Класс Птицы

Класс Птицы представляет собой прогрессивную ветвь пресмыкающихся, приспособленных к полету. Известно более 40 отрядов и 8600 видов современных птиц (в СНГ ~ 750).

Черты строения, общие с пресмыкающимися:

1. Тонкая, почти лишенная желез кожа (имеется только копчиковая железа).

2. Роговой (перьевой) покров кожи.

3. Наличие клоаки.

4. Размножение с помощью откладки яиц.

5. Периодическая линька.

Черты строения, отличающие птиц от пресмыкающихся:

1. Более совершенное развитие центральной нервной системы и органов чувств (зрение, слух, координация движений) обуславливают сложное поведение птиц.

2. Относительно постоянная и высокая температура тела (снижается зависимость процессов жизнедеятельности от температуры окружающей среды).

3. Приспособления к полету способствуют расселению и добыванию пищи.

4. Сложные инстинкты, связанные с размножением и заботой о потомстве, повышают выживаемость потомства.

Особенности внешнего строения птиц, связанные со способностью к полету:

1. Туловище компактное, округлое, тело имеет обтекаемую форму.

2. Клюв, образованный сросшимися челюстями, лишенными зубов, покрыт роговым чехлом.

3. Короткий хвост, снабженный веером рулевых перьев.

4. Гладкая поверхность крыла.

5. Наличие крыльев (видоизмененные передние конечности).

6. Задние конечности приспособлены для двуногого хождения, нижняя часть ног (цевка) и пальцы покрыты роговыми чешуями, ноги при полете прижаты к телу.

Все эти приспособления предназначены для снижения массы тела, что способствует полету.

Классификация

Пингвинообразные

Бескилевые (страусы)

Килевые (все остальные)

1. Надотряд Пингвинообразные.

2. Надотряд Страусообразные: африканский страус, нанду (Южная Америка), эму и казуар (Австралия), киви (Новая Зеландия).

3. Надотряд Типичные Птицы

4. Отряд Аистообразные: аисты, фламинго (черный аист занесен в Красную книгу).

5. Отряд Гусеобразные.

6. Отряд Дневные хищные птицы: стервятники, грифы, сипы (мертвая добыча), сокол, орел, ястреб, канюк, лунь (живая добыча).

7. Отряд Совообразные: совы, филины, сычи.

8. Отряд Курообразные: рябчик, тетерев, куропатка.

9. Отряд Журавлеобразные.

10. Отряд Дятлообразные.

11. Отряд Воробьиные (60% всех видов): жаворонки, ласточки, скворцы и т.д.

Согласно другой классификации выделяют только два надотряда: Пингвины и Типичные Птицы.

Классификация птиц по экологическому принципу:

1. Выводковые (страусы, куры, гуси).

2. Гнездовые (птенцовые) – воробьи, дятлы, стрижи.

3. Перелетные (аисты, гуси, журавли, кулики, стрижи, соловьи, иволги, ласточки, кукушки).

4. Оседлые (белые куропатки, синицы, воробьи, сойки, вороны).

5. Кочующие (свиристель, снегирь, клёст, чечетка).

Характеристика

Внешнее строение

План строения: голова – шея – туловище – конечности.

Голова: на голове – клюв, одетый роговым чехлом; челюсти лишены зубов; на надклювье имеются ноздри; глаза и слуховые отверстия– вход в среднее ухо (!!!); у некоторых птиц есть мясистое образование– гребень.

Шея: длинная и чрезвычайно подвижная.

Туловище: компактное, округлое (обтекаемая форма).

Конечности: передние преобразованы в крылья, задние приспособлены для хождения. Цевка и пальцы покрыты роговыми чешуями. Хвост короткий, снабжен перьями.

Покровы

Кожа тонкая, сухая, лишена желез (исключение – копчиковая железа, которая выделяет секрет для смазывания перьев, она сильно развита у водоплавающих птиц).

Кожа покрыта особым роговым покровом, состоящим из перьев и т.д. У летающих птиц перья покрывают лишь определенные участки кожи, у нелетающих – все тело. Перья – это модификация роговых чешуек.

Классификация перьев:

1. Кроющие. а). Контурные (расположены снаружи). б). Маховые (на крыльях). в). Рулевые (на хвосте).

1. Пуховые.

(короткий стержень и пучок бородок). Функция – термозащита.

Роговые чешуи – это желтые образования, расположенные на цевке и на пальцах. Роговые чехлы – покрывают клювы. Когти – находятся на концах пальцев. Перья, роговые чешуи, роговые чехлы, когти – это производные кожи.

Опорно – двигательная система

Скелет – прочный (благодаря раннему срастанию ряда костей) и легкий (благодаря наличию воздушных полостей в костях). План строения: череп (лишен швов и зубов) – позвоночник – скелет конечностей – скелет поясов конечностей.

План строения тот же, что и у амфибий и рептилий, но имеет много особенностей, связанных с полетом.

Череп легкий, по сравнению с рептилиями увеличена мозговая часть (объемная мозговая коробка, которая заканчивается клювом, а с боков несет огромные глазницы); у взрослой птицы кости черепной коробки срастаются до полного исчезновения швов; череп соединен с позвоночником одним мыщелком. Тело позвонка – выпукло-вогнутой формы (препятствует вывиху, выворачиванию).

Позвоночник дифференцирован на:

1. Шейный отдел (9- 25 позвонков) – очень подвижный отдел.

2. Грудной отдел – все позвонки малоподвижны, вместе с ребрами и грудиной образуют грудную клетку; грудина имеет особый выступ – киль, который служит для увеличения поверхности прикрепления мышц.

3. Поясничный и крестцовый отделы– поясничные и крестцовые позвонки срастаются друг с другом, захватывая последний грудной позвонок и передние хвостовые позвонки, образуется сложный крестец – опора для задних конечностей (кость, к которой прикрепляются тазовые кости, которые не срастаются, т.к. птицы откладывают крупные яйца).

4. Хвостовой отдел – несколько подвижных позвонков срастаются, образуя копчиковую кость, к которой прикрепляются рулевые перья.

5. Пояс передних конечностей (плечевой пояс) – 2 лопатки – 2 коракоида – 2 ключицы.

Саблевидная лопатка срастается с вороньей костью (коракоидом); ключицы – друг с другом, образуя вилочку. Такое срастание обеспечивает прочность плечевого сустава, к которому прикрепляются крылья.

Крыло содержит все типичные отделы: плечо – предплечье – кисть. Кости крыла: плечевая, локтевая и лучевая кости предплечья, кости кисти, которые срастаются в единую пястно – запястную кость, на конце крыла остаются три недоразвитых пальца.

Пояс задних конечностей (тазовый пояс) – это три пары тазовых костей, сросшихся вместе. Благодаря тому, что лобковые кости не срастаются в брюшном отделе и широко раздвинуты, птица может откладывать крупные яйца.

Отделы задних конечностей: бедро (бедренная кость) – голень (малая берцовая кость срастается с большой берцовой – для укрепления голени) – цевка (сросшиеся вместе кости стопы – плюсны и предплюсны). Цевка – это кость, свойственная только птицам. На конце цевки находятся пальцы, чаще всего четыре пальца: три направлены вперед, а один – назад. Цевка покрыта роговыми чешуями.

Грудную клетку образуют грудные позвонки, ребра и грудина. Каждое ребро состоит из двух костных отделов – спинного и брюшного, подвижно сочлененных друг с другом, что регулирует положение грудины относительно позвоночника при дыхании.

Мускулатура отличается большой степенью дифференцированности:

1. Грудные мышцы (1/5 массы птицы), они прикрепляются к килю и служат для опускания крыльев. Это самые сильные мышцы. Подключичные мышцы, расположены под грудными и служат для поднимания крыльев.

2. Мышцы ног (особенно развиты у нелетающих птиц).

Особенности страусообразных:

Таз – закрытый (лобковые кости срастаются), грудина без киля, ключичной вилочки нет. Имеется грудная мозоль – уплотненный участок кожи, служащий страусу опорой во время лежания. Цевка несет 2 пальца, V бега = 70 км/ч., длина шага = 4 – 5 м., высота африканского страуса = 270 см., все тела = 90 кг., длина яйца = 15 см., вес яйца = 2 кг.

Перо устроено более примитивно, чем у других птиц: бородки не сцеплены.

Способы передвижения птиц:

1. Полет (машущий или парящий). Расположение пальцев у этих птиц: три пальца вперед, один – назад.

2. Лазание (у попугаев, дятлов особый тип ноги – лазательный: два пальца – вперед, два – назад).

3. Плавание (ныряние): между пальцами развита плавательная перепонка (пингвины).

4. Хождение (бег): развиты два пальца, остальные – редуцированы. Быстро передвигаются по суше, мощная мускулатура ног (страусы, фламинго).

Нервная система и органы чувств

ЦНС и периферическая НС.

Головной мозг птиц отличается от мозга рептилий большими размерами полушарий и зрительных долей, огромным мозжечком и маленькими обонятельными долями. Такое развитие головного мозга (прогрессивное) связано с высоким уровнем жизнедеятельности и сложными взаимоотношениями с условиями окружающей среды. Тип мозга – зауропсидный, т.е. главный отдел – передний мозг, который имеет большую развитую кору. Все интегрирующие центры находятся в основании мозга (полосатые тела), они отвечают за инстинкты. Мозжечок развит хорошо (имеются борозды) в связи со сложными движениями при полете (функция мозжечка – подавление колебательных движений тела). У птиц – 12 пар черепно – мозговых нервов.

Органы чувств: глаза, обоняние (слабое), орган слуха (1 косточка).

Из органов чувств у птиц наиболее развиты зрение (цветное) и слух, обоняния нет, или развито слабо. Глаза у птиц крупные, особенно у ночных и сумеречных. Аккомодация глаза, т.е. приспособление его к четкому видению предмета, достигается двумя путями:

1. Изменение кривизны хрусталика.

2. Изменение расстояния между хрусталиком и сетчаткой.

Орган зрения у птиц – главный из органов чувств, поэтому в природе не встречаются птицы с недоразвитыми глазами.

Орган слуха состоит из внутреннего и среднего уха, причем, канал улитки развит сильнее, чем у рептилий. У некоторых ночных видов птиц имеется (!) зачаток наружного слухового прохода, что усиливает тонкость слуха.

Поведение птиц очень сложное, оно обеспечивается врожденными безусловными рефлексами и инстинктами.

Система дыхания

В связи с полетом птицы имеют своеобразное строение органов дыхания и механизм дыхательного процесса.

Легкие – плотные губчатые тела, лишенные внутренней полости. Бронхи, войдя в легкие, сильно ветвятся до парабронхов и тончайших слепо замкнутых бронхиол. Бронхиолы опутаны сетью капилляров, здесь происходит газообмен.

Часть крупных бронхов, не разветвляясь, выходит за пределы легких и расширяется, образуя огромные тонкостенные воздушные мешки, объем которых в 10 раз больше объема легких.

Воздушные мешки расположены между различными внутренними органами, а их ответвления проходят между мышцами, под кожу и в полости костей.

Роль воздушных мешков:

1. Участие в двойном дыхании;

2. Защита внутренних органов от перегрева;

3. Заполнение полых костей воздухом, что уменьшает массу тела птицы

Акт дыхания: в покое – путем изменения объема грудной клетки за счет приближения или удаления грудины от позвоночника. В полете грудные мышцы работают и такой способ дыхания невозможен. Дыхание совершается при участии воздушных мешков и называется двойным.

Механизм двойного дыхания: крылья поднимаются – мешки растягиваются – воздух через ноздри с силой засасывается в легкие, где идет газообмен. По определенным бронхам воздух проходит через легкие и попадает в воздушные мешки. При выдохе воздух из воздушных мешков снова попадает в легкие, там отдает О₂ получает СО₂ и выходит через ноздри наружу. Такое прохождение воздуха через легкие при вдохе и выдохе, сопровождающееся обменом газов, называется двойным дыханием.

Кровеносная система (замкнутая, 2 круга кровообращения).

Система кровообращения более совершенная, чем у предыдущих классов. У птиц произошло полное разделение артериального и венозного потоков крови. Это связано с тем, что сердце четырёхкамерное.

Правая дуга аорты отходит от левого желудочка, по ней течет чистая артериальная кровь, обеспечивающая все ткани и органы тела. От правого желудочка отходит легочная артерия, которая несет венозную кровь в легкие для окисления. В сердце артериальная кровь возвращается по легочным венам.

Кровь движется быстро, газообмен в тканях идет интенсивно, выделяется много тепла. Температура тела поддерживается постоянной (38⁰ – 45⁰ С), что ведет к общему подъему жизнедеятельности.

Обмен веществ у птиц: птицы – теплокровные животные (гомойотермные), в отличие от холоднокровных рептилий (пойкилотермных). Интенсивный обмен связан с двойным дыханием, быстрым пищеварением, разделением потоков крови (благодаря четырехкамерному сердцу). Все эти факторы способствуют его ускорению.

Терморегуляция: в холодное время температура тела птиц повышается, в жару – понижается.

Приспособления для борьбы с переохлаждением:

1. Подкожный жир;

2. Перьевой покров и сухая кожа;

3. Пух;

4. Копчиковая железа (особенно развита у северных водоплавающих).

От перегрева птиц предохраняют воздушные мешки.

Пищеварительная система

Интенсивность процессов жизнедеятельности птиц требует больших затрат энергии. В связи с этим пищеварительная система имеет ряд особенностей, направленных на быструю переработку пищи.

Схема пищеварительного тракта: рот, вооружен клювом (костным, покрытым роговым чехлом)  ротовая полость  пищевод (зерноядные имеют зоб)  двухкамерный желудок (кардиальный (железистый) отдел, ближайший к пищеводу и сердцу и пилорический отдел, в котором у зерноядных находится камешки для перетирания пищи) кишечник – клоака.

Есть железы: печень, поджелудочная железа.

Пища захватывается и удерживается роговым клювом. В ротовой полости она смачивается слюной и продвигается в пищевод. У основания шеи пищевод расширяется в зоб (особенно хорошо развитый у зерноядных), в зобе пища накапливается, набухает и частично подвергается химической переработке. Желудок имеет два отдела: железистый и мускулистый. В железистом (переднем) отделе происходит химическая переработка пищи, а в мускульном (заднем) – механическая переработка. Стенки мускульного отдела работают как жернова и перетирают твердую и грубую пищу. Этому способствуют проглоченные птицей камни.

Из желудка пища поступает в двенадцатиперстную кишку, затем в тонкую (в 8 раз длиннее тела) и короткую толстую кишку, открывающуюся в клоаку. Так как прямая кишка недоразвита, то птицы часто освобождают свой кишечник, что также облегчает их массу.

Печень и поджелудочная железа выделяют пищеварительные ферменты в полость двенадцатиперстной кишки, поэтому пища перерабатывается очень быстро (1- 4 часа). Большие затраты энергии требуют большого количества пищи для птицы (50 – 80% от массы тела птицы в сутки у мелких, 20 – 40% - у крупных, птенцы в сутки съедают больше, чем весят сами).

Выделительная система

Продукты выделения жидкие – экскреты (моча).

Выделение осуществляется двумя компактными тазовыми почками, два мочеточника выводят мочу в клоаку, где вода, содержащаяся в моче, снова всасывается и возвращается в организм, а густая моча вместе с экскрементами выводится наружу. Мочевого пузыря нет (!) – для уменьшения массы тела птицы. Испражнения – частые. Конечный продукт обмена – мочевая кислота.

Размножение и развитие

Раздельнополые. Имеется ряд прогрессивных особенностей:

1. Оплодотворенные яйца покрыты плотной скорлуповой оболочкой.

2. Яйца откладываются в гнезда.

3. Яйца развиваются под влиянием тепла, сообщаемого телом родителя (уменьшается зависимость от климатических условий).

4. Выкармливание птенцов, их охрана и обучение.

Птицы раздельнополые (половой диморфизм ярко выражен, наиболее характерно яркое оперение для самцов безголосых птиц).

У певчих птиц половой диморфизм не выражен, они отличают друг друга по голосу.

Оплодотворение внутреннее. Определение пола – прогамное.

У самок половая система непарная – состоит из левого яичника и левого яйцевода, открывающегося в клоаку. Непарность связана с откладкой яиц, утяжеляющих птиц. Правый яичник и правый яйцевод недоразвиты.

У птиц самые крупные яйцеклетки за счет большого количества желтка. Желток или собственно яйцо, проходя по яйцеводу, окружается слоем белка (служит для защиты от механических повреждений и является источником воды для эмбриона).

Затем яйцо одевается сначала подскорлуповой, а затем известковой оболочкой. Через поры в известковой оболочке идет газообмен зародыша с внешней средой. Оболочки яйца вырабатываются железой, которая находится в стенке яйцевода.

Т.о. яйцо птицы имеет оболочки:

1. Бактерицидная

2. Известковая (скорлуповая).

3. Подскорлуповая (прозрачная).

4. Белочная (коагулирует при 60⁰ С).

5. Желточная (в ней - яйцеклетка).

Развитие происходит в яйце: вылупляются птенцы. Они бывают 2 видов: гнездовые (ласточки), которые вылупляются недоразвитыми и требуют ухода. и выводковые (курица), которые сразу после вылупления имеют вид взрослой особи и способны самостоятельно питаться. Процесс размножения связан с перелётам и сезонными явлениями.

Половая система самца – парная: 2 семенника, 2 семяпровода.

Оплодотворение внутреннее: самец прижимает клоаку к клоаке самки и вводит туда сперму.

Развитие прямое. Тип развития – птенцовый или выводковый.

Происхождение.

Непосредственные предки птиц не обнаружены, но найдено промежуточное между птицами и рептилиями звено – археоптерикс (первоптица).

Возможно, что обособление птиц от группы рептилий – предков динозавров, произошло в конце триасового или начале юрского периода мезозойской эры (170 – 190 млн. лет назад).

Эволюция этой группы шла по пути приспособления к лазанию по деревьям, т.е. задние конечности служили для опоры тела, а передние – для обхвата пальцами веток. Затем развилась способность перепрыгивать с ветки на ветку. Чешуи передней конечности удлинялись, образуя зачатки плоскости крыла, что помогло перейти к планирующему полету.

Гипотезы о происхождении птиц.

Археоптерикс имел черты рептилий – грудина без киля, удлиненная, хвост с позвонками, кости не заполнены воздухом, мелкие зубы на челюстях, отсутствие клюва. Археоптерикс не столько летал, сколько прыгал. Черты птиц: крылья, покрытые перьями, цевка, характерное расположение пальцев на ноге (три вперед, один - назад). Этот отпечаток найден в 1856 году, жил примерно 145 – 165 млн. лет назад.

Вторая гипотеза связана с обнаружением амбиортуса, соединяющего в себе черты древних и современных птиц. Отпечаток найден в 1882 году. Жил 120 млн. лет назад. (Настоящие птицы появились 60 млн. лет назад).

Третья гипотеза связана с находкой protoaves – примитивной птицы. Отпечаток найден в конце 80 – х годов, штат Техас (США). Жил 225 млн. лет назад.

! Вывод: видимо, в эволюции птиц было несколько линий.

Дальнейшая эволюция птиц шла по пути развития приспособлений к полёту.

Сезонные явления в жизни птиц

Выражены более ярко, чем у других классов животных и носят иной характер.

Весна: птицы приступают к размножению (разбиваются на пары, происходят брачные игры - токование).

Лето: птицы линяют, растут, запасают питательные вещества.

Осень: увеличивается подвижность птиц, они кочуют в поисках корма, сильно жиреют, готовясь к зимовке.

Оседлые птицы держатся в одной местности. Это – куропатки, сойки, синицы, воробьи, вороны.

Кочующие улетают на небольшие расстояния. Это – снегири, клесты, чечетки.

Перелётные птицы улетают за многие тысячи километров.

Первыми улетают насекомоядные, затем зерноядные, позже всех – водоплавающие и болотные птицы.

Цикличность деятельности птиц связана со многими факторами:

1. Внешние – укорочение светового дня, понижение температуры, ухудшение условий добывания пищи.

2. Внутренние – физиологические изменения в организме, связанные с окончанием периода размножения.

3. В основном, цикличность связана не с похолоданием, а с бескормицей (!).

Исключения: утки – перелетные птицы, но, если есть корм, они не улетают; клесты выводят птенцов в январе, т.к. они питаются семенами хвойных, которые созревают именно к зиме.

При изучении перелетов огромное значение имеет метод кольцевания, который позволяет получить данные о пути и скорости перелета птиц, местах зимовок, постоянство возврата с зимовок к старым местам гнездования.

Приспособления птиц к полету

1. Наличие перьев – производных эпидермиса, которые делятся на: кроющие и пуховые. Все виды перьев служат для увеличения подъемной силы и сохранения энергии организма.

2. Внешнее строение:

   1. Обтекаемая форма тела;

   2. Череп компактный и заостренный

   3. Клюв покрыт роговым чехлом, лишен зубов

   4. Поверхность крыла гладкая

   5. Хвост короткий (что усиливает маневренность)

   6. Ноги при полете прижаты к телу

3. Особенности опорно – двигательной системы:

   1. Изменения в скелете: плечевой пояс массивный, широкая грудина, развитый киль.

   2. Наличие крыльев – видоизмененных передних конечностей. Сильное упрочнение скелета благодаря срастанию позвонков, позвоночник сращен с тазом.

   3. Сильная мускулатура.

   4. Длинная гибкая шея; подвижность головы обеспечивает широкий кругозор.

   5. Цевка удлиняет нижнюю конечность (чтобы крылья не касались земли при взлете).

   6. Кости тонкие, полые, заполнены воздухом.

   7. Клюв лишен зубов, нет тяжелых челюстных мышц.

4. Нервная система и органы чувств:

   1. Острое зрение;

   2. Мигательная перепонка (третье веко) – удаляет частицы пыли при полете;

   3. Хорошо развит мозжечок;

5. Внутренние органы:

   1. Пищеварительная система: пережевывание пищи – в жевательном (мускульном) желудке, обилие пищеварительных ферментов ведет к быстрому перевариванию;

   2. Дыхательная система: двойное дыхание, воздушные мешки;

   3. Кровеносная система: большое, сильное, четырехкамерное сердце, разделены два потока крови на артериальную и венозную кровь, что приводит к высокой постоянной температуре тела, что, в свою очередь, стимулирует сокращение мышц и т.д.;

   4. Выделительная система: мочевого пузыря нет, т.е. моча не накапливается, вместе с экскрементами она часто выводится наружу через клоаку.

   5. Ораны размножения: у самок – правый яичник и правый яйцевод редуцированы.

Приспособления птиц для поддержания высокой температуры:

1. Четырёхкамерное сердце и одна дуга аорты  полное разделение крови на артериальную и венозную.

2. «Двойное дыхание» во время полёта  высокое насыщение крови кислородом.

3. Быстрое переваривание пищи  быстрое высвобождение энергии  интенсивный обмен веществ.

4. Перьевой покров и сухая кожа.

5. Подкожный жир.

6. Жировая смазка перьев у водоплавающих птиц.

Роль в природе и жизни человека

1. Необходимое звено в цепях питания (пища другим животным);

2. Влияние на биоценозы (поедают огромное количество растительной и животной пищи);

3. Регуляция численности насекомых и мелких грызунов;

4. Распространяют семена (вместе с пометом);

5. Объекты промысловой и спортивной охоты;

6. Пища (мясо, яйца);

7. Пух (гагачий), перо (куриное, гусиное);

8. Помет как ценное удобрение (в колониях - гуано).

9. Медицинское значение: переносчики возбудителей заболеваний (сальмонеллез, орнитоз и т.д.)

Класс Млекопитающие

Это наиболее высокоорганизованный класс позвоночных животных, включающий в себя примерно 4000 видов. Они распространены по всему земному шару и заселяют все жизненные среды:

1. Воздушно–наземную

2. Водную

3. Почвенно–грунтовую

В основном это наземные животные с постоянной температурой тела, рождающие живых детенышей и вскармливающие их молоком.

Признаки млекопитающих:

1. Прогрессивное развитие центральной нервной системы, особенно коры больших полушарий, что определяет их разнообразное и сложное поведение.

2. Теплокровность (гомойотермность) – способность к терморегуляции, т.е. к поддержанию постоянной и высокой температуры тела, не зависящей от температуры окружающей среды.

3. Живорождение. Детеныши развиваются в утробе матери и, благодаря наличию плаценты рождаются вполне жизнеспособными (кроме яйцекладущих).

4. Выкармливание детенышей молоком, благодаря наличию млечных желез (видоизмененных потовых желёз).

5. Наличие волосяного покрова, сальных и потовых желез.

6. Дифференцировка зубов, связанная с особенностями питания.

7. Наличие диафрагмы – куполообразной мышцы, которая разделяет грудную и брюшную полости тела.

8. Бронхиальное дерево и альвеолярное строение легких.

9. Одна дуга аорты (левая), выходящая из левого желудочка сердца.

10. Ушная раковина и три слуховых косточки.

11. В шейном отделе позвоночника – 7 позвонков.

12. Зрелые эритроциты безъядерные.

Вывод: т.о. развитие ЦНС, совершенство размножения (живорождение и выкармливание молоком), высокая интенсивность обмена веществ и совершенство терморегуляции позволило млекопитающим широко расселиться по земле и занять различные биологические ниши.

Классификация

Класс Млекопитающие:

1. Подкласс Первозвери (однопроходные, клоачные, яйцекладущие) Представители: утконос и ехидна.

2. Подкласс Сумчатые. Представители: кенгуру, сумчатый медведь (иногда их выделяют в отряд подкласса Настоящие звери). ~200 видов (живут в Австралии и Америке).

3. Подкласс Настоящие (высшие, плацентарные) звери. Представители: от землеройки – крошки (м = 1,5 гр.) до синего кита (м = 150 т.).

Согласно другой классификации различают 2 подкласса: Первозвери и Настоящие звери (где Сумчатые – отряд).

Характеристика

Покровы

Кожа, как и у всех позвоночных, состоит из трёх слоев: эпидермиса, дермы и подкожной клетчатки. Наружный слой – эпидермис. Он представлен многослойным эпителием. Клетки эпидермиса, постепенно снашиваясь и ороговевая, замещаются новыми, молодыми. Внутренний слой – дерма (кориум) – собственно кожа. Это соединительная ткань, в которой проходят кровеносные сосуды и нервные окончания. Под дермой находится подкожная жировая клетчатка, пронизанная отдельными кожными мышцами.

Производные эпидермиса:

1. Роговые образования (ногти, когти, копыта, чешуя, полые рога, щетина). Полые рога – у быков, козлов, баранов, антилоп. У оленей и лосей костные рога, они развиваются из дермы (цельные).

2. Волосы – это нитевидные роговые образования (они являются совершенным приспособлением для терморегуляции). Волосы – признак класса. Волосы могут видоизменяться в чешуи (панголины, крысы, бобры) 1. Остевые (длинные и жесткие).

2. Подшерсток (короткие и мелкие). 3. Вибриссы – органы чувств.

3. Кожные железы, которые расположены в дерме, но являются производными эпидермиса (эпидерма образует карманы в дерме).

   1. Сальные (гроздевидные).

   2. Потовые (трубчатые).

   3. Млечные.

   4. Пахучие (у грызунов).

Классификация кожных желез:

• Сальные

• Потовые

• Млечные (признак класса)

• Пахучие

Сальными выделениями смазываются волосы и поверхность кожи, что предохраняет волосы от смачивания, а кожу от иссушения. Потовые выделения, испаряясь, охлаждают кожу.

Секреты пахучих желез помогают метить территории, отпугивать преследователей, особям одного вида находить друг друга. Млечные железы выделяют молоко, которым самки вскармливают своих детенышей. Все кожные железы являются железами внешней секреции, т.е. они имеют протоки, через которые секрет выводится наружу. Млечные железы самок– это видоизмененные потовые железы.

Функции кожи:

1. Защитная (от механических и химических повреждений).

2. Терморегуляция. От переохлаждения предохраняет волосяной покров и подкожная клетчатка, от перегрева предохраняют потовые железы. В терморегуляции участвуют также кровеносные сосуды, которые расположены близко к поверхности кожи, при повышении температуры они расширяются. Собаки, например, еще высовывают язык во время бега (тепловая одышка), чтобы увеличить поверхность испарения.

3. Иммунная.

4. Дыхание.

5. Абсорбция (поглощение, всасывание жидкости).

6. Пигментообразующая (меланоциты (в эпидермисе), хроматофоры ( в дерме)).

7. Витаминообразующая (D).

8. Рецепторная.

Волосяной покров периодически меняется, периодичность и время линьки у разных видов различны.

Нервная система и органы чувств

Типы мозга:

1. Ихтиопсидный (у рыб и амфибий). Главный отдел – средний мозг.

2. Зауропсидный (главный отдел - передний мозг, а точнее его массивное дно – полосатые тела).

3. Маммальный (главный отдел – передний мозг: кора больших полушарий – мозговой свод)

Именно кора больших полушарий становится центром высшей нервной деятельности. Увеличивается объем мозжечка, который имеет 3 доли.

В среднем мозге –четверохолмие. В продолговатом мозге находятся центры безусловных рефлексов.

У млекопитающих зрение менее значимо, чем у птиц, но для человека имеет ведущее значение), парные глаза, зрение цветное. Орган обоняния - ведущий орган у животных. Органы осязания: вибриссы. Органы слуха: впервые появляется наружное ухо, состоящее из ушной раковины и слухового прохода, затянутого барабанной перепонкой появляются 2 новые слуховые косточки – кроме стремечка еще наковальня и молоточек.

Орган вкуса представлен вкусовыми луковицами языка и мягкого нёба. По всему телу разбросаны рецепторы тактильного чувства.

Опорно–двигательная система

Строение скелета млекопитающих в основном сходно со строением скелета позвоночных, но имеются особенности.

Особенности скелета млекопитающих. В позвоночнике – различное число позвонков, но:

1. Число шейных позвонков постоянно и равно 7 (исключение – панголин (6), муравьед (9)).

2. Череп имеет крупную мозговую коробку

3. Грудная клетка.

4. Пояс передних конечностей – нет коракоидов.

5. Пояс задних конечностей – появляется коленная чашечка.

6. Конечности пятипалого типа, но развиты неодинаково (в зависимости от способа передвижения)

Кости черепа срастаются друг с другом довольно поздно, что обеспечивает возможность увеличения объема головного мозга по мере роста животного. Череп сочленен с первым шейным позвонком при помощи двух затылочных мыщелков (как у земноводных).

Способы передвижения:

• Ходьба

• Плавание

• Бег

• Лазание

• Полет

• Копание

У быстро бегающих млекопитающих число пальцев сокращено. У парнокопытных развиты два пальца – третий и четвертый (коровы, козы, овцы, свиньи), у непарнокопытных (лошади, тапиры)– один (третий). У животных, ведущих подземный образ жизни (крот), увеличена и своеобразно устроена кисть. Животные, способные к планированию (летучие мыши), имеют удлиненные фаланги пальцев и кожистые перепонки между ними. У ластоногих конечности (ласты) приспособлены для плавания. У китообразных передние конечности превращены в ласты, задние – редуцированы.

Мускулатура развита хорошо. Появляются жевательные и мимические мышцы (развиты у хищников и приматов), есть мышцы ушной раковины (у человека рудимент).

Диафрагма – специфическая куполообразная мышца, которая находится между грудной и брюшной полостью.

Дыхательная система

У млекопитающих достигает самой высокой степени развития. Легкие имеют альвеолярную структуру, благодаря чему дыхательная поверхность легких в 50 раз превышает поверхность тела. Появляется бронхиальное дерево, зачатки которого впервые появились у рептилий (20 порядков ветвления, у некоторых видов – до 60). Структурная единица лёгких – альвеола. У человека общая площадь альвеол равна 100 м².

Механизм дыхания: объем грудной клетки изменяется за счет движения ребер и диафрагмы. Акт дыхания - диафрагмальный. Левое лёгкое меньше правого.

Кровеносная система (замкнутая, 2 круга кровообращения).

У млекопитающих имеется 4-х камерное сердце, два потока крови разделены. Большая кислородная емкость обеспечивается наличием гемоглобина (красного пигмента), находящегося в эритроцитах. Зрелые безъядерные эритроциты – признак класса. Гемоглобин – дыхательный пигмент, представляющий собой комплекс из 4-х белковых глобул, связанных с Fe. Большой круг начинается аортой, она образует левую дугу.

Обмен веществ: высокая интенсивность процессов жизнедеятельности и развитая система терморегуляции обуславливает высокую и постоянную температуру тела млекопитающих.

Пищеварительная система

План строения общий для всех тетрапод, но есть и особенности: губы  преддверие рта  зубной ряд (резцы, клыки, коренные зубы)  рот с языком  глотка  пищевод  желудок (одно-, двух-, многокамерный)  кишечник  анус.

Железы: печень, поджелудочная железа, желчный пузырь.

Роль бактерий, живущих в кишечнике млекопитающих:

• Гниение остатков пищи

• Разложение белков, имеющих сомнительное значение для организма или ядовитых.

• Переваривание целлюлозы.

Особенности:

1. Ротовое отверстие млекопитающих окружено мягкими губами, что связано со вскармливанием молоком (сосательные движения). В полость рта открываются слюнные железы. Функции языка: схватывание пищи, лакание, слизывание, проталкивание пищи.

2. дифференциация и специализация зубов, которые приспособлены для разнообразной пищи. Зубы подразделяются на резцы, клыки и коренные. Каждый зуб находится в определенной ячейке челюстной кости. В течение всей жизни осуществляется две генерации зубов (молочные и постоянные). Число и форма зубов служат систематическим признаком животных:

3. Ротовая полость (пища пережевывается и обрабатывается слюной) – пищевод – желудок (снабжен многочисленными железами) – кишечник (тонкий, толстый, прямой) – анус.

4. Протоки печени и поджелудочной железы впадают в двенадцатиперстную кишку. На границе толстого и тонкого кишечника находится слепая кишка, в которой перерабатывается клетчатка. Червеобразный отросток слепой кишки – аппендикс. Скорость переваривания пищи - высокая

1. Насекомоядные (однообразная пища) – зубы дифференцированы слабо.

2. Грызуны – развита только одна пара резцов, клыков нет, коренные зубы имеют плоскую жевательную поверхность.

3. Хищники – сильно развиты клыки.

4. Хоботные – бивни слона – удлиненные резцы.

Млекопитающие (по характеру питания):

• Растительноядные

• Плотоядные

• Всеядные

Длина кишечника зависит от рода пищи: у плотоядных – короткий, у растительноядных – длинный.

Закон корреляции Жоржа Кювье: существует соответствие в длине кишечника, строении зубов и конечностей млекопитающих (слепая кишка и аппендикс большие у растительноядных форм).

L кишечника / L тела =2,5 (у летучих мышей), =5 (у грызунов), = 2,5 (у хищных), = 12 (у копытных).

Выделительная система

Метанефридиального типа. Состав: 2 тазовые почки (структурная единица - нефрон), 2 мочеточника, мочевой пузырь. Моча содержит большое количество мочевины.

Размножение и развитие

Оплодотворение внутреннее, развитие плода – внутри матери, в сумке или яйце, яйца мелкие, лишенные белковой оболочки и желтка.

Млекопитающие - живородящие, выкармливают новорожденных молоком (признаки класса).

Внутриутробное развитие связано с появлением у самок плаценты (детского места), которая возникает путем срастания зародышевых оболочек, окружающих плод, со стенками матки. Через плаценту осуществляется газообмен, приток питательных веществ, удаление продуктов распада.

Благодаря плаценте детеныши рождаются вполне жизнеспособными. В плаценте происходит сплетение, но не слияние сосудов матери и плода. Её нет у клоачных, у сумчатых она в зачатке.

Аллантоис вытягивается, становясь шнуровидным телом (пуповиной)- в нем проходят кровеносные сосуды зародыша (артерии и вены).

Капилляры не смешиваются, идет процесс диффузии. После рождения детеныша выбрасывается послед (детское место).

Кроме функций дыхания, питания и выделения эмбриона, плацента выполняет еще одну важную функцию – она является эндокринной железой и вырабатывает гормоны, попадающие непосредственно в кровь и регулирующие процесс родов, а также отделение молока (лактацию).

Наличие плаценты – главный признак настоящих зверей.

Матка: простая, парная, двурогая, двураздельная.

Яйцеклетки диаметром от 0,05 до 4 мм.

Половой диморфизм выражен не всегда сильно и не так ярко, как у птиц (так как зрительное и цветовое восприятие более слабое, чем у птиц).

Разнополые особи различают друг друга по запаху.

Млечные железы в процессе эволюции произошли от потовых желез.

Эволюция млечных желез:

1. Млечное поле (яйцекладущие), молоко на брюшной поверхности.

2. Сумчатые. Молочные железы в сумке.

3. Плацентарные. Появляется сосок, который имеет проток.

Характерна забота о потомстве.

Предки

Зверозубые ящеры (палеозой) – териодонты, в триасе ветвь на млекопитающих.

Главные признаки для класса Настоящие звери:

1. Наличие плаценты

2. Вскармливание детенышей молоком

3. Увеличение поверхности коры больших полушарий

4. Температура тела постоянная и высокая

5. Две генерации зубов

Эволюционное значение

1. НЗЦП

2. Среда обитания для микроорганизмов

3. Преобразователи ландшафтов за счет воздействия на растения.

4. Дикие предки домашних животных

5. Грызуны приносят вред сельскому хозяйству.

6. Являются переносчиками возбудетелей заболеваний, промежуточные хозяева паразитов.

Антропогенное влияние на природу снижает численность видов, что в настоящее время привело к угрозе исчезновения 94 видов млекопитающих.

Высшие плацентарные звери (18 отрядов):

1. Насекомоядные (370 видов): ежи, кроты, выхухоль, землеройки – это наиболее древние млекопитающие (меловой период мезозойской эры 135 млн. лет назад).

2. Рукокрылые (850 видов) – вампиры, летучие мыши, летучие собаки, ушаны.

3. Неполнозубые (ленивец, броненосец).

4. Шерстокрылые (шерстокрыл).

5. Ящеры (Панголины, степной ящер).

6. Зайцеобразные (60 видов) – зайцы, кролики, пищухи.

7. Грызуны (2000 видов) – белки, тушканчики, бобры, сурки, ондатры, суслики, хомяки, мыши, крысы.

8. Китообразные (80 видов) – киты, кашалоты, дельфины.

9. Хищные (240 видов)– волки, лисицы, медведи, песец, соболь, куница, енот, горностай, ласка, хорек.

10. Ластоногие (30 видов) – моржи, тюлени, морские котики, нерпы, морские львы.

11. Трубкозубые (трубкозуб).

12. Хоботные – слоны (африканский и индийский).

13. Даманы (горный даман).

14. Сирены (ламантины, дюгонь).

15. Непарнокопытные (16 видов)– зебры, тапиры, носороги, ослы, лошади.

16. Мозоленогие – верблюды, ламы.

17. Парнокопытные (70 видов) – коровы, свиньи, олени, лоси, жирафы, антилопы, козы, овцы, зубры, бизоны, яки, сайгаки, серны, косули.

18. Приматы (190 видов) – тупайи, лемуры, долгопяты, игрунки, ревуны, мартышки, макаки, павианы, орангутаны, шимпанзе, гориллы.