Класс млекопитающие

Общая характеристика. Среда существования. В фауне Украины насчитывают более 100 видов млекопитающих, из них 40 видов грызунов. Это теплокровные животные. В коже много желез (потовых, сальных), есть и молочные. Тело покрыто шерстью. Зубы дифференцированы на резцы, клыки и коренные. Ротовое отверстие окружено губами, которые предотвращают выпадение пищи из ротового отверстия во время жевания. Характерными чертами также являются: наличие ресниц и бровей, наружного слухового прохода и, у большинства, ушной раковины, направление конечностей вертикально вниз, выкармливание малышей молоком. Сердце четырехкамерное. Дыхание легочное.

Особенности внешнего и внутреннего строения.

Внешнее строение

Тело млекопитающих делится на голову, хорошо выраженную шею, удлиненное туловище, хвост и конечности. Тело покрыто прочной и эластичной кожей, которая имеет большую толщину и хорошо развитые железы. Кожа состоит из двух слоев: многослойного эпидермиса (верхний тонкий слой) и кориума (толстый нижний слой), или собственно кожа. Производными эпидермиса являются: кожные железы, когти, ногти, копыта, роговые образования, чешуя, волосяной покров. Все они выполняют определенную роль в приспособлении млекопитающих к условиям жизни. Под кожей находится слой подкожной жировой клетчатки, которая имеет значение в приспособлении к водному способу жизни и в случае залегания в спячку. Характерным признаком млекопитающих является волосяной покров. Он выполняет важную роль в терморегуляции, уменьшает выпаривание воды, обусловливает окраску. Волосяной покров состоит из длинного толстого волоса (ости) и короткого и мягкого (пуха). Видоизмененными остями является щетина у свиней , иголки у ежей, дикобразов. Для млекопитающих характерна линька – замена старого волосяного покрова новым. Роговые образования защищают органы от повреждения и являются средствами защиты, нападения. К кожным железам принадлежат потовые (регулируют температуру и обмен веществ), сальные (смазывают волосы), пахучие (для мечения территории), молочные (продуцируют молоко).

Внутреннее строение

Скелет млекопитающих делится на следующие отделы: скелет головы, осевой и скелет конечностей. Скелет головы представлен черепной коробкой значительных размеров, что обусловлено большими размерами головного мозга. Для млекопитающих характерна скуловая дуга. Отдельные кости черепной коробки срастаются неподвижно. Тип соединения – шов. Черепная коробка соединяется с нижней челюстью, образованной зубной костью. Осевой скелет делится на шейный, грудной, поясничный, крестцовый, хвостовой отделы. Позвонки имеют плоские сочлененные поверхности. Своеобразным является строение первых шейных позвонков атланта и эпистрофея, характерных для всех амниот. Шейных позвонков у всех млекопитающих одинаковое количество – 7. Хорошо развита грудная клетка: грудные позвонки соединяются с ребрами – ненастоящими, которые заканчиваются свободно, и настоящими, которые прикрепляются к грудине. Грудина – сегментированная костная пластинка, которая заканчивается мечевидным хрящевым отростком. Позвонки поясничного отдела соединены подвижно, а крестцового - срастаются. К ним прикрепляются кости таза. Конечности млекопитающих подведены под туловище. Это обеспечивает лучшую подвижность животных. Плечевой пояс состоит из лопатки из лопатки и ключицы, которые выполняют определенную роль в прикреплении плечевой кости передней конечности, которая представлена плечевой, локтевой, лучевой и. Характеризуя кости задней конечности, следует указать на значительное развитие бедренной кости и наличие коленной чашечки. Малая кость голени редуцирована и кистью присоединена к большой кости голени. Стопа имеет разное строение в связи с приспособлением к определенному способу жизни. Количество пальцев варьирует от пяти до одного. Кости тазового пояса выполняют важную роль в прикреплении бедренной кости.

Мышечная система млекопитающих усложняется. Она представлена поперечнополосатой (скелетные мышцы) и гладкой (внутренние органы) мышечной тканью. Только млекопитающим присуща диафрагма – мышечная перегородка, которая отделяет грудную полость от брюшной. Хорошо развита подкожная мускулатура.

Пищеварительная система. В ротовой полости находится язык, прикрепленный к ее дну. На его поверхности находятся вкусовые сосочки. Зубы сидят в альвеолах. Они дифференцированы на резцы, клыки, хищные, коренные. Зубы выполняют разные функции и приспособлены к питанию разнообразной пищей (резцы откусывают пищу, коренные – разжевывают, клыки – разрывают добычу). В ротовую полость открываются протоки слюнных желез. Слюна принимает участие в смачивании и переваривании корма (расщепляет крахмал до сахара). По пищеводу еда попадает в желудок, который находится в брюшном отделе за диафрагмой. Желудочные железы выделяют пищеварительные соки, которые переваривают пищу. Кишечный тракт состоит из трех отделов: тонкой, толстой и прямой кишки. Тонкий отдел начинается двенадцатиперстной кишкой, где пища окончательно переваривается под действием пищеварительных соков печени (желчь), поджелудочной железы и желез самой кишки. В следующем отделе тонкого кишечника пища всасывается и попадает в кровь. Кровеносные сосуды находятся в брыжейке, которая располагается в петлях тонкой кишки. На границе тонкой и толстой кишки находится слепая кишка, роль которой заключается в брожении грубой пищи. В толстом кишечнике также происходит брожение пищи. В прямой кишке всасываются вода и формируются каловые массы, которые через анус выводятся наружу.

Выделительная система представлена сравнительно небольшими тазовыми почками, которые обеспечивают процесс выведения из организма конечных продуктов обмена веществ. По мочеточникам (тоненькие трубочки) моча попадает в мочевой пузырь. Следует заметить прогрессивное развитие почек, что обеспечивает лучшее выведение из организма продуктов диссимиляции.

Система органов дыхания млекопитающих представлена дыхательными путями и легкими. Дыхательные пути, по которым воздух поступает в легкие, имеют большое значение в его согревании, увлажнении, очищении от пыли и обеззараживании. Дыхательные пути начинаются наружными ноздрями. Воздух через хоаны и гортанную щель попадает в трахею, просвет которой поддерживается хрящевыми кольцами. В грудной полости трахея разветвляется на два бронха, которые входят в легкие. Легкие представляют собой плотные губчатые тела. Бронхи в легких разветвляются, образуя бронхи 2-го, 3-го, 4-го порядков, и заканчиваются бронхиолами, концы которых вздуты в виде мешочков-альвеол, оплетенных густой сеткой капилляров, где происходит газообмен. Благодаря альвеолам поверхность легких в 50-100 раз превышает поверхность кожи, что способствует интенсификации газообмена. В процессе дыхания важную роль играет диафрагма и межреберная мускулатура, при участии которых изменяется объем грудной клетки, вследствие чего осуществляются вдох и выдох.

Кровеносная система млекопитающих характеризуется прогрессивными чертами: сердце четырехкамерное; правая (венозная) и левая (артериальная) половины сердца полностью изолированы; дуга аорты, по которой текла смешанная кровь, редуцирована. Два круга кровообращения. Левая дуга аорты отходит от левого желудочка и несет кровь по большому кругу кровообращения. Артерии обеспечивают ткани тела кислородом и питательными веществами. Венозная кровь собирается в полые вены, а затем выливается в правое предсердие. Есть воротная система печени. Малый круг кровообращения обеспечивает газообмен в легких. Красные кровяные тельца (эритроциты) млекопитающих не имеют ядер, очень маленькие, но за счет их большого количества их большая общая поверхность существенно увеличивает кислородную емкость. В связи с этим у млекопитающих интенсивный обмен веществ, а также есть система терморегуляции, в функционировании которой важную роль играют волосяной покров и потовые железы, которые обеспечивают устойчивую и сравнительно высокую (до +39^о с) температуру тела.

Нервная система. Передний мозг представляет собой относительно большие полушария, которые нависают далеко назад и в стороны, закрывая другие отделы мозга. Увеличение переднего отдела происходит за счет разрастания его покровов (мозгового вещества). Кора переднего мозга покрыта многочисленными извилинами, которые увеличивают ее площадь. С прогрессивным развитием коры полушарий переднего мозга связано сложное поведение млекопитающих (возникновение довольно сложных условных рефлексов на основе инстинктов). У млекопитающих развито мозолистое тело – скопление нервных волокон, с помощью которых кора больших полушарий соединяется с другими отделами мозга. Следует отметить более сложное строение мозжечка, которое связано со сложными движениями, требующими координации.

Органы чувств. Хорошо развиты у млекопитающих органы обоняния и слуха. Орган обоняния усложнен. С его помощью животные отыскивают добычу, особей противоположного пола. Орган слуха состоит из трех отделов: внутреннего, среднего и наружного уха. Наружное ухо имеет наружный слуховой проход и ушную раковину, которая улавливает важные звуки. В среднем ухе есть три слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремя, которые соединены суставами и передают звуковые колебания от барабанной перепонки ко внутреннему уху. Некоторым зверям (рукокрылые, китообразные и др.) присуща эхолокация – способность воспроизводить и воспринимать звуки высокой и низкой частоты. Острота зрения связана со способом жизни: если звери населяют открытые биотопы и охотятся днем, зрение развито лучше. Большинство млекопитающих видят окружающий мир в черно-белом изображении. У высших приматов развито цветное зрение. Органами чувств у млекопитающих являются чувствительные волоски-вибрисы, которые расположены на голове (усы) и разбросаны по всему телу. В связи с прогрессивным развитием нервной системы и органов чувств у млекопитающих усложняются определенные средства общения, сигнализации – звуки, запахи, визуальные сигналы (жесты, позы, мимика). С их помощью животные передают состояние тревоги, угрозы.

Половая система самцов представлена семенниками и их придатками. От придатка отходит парный семяпровод, который перед впадением в мочеполовой канал расширяется, образуя семенные пузыри. Есть парна предстательная железа, протоки которой впадают в мочеполовой канал. Половая система самок представлена яичниками и яйцепроводами, которые открываются передними концами в полость тела. Верхний отдел яйцепровода – фалопиева труба, которая переходит в матку (нижний отдел яйцепроводов).

Особенности размножения и развития млекопитающих. Для размножения млекопитающих характерны: внутреннее оплодотворение, живорождение (за исключением яйцекладущих), выкармливание малышей молоком, забота о потомстве.

Развитие зародышевых оболочек своеобразно. Желточный мешок быстро исчезает. Наружная стенка аллантоиса срастается со средней и образует хорион, на котором образуются ворсинки, или зачатки плаценты. Плацента – это временный, богатый кровеносными сосудами орган связи плода с матерью. С ее помощью происходит как питание, так и дыхание зародыша за счет матери в течение всего внутриутробного развития.

Поведение млекопитающих. Вместе с инстинктами большое значение в поведении млекопитающих имеет выработка условных рефлексов, которые легче и быстрее формируются у видов с наиболее развитой корой переднего мозга. Малыши млекопитающих узнают свою мать уже с первых дней жизни. Затем они становятся опытнее. Взаимное преследование, борьба, прыжки и бег способствуют не только тренировке животных, но и выработке приемов защиты и нападения. В связи с изменениями окружающей среды у млекопитающих постоянно вырабатываются новые условные рефлексы, а те, которые не подкрепляются раздражителями, тормозятся и могут исчезать. Поэтому млекопитающие быстро приспосабливаются к новым условиям внешней среды. У многих млекопитающих (хищники, грызуны и др.) малыши рождаются слепыми, а иногда и голыми, поэтому самки еще до родов строят гнездо или логово. После родов самки облизывают своих малышей, кормят, согревают и оберегают их, следят за чистотой логова. Растениеядные млекопитающие рожают малышей целиком сформированными, способными уже через несколько часов идти за матерью. Забота о потомстве у них заключается в кормлении его молоком и защите. Самки всех млекопитающих проявляют большую активность, иногда даже рискуют своей жизнью, защищая потомство. Самцы обычно не беспокоятся о потомстве. Пары образуются преимущественно на период размножения.

Сезонные явления в жизни млекопитающих. У млекопитающих, как и других животных, жизненный цикл складывается из биологических фаз, или периодов, причем биологические явления у них сложнее, чем у других животных. Основные периоды годового цикла млекопитающих:

1. Подготовка к размножению. Этот период характеризуется созревание половых продуктов, что обусловливает особенности брачного поведения животных.

2. Деторождение и воспитание молодняка. Животные находятся в сравнительно безопасных местах, достаточно осторожны. У них развивается оседлость, привязанность к участку гнездования. Продолжительность кормления малышей обусловливается характером и доступностью корма, на который переходит выводок, особенностями поведения старых животных и выводка, составом молока и скоростью роста молодняка. Период существования семьи, т.е. родителей с выводком, неодинаковый у разных млекопитающих и зависит от частоты появления приплодов, наличия корма и времени перехода молодежи к самостоятельному способу жизни.

3. Период подготовки к зиме. Характеризуется интенсивным питанием и линькой. В это время активность животных в связи с обнаружением и добычей корма повышается. Они заметно жиреют. Повышение упитанности является важным приспособлением к перенесению неблагоприятных условий.

4. Зимовка. В зимний период уменьшается количество кормов, ухудшается их качество и затрудняется добыча. Как приспособление к неблагоприятным условиям у некоторых животных (лисы, волки, тигры, зайцы, копытные) активизируется движение. У других возникают более глубокие приспособления – спячка или заготовка корма. Спячка характерна для животных, которые не могут зимой добывать столько корма, чтобы компенсировать расходы энергии. Кроме зимней некоторым животным присуща летняя спячка. Причиной этого, например у суслика желтого, является недостаток влаги в кормах. Жировых запасов, в связи со снижением обмена, хватает до весны.

Настоящая спячка характерна для ежей, сурков, хомяков, сусликов, тушканчиков, сонь, большинства рукокрылых. Стимулом к ней является снижение температуры и недостаток корма. Свойство впадать в спячку является наследственным, выработалось в процессе исторического развития видов. Это подтверждается тем, что животные, которым присуще это явление, находясь в искусственных условиях, при высокой температуре перестают употреблять корм и проявляют сонливость. Продолжительность спячки разная. Например, у суслика желтого в условиях Средней Азии она часто продолжается 8 и более месяцев. Ежики в Украине спят более 8 месяцев. У некоторых животных – у тех, которым присущи хорошо выявленные сезонные миграции (ластоногие, китообразные, копытные) – спячки нет.

В отличие от настоящей спячки, для некоторых животных характерен зимний сон, или факультативная спячка. Бывает она, например, у барсука, медведя бурого, енотовидной собаки и частично у белки, которая засыпает во время сильных морозов. Зимний сон – также наследственная особенность, но не обязательная. В это время незначительно замедляется дыхание и снижается температура тела, т.е. обмен веществ мало понижается, поэтому медведь от шума просыпается. Продолжительность сна зависит от географических условий.

Многие млекопитающие в связи с перенесением неблагоприятных условий делают запасы корма. Хищные млекопитающие больших запасов не делают, но куницы, хорьки, песцы, росомахи, лисы прячут корм. Норка и хорек делают запасы лягушек и мелких млекопитающих в виде куч в норах, бобры речные – запасы древесины, а также корневищ водных растений, складывая их в воду возле домов или нор.

Многие виды млекопитающих из-за недостаточного количества корма или затрудненности его добычи мигрируют. Наиболее характерны миграции для копытных и больших хищников, которые преследуют добычу. Так, северные олени осенью мигрируют на север, весной, наоборот, - в тундру. Вместе с ними мигрируют и хищники (волки, росомахи). Такие миграции осуществляют и зайцы-беляки, распространенные на севере тундры. Сезонные миграции характерны для многих млекопитающих горных местностей, например для диких свиней, маралов, косуль, баранов, а также для копытных – жителей пустынь. Многие летучие мыши лето проводят в северных широтах, а на зиму отлетают на север.

В целом миграции у млекопитающих развиты хуже, чем, например, у рыб, птиц. Лучше всего они проявляются у морских млекопитающих, копытных и рукокрылых.

Разнообразие млекопитающих. Класс млекопитающие (Звери) включает два подкласса: Первозвери (Яйцекладущие, с одним рядом – Однопроходные) и настоящие звери – Плацентарные, которые насчитывают 14 рядов.

Первозвери – яйцекладущие млекопитающие. К ним принадлежит только один ряд – Однопроходные. Это самая примитивная и многочисленная группа млекопитающих, которые распространены в Австралии, на острове Тасмания и в Новой Гвинеи. Характерным признаком первозверей является ряд примитивных черт, унаследованных от предков – рептилий. Размножаются первозвери относительно большими и богатыми желтком яйцами. Инкубация яиц происходит в процессе насиживания (утконос) или вынашивания в кожной сумке (ехидна). Первозвери имеют трубчатые молочные железы, которые открываются своими протоками (без собирания в соски) на железистых полях. Малыши слизывают молоко с этих полей. У самок однопроходные функционирует только левая половина полового аппарата. Есть клоака, в которую, как у птиц, открываются кишечник и мочеполовой синус. Кости черепа сливаются рано, не оставляя швов. В тазовом поясе есть сумчатые кости, которые присоединяются к лобковым. Губ нет, а челюсти открываются роговым клювом. У взрослых животных нет зубов, они есть у молодых утконосов. Температура тела низкая, нестабильная и колеблется от 26 до 30^о С. Современные яйцекладущие – остатки древней группы первозверей, которые сохранились в Австралии и на некоторых островах за счет бывшей изоляции этого материка, куда не успели проникнуть высшие млекопитающие.

К первозверям принадлежат два семейства – ехидна (4 вида) и утконосы. Ехидна наземная – очень неуклюжее животное, тело которого кроме волос покрыто длинными острыми иглами. Способна сворачиваться в колючий клубок, как ежи. Это роющее животное, на коротких сильных передних лапах которого есть крепкие когти, с помощью которых она разрывает муравейники. Челюсти ее вытянуты в цилиндрический с роговым покровом клюв. В нем находится длинный, червеобразный язык, покрытый липкой слюной, за счет которой к языку прилипают муравьи и термиты, которые являются для ехидны главным кормом. На брюхе у ехидны есть сумка – складка кожи, куда открываются молочные железы. Одно, реже два яйца вынашивает в сумке. Ведет сумеречный или ночной способ жизни.

Утконос – приземистое, короткопалое, приспособленное к водному способу жизни животное, длина тело которого достигает 60 см; ¼ длины приходится на хвост. Тело покрыто густой бурой шерстью, которая долго не намокает в воде. Широкий, голый и плоский клюв внутри и с боков покрыт ротовыми пластинками, которые вместе с роговыми образования языка формируют своеобразное сито. Сквозь него животное, добывая себе корм, процеживает ил. Настоящих зубов у утконоса нет, они бывают только у молодых особей, но со временем исчезают. Пятипалые конечности имеют плавательные перепонки. Распространен утконос в Восточной Австралии и Тасмании. Живет в старицах рек, поросших богатой прибрежной растительностью, роет глубокие норы в крутых берегах. Яйца высиживает в гнезде, расположенном в норе. Утконос хорошо плавает и ныряет, но на суше неуклюж и беспомощен, передвигается медленно, вразвалочку и далеко от водоема не отходит. Самые холодные месяцы года, очевидно, проводит в спячке. Половой зрелости достигает в возрасте два года. Охота на утконоса запрещена.

Инфракласс Сумчатые – представители живут преимущественно в Австралии и на прилегающих к ней островах. Небольшое количество их есть в Южной и Центральной Америке. Опоссумы встречаются и в Северной Америке. Всего известно около 250 видов сумчатых. Выкармливают свое потомство молоком. Сумчатые отличаются от других зверей рядом особенностей – наличием сумчатых костей в тазу, сумки, в которой вынашивают малышей, слиянием вороньих костей с лопатками, своеобразным строением сосков. Плаценты у сумчатых нет, поэтому малыши рождаются недоразвитыми и очень маленькими. У гигантского кенгуру новорожденный малыш не больше грецкого ореха – 3 см длиной. Внутриутробное существование малышей очень короткое. У большинства сумчатых не брюхе есть кожная сумка, в полость которой открываются протоки молочных желез. В сумке они вынашивают новорожденных. Малыш не может сам сосать и даже глотать. Сразу после рождения он берет в рот сосок, который, разбухая, заполняет всю его ротовую полость. Так малыш беспомощно висит на соске, и мать впрыскивает ему в рот молоко с помощью мышцы, сжимающей молочные железы. Гортань малыша поднята и прижата к хоанам, молоко обтекает ее с боков, поэтому малыш может свободно дышать. Мозг у сумчатых примитивен, в нем нет мозолистого тела. У самок две матки и два влагалища, поэтому у самцов половой орган часто раздвоен. Зубы не меняются, кроме одного переднего коренного. Температура тела выше, чем у однопроходных, но ниже, чем у плацентарных, и не строго постоянна. Среди сумчатых есть наземные (кенгуру, сумчатый тушканчик), подземные (сумчатый крот), водные (водяной опоссум) и древесные животные (коала, сумчатая летяга).

Вследствие деятельности человека, в частности из-за акклиматизации им в Австралии плацентарных млекопитающих, некоторые виды сумчатых исчезли (сумчатый волк), а многие виды нуждаются в охране. Из них 21 вид занесен в Международную Красную Книгу.