Млекопитающие как один из классов животных #31

М Млекопитающие являются самым высокоорганизованным классом позвоночных животных, который насчитывает более 4500 тысяч видов. Млекопитающие распространяются повсеместно, во всех средах обитания. В зависимости от среды обитания они разделены на следующие экологические группы: наземные, подземные, древесные, летающие и водные.

Общая характеристика класса млекопитающие

Происхождение

Произошли млекопитающие от рептилий в триасовый период мезозойской эры. Переходная форма – зверозубые ящеры – имели кожные железы, слабое ороговение эпидермиса, расположение задних конечностей под туловищем, дифференцированные зубы.

Характерные черты

Характерные черты класса: высокоразвитая кора больших полушарий переднего мозга, внутриутробное развитие, выкармливание детенышей молоком, волосяной покров, четырехкамерное сердце и полное разделение артериальной и венозной крови, теплокровность, легкие альвеолярного строения.

Внешнее строение

Размеры и масса тела: от 4 см и 1,5 г (бурозубка) до 33 м и 150 т (синий кит). Отделы тела: голова, шея, туловище, хвост, передние и задние конечности, расположенные под туловищем. Такое расположение конечностей обеспечивает им лучшую опору при движении, возможность развивать большую скорость при беге (у гепарда до 110 км/ч) и сохранение равновесия при изменении направления движения. Движения у млекопитающих разнообразные: бег, лазанье по деревьям, прыжки, полет, плавание и др.

Кожа

Кожа состоит из многослойного эпидермиса, дермы и подкожной жировой клетчатки. Производные эпидермиса: волосы, вибриссы (чувствительные «усы» хищных, ластоногих и грызунов), щетина (свиньи), иглы (еж), роговые пластины (броненосцы), полые рога и копыта (копытные), когти (хищники), ногти (приматы). Костные рога оленей и лосей развиваются за счет дермы. Волос имеет стержень и корень, расположенный в волосяной сумке. Длинные волосы – ость, короткие волосы – подшерсток. Часть волос постепенно выпадает, заменяясь новыми (линька). У животных умеренных широт волосяной покров полностью меняется дважды в год, весной и осенью. Дерма пронизана кровеносными сосудами, в ней располагаются чувствительные клетки, воспринимающие давление, болевые ощущения, теппо и холод. Производными кожи являются железы: потовые, сальные, пахучие, млечные. Млечные и пахучие железы являются видоизмененными потовыми. Подкожная жировая клетчатка является не только энергетическим резервом, но и теплоизолятором, она лучше всего развита у млекопитающих, живущих в арктических и антарктических водах (ластоногие, китообразные).

Опорно-двигательная система

Скелет состоит из трех частей: скелет головы, скелет туловища и скелет конечностей и их поясов. Череп подвижно соединен с позвоночником при помощи двух мыщелков затылочной кости. Хорошо развито костное небо. Мозговой отдел имеет большие размеры по сравнению с пресмыкающимися и образован меньшим количеством костей. Позвоночник состоит из 5 отделов – шейный (у всех 7 позвонков, за исключением ленивца и ламантина)‚ грудной (9 — 24), поясничный (2 — 9), крестцовый (49). Хвостовой отдел может иметь различную длину и содержать от трех до 40 позвонков. Есть грудная клетка и ребра. Скелет пояса верхних конечностей образован парными лопатками и ключицами. Вороньи кости, характерные для других позвоночных, утратили самостоятельность и приросли к лопаткам. Скелет пояса нижних конечностей образован тазовыми костями (сросшиеся подвздошные, седалищные и лобковые кости). Таз закрытого типа – лобковые кости срастаются по средней линии. Скелет верхней конечности содержит кости плеча, предплечья и кисти, скелет нижней конечности – кости бедра, голени и стопы. Конечности млекопитающих имеют от 1 — 2 (непарнокопытные и парнокопытные) до 5 пальцев (приматы).

Мускулатура сильно дифференцирована, наиболее развиты мышцы спины, конечностей и их поясов, появилась подкожная и мимическая мускулатура. Плоская мышца – диафрагма делит вторичную полость тела на грудную и брюшную. Большая подвижность млекопитающих обеспечивается гибкостью позвоночника, поднятым над землей туловищем, расположением конечностей под туловищем и удлинением конечностей за счет развития костей стопы и кисти.

Пищеварителъная система

Ротовое отверстие окружено губами (это связано с выкармпиванием детенышей молоком и обеспечивает сосательные движения у детенышей). Зубы расположены в ячейках челюстей и в большинстве случаев дифференцированы на клыки, резцы и коренные. Характерна смена молочных зубов на постоянные. Число и форма зубов зависит от характера пищи, способа ее потребления и является важным признаком отрядов.

Хорошо развиты язык и слюнные железы. Ротовая полость отделена от носовой твердым и мягким небом, поэтому дыхание не мешает пережевыванию пищи. Пищеварительная трубка дифференцирована на глотку, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник, заканчивающийся анальным отверстием.

Хорошо развита печень и поджелудочная железа. У жвачных копытных желудок разделен на четыре отдела (истинным желудком, в котором происходит пищеварение, является сычуг). У непарнокопытных и грызунов хорошо развита слепая кишка, имеющая форму мешка или длинного червеобразного отростка. Длина тонкого кишечника в несколько раз превышает длину тела.

Выделительная система

Вторичные (тазовые) почки млекопитающих имеют большее число капиллярных клубочков и более длинные почечные канальцы по сравнению с почками пресмыкающихся. Из почек выходят мочеточники, открывающиеся в мочевой пузырь, который сообщается с внешней средой самостоятельным протоком – мочеиспускательным каналом. Конечный продукт обмена – мочевина.

Кровеносная система

Сердце четырехкамерное – два предсердия и два желудочка. В правой части сердца венозная кровь, в левой части артериальная. Имеются два круга кровообращения. Характерно полное разделение артериальной и венозной крови. От левого желудочка отходит левая дуга аорты. Все органы и ткани тела снабжаются богатой кислородом кровью, текущей в сосудах большого круга кровообращения. В остальном кровеносная система млекопитающих соответствует таковой у птиц. Способность млекопитающих вырабатывать тепло (высокая интенсивность обмена веществ), сохранять его (волосяной покров и подкожножировая клетчатка) и регулировать теплоотдачу (потовые железы) позволяет им поддерживать высокую и постоянную температуру тела независимо от температуры внешней среды (гомойотермные, теплокровные животные).

Дыхательная система

Дыхательные пути достигают высшей степени дифференцировки. Воздух поступает через ноздри в носовую полость и через хоаны в носоглотку, а не в ротовую полость, как у всех остальных наземных позвоночных. Далее воздух проходит в гортань, трахею и бронхи. Ветвящиеся бронхи образуют бронхиальное дерево. На концах бронхиол находятся мелкие пузырьки (альвеоды), стенки которых состоят из однослойного эпителия и густо оплетены капиллярами. В них происходит газообмен. Благоцаря альвеолярному строению легкие имеют очень большую площадь дыхательной поверхности (в 50 — 100 раз больше поверхности тела). Дыхательные движения (вдох – выдох) происходят за счет сокращения межреберных мышц и диафрагмы. С дыханием связано и воспроизведение звуков. В гортани млекопитающих имеются голосовые связки. Выдыхаемый из легких воздух вызывает их колебания, благодаря которым животные издают звуки, свойственные каждому виду и используемые ими в коммуникативных целях.

Нервная система

Центральная нервная система включает головной и спинной мозг. Периферическая нервная система представлена 12 парами черепно-мозговых нервов, спинно-мозговыми нервами и нервными сплетениями. В головном мозге 5 отделов: продолговатый, мозжечок, средний, промежуточный и передний. Все они хорошо развиты. Масса головного мозга в 3-15 раз больше массы спинного мозга (у человека в 45 раз). Ведущую роль играет хорошо развитая кора переднего мозга. У многих млекопитающих она имеет борозды и извилины. Кора координирует работу нервной системы и организма в целом. В среднем мозге имеется четверохолмие (передние бугры – зрительные, задние – слуховые). Хорошо развит мозжечок, состоящий из двух полушарий и червя, выполняющий функцию координации движений и поддержания равновесия тела. Наряду со сложными инстинктами, поведение млекопитающих в основном определяют условные рефлексы. Высшие млекопитающие имеют рассудочную деятельность. Только млекопитающим свойственны игры молодых животных, в которых они приобретают определенные навыки (ловкость, подвижность, приемы защиты и нападения).

Органы чувств

Орган осязания – кожа и чувствительные волоски (вибриссы), орган вкуса – язык, обоняния – рецепторы носовой полости (наиболее развитый орган чувств многих млекопитающих), зрения – глаза, слуха – внутреннее, среднее и наружное ухо. В среднем ухе – три слуховые косточки (стремечко, молоточек и наковальня), наружное ухо представлено ушной раковиной и наружным слуховым проходом. У некоторых видов (лошадь, кошка, обезьяны) имеется цветовое зрение. Для других млекопитающих (дельфины, летучие мыши) характерна эхолокация (ориентация с помощью ультразвука).

Половая система

Млекопитающие раздельнополые, половые железы парные. Половые пути самок дифференцированы на яйцеводы, матки (матку) и влагалище. У самцов многих видов семенники располагаются не в брюшной полости, а в специальном наружном половом органе – мошонке. Семяпроводы заканчиваются семяизвергательным каналом, проходящим внутри копулятивного органа – полового члена. Появляются дополнительные железы, выделяющие секреты, которые образуют семенную жидкость. У самцов семяизвергательный канал одновременно является и мочеиспускательным. У самок влагалище открывается во внешнюю среду самостоятельным отверстием.

За исключением нескольких видов яйцекладущих, подавляющее большинство млекопитающих живородящи. Яйцеклетки имеют мелкие размеры и содержат незначительное количество питательных веществ. Осеменение внутреннее – самец вводит семенную жидкость в половые пути самки. Оплодотворение происходит в яйцеводах. Развивающийся зародыш погружается в слизистую оболочку матки. Вокруг зародыша образуется амнион, формирующий водную среду для развития, и хорион, который одной стороной срастается со стенкой матки, формируя плаценту (детское место). В плаценте стенки кровеносных сосудов матери и плода тесно соприкасаются между собой. Через них от матери в плод поступают растворенные питательные вещества и кислород, а от плода в организм матери углекислый газ и жидкие продукты метаболизма. Плод с плацентой соединен пуповиной. Плод в течение определенного периода развивается в матке (внутриутробное развитие). Наибольшая продолжительность беременности у слона – 2 года‚ у крупных видов (крупный рогатый скот, человек) – около года‚ у собаки – около 2 месяцев, у мышевидных грызунов (серый хомяк) – 2 недели.

После окончания срока беременности наступают роды, сокращение мышечных стенок матки выталкивает плод наружу. Отделенный от пуповины родившийся детеныш совершает первый самостоятельный вдох, его легкие расправляются и он начинает дышать самостоятельно. После рождения самка выкармливает детенышей молоком. Молочные железы расположены на груди или брюхе. Их протоки открываются наружу сосками, число которых зависит от количества рождающихся детенышей (у собаки 8 — 10 сосков). Количество детенышей от 1 (слон) до 22 (серая крыса). Выражена забота о потомстве: строительство логова или гнезда, согревание, кормление и защита детенышей. Родители (чаще самка) воспитывают их, учат добывать пищу и защищаться от врагов. Наиболее сложные инстинкты заботы о потомстве у приматов.

Значение

Значение млекопитающих:

• компоненты биогеоценозов и звенья пищевых цепей;
• «санитары» природы (хищники и падальщики);
• распространяют плоды и семена растений (растительноядные);
• опылители растений (рукокрылые);
• источник продуктов питания человека (крупный и мелкий рогатый скот), тягловая сида (лошади), служебные животные (собаки);
• источник сырья для промышленности (шерсть, кожа, рога);
• обьект охоты (дикие кабаны, олени, лоси, зайцы);
• экспериментальные животные (собаки, кошки, мыши, крысы, морские свинки, обезьяны);
• вредители сельского хозяйства (мышевидные грызуны, хищники);
• резервуары возбудителей заболеваний человека (грызуны, копытные, бродячие собаки);
• эстетическое значение (кошки, собаки).

Многообразие млекопитающих

Систематика

Класс состоит из двух подклассов: Первозвери и Настоящие звери, или Живородящие. Подкласс Настоящие звери включает отряды: Сумчатые (низшие звери) и около 14 отрядов высших зверей (плацентарных): Рукокрылые, Грызуны, Хищные, Ластоногие, Китообразные, Парнокопытные, Непарнокопытные, Приматы и др.

Первозвери

Представители: ехидна‚ просхидпа, утконос. Обитают в Южном полушарии (Австралии, Новой Гвинее, Тасмании). Это наземные и полуводные виды. Для них характерно: кишечник, протоки половых желез и мочевой пузырь открываются в клоаку, у взрослых нет зубов и губ, имеется клюв, есть вороньи кости, редукция правого яичника, яйцекладущие, отсутствует плацента, вскармливание детенышей молоком (детеныши слизывают молоко с кожи или шерсти, так как не имеют губ, а молочные железы не имеют сосков (млечное поле), ушные раковины отсутствуют, температура тела непостоянная (26-34 °С), занимают промежуточное положение между теплокровными и холоднокровными.

Сумчатые

Отряд сумчатые насчитывает 250 видов (кенгуру, коала, сумчатая мышь, опоссум, сумчатый волк, сумчатый крот). Распространены в Австралии, Америке, Новой Гвинее. Это насекомоядные‚ растительноядные и хищные формы. Головной мозг имеет примитивное строение (кора не имеет борозд и извилин). Температура тела 34-36 °С. Плацента не образуется, внутриутробное развитие непродолжительное, специальный орган – сумка, используется для вынашивания недоразвитых детенышей. Сумчатые кости (кости таза), являются опорой для сумки. Детеныши рождаются недоразвитыми (детеныш кенгуру при рождении имеет размеры около 4 см) и продолжают развитие в выводковой сумке (до 250 дней). Детеныш кенгуру питается, плотно охватывая сосок в сумке матери, а молоко впрыскивается ему в рот при сокращении специальной мышцы.

Насекомоядные

Отряд насекомоядные включает около 370 видов (бурозубка, крот, еж, выхухоль). Размеры мелкие или средние, распространены преимущественно в тропических областях. Головной мозг малых размеров, кора не имеет извилин и борозд. Зубы слабо дифференцированы. Большинство видов имеют сумеречную активность (крот). Передние конечности крота направлены в стороны, роющие (образует кротовины – выбросы земли из подземных галерей). Волосяной покров не имеет определенного направления (волосы стоят торчком). Голова без ушных раковин, глаза недоразвиты, сильно развито обоняние. У ежа есть толстые и острые иглы (видоизмененные волосы), зимой ежи впадают в спячку.

Рукокрылые

Отряд Рукокрылые насчитывает около 950 видов (вампиры, рыжая вечерница, ушан‚ кожан, ночницы, крыланы, летучие мыши). Обитают в дуплах деревьев, на чердаках и в пещерах, образуют колонии. Питаются нектаром цветов, насекомыми, плодами деревьев, вампиры – кровью животных. Приспособлены к полету, между плечом, предплечьем, пальцами, боками тела, задними конечностями и хвостом есть эластичная летательная перепонка (крылья). Скелет прочный и легкий, грудина имеет киль, количество постоянных зубов всех видов уменьшено. Хорошо развит орган слуха, большие ушные раковины, ведут ночной образ жизни, ориентируются при полете с помощью эхолокации. С наступлением холодов впадают в спячку. Опыляют растения, распространяют семена, уничтожают вредных насекомых, вампиры переносят вирус бешенства.

Грызуны

Отряд грызуны  насчитывает около 1600 видов (мыши, крысы, суслики, бобр, соня, ондатра, нутрия, полевка, хомяки, белки и т.д.). Обитают на деревьях, в норах и водоемах. В основном растительноядные, мелкие или средних размеров. На пальцах имеют когти. Развиты защечные мешки, клыки отсутствуют (характерен промежуток между резцами и коренными зубами – диастема). Резцы не имеют корней, растут всю жизнь. Эмаль покрывает только переднюю поверхность резцов, задняя поверхность покрыта более мягким дентином, благодаря чему происходит их самозатачивание. Коренные зубы имеют большую жевательную поверхность. Кишечник длинный, хорошо развита слепая кишка. Раннее половое созревание, двойная матка, высокая плодовитость (самка дает 6 — 8 пометов в год, в каждом по 8 — 15 детенышей). Объект промысла (бобр, белка, ондатра), объект питания хищников, вредители леса и сельского хозяйства, полевки распространяют семена злаков, являются резервуарами возбудителей заболеваний (чумы, энцефалита, туляремии, клещевого тифа).

Зайцеобразные

Отряд зайцеобразные насчитывает около 60 видов (зайцы, кролики, пищухи). Длинные уши и удлиненные задние конечности. Передние конечности 5-папые, задние – 4-палые. Сдвоенные верхние резцы. Растительноядные, кишечник длинный, хорошо развита слепая кишка со спиральными складками. Пища обычно дважды проходит через пищеварительный тракт (есть копрофагия). Кролики живут в норах, зайцы не строят убежищ. Зайчиха приносит потомство 2 — 3 раза в год (по 3 — 8 зайчат), крольчиха приносит потомство 5 — 7 раз в год (по 4 — 9 крольчат). Крольчата рождаются слепыми, зайчата – зрячими. Крольчата рождаются голыми, зайчата – покрытыми шерстью.

Хищные

Отряд хищные насчитывает около 240 видов. Ведут наземный образ жизни, иногда обитают в пресных и морских водоемах. Размеры крупные (до 3 м), вес до 1000 кг. 4 — 5-палые конечности с когтями. Чаще плотоядные, но есть и всеядные. Имеют длинный, часто пушистый хвост. Зубная система: клыки изогнуты и заострены, мелкие резцы, коренные зубы бугорчатые, с острыми режущими вершинами, характерны хищные (плотоядные) зубы. Хорошо развиты борозды и извилины коры больших полушарий. Ключицы рудиментарны. Двурогая матка, семенники в мошонке. Ценные пушные животные, уничтожают грызунов, наносят вред скотоводству, регулируют численность популяций животных, которыми питаются. Резервуары возбудителей заболеваний (бешенство, эхинококкоз). Домашние кошки и собаки экспериментальные животные и имеют эстетическое значение.

Семейство Кошачьи (рыси, тигры, львы, леопарды, кошки и др.). Голова округлая, когти втяжные (кроме гепарда), преобладают зрение и слух, чаще подкарауливают жертву из засады, прыжком бросаются на нее и убивают.

Семейство Волчьи (волки, собаки, шакалы, лисицы, еноты и др.). Морда острая, когти невтяжные, хорошо развито обоняние‚ настигают добычу гоном.

Семейство Куньи (куницы, хорьки, ласка, горностаи, выдры, барсуки и др.).

Семейство Медвежьи (бурый, белый, белогрудый медведи и др.).

Ластоногие

Отряд Ластоногие насчитывает 30 видов (настоящие тюлени, ушастые тюлени, моржи). Обитают в холодных полярных морях, на сушу и лед выходят только для спаривания, деторождения, отдыха, и линьки. Размеры крупные (1 — 6 м), вес от 20 до 5000 кг. Форма тела обтекаемая, веретенообразная, шея практически не выражена. Конечности видоизменены в ласты. Кожа толстая, покрыта жесткой шерстью, толстый слой подкожного жира. Хорошо развит слух, ушные‚ раковины отсутствуют, глаза большие, хрусталик шаровидный (приспособлен для видения в воде). Трубчатых костей и ключиц нет. Ведут стадный образ жизни. Строение зубов, как у хищных зверей. Питаются моллюсками, рыбой, ракообразными. Объект промысла (источник меха, жира и кожи).

Китообразные

Отряд китообразные насчитывает около 80 видов (беззубые киты: синий кит, зубатые киты: дельфины, кашалоты). Постоянные обитатели морских водоемов, самые крупные животные (до 33 м, вес до 30 тонн). Форма тела обтекаемая, рыбообразная. Голова большая, шея отсутствует. Передние конечности превращены в ласты, задние конечности редуцированы, имеется хвостовой плавник. Кожа голая, волос, сальных и потовых желез нет, хорошо развит подкожный слой жира. Головной мозг имеет сложное строение. Скелет пропитан жиром. Хорошо развиты органы слуха и зрения (хорошо видят в воде – плоская роговица и шаровидный хрусталик), обоняние развито слабо, ушные раковины отсутствуют. Зубы или однородные или отсутствуют. Добычу (рыба) захватывают целиком. Беззубые киты питаются планктоном, процеживая воду через «китовый ус» (цедильный аппарат в виде роговых пластин), в сутки синий кит поедает 4 — 5 т пищи. Одна пара молочных желез, роды происходят в воде. Объекты промысла (жир, «китовый ус» и кожа).

Парнокопытные

Отряд парнокопытные насчитывает около 150 видов (олени, косули, коровы, свиньи). Имеют крупные размеры (до 2 — 3 м). На ногах четное количество пальцев (1 — 2 пары), наиболее развиты 3 и 4 пальцы, другие развиты слабо, 1-й палец атрофирован. Концевые фаланги пальцев одеты копытами. Ключицы отсутствуют. Различают 2 подотряда: жвачные и нежвачные:

Нежвачные (свинообразные): кожа толстая голая или покрыта щетиной, хорошо развит подкожный жировой слой, всеядные, ноги короткие, клыки большие с постоянным ростом, коренные зубы имеют бугорчатую поверхность, резцы (у кабана 44 зуба в том числе 6 резцов, 2 клыка 14 коренных на каждой челюсти), желудок простой.

Жвачные (верблюды, олени, крупный и мелкий рогатый скот): кожа покрыта шерстью, подкожный жировой слой не развит, имеют рога, клыки нижней челюсти похожи на резцы, на верхней челюсти резцов и клыков нет, растительноядные, желудок состоит из 4 отделов: рубец, сетка, книжка (эти отделы образуют преджелудок), сычуг, кишечник длинный, хорошо развита слепая кишка, промысловые животные, источник продуктов питания (мясо, молоко, масло), источник сырья для промышленности (кожа, рога), резервуары возбудителей заболеваний.

Непарнокопытные

Отряд непарнокопытные насчитывает 16 видов (носороги, ослы, зебры, лошади). Имеют крупные размеры (до 3 м). Растительноядные. Число пальцев на конечностях нечетное, наибольшего развития достигает 3-й палец, другие пальцы развиты слабо или отсутствуют, концевые фаланги пальцев одеты роговыми копытами. Имеют резцы на верхней и нижней челюстях и коренные зубы с широкой складчатой поверхностью. Ключицы отсутствуют. Желудок простой, домашние и спортивные животные, тягловая сила, источники мяса, молока, кожи, обьекты охоты.

Хоботные

Отряд хоботные включает 2 вида (африканский и индийский слоны) Наземные животные самых крупных размеров (масса до 5 т). Волосы отсутствуют. Большие ушные раковины. Хобот слона (орган осязания, обоняния и хватания) – это сросшиеся нос и верхняя губа. Клыков нет, 4 коренных зуба и бивни (видоизмененные резцы). Подошвы ног имеют под кожей эластичную желеобразную массу (бесшумное хождение). Стадный образ жизни (в стаде несколько десятков особей). Продолжительность жизни до 70 — 80 лет. Продолжительность беременности 22 — 24 месяца.

Приматы

Отряд приматы включает 200 видов (мартышки, гиббоны, лемуры, долгопяты, павианы, орангутаны, гориллы, шимпанзе, человек). Древесные или наземные млекопитающие средних или небольших размеров. Теплолюбивые, обитатели тропиков, ведут дневной образ жизни, живут стадами, реже одиночно. Имеют конечности хватательного типа: 5 хорошо развитых гибких пальцев, большой палец противопоставлен остальным и на передних, и на задних конечностях. Наличие ключиц обеспечивает сложные движения передних конечностей. Пища разнообразна, но предпочитают сочные плоды. Развиты все типы зубов. Хорошо развиты слух и зрение (бинокулярное, фронтальное, цветовое), слабо развиты органы обоняния. Хорошо развита мимическая мускулатура, способны к выражению эмоций. Наиболее высокая степень развития головного мозга, сложное поведение. У самок одна пара молочных желез, беременность длится 9 месяцев. Детеныши рождаются беспомощными, имеют, как и человек, группы крови по системе антигенов АВ0 и резус фактору. Предки человека по филогенезу. Объекты для медицинских и биологических экспериментов.