Обзор организации млекопитающих

Общая характеристика

Смотри лекцию.

 

 

Обзор организации млекопитающих

Форма тела. Внешний облик млекопитающих крайне разнообразен по размерам и форме тела и находится в прямой зависимости от условий обитания и образа жизни.

Самым мелким современным млекопитающим является представитель отряда насекомоядных — белозубка малютка (Suncus etruscus), масса тела которой — 1,2-1,7 г, длина тела — 3,8-4,5 см; самым крупным наземным млекопитающим — африканский слон массой тела в среднем 4-5 т (отдельные самцы до 7,5 т), достигающий высоты в плечах до 3,5 м, а из водных — синий кит, отдельные особи которого достигают массы тела свыше 150 т и длины тела 33 м.

В Республике Беларусь самым мелким представителем класса является крошечная бурозубка (Sorex minutissimus) (масса тела 1,5-1,7 г), самым крупным — зубр (Bison bonasus) (масса тела до 1,0 т).

В теле млекопитающих выделяют голову, шею, туловище, хвост и парные конечности. Форма и соотношение этих частей варьируют у разных видов, отражая приспособление к среде обитания и способам передвижения.

Наиболее распространенным является тип наземных четвероногих зверей, имеющих конечности, расположенные под туловищем, а не по бокам его, как у большинства рептилий. В связи с этим коленный сустав направлен вперед, а локтевой назад, а не в стороны, как у рептилий; шейный отдел невелик, таковы, например, копытные, хищные.

Представители различных отрядов, обитающие в сходных условиях, могут обладать и похожей формой тела (конвергентное сходство).

Покровымлекопитающих имеют более сложное строение, чем у других позвоночных животных. Кожа состоит из двух слоев: наружного — эпидермиса и кориума, или собственно кожи. Эпидермис многослойный. Производными эпидермиса являются когти, копыта, рога (носорог), роговые чехлы (антилопы, быки, козлы, бараны).

Кориум пронизан кровеносными сосудами, в нем ветвятся окончания чувствующих нервов, воспринимающие температурные, механические и болевые раздражения. Нижний слой кориума состоит из очень рыхлой волокнистой ткани, в которой образуются жировые отложения. Этот слой называют подкожной жировой клетчаткой.

Волосяной покров млекопитающих выполняет термоизолирующую функцию, служит рецептором осязания, защищает кожу от повреждений, обеспечивает видоспецифичность окраски. Лишь немногие виды вторично, частично или полностью утратили его (китообразные, слоны, носороги, бегемоты).

Волосяной покров состоит из различных типов волос: остевых, пуховых и чувствующих волос — вибрисс.

Смена волосяного покрова носит название линьки, которая может быть частичной-смена по мере снашивания (у обезьян в тропиках в течение всего года) и полной - происходит 2 раза в год (обычно весной и осенью), сопровождается изменением структуры волосяного покрова, нередко и окраски (горностай, ласка, зайцы и др.).

Кожные железы у млекопитающих в отличие от птиц и рептилий весьма многочисленны, разнообразны по строению и функциям. Основные типы представлены потовыми, сальными, пахучими и млечными.

Окраска тела млекопитающих обусловлена наличием пигментов, расположенных в мальпигиевом слое кожи, в кориуме и окраской волос.

Таким образом, покровы млекопитающих выполняют многие функции.

Скелет млекопитающихотличается разнообразием строения, что соответствует большому разнообразию способов передвижения.

Осевой скелет млекопитающих представлен позвоночником, состоящим из 5 отделов: шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового. Позвонки млекопитающих платицельные, имеют плоские сочленовные поверхности, между ними располагаются хрящевые диски.

Черепмлекопитающих отличается от черепа рептилий большим объемом мозговой коробки; уменьшением числа костей (за счет редукции и срастания между собой ряда костей) и наличием 2 затылочных мыщелков, обеспечивающих подвижное сочленение с первым шейным позвонком. Череп млекопитающих синапсидного типа, с одной скуловой дугой, образованной костями: верхнечелюстной — скуловой — чешуйчатой.

Для всех млекопитающих характерно образование вторичного костного нёба, отделяющего носовой проход от ротовой полости.

Плечевой пояс млекопитающих упрощен: основу его составляет лопатка, рудиментарный коракоид, ключица.

Тазовый пояс состоит из двух больших безымянных костей, образованных срастанием типичных для всех наземных позвоночных парных костей:подвздошных, седалищных и лобковых.

Скелет парных конечностей сохраняет все основные для наземных позвоночных типичные черты строения исходной пятипалой конечности.

Мышечная системавысокодифференцированная и существенно отличается у представителей различных систематических групп, что связано с различными способами передвижений.

Во многих мышцах млекопитающих содержится миоглобин, обеспечивающий резервирование кислорода. Наибольшее его количество содержится у водных млекопитающих (например, в мышцах кашалота миоглобина в 8-9 раз больше, чем у наземных млекопитающих).

Скорости передвижения млекопитающих различны.

Органы пищеварения и питание. Млекопитающие отличаются от всех позвоночных животных полнотой использования растительных кормов.

Добыча и механическая обработка пищи осуществляется с помощью ротового аппарата — губ, языка, челюстей и зубов. Участие в добывании пищи могут принимать конечности, хобот и др.

Пищеварительный тракт млекопитающих отличается большей по сравнению с рептилиями и птицами длиной, дифференцировкой его отделов, разнообразием пищеварительных желез и развитием симбиотического пищеварения (бактерии, грибы и простейшие).

Челюсти современных млекопитающих, как правило, снабжены зубами, дифференцированными на резцы, клыки, предкоренные и коренные. Зубы расположены в ячейках челюстных костей — альвеолах.

В ротовой полости пища подвергается механическому измельчению и обработке секретом слюнных желез, в котором содержится фермент амилаза, расщепляющий углеводы.

На дне ротовой полости лежит мясистый язык, участвующий в перетирании и перемешивании пищи, а у некоторых — и в ее сборе (копытные, муравьеды).

Пища из ротовой полости через глотку и хорошо выраженный пищевод попадает в желудок. Желудок обособлен от других отделов и снабжен многочисленными пищеварительными железами (исключение составляют однопроходные, у которых отсутствуют в желудке пищеварительные железы).

Наиболее сложно устроен желудок у жвачных копытных, он состоит из рубца, сетки, книжки и сычуга Кишечник млекопитающих подразделяется на тонкую, толстую и прямую кишки; на границе тонкого и толстого отделов находится слепая кишка,

Пищеварительные железы — печень и поджелудочная железа — вырабатывают активные ферменты для переваривания пищи, а также участвуют в общих обменных и выделительных процессах и в их гормональной регуляции.

Протоки печени и поджелудочной железы впадают в начальную часть тонкой кишки.

Органы дыхания. В газообмене млекопитающих основная роль принадлежит легким, но в нем принимает участие слизистая поверхность дыхательных путей и частично кожа (около 1 % потребляемого кислорода).

Носовая полость разделена на преддверие, дыхательный и обонятельный отделы.

Функция преддверия — улавливание пыли, поступающей с воздухом. В носовой полости происходит обеззараживание воздуха с помощью слизи, содержащей активные бактерицидные вещества, кроме того, воздух увлажняется и согревается.

Голосовые связки в виде парных складок слизистой оболочки гортани находятся между щитовидным и черпаловидными хрящами.

С помощью голоса млекопитающие обмениваются сложной информацией, в основном в низкочастотном диапазоне.

К гортани примыкает трахея. Трахея ветвится на два бронха и далее, достигнув легких, — на более мелкие трубочки, образуя бронхиальное дерево.

Механизм вентиляции легких млекопитающих обусловлен изменением объема грудной клетки с помощью межреберной мускулатуры, а также движениями особой мускульной перегородки между грудной и брюшной полостями — диафрагмы.

Кровеносная система и кровообращение. У млекопитающих, как и у птиц, большой и малый круги кровообращения полностью разобщены. Для кровеносной системы млекопитающих характерно наличие только одной, левой, дуги аорты, отходящей от левого желудочка.

Кроветворные органы специализированы: костный мозг продуцирует в основном эритроциты; селезенка и лимфатические железы — лимфоциты.

Органы выделения млекопитающих представлены тазовыми (метанефрическими) почками бобовидной формы, имеют собственные выносящие каналы — мочеточники, впадающие в мочевой пузырь, откуда вторичная моча по мочеиспускательному каналу выводится наружу.

Основным продуктом азотистого обмена млекопитающих является мочевина.

Водно-солевой обмен осуществляется преимущественно через почки, но в нем участвует также и кожа с ее потовыми железами и кишечная трубка (прямая кишка, стенки которой всасывают воду из каловых масс.

Репродуктивная система и размножение. Отличительной особенностью млекопитающих является проявление высокой степени заботы о потомстве на всех этапах его развития. Для млекопитающих характерно внутреннее оплодотворение.

Есть парные семенники и яичники. Большинство млекопитающих живородящи, им свойственно внутриутробное развитие, в течение которого зародыш растет за счет веществ, получаемых через особый орган — плаценту — из организма матери. Продолжительность внутриутробного развития млекопитающих различна.

После рождения детеныши млекопитающих выкармливаются молоком, которое выделяется особыми млечными железами.

По завершении периода вскармливания детеныша молоком связь между родителями и потомством сохраняется на протяжении некоторого времени, что обеспечивает возможность обучения молодняка.

Сроки наступления половой зрелости у млекопитающих сильно варьируют.

Готовность к размножению обеспечивается сложным регуляторным механизмом, действующим по сигналам внешней среды. В умеренной зоне таким сигналом служит изменение длины светового дня.

Частота размножения и ее периодичность связаны с величиной смертности и продолжительностью жизни. Общая плодовитость млекопитающих благодаря развитию заботы о потомстве невелика.

Нервная система. Головной мозг млекопитающих сохраняет общие для всех позвоночных черты строения, но имеет ряд принципиальных особенностей, которые выделяют его в особый «кортикальный» тип.

Наибольших размеров и сложности достигает передний мозг, в котором большая часть мозгового вещества сосредоточена в коре полушарий — неопаллиуме, состоящем из нервных клеток и безмякотных волокон (серого вещества).

Новая кора больших полушарий является центром высшей нервной деятельности, который координирует работу других отделов мозга.

Сложное поведение млекопитающих, их сложные ответные реакции на различные внешние раздражения прямым образом связаны с прогрессивным развитием коры полушарий переднего мозга.

Промежуточный мозг невелик и сверху прикрыт полушариями переднего мозга.. В крыше расположен эпифиз (секреторный орган), снизу — гипофиз (участвует в сезонной перестройке метаболизма).

Средний мозг мал.

Мозжечок состоит из срединного червячка и прилегающих к нему парных полушарий с боковыми придатками.

Продолговатый мозг дает начало большинству головных нервов (V—XII), в нем расположены центры дыхания, работы сердца, пищеварения и т. п.

Всего головных нервов -

Органы чувств играют важную роль в жизни млекопитающих, но развиты по-разному у представителей различных отрядов.

Зрение играет ведущую роль у обитателей открытых пространств, слух и обоняние — у ночных и сумеречных, норников и водных млекопитающих.

Органы обоняния млекопитающих располагаются в верхней части носовой полости.

Обоняние млекопитающих эффективнее, чем у других наземных позвоночных. С помощью обоняния звери отыскивают пищу, обоняние играет важную роль при внутривидовом и межвидовом общении.

Орган слуха у подавляющего большинства млекопитающих развит хорошо. В его состав, кроме внутреннего и среднего уха, имеющихся у предыдущих групп, входит наружное ухо (ушная раковина).

В среднем ухе млекопитающих находятся три слуховые косточки: стремечко, молоточек и наковальня, обеспечивающие передачу колебаний барабанной перепонки на мембрану овального окошка внутреннего уха и усиливающие эти колебания.

Глаза млекопитающих расположены в глазницах и имеют округлую форму, они могут вращаться в результате сокращения особых мышц. Многие млекопитающие способны различать цвета.

Кожная чувствительность обеспечивается рецепторами тепла и холода, прикосновения. Органы осязания представлены вибриссами, их корни связаны с окончаниями нервов.

Географическое распространение и положение в биоценозах. Млекопитающие заселили практически всю Землю, занимают в биоценозах суши и морей экологические ниши как первичных потребителей растительных кормов (грызуны, зайцеобразные, копытные, хоботные, сирены, ленивцы, даманы, большинство приматов), так и плотоядных, среди которых различают «мирных» (питающихся беспозвоночными, мелким животными и планктоном) и «хищных», нападающих на крупную добычу. Смешанное питание характерно для грызунов, хищных и приматов.

Только в Австралийской области господствуют разнообразные сумчатые и только здесь сохранились примитивные однопроходные.

По численности и биомассе среди позвоночных животных, обитающих в водоемах, млекопитающие уступают только рыбам, а на суше обычно занимают вершины трофических пирамид.