨鱼如金鱼等则采取在接近食物后,张开上下颌吸进食物的方式;至于在陆上,两栖类、某些有鳞爬行类、某些鸟类运用长而有粘性的舌来取食;大多数鸟类运用喙部主动取食;哺乳类的上下颌灵活而坚固,牙齿分化程度高,它们的取食方式一般为咬住一撕裂一咀嚼。二消化机制的进化( 1)物理性消化的出现1. 舌的进化文昌鱼无舌。无颌类有舌,适应于半寄生生活,它的舌象唧筒中的活塞,以舌端的角质齿锉破鱼的皮肤而吸食其肉。鱼类有舌,可以稍作前后挪动用以帮助吞食,但没有舌内

35、肌,不能做局部动作。无尾两栖类以上,舌有舌内肌,能自由伸缩。爬行类中有鳞类的舌活动性更大,如蛇和一些蜥蜴的舌可以伸出很远。鸟类的舌硬,表面被覆角化的上皮。哺乳动物有发达的肌肉质的舌,比其他各织动物的舌更能自由活动,与摄食、 咀嚼时搅拌食物及吞咽等物理性消化动作有密切关系,且舌上还具有味觉感受器,称味蕾。2. 牙齿的进化牙齿是伴随着颌的出现而产生的。牙齿最初的机能只是捕捉及咬住食物,进化至哺乳类,才具有切割、刺穿、撕裂和研磨等多种机能。a. 文昌鱼没有牙齿,无颌类只有表皮的角质齿。脊椎动物的牙齿与软骨鱼类的盾鳞同源,全是外胚层和中胚层共同形成。牙齿依形状的相 同或相异可分为同型齿和异型齿。b.

36、软骨鱼类如鲨鱼的牙齿在进化上是颌边的盾鳞加大弯向口内线而成。 软骨鱼的牙齿不是直接着生在颌软骨上,而是通过结缔组织相连。一般是同型多出齿。硬骨鱼类一般是同型多出的端生齿,直接着生在硬骨上。着生部位广泛,除上下颌骨可能着生外,在腰骨、犁骨、翼骨甚至鳃弓上也可能生有齿,如鲤形目鱼类在第5对鳃弓上有咽齿1 3列。咽齿和基枕骨腹面的角质垫相研磨,可以压碎食物。c. 两栖类和硬骨鱼一样,牙齿是同型多出的端生齿,着生部位除上下颌骨外,常着生于犁骨、跨骨,甚至到蝶骨上。蟾蜍口腔内无牙齿,青蛙上颌具有一排细齿,另有犁骨齿。d. 爬行类牙齿依着生位置的不同分为3种类型:1) 端生齿着生在颌骨的项面,如蛇;2)侧

37、生齿着生在颌骨边缘的内侧,如蜥蜴;3)槽生齿着生在颌骨的齿槽内,如鳄。其中,以槽生齿最为牢固,对食物的咬捕能力加强。绝大多数爬行类的牙齿均呈一致的圆锥形,属于同型齿, 这类牙齿的机能只是咬捕食物;而鳄类的牙齿已出现了大小不同的差别。e. 现存的鸟类团适应空中飞翔生活而牙齿退化。f. 哺乳类的牙齿与其动物体的机能和结构密切相关。其特点如下:1)是再生齿,即一生仅换一次齿,乳齿脱换后生出恒齿;2)是糟生齿,每一齿皆着生在单独齿槽内;3)是异型齿,哺乳类的牙齿由于在切咬、咀嚼上的分工,牙齿分化为门齿、犬齿、前臼齿和臼齿。门齿为切断食物之用,犬齿为刺穿食物之用,前臼齿和臼齿研磨食物之用,于是加强了口腔

38、的物理性消化。3. 嚼肌的进化陆生脊脊椎动物管理颌弓的肌肉进一步进化,除张口、闭口等功能外,还有咀嚼的功能。如咬肌、翼肌和领肌等。哺乳类头部的咀嚼肌更为强大,与其异型齿相配合,共同完成对食物的切断、刺穿和研磨作用。( 2)化学性消化的出现1 口腔腺无颌类有特殊的口腔腺,其分泌物可以使寄主血流不止。鱼类还没有口腔腺。两栖类开始有口腔腺,即颌间腺。爬行类的口腔腺发达,包括唇腺、腭腺、舌腺和舌下腺,其分泌物帮助湿润食物,也作粘捕食物之用;毒蛇的毒腺是变态的口腔腺。食谷的鸟类口腔腺发达,分泌粘液性但不含消化酶的唾液,仅起滑润食物的作用。哺乳类的口腔腺发达,包括耳下腺、颌下腺及舌下腺(兔另有眶下腺),其

39、分泌的唾液内有消化酶,在口腔中已经开始了化学性消化。2 胰脏的进化文昌鱼和无颌类没有独立的胰脏,但文昌鱼肠管前部在通入肛盲囊处的壁上有些细胞显示出胰细胞的特征;七鳃鳗也有胰细胞集聚成为极小的腺体包围胆管开口处肠壁的周围。软骨鱼类已开始有独立的胰脏。胰脏分泌的胰液中含有许多消化酶,参与食物的化学性消化。3 肝脏的进化消化腺中最大的腺体是肝。文昌鱼的肝盲囊相当于脊椎动物胚胎的肝芽。自无颌类已有独立的肝脏,硬骨鱼中的某些种类肝和胰合成肝胰脏,呈弥散状分布,其他各纲脊椎动物皆有肝脏,缺少变化。肝脏保证脊椎动物对食物进行化学性消化的基本需求。(3) 消化道的分化1 咽咽是原肠前面的部分,成体咽部是食物入

40、道与呼吸介质入鳃或肺的共同通路。在鱼类,水与食物共同入口,到咽部水由鳃裂流出,同时在鳃部进行气体交换,食物则入食道。自两栖类内鼻孔出现,于是空气由鼻孔经口腔入肺,食物由口经口腔入食道,彼此在口腔交叉后前行。两栖类的口腔和咽无分界,称之为口咽腔。爬行类口腔和咽有明显的分界。哺乳类的内鼻孔后移,硬腹之后延伸出软腰,由鼻孔吸入的空气不经口腔而直接经咽部入喉门。空气通路和食物通路在咽部形成咽交叉,这样当口腔内充满食物时也能进行正常呼吸,呼吸和进食的效率都得到了提高。2 食道与胃文昌鱼和无颌类尚无食道和胃的分化。鱼类开始出现胃,这与其出现了上下颌,能摄取大型食物相关。自爬行类以上,随着颈部的延长,相应的

41、有很长的食道。某些鸟类的食道在中部扩大形成嗉囊,为临时储存和软化食物之用。低等脊椎动物的胃常为一直管,多数脊椎动物的胃呈“J ”或“U”字形的明显膨大,以贲门与食道相连,以幽门和十二指肠相连。鸟类的胃有腺胃和砂囊(肌胃)的分化,腺胃壁较厚,含有大量的能分泌消化液的腺体,肌胃有很厚的肌肉壁,内壁有一角质膜,是研磨食物的地方。 大多数哺乳动物的胃属于单室胃,食草动物中的反刍类具有多室胃。3 肠肠在进化过程中一方面是增加分化程度,一方面是增加消化吸收面积。肠的分化程度与动物的进化水平有关,也与食性密切联系。文昌鱼、 无颌类、 鱼类的肠尚无明显分化,两栖类有小肠和大肠的分化,但大肠很短。爬行类在小肠和

42、大肠间第一次出现了盲肠。鸟类有一对盲肠,在草食性和某些杂食性的鸟类身上,盲肠非常发达。哺乳类的小肠分化为十二指肠、空肠和回肠,大肠分化为盲肠、结肠和直肠。草食性兽类的盲肠发达,在其中进行着微生物消化。为适应运动量的增加以及新陈代谢率的提高,在增加肠的消化吸收面积方面进化出多种方式:a)七鳃鳗沿肠管有螺旋状的初膜精伸入肠腔内,称盲道。b)依靠螺旋瓣来增加肠的面积是较古老的一种方式,如鲨鱼、银鲛、非洲肺鱼、鲟鱼等。c)硬骨鱼的某些种类(如护鱼)具有幽门盲囊。d)多数脊椎动物尤其是植食性种类靠增加肠的长度来增加面积,此外, 小肠粘膜向管腔突起形成皱褶和绒毛,可使吸收面积增加600倍。(十)脊椎动物脊

43、椎的比较脊椎身体背部中央的脊梁骨,由多节的脊椎骨连接组成,成为支持身体的中轴和保护脊髓的器官。脊索是脊柱的原始结构,在胚胎发育和系统发育中均如此。脊索动物门的动物在早期发育阶段都具有脊索,但只有低等脊索动物才终生保留。脊椎动物 (脊索动物门中的一个亚门)只在胚胎时期有脊索,以后即由脊椎骨连接而成的脊柱所代替。脊椎骨 典型脊椎骨的中央部分是椎体,椎体背面是椎弓,椎体和椎弓之间的大孔,叫椎孔。 各椎骨的椎孔相连形成椎管,内容脊髓。椎体的腹面有脉弓,各椎骨的脉弓相连形成脉管,内有血管。椎弓与脉弓都有延伸的棘,分别称为椎棘和血管棘。鱼的尾椎就有这种结构。在躯干部有体腔和肋骨,无脉弓,椎体以横突与肋骨相

44、连。鱼类、有尾两栖类的尾椎都有脉弓,爬行纲、鸟纲和哺乳纲动物的脉弓一般已消失,有些还保留着,叫人字骨。陆生脊椎动物,除以上各部外,脊椎骨还有以下几种突起:自椎弓向前伸出一对前关节突,向后伸出一对后关节突,向两侧与椎体连结处伸出一对横突。前关节突的关节面朝上或朝内,后关节突的关节面向下或向外,两者形成关节。椎体的类型顺次排列的脊椎骨是以椎体的两端相互关节衔接的,根据椎体两端的形状,椎体可分为以下5 种类型: 1 、双凹型椎体 椎体前后端有凹陷,椎体间保存着退化的脊索,并呈细线状穿过椎体。鱼类、有尾两栖动物和少数古老的爬行动物(如楔齿蜥)的椎体属于这一类型。椎体间的关节活动范围较小,所以缺乏局部的

45、运动。 2 、前凹型椎体椎体前端凹入,后端凸出,两椎体间的关节比较灵活,脊索虽然仍残留一部,但不成为连续的索状。多数无尾两栖动物、多数爬行动物属于这一类型。3 、后凹型椎体椎体前端凸出而后端凹入,椎体相接形成活动关节。两栖动物( 多数蝾螈及无尾类的一部分) 及少数爬行动物属于此类型。4 、马鞍型或复凹型椎体 椎体两端成横放的马鞍形,椎间关节活动范围很大,脊索已不存在。鸟类颈椎属于此型。鸟头可转动180° , 能用喙啄尾脂腺,将尾脂腺所分泌的油脂涂在羽毛上,就是因为有这种马鞍型椎体的关系。 5 、双平型椎体椎体前后两端扁平,椎体之间垫以纤维软骨的椎间盘以减少活动时的摩擦。哺乳动物的椎体

46、属此类型。各类脊椎动物脊柱的比较脊椎动物在进化过程中,脊柱的演变一方面是增加其坚固性,另一方面是增加其灵活性。低等脊椎动物的脊柱分化少,如鱼类的脊柱只包括躯椎和尾椎两部。陆生脊椎动物的脊柱, 由于生活环境变化很大,运动和支持身体的情况显然与水生动物不同。 执行不同功能的脊柱。就出现了适应陆地生活在形态上的显著分化,脊柱逐渐分化为5 区:颈椎、胸椎、腰椎、荐椎和尾椎。1、圆口纲脊索终生保留,外包以厚的脊索鞘,在脊索背面每一体节内有两对小软骨弓片,相当于椎弓的始基,它们虽然不起任何的支持作用,但这些弓片代表着原始脊柱的萌芽。而在脊索则全长一致,没有任何分化。2、软骨鱼纲和硬骨鱼纲适应水中生活,脊柱

47、分化少,仅分为躯椎及尾椎, 两者的差别在于尾椎有脉弓, 躯椎有肋骨相连。在不同鱼类中, 可以看到脊柱逐渐代替脊索的过程,反映出在系统发生中脊柱的不同发展阶段。鲟(软骨硬鳞鱼类)的脊柱已较圆口类进步, 除椎弓外 , 还形成了血管(脉)弓,但缺少椎体。脊索终生存在,仍为支持身体的主要结构。鲨鱼(软骨鱼类)的脊柱虽仍为软骨,但已是完整椎骨的结构, 椎弓与血管弓之外, 椎体已经形成,脊索已退化,仅残留于椎体之间。硬骨鱼的脊柱已完全骨化,形成强有力的支柱,在椎体及椎弓上开始有关节突和横突等突起。3、两栖纲脊柱分化为颈椎、躯椎、荐椎和尾椎。比鱼类多了颈椎和荐椎的分化,鱼类无颈椎,头部不能转动,两栖动物颈椎

48、的分化使头部稍能转动,但还只有一块颈椎,是过渡阶段。上陆的两栖动物四肢需承受体重,与此相关,脊柱上有荐椎的分化,但还只有一块。鱼类偶鳍不承受体重,腰带不与脊柱相接,脊柱也没有荐椎的分化。在早期的两栖动物化石中,腰带也有不连于脊柱者, 因此没有荐椎的分化。由此可见,荐椎的分化, 是由于腰带与脊柱直接相连,后肢对身体载重的直接后果。4、 爬行纲具相当完全适应陆地生活的结构。脊柱分化为颈、胸、腰、荐及尾5 个区域。颈椎数目比两栖动物较多(蜥蜴8 块) ,最前两块颈椎又分化为寰椎和枢椎,寰椎失去自身的椎体,与枢椎相合成为齿突,寰椎能与头骨一起在枢椎的齿突上转动,从而使头部能仰俯及左右转动,使头部的感觉

49、器官得到更充分的利用。胸椎极其明显,与肋骨、胸骨相连成为胸廓,胸廓除有保护内脏的功能外,还和肺呼吸有关。荐椎的数目也加多,最少是两块,有宽阔的横突与腰带相连,后肢承受体重的能力比两栖动物有所增强。5、鸟纲脊柱的分区与爬行动物相同,但由于适应飞翔生活变异较大。颈长, 颈椎数目大大增多(鸡13 14 块, 天鹅多达25 块) ,椎体呈马鞍形,使颈部转动极为灵活。猫头鹰头部的转动范围可达270°。综荐骨是鸟类特有的结构,它是由最后一个胸椎,全部腰椎和荐椎连同前面几个尾椎愈合形成的。综荐骨再与腰带骨相愈合, 形成很坚固的腰荐部。现代鸟类的尾椎数目减少, 最后几块尾椎愈合成一块尾综骨,扇形的尾羽即着生在此骨上。6、 哺乳纲颈椎总是7 块 , 这是哺乳动物特征之一。长颈鹿与鲸的颈长短相差虽很悬殊,但颈椎的数目却相同,只是每块椎骨的长短不同。水生哺乳动物颈椎相接很紧。有的甚至愈合成为1 块,反映在水中生活头部少活动的特点。地下穴居的种类(如鼹鼠)颈椎很短。 跳鼠颈椎变短并有愈合的现象,这样可防止在跳跃时头部剧烈的

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