第十五章__脊索动物门

1、第十五章第十五章 脊索动物门（脊索动物门（ChordataChordata）第十五章 脊索动物门 掌握：掌握： 掌握掌握脊索动物门三大主要特征。脊索动物门三大主要特征。 脊索动物门脊索动物门三个亚门的主要特征三个亚门的主要特征。 熟悉：熟悉： 脊椎动物与无脊椎动物的主要脊椎动物与无脊椎动物的主要区别与相似结构。区别与相似结构。 了解：了解： 脊索动物门和各亚门分类概况。脊索动物门和各亚门分类概况。前言前言一一 脊椎动物是和脊椎动物是和人类关系最密切人类关系最密切的一类动物的一类动物 1 1 人类本身就是一类特殊的脊椎动物人类本身就是一类特殊的脊椎动物 2 2 脊椎动物和人类的衣食紧密相关脊椎动

2、物和人类的衣食紧密相关 3 3 提供了丰富的中医药提供了丰富的中医药 4 4 提供了满足各种研究需要的实验动物提供了满足各种研究需要的实验动物 5 5 要保护的大多数动物都是脊椎动物要保护的大多数动物都是脊椎动物 6 6 给人类也带来很多危害给人类也带来很多危害二二 如何学好脊椎动物学如何学好脊椎动物学 1 1 以以进化的观点进化的观点来学习来学习 2 2 形态特点和和生态环境紧密结合形态特点和和生态环境紧密结合 3 3 理论教学和实验教学紧密结合理论教学和实验教学紧密结合 4 4 理论和实践紧密结合理论和实践紧密结合 5 5 以比较的方法来学习以比较的方法来学习 进化地位进化地位 是所有动物

3、中是所有动物中最高等最高等的一门动物，包括的一门动物，包括尾索动物尾索动物、头索动物头索动物和和脊椎动物脊椎动物。 脊索动物由无脊椎动物演化而来，与脊索动物由无脊椎动物演化而来，与棘棘皮动物皮动物和和半索动物半索动物具有共同的祖先。具有共同的祖先。 脊椎动物是神经系统获得最充分发展的脊椎动物是神经系统获得最充分发展的动物，并由此最后演化出具有自我意识的人。动物，并由此最后演化出具有自我意识的人。 生物学特征生物学特征 都有都有脊索脊索、背神经管背神经管和和鳃裂鳃裂三大特征三大特征。此外还有肛后尾、闭管式循环系统、心脏位此外还有肛后尾、闭管式循环系统、心脏位于身体腹面等特征。于身体腹面等特征。

4、脊索在低等脊索动物中终生保留，在脊脊索在低等脊索动物中终生保留，在脊椎动物中被脊柱所代替。椎动物中被脊柱所代替。背神经管背神经管在脊椎动在脊椎动物分化为脑和脊髓。低等脊索动物鳃裂为呼物分化为脑和脊髓。低等脊索动物鳃裂为呼吸器官，进化中消失或演变为其他结构。吸器官，进化中消失或演变为其他结构。第一节、脊索动物门的主要特征第一节、脊索动物门的主要特征脊索（脊索（ notochord ）背神经管（背神经管（dorsal tubular nerve cord）咽鳃裂（咽鳃裂（pharyngeal gill slits） 1.脊索动物门的三大共同特征脊索动物门的三大共同特征(1) 脊索脊索(notoch

5、ord) 位于消化道和神经管间的一条位于消化道和神经管间的一条棒状棒状脊索脊索，内部由，内部由液泡细胞液泡细胞组成，围以组成，围以结缔结缔组织鞘组织鞘，韧而有弹性，韧而有弹性, 具支持功能。脊具支持功能。脊索动物的胚胎期均具有脊索，以后或终索动物的胚胎期均具有脊索，以后或终生保留，或退化并被生保留，或退化并被脊柱脊柱（vertebral column）代替。代替。 低等脊索低等脊索动物种类动物种类终生终生具有脊索，有的具有脊索，有的种类仅在胚胎和幼体存在脊索，种类仅在胚胎和幼体存在脊索，高等高等的种类的种类脊索只出现在脊索只出现在胚胎期胚胎期，成长时即被脊柱，成长时即被脊柱( (vertebr

6、al column)vertebral column)取代。取代。 脊索脊索( (notochord)notochord)是动物胚胎发育过程是动物胚胎发育过程中，由中，由原肠背侧的部分细胞原肠背侧的部分细胞离开肠管，成为离开肠管，成为中胚层中胚层而形成的棒状结构。位于身体背部、而形成的棒状结构。位于身体背部、消化道上方、神经管的下面。消化道上方、神经管的下面。 脊索的出现在动物演化史上的意义脊索的出现在动物演化史上的意义支持支持保护保护运动运动 (2) 背神经管（背神经管（dorsal tubular nerve cord） 位于脊索背面的中空管状的位于脊索背面的中空管状的中枢神经中枢神经系统

7、系统。脊椎动物的神经管前端膨大成。脊椎动物的神经管前端膨大成脑脑（brain），），脑后的部分形成脑后的部分形成脊髓脊髓（spinal cord)。 来源于外胚层来源于外胚层 (3) 鳃裂（鳃裂（gill slits） 咽部两侧成对的咽部两侧成对的裂缝，为裂缝，为鳃裂鳃裂，直接，直接或间接与外界相通。或间接与外界相通。低等脊索动物及鱼类低等脊索动物及鱼类的鳃裂终生存在，其的鳃裂终生存在，其他脊椎动物仅在他脊椎动物仅在胚胎胚胎期有鳃裂期有鳃裂。 其他与无脊椎动物的区别其他与无脊椎动物的区别 肛后尾：即尾在肛门后方；肛后尾：即尾在肛门后方； 心脏位于消化道腹面；心脏位于消化道腹面； 与部分无脊椎动

8、物的共同点与部分无脊椎动物的共同点后口后口三胚层三胚层真体腔（次级体腔）真体腔（次级体腔）身体分节身体分节两侧对称两侧对称 2. 脊索动物门的分类脊索动物门的分类 现存的脊索动物约有现存的脊索动物约有41,000多种，分多种，分为为3个亚门个亚门尾索动物亚门尾索动物亚门头索动物亚门头索动物亚门脊椎动物亚门脊椎动物亚门 尾索动物亚门尾索动物亚门：幼体具上述幼体具上述3 3大特征，大特征，但脊索在尾部但脊索在尾部。变态。变态后脊索消失，背神经管退化成神经节，鳃裂仍存在。成体具后脊索消失，背神经管退化成神经节，鳃裂仍存在。成体具被囊，大多营固着生活。被囊，大多营固着生活。头索动物亚门头索动物亚门：3

9、 3大特征终生存在。脊索纵贯全身，并向前大特征终生存在。脊索纵贯全身，并向前延伸至背神经管前端。延伸至背神经管前端。 原索动物原索动物：无真正的头和脑，又称：无真正的头和脑，又称无头类无头类。脊椎动物亚门脊椎动物亚门：脊索或多或少被脊柱所代替，脑和感觉器官脊索或多或少被脊柱所代替，脑和感觉器官集中于前端，形成明显头部，集中于前端，形成明显头部，称为有头类称为有头类。 脊椎动物亚门（脊椎动物亚门（vertebrata） 圆口纲圆口纲：无颌，又称：无颌，又称无颌类无颌类。无成对附肢，无成对附肢，脊索终脊索终生存在，并出现雏形脊椎骨。生存在，并出现雏形脊椎骨。 软骨鱼纲软骨鱼纲：出现上下颌，称为：出

10、现上下颌，称为有颌类有颌类。骨。骨骼全为软骨，体被盾鳞，出现成对的鳍，骼全为软骨，体被盾鳞，出现成对的鳍，鳃裂鳃裂直接开口体外直接开口体外。 硬骨鱼纲硬骨鱼纲：骨骼一般为硬骨，体被硬鳞，圆骨骼一般为硬骨，体被硬鳞，圆鳞或栉鳞，鳞或栉鳞，鳃裂不直接开口体表鳃裂不直接开口体表。 两栖纲两栖纲：由由水上陆的过渡种类水上陆的过渡种类，幼体鱼形，幼体鱼形，以鳃呼吸，成体出现五指（趾）型四肢，皮肤裸以鳃呼吸，成体出现五指（趾）型四肢，皮肤裸露，以露，以肺和皮肤肺和皮肤进行呼吸，生活在潮湿的陆地或进行呼吸，生活在潮湿的陆地或水中。与其他更高等脊椎动物共称为水中。与其他更高等脊椎动物共称为四足类四足类。 爬行

11、纲爬行纲：完全陆生。皮肤干燥，被以角质鳞、完全陆生。皮肤干燥，被以角质鳞、盾片或骨板。肺呼吸。胚胎发育中出现羊膜，与盾片或骨板。肺呼吸。胚胎发育中出现羊膜，与鸟类、哺乳类共称为鸟类、哺乳类共称为羊膜类羊膜类。 鸟纲鸟纲：全身被羽，前肢变为翼，适应空中飞全身被羽，前肢变为翼，适应空中飞翔生活。血液循环为完全双循环，恒温，卵生。翔生活。血液循环为完全双循环，恒温，卵生。与哺乳类共称为与哺乳类共称为恒温动物恒温动物。其他脊椎动物均为变其他脊椎动物均为变温动物温动物。 哺乳纲哺乳纲：体外被毛，恒温，胎生（单孔类除体外被毛，恒温，胎生（单孔类除外），哺乳（具乳腺）。外），哺乳（具乳腺）。脊椎动物主要类群

12、脊椎动物主要类群上下颌附肢胚膜体温圆口纲无颌类软骨鱼纲硬骨鱼纲鱼形类两栖纲无羊膜类爬行纲变温动物鸟纲哺乳纲有颌类(颌口类)四足类羊膜类恒温动物3. 脊索动物门的起源脊索动物门的起源 棘皮动物棘皮动物的短腕幼虫和的短腕幼虫和 半索动物半索动物幼虫柱头虫在结构上相似，且肌肉中既含幼虫柱头虫在结构上相似，且肌肉中既含有肌酸又有精氨酸，表明这两类动物亲缘关系较近，有肌酸又有精氨酸，表明这两类动物亲缘关系较近，同时也表明与脊索动物较近的亲缘关系。同时也表明与脊索动物较近的亲缘关系。 一般认为棘皮动物和脊索动物具有一般认为棘皮动物和脊索动物具有共同的祖先共同的祖先，且生活在寒武纪之前，目前没有发现任何化石

13、。且生活在寒武纪之前，目前没有发现任何化石。 脊椎动物的起源脊椎动物的起源 已知最早的脊椎动物是无颌类已知最早的脊椎动物是无颌类，化石出化石出现在现在5亿年前美洲和亚洲的海洋沉积中。其亿年前美洲和亚洲的海洋沉积中。其中最早的种类是中最早的种类是牙形动物牙形动物。现在人们一致认现在人们一致认为它属于脊索动物，并在系统分支系统中将为它属于脊索动物，并在系统分支系统中将它与无颌类的现存的盲鳗联系起来，为确立它与无颌类的现存的盲鳗联系起来，为确立脊椎动物的起源提供了极为有用的证据。脊椎动物的起源提供了极为有用的证据。牙形石动物牙形石动物澄江生物群澄江生物群澄江生物群和寒武纪大爆发澄江生物群和寒武纪大爆

14、发 第二节第二节 原索动物之一原索动物之一 -尾索动物亚门（尾索动物亚门（Urochordata） 包括海鞘等大约包括海鞘等大约 2,000 种海生动物，种海生动物，成体成体多营固着生活多营固着生活。 个体从几个体从几 毫米至毫米至 30厘米。厘米。幼幼体具脊索动物体具脊索动物 3 大特征大特征， 但脊索仅限于尾部。但脊索仅限于尾部。 幼体经变态至幼体经变态至成体只保留鳃裂成体只保留鳃裂。体外具被囊。体外具被囊， 由被囊素构成由被囊素构成, 又称被囊动物又称被囊动物。海鞘海鞘 1 . 成体的结构成体的结构 基部固着在海底岩石、贝壳或船底之上。体基部固着在海底岩石、贝壳或船底之上。体外层是被囊。

15、顶端外层是被囊。顶端2个开口，顶部开口是个开口，顶部开口是入水管入水管孔孔，侧面开口是，侧面开口是出水管孔出水管孔。海鞘海鞘无内骨骼无内骨骼，靠水，靠水流产生内压以支撑身体；同时水流流产生内压以支撑身体；同时水流 对海鞘的新陈代谢是必需的。对海鞘的新陈代谢是必需的。 体壁体壁: 外套膜外套膜(上皮细胞（外胚层）肌纤维（中胚上皮细胞（外胚层）肌纤维（中胚层）层）+被囊素被囊素(同种可附生同种可附生) 消化道消化道始于入水管孔，由咽、食道、胃、肠、肛门始于入水管孔，由咽、食道、胃、肠、肛门组成。内柱组成。内柱-围咽沟围咽沟-背板背板-食道食道 呼吸呼吸作用在咽部完成。咽内壁有丰富的毛细血管，作用在

16、咽部完成。咽内壁有丰富的毛细血管，当水流经过鳃裂时进行气体交换。当水流经过鳃裂时进行气体交换。 无集中的无集中的排泄排泄器官，仅在肠的弯曲处有一团具排泄器官，仅在肠的弯曲处有一团具排泄机能的细胞机能的细胞(尿泡尿泡)。 雌雄同体，异体受精雌雄同体，异体受精。精巢大。精巢大,分支状分支状,乳白色颗粒状乳白色颗粒状小块小块;卵巢淡黄色长管状卵巢淡黄色长管状;分别通入围咽腔分别通入围咽腔 开管式循环开管式循环，血液的流动每隔几分钟，血液的流动每隔几分钟就周期性地改变方向。就周期性地改变方向。这种循环方式这种循环方式在脊索动物中是唯一的在脊索动物中是唯一的，在动物界也，在动物界也是极少见的。是极少见的

17、。血液无色血液无色。 神经系统和感觉器官神经系统和感觉器官都很退化。神经都很退化。神经中枢仅是一个神经节，由此发出若干中枢仅是一个神经节，由此发出若干神经分支分布到身体各个部分。神经分支分布到身体各个部分。 2 幼体和变态幼体和变态 幼体幼体具脊索动物具脊索动物 3 大特征大特征，尾内有，尾内有脊脊索索；脊索背部有中空的；脊索背部有中空的背神经管背神经管，神经管，神经管前端膨大成脑泡，并具眼点和平衡器；消前端膨大成脑泡，并具眼点和平衡器；消化道前端分化成咽，咽壁上有化道前端分化成咽，咽壁上有鳃裂鳃裂。尾在。尾在肛门后方，心脏位于腹面。肛门后方，心脏位于腹面。 变态期间变态期间：尾部连同脊索逐渐

18、萎缩消失，：尾部连同脊索逐渐萎缩消失，神经管退化成神经节，神经管退化成神经节，感觉器官消失，鳃裂感觉器官消失，鳃裂数增加，体壁分泌被囊素形成被囊，开始营数增加，体壁分泌被囊素形成被囊，开始营固着生活。固着生活。 这种从幼体至成体结构更为简单化的变这种从幼体至成体结构更为简单化的变态称为态称为逆行变态逆行变态或或退化变态退化变态。尾索动物分类尾索动物分类尾海鞘纲(幼形纲)海鞘纲樽海鞘纲樽海鞘纲菊纹海鞘菊纹海鞘 第四节第四节 原索动物之二原索动物之二 -头索动物亚门（头索动物亚门（Cepholochordata） 脊索纵贯全身并伸到身体最前端。约脊索纵贯全身并伸到身体最前端。约25种，种，分布在全

19、世界的热带和亚热带的浅海中。常见分布在全世界的热带和亚热带的浅海中。常见的种类为的种类为文昌鱼文昌鱼。头索动物是典型的桥梁动物头索动物是典型的桥梁动物 除除终生终生具有以上脊索动物的三个主要特征外，还具有具有以上脊索动物的三个主要特征外，还具有A.A.与脊椎动物相似的特征与脊椎动物相似的特征 具肌节、有奇鳍、肛后尾、闭管式循环系统，其胚胎具肌节、有奇鳍、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。发育和三个胚层的分化也与脊椎动物相似。B.B.比脊椎动物原始的特征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。无头、无骨骼、无心脏、排泄器官为肾管。C.C.比

20、无脊椎动物进化的特征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。躯体两侧有一对腹褶，为脊椎动物成对附肢的雏形。 1 形态结构形态结构 无头和躯干之分无头和躯干之分，左右侧扁，两端较尖，左右侧扁，两端较尖， 除口以外还有腹孔（围鳃腔孔）和肛门与除口以外还有腹孔（围鳃腔孔）和肛门与外界相通外界相通。 皮肤分表皮和真皮皮肤分表皮和真皮。表皮由单层柱状上皮。表皮由单层柱状上皮细胞组成，表皮外覆有角质层细胞组成，表皮外覆有角质层。真皮为薄真皮为薄层结缔组织。层结缔组织。 无骨质骨骼无骨质骨骼，纵贯全身并越过神经管的脊，纵贯全身并越过神经管的脊索是主要的支持结构。索是主要的支持

21、结构。 有一背鳍、尾鳍、臀鳍有一背鳍、尾鳍、臀鳍，一对，一对腹褶腹褶。无偶鳍。无偶鳍。 肌肉集中在背部两侧，由肌肉集中在背部两侧，由60多对未分多对未分化的呈化的呈V字型的肌节组成，肌节间以结字型的肌节组成，肌节间以结缔组织的肌隔分隔。两侧肌节交错排缔组织的肌隔分隔。两侧肌节交错排列。列。 消化道由消化道由口、咽、肠口、咽、肠组成。（咽有组成。（咽有60对鳃对鳃裂）裂）1/2。咽部腹侧有内柱。内柱中有腺细。咽部腹侧有内柱。内柱中有腺细胞和纤毛细胞。内柱有富集碘的功能，与胞和纤毛细胞。内柱有富集碘的功能，与脊椎动物的甲状腺同源。肝盲囊细胞内消脊椎动物的甲状腺同源。肝盲囊细胞内消化化. 呼吸在咽部

22、进行呼吸在咽部进行。咽内壁布有丰富的毛细。咽内壁布有丰富的毛细血管，水流在咽部与咽壁血管内血液进行血管，水流在咽部与咽壁血管内血液进行气体交换。气体交换。 无集中的肾脏无集中的肾脏，排泄器是咽壁背方两侧的，排泄器是咽壁背方两侧的数数10对按体节排列的肾管。肾管一端有肾对按体节排列的肾管。肾管一端有肾孔开口于围鳃腔，另一端以管细胞紧贴体孔开口于围鳃腔，另一端以管细胞紧贴体腔，代谢废物渗透腔，代谢废物渗透管细胞管细胞肾管肾管肾孔肾孔围鳃腔围鳃腔体外。体外。 雌雄异体雌雄异体，26对生殖腺按体节排列于围鳃对生殖腺按体节排列于围鳃腔两侧，腔两侧，无生殖管道无生殖管道，成熟生殖细胞穿过，成熟生殖细胞穿过

23、生殖腺壁，体腔壁和围鳃腔壁进入围鳃腔，生殖腺壁，体腔壁和围鳃腔壁进入围鳃腔，随水流从腹孔排出体外。随水流从腹孔排出体外。体外受精体外受精。精白。精白卵黄卵黄 闭管式循环闭管式循环，血液流动方向在腹面从后向前，在背面从，血液流动方向在腹面从后向前，在背面从前向后。前向后。无心脏无心脏，腹大动脉和由它发出的入鳃动脉的基，腹大动脉和由它发出的入鳃动脉的基部的收缩推动血液流动。部的收缩推动血液流动。血液无色，无血细胞，无呼吸血液无色，无血细胞，无呼吸色素，氧气通过渗透进入血液色素，氧气通过渗透进入血液。运动感觉运动神经管前端管腔稍膨大为神经管前端管腔稍膨大为脑泡脑泡，脑泡向前脑泡向前发出发出2对对脑脑

24、神经，神经管其余部分在每神经，神经管其余部分在每1体节发出体节发出1对对脊脊神经，神经， 2. 发育和变态发育和变态 受精卵受精卵桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原肠胚原肠胚神神经胚。幼体被有纤毛，自由生活经胚。幼体被有纤毛，自由生活 变态。变态。 文昌鱼的幼体期持续文昌鱼的幼体期持续3个月左右。个月左右。（前庭出现，鳃裂数目增加，由开口体外到（前庭出现，鳃裂数目增加，由开口体外到通入新形成的围鳃腔中）。通入新形成的围鳃腔中）。 3 头索动物的地位头索动物的地位 进化特征进化特征：具脊索动物的：具脊索动物的3大特征，同时大特征，同时具脊椎动物的特征，如分节的肌肉，典型的具脊椎动物的特征，如分节的肌肉，典型

25、的脊椎动物式的血液循环模式，分开的背腹根脊椎动物式的血液循环模式，分开的背腹根等。等。 原始和特化的结构原始和特化的结构：无头，无成对附肢，：无头，无成对附肢，无心脏，无集中肾脏，具特化的口器等。无心脏，无集中肾脏，具特化的口器等。 是前脊椎动物的原始类群是前脊椎动物的原始类群。 (三三) 脊椎动物亚门脊椎动物亚门 脊椎动物亚门的特征脊椎动物亚门的特征: : 与尾索、头索动物两亚门一样：与尾索、头索动物两亚门一样：胚胎发胚胎发育早期出现脊索、背神经管和鳃裂育早期出现脊索、背神经管和鳃裂。但结构。但结构复杂、是进化最高等的一个亚门。复杂、是进化最高等的一个亚门。1 1主要特征主要特征1 1）以脊

26、椎代替脊索以脊椎代替脊索 脊椎动物以由许多脊椎骨组成的脊椎代替柔软的脊索作为脊椎动物以由许多脊椎骨组成的脊椎代替柔软的脊索作为支持身体的中轴。支持身体的中轴。 脊椎保护着脊髓，在前端发展成为头颅保护脑。脊椎保护着脊髓，在前端发展成为头颅保护脑。2 2）出现明显的头部出现明显的头部，具有高度发达和集中的神经系统。，具有高度发达和集中的神经系统。 背神经管在前端分化为脑和眼、耳、鼻等感觉器官。背神经管在前端分化为脑和眼、耳、鼻等感觉器官。 背神经管在后端分化成脊髓。背神经管在后端分化成脊髓。3）除圆口纲外，）除圆口纲外，出现了成对的前后、肢和上、下颌出现了成对的前后、肢和上、下颌。 鳍形肢：为水生种类所特有，如鱼的胸、腹鳍。鳍形肢：为水生种类所特有，如鱼的胸、腹鳍。 掌形肢：陆生种类的前、后肢。掌形肢：陆生种类的前、后肢。 能开闭的上、下颌是脊椎动物所特有能开闭的上、下颌