§52. Внутреннее строение млекопитающих

Задание 1. Выполните лабораторную работу.

Тема : "Строение скелета млекопитающих".

Цель работы: изучить особенности строения скелета млекопитающих.

1. Убедитесь в том, что на рабочем месте есть все необходимое для выполнения лабораторной работы.

2. Пользуясь инструкцией, приведенной в параграфе 52 учебника, выполните лабораторную работу.

3. Раскрасьте кости скелета млекопитающего (фиолетовым цветом - кости черепа, зеленым - позвоночника, голубым - пояса передних конечностей, коричневым - передние конечности, красным - пояс задних конечностей, желтым - задние конечности) и обозначьте их.

4. Запишите вывод об особенностях строения скелета млекопитающих.

Строение и деятельность систем внутренних органов млекопитающих свидетельствует об их более совершенном прогрессивном развитии: интенсивный обмен вещесв, постоянная высокая температура тела. Сравнение с птицами показывает их независимое и параллельное историческое развитие.

Задание 2. Заполните таблицу.

Строение и функции скелета млекопитающих (кролика)
Отдел скелета	Особенности строения	Функции
Череп	крупный, меньше костей, чем у рептилий	защита внутренних органов головы
Позвоночник: шейный отдел грдной отдел, ребра, грудина поясничный отдел крестцовый отдел хвостовой отдел	семь позвонков двенадцать позвонков шесть, семь позвонков четыре слившихся позвонка разное число костей позвонков	защита и опора
Пояс передних конечностей Передние конечности Пояс задних конечностей Задние конечности	парные лопатки, парные ключицы 2 крупные тазовые кости	передвижение, опора

Задание 3. Hаскрасьте системы внутренних органов млекопитающего (красным цветом - кровеносные органы, зеленым - пищеварительной системы, голубым - дыхания, коричневым - выделения, черным - размножения) и обозначьте их.

Задание 4. Количество пищи, съедаемой в течение суток маленьким млекопитающим - землеройкой, превосходит массу ее тела а 2-4 раза. А тигр, имеющий массу 250-300 кг, довольствуется 10-12 кг мяса в сутки. Почему существует такое несоответствие в количестве пищи, съедаемой различными живоными?

Потому что у землеройки очень быстрый обмен веществ, сердце бьется быстрее, чем сердце тигра. Поэтому землеройке необходимо постоянно есть.

Задание 5. Заполните таблицу.

Строение и функции систем внутренних органов млекопитающего
Система органов	Особенности строения	Функции
Пищеварительная	рот, глотка, зубы, пищевод, желудок, кишечник, толстая кишка	переваривание пищи
Дыхательная	проводящие пути, легкие, трахея, гортань	поступление кислорода в организм и выведение углекислого газа
Кровеносная	четырехкамерное сердце: 2 желудочка и 2 предсердия	перенос питательных веществ по организму
Нервная	передний головной мозг, спинной мозг	отвечает за чувства, осязание, обоняние
Выделительная	почки, мочеточники, мочевой пузырь	выделение продуктов обмена

Опорно-двигательная система. Скелет млекопитающих состоит из тех же отделов, что и у других наземных позвоночных животных: черепа, позвоночника, скелетов туловища, поясов и свободных конечностей (рис. 193).

Рис. 193. Скелет млекопитающего: 1 - верхняя челюсть; 2 - нижняя челюсть; 3 - череп; 4 - зубы; 5 - шейные позвонки; 6 - грудные позвонки; 7 - поясничные позвонки; 8 - хвостовые позвонки; 9 - ребра; 10 - лопатка; 11 - плечо; 12 - предплечье; 13 - кисть; 14 - тазовая кость; 15 - бедро; 16 - голень; 17 - стопа

Кости млекопитающих прочные, многие срастаются вместе. Череп крупный, состоит из меньшего, чем у рептилий, числа костей, так как многие срастаются еще в эмбриональном периоде. Челюсти сильные, вооруженные зубами, которые находятся в углублениях - альвеолах.

Позвоночник состоит из следующих пяти отделов: шейного (семь позвонков), грудного (двенадцать позвонков), поясничного (шесть-семь позвонков), крестцового (четыре слившихся позвонка) и хвостового отдела из разного числа позвонков у разных млекопитающих. Позвонки массивные, с уплощенными поверхностями тел. К позвонкам грудного отдела причленя-ются ребра, часть их соединяется с грудиной, образуя грудную клетку. Пояс передних конечностей состоит из парных ключиц и парных лопаток. Кора-коиды (вороньи кости) у большинства зверей редуцированы. У лошадей и собак, у которых ноги движутся только вдоль продольной оси тела, редуцированы и ключицы. Пояс задних конечностей (тазовый пояс) состоит из двух крупных тазовых костей. Каждая из них возникла при срастании лобковой, седалищной и подвздошной костей. Тазовые кости срастаются с крестцом.

У млекопитающих сложная система мышц. Наиболее развиты мышцы, двигающие конечности. Они начинаются на костях поясов и прикрепляются к костям свободной конечности. Длинные сухожилия подходят к костям стопы и кисти, что обеспечивает хорошую подвижность конечностей, расширяя их приспособительные (адаптивные) возможности.

Хорошо развиты межреберные дыхательные мышцы, сокращение которых поднимает и опускает грудную клетку. Есть мышцы, которые соединяются с кожей: например мимические мышцы, сокращение которых вызывает подергивание кожи, движение шерстного покрова, вибрисс.

У всех млекопитающих грудная полость отделена от брюшной мускулистой перегородкой - диафрагмой. Она широким куполом входит в грудную полость и прилегает к легким.

Лабораторная работа № 10

Тема. Строение скелета млекопитающих.

Цель. Изучить особенности строения скелета млекопитающих.

Оборудование: пинцет, лупа, скелет (и его части) кролика (кошки, крысы).

Ход работы

1. Рассмотрите общее строение скелета. Найдите его части: скелеты головы, туловища, конечностей. Обратите внимание на соединение костей между собой.
2. Рассмотрите скелет черепа. Обратите внимание на размеры мозговой коробки, соединения костей, дифференцированные альвеолярные зубы.
3. Определите отделы позвоночника и особенности их строения.
4. Рассмотрите строение грудной клетки, вспомните ее значение для животного.
5. Рассмотрите строение скелетов поясов и свободных конечностей - передних и задних. Найдите и назовите основные их части. Рассмотрите места прикрепления мышц.
6. Найдите сходство и различия в строении скелетов млекопитающих и пресмыкающихся.
7. Запишите свои выводы в тетрадь, сделайте необходимые рисунки.

Нервная система. Центральная нервная система млекопитающих состоит из тех же отделов, что и у других позвоночных (рис. 194). Наиболее развит передний мозг, имеющий крупные полушария. Поверхность полушарий образована несколькими слоями нервных клеток - так называемой корой.

Рис. 194. Нервная система млекопитающего: А - общий план строения: 1 - головной мозг; 2 - спинной мозг; 3 - периферические нервы; Б - головной мозг кролика: 1 - обонятельные доли переднего мозга; 2 - полушария переднего мозга; 3 - извилины коры; 4 - промежуточный мозг; 5 - средний мозг; 6 - мозжечок; 7 - продолговатый мозг

У млекопитающих со сравнительно простым поведением (кролики, мыши) полушария гладкие, а у хищных млекопитающих и приматов, отличающихся сложным поведением, кора полушарий имеет многочисленные извилины (складки) и борозды, увеличивающие их поверхность. Крупные полушария переднего мозга прикрывают сверху промежуточный и средний мозг. Хорошо развит мозжечок, где находятся центры координации движений.

Периферическая нервная система, как и у других позвоночных, представлена двенадцатью парами черепно-мозговых нервов (отходят от головного мозга) и многочисленными нервами, отходящими от спинного мозга. Мощные нервные стволы направляются от спинного мозга к передним и задним конечностям.

Из органов чувств у зверей наиболее развиты обоняние, слух, зрение. Хорошо развиты отделы мозга, связанные с обонятельным, слуховым и зрительным анализаторами.

Более сложное строение опорно-двигательной и нервной систем млекопитающих в сравнении с рептилиями свидетельствует об их прогрессивном развитии, дальнейшей дифференцировке в ряду позвоночных и огромных приспособительных возможностях.

Пищеварительная система у млекопитающих более сложная, чем у пресмыкающихся (рис. 195). Рот окружен мясистыми губами, которые облегчают захват и удержание пищи. Зубы дифференцированы (подразделены на группы) на резцы, клыки, предкоренные и коренные. У представителей разных семейств они развиты по-разному в зависимости от способа питания и характера корма. Так, у грызунов и зайцев хорошо выражены резцы, у хищников - клыки и т. п.

Рис. 195. Внутреннее строение кролика (самки): 1 - трахея; 2 - пищевод; 3 - сердце; 4 - легкие; 5-желудок; 6 - слепая кишка; 7 - печень; 8 - селезенка; 9 - тонкая кишка; 10 - поджелудочная железа; 11 - почка; 12 - толстая кишка; 13 - яичник; 14 - матка; 15 - яйцевод; 16 - мочевой пузырь

Между зубами и губами расположено преддверие рта. У грызунов и мартышек здесь находятся защечные мешки, в которых они переносят пищу. Еду звери отрывают и пережевывают зубами, обильно смачивая слюной. Ферменты слюны воздействуют на сложные сахара (крахмал, клетчатку), расщепляя их до более простых соединений. Пищевой комок проходит в глотку, пищевод и поступает в желудок (рис. 196, А). У большинства млекопитающих желудок простой: он состоит из одной камеры. В стенках его находятся железы, которые выделяют пищеварительные вещества и кислоту, переваривающие белки.

Рис. 196. Схемы строения пищеварительных систем млекопитающих: А - общий план строения (кролик): 1 - рот; 2 - ротовая полость; 3 - глотка; 4 - пищевод; 5 - желудок; 6 - печень; 7 - поджелудочная железа; 8 - тонкая кишка; 9 - толстая кишка; 10 - слепая кишка: 11 - прямая кишка; 12 - анальное отверстие; Б - строение желудка жвачного парнокопытного: 1 - рубец; 2 - сетка; 3 - книжка; 4 - сычуг

У жвачных парнокопытных желудок сложный, состоящий из четырех отделов - рубца, сетки, книжки и сычуга (рис. 196, Б). Только последний из них является собственно желудком. Предыдущие отделы представляют собой расширения пищевода и служат для сбраживания пищи. Здесь под влиянием простейших, бактерий и дрожжей перерабатывается трудно перевариваемая клетчатка. У коровы за сутки выделяется до 50 л слюны, а пища из желудка периодически отрыгивается и пережевывается зубами (отсюда происходит название «жвачные»). В кишечнике пища подвергается воздействию ферментов, выделяемых пищеварительными железами, расположенными в стенках кишечника, и поступающими из печени и поджелудочной железы. Они воздействуют на все группы пищи: белки, жиры и сахара. Переваренная пища всасывается в тонком кишечнике, а непереваренные остатки поступают в толстую кишку, где формируются каловые массы, удаляемые наружу.

Дыхательная система состоит из тех же отделов, что и у пресмыкающихся: проводящих путей и легких (см. рис. 195). Легкие у зверей устроены сложнее, чем у рептилий, у них большая поверхность, обеспечивающая совершенный газообмен.

Трахея разделяется на два бронха, которые входят в легкие и здесь многократно ветвятся. Самые тонкие ответвления - бронхиолы. Они оканчиваются легочными пузырьками, или альвеолами, дыхательная поверхность которых в 50-100 раз больше поверхности тела. Альвеолы обильно оплетены кровеносными капиллярами. Именно здесь происходит газообмен. Углекислый газ из крови за счет разницы давлений выделяется в альвеолы, а кислород поступает из альвеол в капилляры, соединяется с гемоглобином эритроцитов и разносится кровью по организму. Вентиляция легких происходит за счет вдоха и выдоха. Вдох происходит за счет сокращения межреберных мышц и диафрагмы, благодаря чему увеличивается объем грудной полости. При расслаблении межреберных мышц и диафрагмы объем грудной полости и объем легких уменьшается - происходит выдох.

Кровеносная система млекопитающих похожа на кровеносную систему птиц. Сердце четырехкамерное: два предсердия и два желудочка. В левой половине сердца находится артериальная кровь, в правой - венозная (рис. 197).

Рис. 197. Схема строения кровеносной системы млекопитающего: 1 - сердце; 2 - левая дуга аорты; 3 - сонная артерия; 4 - спинная аорта; 5 - яремная вена; 6 - легочная артерия; 7 - легочная вена; 8 - задняя полая вена; 9 - капиллярная сеть внутренних органов

Чисто артериальная кровь из левого желудочка по большому кругу кровообращения движется ко всем органам и тканям организма. Правда, в отличие от птиц, у млекопитающих сохранилась не правая, а левая дуга аорты. Венозная кровь из правого желудочка по сосудам малого круга кровообращения направляется в легкие, где обогащается кислородом. Быстрое движение чисто артериальной и чисто венозной крови (особенно к голове по сонным артериям и от мозга по яремным венам) обеспечивает организм кислородом и быстро удаляет вредные продукты жизнедеятельности. Это обеспечивает быстрый обмен веществ, высокую и постоянную температуру тела млекопитающих.

Выделительная система представлена почками. Они расположены в тазовой области и представляют собой компактные тела. В почках из крови отфильтровываются продукты белкового обмена: мочевина и некоторые соли вместе с водой. По мочеточникам моча стекает в мочевой пузырь и через мочеиспускательный канал удаляется наружу (рис. 198).

Рис. 198. Строение выделительной и половой систем млекопитающих - самца (А) и самки (Б): 1 - почки; 2 - мочеточники; 3 - мочевой пузырь; 4 - семенники; 5 - яичник; б - семяпроводы; 7 - яйцеводы; 8 - матка; 9 - мочеиспускательный канал

Строение и деятельность систем внутренних органов млекопитающих свидетельствует об их более совершенном, прогрессивном развитии: интенсивном обмене веществ, постоянной и высокой температуре тела. Сравнение млекопитающих с птицами показывает их независимое и параллельное историческое развитие.

Упражнения по пройденному материалу

1. В чем сходство и различия в строении покровов тела млекопитающих и рептилий?
2. Перечислите основные особенности строения скелета головы, туловища, конечностей, связанные с наземным образом жизни, с типом питания.
3. Поясните, чем отличается строение коры больших полушарий хищников и приматов от коры грызунов.
4. На примере грызунов и жвачных животных объясните характерные особенности строения пищеварительной системы.
5. Какие усложнения произошли в строении и деятельности систем внутренних органов млекопитающих по сравнению с рептилиями?

Млекопитающие - наиболее высоко организованные позвоночные животные. Они отличаются большим разнообразием размеров и внешнего строения, что зависит от условий и образа жизни. Например, белозубка малютка имеет массу в среднем 1,5 г., африканский слон - 4-5 тонн, а синий кит до 150 тонн.

ОСОБЕННОСТИ ВНЕШНЕГО СТРОЕНИЯ

Рассмотрим их на примере собаки. Тело млекопитающих делится на голову, шею, туловище, хвост и

две пары конечностей. Голова имеет удлиненную форму. В ней различают черепной и лицевой отдел или морду. На голове расположен рот, окаймленный подвижными мясистыми губами, над которыми находится нос с парой ноздрей. По бокам головы находится пара глаз, защищенных подвижными веками. Третье веко (мигательная перепонка) редуцировано. Позади глаз располагается пара подвижных ушных раковин, свойственных только млекопитающим. Шея обеспечивает подвижное соединение головы с удлиненным туловищем, высоко приподнятым на передних и задних конечностях над землей. На брюшной стороне его (у самок) расположено несколько пар млечных желез, а под корнем хвоста - анальное отверстие. Конечности пятипалые. Все пальцы заканчиваются когтями.

ПОКРОВЫ ТЕЛА

Кожа млекопитающих состоит из двух слоев - эпителиального и собственно кожи. Эпителий ороговевающий. За счет него формируются сальные и потовые железы, волосы, когти, ногти, рога, копыта. Наличие волосяного покрова - характерный признак млекопитающих. Волосы равномерно покрывают тело собаки и подразделяются на ости (длинные и жесткие), подшерсток (короткие и тонкие) и пуховые волосы. Ость предохраняет кожу от повреждений, а подшерсток служит для теплоизоляции. Волосы состоят из рогового вещества - кератина. У собак в связи с сезонами происходит их смена 2 раза в год.

Располагающиеся в коже сальные железы вырабатывают секрет, который смазывает поверхность кожи и волосы, способствуя сохранению её эластичности, а кроме того предохраняет от проникновения микроорганизмов.

Потовых желез у собак мало, т.к. терморегуляция у них осуществляется за счет испарения воды с поверхности языка. Производными эпидермиса являются также млечные железы, секретом которых питаются детеныши. У некоторых млекопитающих потовые или сальные железы видоизменяются в пахучие: мускусные (ондатра, бобёр), анальные (хищники). Их секрет служит для видового опознания, защиты, мечения занимаемой территории.

СКЕЛЕТ И МУСКУЛАТУРА

Скелет имеет типичные для наземных позвоночных строение, но вместе с тем и ряд особенностей.

Череп образован несколькими парными и непарными сросшимися костями. Мозговой отдел его имеет больший чем у рептилий объемы, что определяется значительным развитием головного мозга, особенно коры.Для лицевого отдела характерно развитие вторичной челюсти и костного твердого неба.

Позвоночный столб состоит из 5 отделов: шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового. Шейный отдел состоит из 7 позвонков, что характерно почти для всех млекопитающих. Число грудных позвонков колеблется от 12 до 15. К ним прикрепляются рёбра, которые срастаясь с грудиной, образуют грудную клетку. Массивные поясничные позвонки (6) соединены подвижно. Крестцовые позвонки (3-4) срастаются неподвижно между собой и костями таза, создавая опору для задних конечностей. Хвостовой отдел отличается большой изменчивостью числа позвонков.

Пояс передних конечностей у собаки образован парными лопатками и сросшимися с ними вороньими костями. Ключицы отсутствуют. С осевым скелетом плечевой пояс соединен посредством мышц и связок.

Пояс задних конечностей образован парными безымянными костями. Они образуются в результате срастания подвздошных, лобковых и седалищных костей. Срастаясь с крестцом они образуют замкнутый таз.

Свободные конечности пятипалые, имеют типичное для наземных позвоночных строение. Для задней конечности характерно развитие сухожильной косточки-чашечки.

Мускулатура млекопитающих отличается высокой специализацией. Значительного развития и дифференцировки достигает жевательная мускулатура, участвующая в захвате и измельчении пищи. Характерной особенностью мышечной системы является развитие подкожной мускулатуры и диафрагмы. Появление диафрагмы улучшает вентиляцию легких, а также делит полость тела на грудную и брюшную. Подкожная мускулатура играет роль не только в терморегуляции, но и в передаче информации. Хорошее развитие мышц конечностей обеспечивает большую скорость передвижения.

ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ

Пищеварительная система характеризуется развитием специализированных зубов, четким разделением кишечной трубки на отделы и значительной её длинной, чем достигается эффективное переваривание и всасывание пищевых веществ.

Ротовая полость начинается преддверием рта, наружной стенкой которого являются мясистые губы, а внутренней - хорошо развитые челюсти, снабженные специализированными зубами.

У собак 42 зуба, подразделяющиеся на резцы (12), клыки (4), переднекоренные (16) и заднекоренные (10). Зубы имеют корень, которым укреплены в лунке челюсти, и коронку, форма которой зависит

от типа зубов. Резцы у собак мелкие, долотообразные. Клыки большие, конические, служат для захвата и умерщвления добычи. Коренные имеют широкие бугристые коронки с острым режущим краем. Последний предкоренной верхней челюсти и первый коренной нижней образуют хищные зубы.. В процессе индивидуального развития происходит смена молочных зубов (резцов, клыков и предкоренных) на постоянные.

На дне ротовой полости лежит мускулистый язык, поверхность которого покрыта вкусовыми сосочками. Он участвует в перемешивании и проглатывании пищи, а также вкусовой рецепции. В ротовую полость открываются протоки трех пар слюнных желез, секрет которых увлажняет пищу, а кроме того содержит ферменты, расщепляющие крахмал.

Из ротовой полости через глотку и пищевод пища попадает в хорошо развитый простой желудок, а из него, после частичного переваривания, в тонкий кишечник. В начальный отдел его, 12-перстную кишку, впадают протоки печени и поджелудочной железы. В тонком кишечнике происходит гидролиз пищевых веществ и всасывание. Не переваренные остатки пищи поступают в толстую кишку, которая подразделена на слепую и ободочную. В этих отделах кишечника происходит формирование каловых масс, удаляемых наружу через прямую кишку.

ОРГАНЫ ДЫХАНИЯ

Млекопитающие дышат атмосферным воздухом. Основная роль в газообмене принадлежит легким, которые связаны с внешней средой дыхательными путями. Дыхательные пути включают носовую полость, носоглотку, глотку, гортань, трахею и бронхи, образующие в лёгких многочисленные разветвления. Самые мелкие бронхи - бронхиолы, заканчиваются лёгочными пузырьками - альвеолами. В последних и происходит газообмен. В развитии органов дыхания млекопитающих следует отметить появление надгортанного хряща, гортани и альвеолярной структуры легкого.

КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА

Млекопитающие имеют четырехкамерное сердце, состоящее из двух предсердий и двух желудочков. От левого желудочка, в отличие от птиц, отходит левая дуга аорты. Кровь движется по двум кругам кровообращения. Большой круг кровообращения начинается из левого желудочка. Артериальная кровь, содержащаяся в нем, по системе сосудов, которые отходят от аорты, доставляется к тканям. Венозная кровь собирается в переднюю и заднюю полые вены, впадающие в правое предсердие, где заканчивается большой круг.

Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке. Из него венозная кровь по легочной артерии поступает в легкие. Насыщенная кислородом артериальная кровь оттекает из легких в левое предсердие по четырём лёгочным венам.

У млекопитающих, в связи с развитием четырёхкамерного сердца, не смешиваются артериальная и венозная кровь. Снабжение тканей насыщенной кислородом артериальной кровью усиливает протекание в клетках окислительно-восстановительных процессов, повышая уровень энергетического обмена. В результате этого большинство современных млекопитающих способны поддерживать постоянную температуру тела и сохранять активность в условиях резких перепадов температур внешней среды.

ОРГАНЫ ВЫДЕЛЕНИЯ

В водно-солевом обмене у млекопитающих основная роль принадлежит вторичным почкам. Они представляют собой парные компактные тела бобовидной формы, расположенные по бокам поясничного отдела позвоночника. От почек отходит пара мочеточников, открывающихся в мочевой пузырь, из которого моча по мочеиспускательному каналу выводится наружу. Почки выделяют гипертоничную по отношению к плазме крови мочу, что позволяет экономить воду на удалении из организма продуктов обмена и солей.

НЕРВНАЯ СИСТЕМА

Состоит из головного, спинного мозга и периферических нервов, отходящих от них. Головной мозг собаки подразделяется на 5 отделов, как и у всех позвоночных, но имеет ряд особенностей по сравнению с другими классами позвоночных. Наибольшей величины и развития достигают полушария переднего мозга. Основную массу их составляет кора, на поверхности которой имеется большое число извилин. Полушария соединяются между собой мозолистым телом.

Средний мозг разделяется бороздами на четверохолмие, в отличие от других позвоночных, имеющих двухолмие. Через передние двухолмие идут к коре пути зрительного тракта, а через заднее - слухового. Мозжечок крупный. Состоит из полушарий и расположенного между ними червячка. Он обеспечивает поддержание мышечного тонуса, равновесия, координации движений. От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов.

ОРГАНЫ ЧУВСТВ

Развиты хорошо. Органы зрения представлены парой глаз. Роговица глаза выпуклая, хрусталик аккомодирует только за счёт изменения кривизны. В связи с развитием коры в ней формируются вторичные ассоциативные зрительные центры, расположенные в её затылочной доле.

ОРГАН СЛУХА

Имеет сложное строение. В процессе эволюции сформировались три его отдела: внутреннее, наружное и среднее ухо. Наружное ухо представлено подвижной ушной раковиной и наружным слуховым проходом. В среднем ухе развиваются три слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремечко. Во внутреннем ухе значительного развития достигает улитка, в которой расположен кортиев орган.

У собак, как и многих млекопитающих, хорошо развиты органы обоняния. Они располагаются в верхне-задней части носовой полости и представляют собой систему сложно разветвленных раковин, поверхность которых покрыто обонятельным эпителием. Обоняние позволяет воспринимать различные запахи или их сочетания, характерные для группы особей или индивида.

ОРГАНЫ ВКУСА представлены вкусовыми сосочками, расположенными на языке.

КОЖНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ представлена рецепторами, воспринимающими температуру, давление, прикосновение.

ПОЛОВАЯ СИСТЕМА

Собаки, как и все млекопитающие, раздельно-полые животные. Самцы имеют парные семенники, в которых развиваются сперматозоиды. Идущие от семенников семяпроводы впадают в мочевыделительный канал. Парные яичники самок лежат в полости тела. Яйцеводы одним концом обращены в полость тела, а другим - открываются в присущий высшим млекопитающим мускулистый орган - матку, которая открывается наружу влагалищем.

РАЗВИТИЕ

Оплодотворение внутреннее, происходит в яйцеводах. Оплодотворенные яйцеклетки, продвигаясь по яйцеводам, начинают дробление, превращаясь в многоклеточный зародыш. При выходе зародыша в полость матки, он прикрепляется к её слизистой оболочке. В месте контакта зародыша со слизистой матки развивается детское место - плацента. Через неё в течение эмбрионального развития плод получает питательные вещества и кислород из крови матери, и одновременно удаляет продукты обмена.

У собак рождается несколько слепых беспомощных детёнышей. Поэтому родители проявляют заботу о потомстве. Матери выкармливают детёнышей молоком, согревают их, защищают от врагов. И после завершения кормления мать и отец продолжают охранять детёнышей, воспитывать их, передавая потомству индивидуальный опыт.

ПОВЕДЕНИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Высокий уровень развития нервной системы и органов чувств определяют сложность поведения млекопитающих и его пластичность. В основе его лежит не только совокупность простых безусловных рефлексов, определяющих инстинктивное, врождённое поведение, но и способность к образованию условных рефлексов, и накоплению на их основе индивидуального опыта. В процессе взаимодействия организма со средой идёт постоянное приспособление его функциональных систем к изменяющимся условиям на основе образования в коре головного мозга новых временных связей и угасания старых. Поэтому для нервной деятельности млекопитающих характерна подвижность, богатство и сложность связей со средой. Млекопитающие способны предвидеть ход многих повторяющихся событий и в определенных ситуациях принимать соответствующие решения.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Млекопитающие происходят от группы древних примитивных рептилий - зверозубых ящеров. По остаткам скелетов зверозубых ящеров установили, что жили они 200-230 млн. лет назад. Ноги у них располагались под туловищем и высоко поднимали его над землёй. Зубы их имели корни и подразделялись на резцы, клыки и коренные, а твёрдое нёбо было костным, вторичным. Кожные покровы сохраняли черты организации кожи амфибий.

Млекопитающие появились на земле в триасовом периоде мезозойской эры. О происхождении их от рептилий свидетельствуют общие для обеих классов признаки: наличие ороговевающего эпителия с гомологами роговых чешуй - волосами, наличие когтей на пальцах, гомология конечностей и их поясов, подразделение позвоночного столба на 5 отделов, сходство ранних этапов развития зародышей. Вместе с тем млекопитающие имеют четырёхкамерное сердце, теплокровны. Для них характерно выкармливание детёнышей молоком, живорождение.

О происхождении млекопитающих от рептилий свидетельствует также то, что представители подкласса первозверей (утконос, ехидна) строением и особенностями размножения занимают промежуточное положение между пресмыкающимися и млекопитающими.

Современная систематика делит млекопитающих на 2 подкласса:

1. Первозверей и 2. Настоящих зверей. К первому подклассу относится один отряд - Однопроходные. Ко второму подклассу принадлежат - инфракласс - Низшие звери с отрядом Сумчатые и инфракласс - Высшие звери, объединяющий 19 современных и 12-14 вымерших отрядов.

Оба подкласса млекопитающих берут начало в триасе от одной исходной группы звероподобных рептилий. В последующей эволюции разнообразные адаптации млекопитающих способствовали завоеванию ими не только обширных пространств суши, но и воздуха, грунта, пресных и морских вод.

Тип Хордовые

Класс Млекопитающие

В современной систематике животных Млекопитающие (Mammalia), или Звери, это класс в типе Хордовые (Chordata) подтипа Позвоночные (Vertebrata).

Ароморфозы млекопитающих

Основные ароморфозы (ароморфозы – это крупные эволюционные изменения, ведущие к общему усложнению строения и организации организма) Млекопитающих следующие:

1. Прогрессивное развитие нервной системы - коры больших полуша­рий головного мозга - центра высшей нервной деятельности.

2. Развитие плода в теле матери. Живорождение.

3. Вскармливание детеныша молоком.

4. Полное разделение кругов кровообращения, четырехкамерное серд­це, левая дуга аорты, безъядерные эритроциты.

5. Совершенство терморегуляции.

6. Волосяной покров.

7. Возникновение альвеолярных легких.

8. Дифференцировка зубной системы.

9. Перемещение конечностей под туловище.

10. Усложнение строения органов чувств.

11. Распространение повсеместно, развитие различных приспособлений к разнообразным условиям существования.

Млекопитающие - высший класс наземных позвоночных животных. В настоящее время известно около 4 тыс. видов.

Млекопитающие появились еще в самом конце пермского периода палеозойской эры (230 млн. л.н.), ведут свое происхождение от древних примитивных палеозойских рептилий. Плацентарные млекопитающие уже существовали в меловом периоде мезозойской эры (не ранее 136 млн. л.н. и не позднее 66 млн. л.н.).

СТРОЕНИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Строение млекопитающих следует рассматривать на примере домашней собаки – Canis lupus familiaris (тип Хордовые, подтип Позвоночные, класс Млекопитающие, подкласс Плацентарные млекопитающие, отряд Хищные,

Общая характеристика млекопитающих

семейство Псовые). Собака – одно из древнейших домашних животных. Произошла от волка, одомашненного где-то 15-10 тысяч лет назад. В настоящее время известно около 400 пород по всему Земному шару. Внешний вид собак разных пород крайне разнообразен.

Тело собаки гибкое, подвижное, состоит из голо­вы, шеи, туловища, двух пар конечностей и хвоста. Передние и задние конечно­сти с не втянутыми когтями располагаются под туловищем. При движе­нии собака опирается только на пальцы (пальцехождение), что обеспечи­вает быстрое движение. На голове развиты ушные раковины (наружное ухо) для определения направления источника звука. На конце морды на­ходятся парные ноздри, ведущие в носовую полость. Глаза защищены дву­мя подвижными веками с ресницами. Во внутреннем углу глаза распола­гается рудиментарная мигательная перепонка. Рот окружен губами. Име­ются органы осязания - чувствительные крупные жесткие волосы (вибриссы).

Покров. Кожа состоит из двух слоев: многослойного эпителия, произ­водными которого являются волосы, когти, и соединительнотканного слоя (дермы), который содержит кровеносные и лимфатические сосуды, нервы, железы, рецепторы. Волосяной покров состоит из шерсти (остий) и подшерстка, который периодически линяет. Потовых желез в коже поч­ти нет, при перегреве тело охлаждается в основном за счет испарения влаги с поверхности языка и верхних дыхательных путей. Имеются саль­ные и пахучие железы. Пахучий секрет содержит вещества феромоны, которые воспринимаются на больших расстояниях как индивидуальные «метки» для выработки форм поведения. Молочные железы - это видоиз­мененные потовые железы с сосками.

Скелет (рис. 1) костный, прочный, массивный; состоит из осевого скелета (позвоночник), скелета головы (череп) и скелета конечностей. По­звоночник включает пять отделов:

1. Шейный состоит из семи позвонков, подвижность головы обеспечи­вается строением первых двух позвонков - атланта и эпистрофея.

2. Грудной состоит из 12 позвонков, которые несут ребра и, соединяясь с грудиной, образуют грудную клетку.

3. Поясничный состоит из шести позвонков, которые несут рудимен­тарные ребра и соединены подвижно.

4. Крестцовый (крестец) образован сросшимися тремя-четырьмя по­звонками.

5. Хвостовой - число позвонков различно и зависит от длины хвоста.

Череп массивный, кости соединяются швами, число отдельных костей невелико, мозговой отдел преобладает над лицевым. Большую часть ли­цевого отдела занимает носовая полость с носовыми раковинами. Верх­ние дыхательные

Общая характеристика млекопитающих

Рис. 1. Строение скелета млекопитающего (собаки).

1 - череп; 2 - шейные позвонки; 3 - лопатка; 4 - плечевая кость; 5 - лучевая кость; 6 - локтевая кость; 7- кости кисти с костями пальцев; 8 - ребра; 9 - большая берцовая кость; 10 - кости стопы с костями пальцев; 11 - ма­лая берцовая кость; 12 - бедренная кость; 13 - хвостовые позвонки; 14 - тазовые кости; 15 - поясничные позвонки; 16 - грудные позвонки.

пути отделены от ротовой полости твердым нёбом. Ни­жняя челюсть прочная, состоит из одной кости. Зубы имеют корни и рас­полагаются в ячейках на челюстях.

Всего у собаки 42 зуба, различных по форме и функциям (резцы, клыки, коренные), происходит смена молочных зубов на постоянные.

Скелет конечностей состоит из поясов и скелета свободных конечностей. Пояс передних конечностей представлен лопатками, кото­рые с помощью мышц крепятся к ребрам и позвоночнику. Ключицы не развиты, так как движения

Общая характеристика млекопитающих

конечностей осуществляются только в одном направлении. Тазовый пояс состоит из двух костей, которые образовались в результате слияния седалищной, лобковой и подвздошной костей. Ске­лет свободных конечностей построен по общему плану для наземных жи­вотных. Передние лапы - плечевая кость (плечо), локтевая и лучевая ко­сти (предплечье), кости запястья, пясти и фаланги пальцев (кисть). Зад­ние лапы - бедренная кость (бедро), большая и малая берцовые кости, на коленном суставе чашечка (голень), кости предплюсны, плюсны и фа­ланги пальцев (стопа). Пальцехождение.

Мышечная система сильно развита и дифференцирована в зависимос­ти от выполняемой функции. Выделяют следующие группы мышц: жевательные мышцы (движение нижней челюсти); шейные (под­держание головы в вертикальном положении и ее движение); мышцы грудной клетки. Куполообразная диафрагма, которая отграничивает брюшную полость от грудной (участие в акте дыха­ния); брюшная стенка (прямые и косые мышцы живота); поясничные (сгибание позвоночника); мышцы конечностей (поддержание позы и движения). Развит сплошной слой подкожной мускулатуры, кото­рый принимает участие в образовании губ и щек, приводит в движе­ние участки кожи на голове и теле для выражения эмоционального со­стояния, участвует в терморегуляции (поднимая и опуская волосы).

Нервная система достигает исключительного развития и сложности, состоит из центральной (головной и спинной мозг) и периферической (нер­вы). Головной мозг представлен пятью отделами:

1. Передний мозг состоит из больших полушарий, которые прикрыва­ют промежуточный и часть среднего мозга. Полушария покрыты се­рым мозговым веществом, образующим мозговую кору (неопаллиум), которая обеспечивает высшую нервную деятельность (память, обучение, сложные формы поведения). Поверхность коры образует борозды и извилины, увеличивающие ее площадь. В кору поступает информация от всех органов чувств.

2. Промежуточный мозг включает зрительные бугры, через которые проходит зрительный тракт.

3. Средний мозг включает две пары бугров (четверохолмие): передние бугры отвечают за первичную обработку зрительной, а задние - слуховой информации.

4. Мозжечок больших размеров, содержит извилины, состоит из сре­динного червячка и парных полушарий с боковыми придатками. От­вечает за координацию движений и поддержание равновесия.

5. Продолговатый мозг содержит центры регуляции функций внут­ренних органов (дыхание, пищеварение, кровообращение) и мышеч­ного тонуса. Осуществляет связь между спинным и головным отде­лами мозга.

От головного мозга отходят 12 пар черепно-мозговых нервов.

Общая характеристика млекопитающих

Органы чувств. Хорошо развиты обоняние, осязание и слух. Орган обо­няния представлен системой раковин, покрытых обонятельными рецепто­рами, которые располагаются в задней части носовой полости. У сумчатых, грызунов, копытных имеется якобсонов орган. Орган осязания - чувствительные клетки внутренних органов, кожи (осязатель­ные, температурные, болевые), а вибриссы (на голове в виде усов и бровей), реагирующие на прикосновение и колебания воздуха. Орган слу­ха и равновесия. Это наружное ухо появляется впервые и представлено ушной раковиной (для определения направления звука) и наружным слуховым проходом, отделенным от среднего уха барабанной перепонкой. Среднее ухо содержит три слуховые косточки - молоточек, наковальню и стремечко, которые передают звуковые колебания от барабанной перепонки во внут­реннее ухо. Внутреннее ухо представлено спирально закрученной улиткой, содержащей слуховые рецепторные клетки, воспринимающие звук (кортиев орган), и вестибулярным аппаратом (три полукружных канала) - орга­ном равновесия. Орган зрения имеет такое же строение, как глаз всех назем­ных позвоночных. Хрусталик двояковыпуклый, аккомодация за счет изме­нения формы хрусталика под действием ресничной мышцы. Имеются подвижные веки с ресницами, во внутреннем углу глаза - рудиментарная мигательная перепонка. Орган вкуса представлен вкусовыми луковицами, которые располагаются на сосочках языка.

Пищеварительная система характеризуется удлинением пищевари­тельного тракта, его дифференцировкой и развитием пищеварительных же­лез. Рот окружен губами (захват пищи). Зубы расположены в ячейках и дифференцированы на резцы, клыки, предкоренные и коренные (гетеродонтная зубная система). Клыки крупные, служат для удержания добычи, для разгрызания используется «хищный» зуб (четвертый предкоренной зуб верхней челюсти и первые коренные нижней). Происходит смена молочных зубов на постоянные. Язык большой, мускулистый, с вкусовыми сосочка­ми. В ротовой полости имеются мелкие железы и впадают протоки крупных слюнных желез (подъязычной, заднеязычной, подчелюстной и околоуш­ной). Из ротоглоточной полости по пищеводу пища попадает в желудок, где накапливается и переваривается. Далее пища попадает в кишечник, где в двенадцатиперстную кишку впадают протоки печени и поджелудочной железы. На границе тонкого и толстого отделов кишечника находится сле­пая кишка. Толстая кишка заканчивается анальным отверстием.

Дыхательная система представлена воздухоносными путями: парными ноздрями, открывающимися в носовую полость (преддверие, дыхательный и обонятельный отделы), гортанью (из хрящей с голосовыми связками), тра­хеей (из хрящевых полуколец), которая делится на два бронха. В легких брон­хи образуют бронхиальное дерево, заканчивающееся полостью альвеол (легоч­ными пузырьками), стенки которых оплетены сетью кровеносных капилля­ров. Дыхательные движения осуществляются при помощи мышц грудной клетки и диафрагмы. Дыхание частое, не глубокое, теплоотдача за счет охлаж­дения поверхности верхних дыхательных путей, ротовой полости и языка.

Общая характеристика млекопитающих

Кровеносная система замкнутая, имеет два круга кровообращения. Сердце четырехкамерное, крупнее, чем у других позвоночных; имеет собст­венное кровоснабжение и иннервацию. Число сокращений сердца 120 уда­ров в минуту. От сердца отходят два самостоятельных сосуда - левая дуга аорты и легочный ствол.

Малый круг кровообращения. От правого желудочка отходит легочный ствол, который несет венозную кровь и при выходе из сердца делится на пра­вую и левую легочные артерии. После окисления в легких артериальная кровь собирается по легочным венам, которые впадают в левое предсердие.

Большой круг кровообращения. От левого желудочка отходит левая дуга аорты, которая несет артериальную кровь и при выходе из сердца разделя­ется на три сосуда: правую безымянную (от нее отходят правая подключич­ная и правая сонная артерии), левую сонную и левую подключичную арте­рии. Левая дуга переходит в спинную аорту, которая несет кровь к внутрен­ним органам. От передней части тела венозная кровь собирается по яремным и подключичным венам в переднюю полую вену, которая впадает в правое предсердие. От задней части тела венозная кровь собирается по ни­жней полой вене, в которую впадают непарные вены. Особенностью млекопитающих является отсутствие воротной системы почек. Имеется развитая система капилляров, поэтому обмен веществ в организме происходит более интенсивно. Эритроциты мелкие, многочис­ленные, безъядерные, имеют двояковогнутую форму, что способствует ак­тивному переносу кислорода. Хорошо развита лимфатическая система.

Выделительная система представлена парными, бобовидной формы, тазовыми (метанефрос, вторичными) почками, расположенными в поясничной области по бокам от позвоночника. Нефридиальные канальцы на­иболее длинные и густо оплетены кровеносными капиллярами. Основной конечный продукт белкового обмена - мочевина. От каждой почки отхо­дят мочеточники, впадающие в мочевой пузырь и мочеиспускательный канал. У самцов мочеиспускательный канал одновременно служит для выведения половых продуктов, в него открываются семяпроводы.

Половая система. Раздельнополые. Половые железы парные. У самок имеются парные яичники в брюшной полости, яйцеводы, образующие мат­ку, которая переходит во влагалище. У самцов парные семенники располага­ются в мошонке, семяпроводы открываются в мочеиспускательный канал. Оплодотворение внутреннее, с помощью полового члена сперма вво­дится в половые пути самки. Яйцеклетка после оплодотворения в верхней части яйцевода попадает в матку, где происходит развитие зародыша. При развитии эмбриона происходит срастание наружной стенки аллантоиса и серозной оболочки в хорион, врастающий в стенку матки при помощи вор­синок. В результате в этом месте образуется плацента, которая обеспечивает питание и дыхание зародыша за счет организма матери. Беременность (про­цесс развития зародыша внутри организма матери) у собак длится два меся­ца. На свет появляются слепые, беспомощные детеныши (щенки), которые в

Общая характеристика млекопитающих

течение полутора месяцев питаются материнским молоком, вырабатывае­мым млечными железами самок.

Млекопитающие являются амниотами, т.е. позвоночными животными, чьи зародыши имеют зародышевые оболочки, обеспечивающие развитие зародыша в наземно-воздушной среде.

Внутреннее строение млекопитающих на примере собаки представлено на рисунке 2.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие признаки отличают млекопитающих от других позвоночных животных?

2. Назовите ароморфозы млекопитающих.

3. Из каких частей состоит тело млекопитающего?

4. Какие особенности имеет кожа у млекопитающих?

5. Расскажите о строении волоса у млекопитающего.

6. Какова мышечная система у млекопитающих?

7. Расскажите, каково строение скелета на примере собаки.

8. Как устроена пищеварительная система у млекопитающих?

9. Как протекает газообмен у млекопитающих?

10. Как устроено сердце у млекопитающих?

11. Какая кровь проходит через сердце у млекопитающих?

12. Сколько кругов кровообращения у млекопитающего?

13. Почему млекопитающие являются теплокровными позвоночными?

14. Расскажите о выделительной системе млекопитающих?

15. Каково строение нервной системы у млекопитающих?

16. Расскажите о разнообразии органов чувств у млекопитающих.

17. Каково строение органов размножения млекопитающих.

18. Как размножаются млекопитающие?

19. Какое значение имеют млекопитающие в природе и в хозяйственной деятельности человека?

20. Когда в ходе биологической эволюции возникли млекопитающие, и какими были их предковые формы?

21. Какова классификация млекопитающих?

22. Расскажите о многообразии млекопитающих.

Общая характеристика млекопитающих

Рис. 2. Схема строения млекопитающего (самец).

1 - шейные позвонки; 2 - пищевод; 3 - грудные позвонки; 4 - спинной мозг; 5- поясничные позвонки; 6- крестцовые позвонки; 7 - хвостовые позвонки; 8 - вторичная почка; 9 - задняя кишка; 10 - передняя часть таза; 11 - се­менник; 12- пенис; 13 - слепая кишка; 14 - диафрагма; 15 - грудина; 16 - легкое; 17 - тра­хея; 18 - гортань; 19 - глотка; 20 - ротовая полость; 21 - ноздря.

МНОГООБРАЗИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Все современное разнообразие млекопитающих подразделяется на три подкласса, включающих около 4000 видов:

Подкласс 1. Клоачные, или Первозвери

Отряд Однопроходные (ехидна , утконос ). 3 вида.

Подкласс 2. Низшие звери

Отряд Сумчатые (кенгуру , вомбат , сахарная белка , коала , сумчатый крот , сумчатый волк , кускус , опоссум ). 180 современных вида.

Подкласс 3. Высшие звери, или Плацентарные

Отряд Насекомоядные (крот , еж , тупайя , выхухоль , землеройка , бурозубка ).

Отряд Шерстокрылы (шерстокрыл ).

Отряд Рукокрылые (подотряд Крыланы (крылан ) и подотряд Настоящие летучие мыши (летучая мышь , ушан , вампир ). 1000 видов.

Отряд Неполнозубые (ленивец , броненосец , муравьед ).

Отряд Ящеры (ящер ).

Отряд Грызуны (подотряд Беличьеобразные (белка , бурундук , суслик , сурок , летяга , бобр ), подотряд Дикобразные (дикобраз , морская свинка, нутрия ), подотряд Мышеобразные (мышь , крыса , слепыш , хомяк , полевка , песчанка , ондатра ). Всего более 2800 видов.

Отряд Зайцеобразные (заяц , кролик , пищуха ). 65 видов.

Отряд Хищные (собака , кошка , енот , виверра , гиена , куница , медведь , песец , лисица , мангуст , шакал , тигр ). Более 235 видов.

Отряд Ластоногие (морской котик , тюлень , морж , морской слон ). 32 вида.

Отряд Китообразные (подотряд Беззубые киты (синий кит ) и подотряд Зубатые киты (кашалот , дельфин , белуха ). 80 видов.

Отряд Парнокопытные (подотряд Нежвачные (свинья , бегемот , кабан ), подотряд Мозоленогие (верблюд , гуанако , викунья , лама , альпака ), подотряд Жвачные (олень , жира ф, окапи , косуля баран , козел , лось , кабарга , зубр , бизон , сайга , тур , буйвол , корова , як ). 150 видов.

Отряд Непарнокопытные (лошадь , осел , зебра , тарпан , носорог , тапир ). 16 видов.

Отряд Даманы (даман ). 12 видов.

Отряд Хоботные (слон , мамонт ). 2 современных вида.

Отряд Сиреновые (дюгонь , ламантин , морская корова ). 3 ныне живущих вида.

Отряд Трубкозубые (африканский трубкозуб ). 1 вид.

Отряд Полуобезьяны (лемур , лори , индри , ай -ай , вари , долгопят ). 52 вида.

Отряд Обезьяны (подотряд Широконосые обезьяны (игрунка , ревун , паукообразная обезьяна ), подотряд Узконосые обезьяны (мартышка , макак , павиан , мандрил , гиббон , орангутан , шимпандзе , горилла , человек ). 148 видов.