普通动物学-多细胞动物的起源

1、 第一节第一节 从单细胞动物到多细胞动物从单细胞动物到多细胞动物 1. 进化顺序进化顺序 原生动物原生动物中生动物中生动物后生动物后生动物 Protozoa Mesozoa Metazoa 2. 中生动物中生动物l 小型内寄生动物。小型内寄生动物。l 结构简单，约结构简单，约50种，分菱形虫纲和直泳虫纲。种，分菱形虫纲和直泳虫纲。l 细胞数目恒定。细胞数目恒定。l 其分类位置尚无定论。其分类位置尚无定论。 菱形虫纲的动物寄生在头足类软体动物的肾内，虫体由菱形虫纲的动物寄生在头足类软体动物的肾内，虫体由20-40个细胞组成。生活史复杂。个细胞组成。生活史复杂。 直泳虫纲的动物寄生在多种海生无脊椎

2、动物体内，成虫多直泳虫纲的动物寄生在多种海生无脊椎动物体内，成虫多数雌雄异体。数雌雄异体。双胚虫直泳虫中生动物门中生动物门 主要特征：主要特征：1、全部为体内寄生种类。、全部为体内寄生种类。 双胚虫：寄生于头足类的肾双胚虫：寄生于头足类的肾 直泳虫：寄生于海产无脊椎动物直泳虫：寄生于海产无脊椎动物2、种类少，个体小。、种类少，个体小。50种种 0.5-10mm3、结构简单，生活史复杂。、结构简单，生活史复杂。 虫体由虫体由20-40个细胞组成；个细胞组成； 细胞排列成双层细胞排列成双层4、介于原生动物和后生动物之间的过渡类型、介于原生动物和后生动物之间的过渡类型 第二节第二节 多细胞动物起源于

3、单细胞动物的证据多细胞动物起源于单细胞动物的证据1. 1. 古生物学方面的证据（研究生物化石的科学）古生物学方面的证据（研究生物化石的科学） 古代动物，植物的遗体，经过地壳的变迁等形成古代动物，植物的遗体，经过地壳的变迁等形成了化石。在距今愈古老的地层中，化石愈简单；在距了化石。在距今愈古老的地层中，化石愈简单；在距今愈近的地层中，化石也愈高等。在太古代地层中，今愈近的地层中，化石也愈高等。在太古代地层中，已发现有单细胞动物有孔虫的化石，而多细胞动物的已发现有单细胞动物有孔虫的化石，而多细胞动物的化石在这里极少。化石在这里极少。说明单细胞动物比多细胞动物说明单细胞动物比多细胞动物出现早出现早2

4、. 形态学上的证据形态学上的证据 从现有动物来看，有单细胞动物、多细胞动物，从现有动物来看，有单细胞动物、多细胞动物，并形成由简单到复杂、由低等到高等的序列。群并形成由简单到复杂、由低等到高等的序列。群体鞭毛虫，如团藻，其形态与多细胞动物很相似，体鞭毛虫，如团藻，其形态与多细胞动物很相似，可推测这类动物是从单细胞动物过渡到多细胞动可推测这类动物是从单细胞动物过渡到多细胞动物的中间类型，即由单细胞动物发展成群体以后，物的中间类型，即由单细胞动物发展成群体以后，又发展多细胞动物。又发展多细胞动物。3. 胚胎学上的证据胚胎学上的证据 多细胞动物的胚胎发育，是由受精卵开始的，多细胞动物的胚胎发育，是由

5、受精卵开始的，都要经过受精、卵裂、囊胚、原肠胚等一系列过都要经过受精、卵裂、囊胚、原肠胚等一系列过程，逐渐发育成多细胞的成体。多细胞动物的早程，逐渐发育成多细胞的成体。多细胞动物的早期胚胎发育是相似。期胚胎发育是相似。 动物的发育动物的发育包括包括个体发育个体发育和和系统发育系统发育（一）胚前期：性细胞的产生和成熟的过程。（一）胚前期：性细胞的产生和成熟的过程。精母细胞精母细胞 4 4个精子个精子 3 3个极体个极体 少黄卵：卵黄少，均匀。少黄卵：卵黄少，均匀。卵母细胞卵母细胞1 1个卵细胞个卵细胞 中黄卵：卵黄多，分布于中央。中黄卵：卵黄多，分布于中央。 多黄卵：卵黄多，分布于一侧。多黄卵：

6、卵黄多，分布于一侧。一一个体发育：个体发育：有机体从受精卵发育成成体的过程。有机体从受精卵发育成成体的过程。包括包括 胚前期，胚胎期和胚后期。胚前期，胚胎期和胚后期。卵黄较少、卵裂速度较快的一极称为动物极, 反之为植物极。l植物极：原生质少，卵黄多的一端l动物极：质生质多，卵黄少的一端.受精受精(fertilization)和和受精卵受精卵：精卵结合成为受精精卵结合成为受精卵是个体发育的卵是个体发育的起点。起点。（二）胚胎期：从受精卵开始到幼体产生的时期，（二）胚胎期：从受精卵开始到幼体产生的时期，要经过受精卵、卵裂、囊胚、原肠胚、中胚层的形成和要经过受精卵、卵裂、囊胚、原肠胚、中胚层的形成和

7、胚层的分化胚层的分化。Basal body(centriole)SpermheadAcrosomeJelly coatSperm-bindingreceptorsVitelline layerEgg plasma membraneBasal body(centriole)SpermheadAcrosomeJelly coatSperm-bindingreceptorsHydrolytic enzymesVitelline layerEgg plasma membraneBasal body(centriole)SpermnucleusSpermheadAcrosomeJelly coatSpe

8、rm-bindingreceptorsHydrolytic enzymesVitelline layerEgg plasma membraneActinfilamentAcrosomalprocessBasal body(centriole)SpermplasmamembraneSpermnucleusSpermheadAcrosomeJelly coatSperm-bindingreceptorsFusedplasmamembranesHydrolytic enzymesVitelline layerEgg plasma membraneActinfilamentAcrosomalproce

9、ssBasal body(centriole)SpermplasmamembraneSpermnucleusSpermheadAcrosomeJelly coatSperm-bindingreceptorsFertilizationenvelopeCorticalgranuleFusedplasmamembranesHydrolytic enzymesVitelline layerEgg plasma membranePerivitellinespaceEGG CYTOPLASMActinfilamentAcrosomalprocessl完全卵裂完全卵裂:整个卵细胞都进行分整个卵细胞都进行分裂

10、，多见于少黄卵裂，多见于少黄卵. 等裂：海胆，文昌鱼等裂：海胆，文昌鱼 不等裂：蛙类不等裂：蛙类l不完全卵裂不完全卵裂:只在卵黄少的部位只在卵黄少的部位进行卵裂进行卵裂, 见于多黄卵见于多黄卵. 盘裂：乌贼、鸡卵盘裂：乌贼、鸡卵 表面卵裂表面卵裂 ：昆虫：昆虫 Zygote2-cellstageforming4-cellstageforming8-cellstageVegetal poleBlastula(crosssection)Gray crescentAnimalpoleBlastocoel0.25 mm0.25 mm8-cell stage (viewedfrom the animal

11、 pole)Blastula (at least 128 cells)(a) Fertilized egg(b) Four-cell stage (c) Early blastula(d) Later blastula50 ml囊胚进一步发育进入原肠胚形成阶段，此囊胚进一步发育进入原肠胚形成阶段，此时胚胎分化出时胚胎分化出内、外两胚层内、外两胚层和原肠腔。和原肠腔。 原肠胚形成在各类动物有所不同，其方式原肠胚形成在各类动物有所不同，其方式主要有以下几种：主要有以下几种：Invagination内陷Involution内转 Ingression内移Delamination分层Epiboly外包由

12、植物极细胞直接向內凹陷由凹陷地方的细胞向内沿胚胞腔内壁增生由特定地方的细胞分裂后在移动到特定的位置由外层的细胞滑动从一层细胞增生为两层细胞由外层的细胞扩张向凹陷处挤压逐渐向胚胞腔內壁移动为两层内陷内陷( (海胆海胆) )内转内转(蛙蛙) 内移内移(果蝇果蝇)l原肠胚及原肠腔的形成标志原肠胚及原肠腔的形成标志着胚胎决定已无法回复，从着胚胎决定已无法回复，从此，细胞沿着各自的途径走此，细胞沿着各自的途径走下去。下去。不同动物卵裂的方式不同，形成的囊胚腔也不一样不同动物卵裂的方式不同，形成的囊胚腔也不一样a.a.端细胞法（裂体腔法）：在卵端细胞法（裂体腔法）：在卵裂形成囊胚时裂形成囊胚时, ,出现两

13、个原始出现两个原始成囊胚细胞成囊胚细胞, ,发展为原中胚层发展为原中胚层带带, ,以后中胚层带的中央裂开以后中胚层带的中央裂开形成一空腔形成一空腔( (体腔体腔).).原口动物原口动物 b.b.体腔囊法（肠腔法）：由体腔囊法（肠腔法）：由原肠背面两侧内胚层胚胞向原肠背面两侧内胚层胚胞向外胚层伸展外胚层伸展, ,最后形成体腔最后形成体腔囊囊, ,其中的空腔就是体腔其中的空腔就是体腔. .后后口动物。口动物。外胚层外胚层: :皮肤及其衍生物如指甲皮肤及其衍生物如指甲, ,羽毛等羽毛等, ,神经组织神经组织, ,晶体晶体, ,眼网膜眼网膜, ,内耳上皮等内耳上皮等. .中胚层中胚层: :真皮真皮,

14、,骨胳骨胳, ,肌肉肌肉, ,循环和排泄系统循环和排泄系统, ,脂肪组脂肪组织织, ,结缔组织结缔组织, ,体腔膜和系膜等体腔膜和系膜等. .内胚层内胚层: :消化道消化道, ,呼吸道上皮呼吸道上皮, ,肺肺, ,肝等肝等分化：分化：胚胎时期较为简单、匀质和具有可塑性的细胞，在胚胎时期较为简单、匀质和具有可塑性的细胞，在遗传性、环境、营养、激素以及细胞群之间相互诱导等因遗传性、环境、营养、激素以及细胞群之间相互诱导等因素的影响下，转变为较复杂、异质性和稳定性的细胞，称素的影响下，转变为较复杂、异质性和稳定性的细胞，称为分化。为分化。动物器官系统的形成动物器官系统的形成多细胞有机体的发育包括以下

15、事件多细胞有机体的发育包括以下事件: : 1. 细胞增殖。（反复的细胞分裂）细胞增殖。（反复的细胞分裂） 2. 细胞分化，必须按照一定的时空顺序发生，并沿细胞分化，必须按照一定的时空顺序发生，并沿着模式形成进行。着模式形成进行。 3. 模式形成，各种类型的细胞非无序排列，而是按模式形成，各种类型的细胞非无序排列，而是按照时空模式发生。照时空模式发生。 4. 细胞的移动和迁移。细胞的移动和迁移。 5. 细胞的程序化凋亡细胞的程序化凋亡 6. 形态发生，形态的形成。形态发生，形态的形成。直接发育直接发育( (无变态发育无变态发育): ): 幼体和成体形态、结幼体和成体形态、结构基本相同，无明显变化

16、。构基本相同，无明显变化。间接发育间接发育( (变态发育变态发育):):幼幼体和成体形态、结构完全体和成体形态、结构完全不同，有明显变化。不同，有明显变化。生物发生律生物发生律 生物发生律生物发生律(biogenetic law): 也叫重演律也叫重演律. 是是E. Haeckel(德国德国人人, 1834-1919) 用生物进化的观点总结当时胚胎学方面的工作提用生物进化的观点总结当时胚胎学方面的工作提出来的。他认为出来的。他认为:l 生物发展史可分为生物发展史可分为2个密切联系的部分，即个体发育和系统发个密切联系的部分，即个体发育和系统发展，也就是个体的发育历史和由同一起源所产生的生物群的发

17、展，也就是个体的发育历史和由同一起源所产生的生物群的发展历史。展历史。l 个体发育史是系统发育史的简单而迅速的重演个体发育史是系统发育史的简单而迅速的重演.l 意义意义: 重演律的提出为了解动物各类群的亲缘关系及其发展重演律的提出为了解动物各类群的亲缘关系及其发展提出了线索提出了线索.l个体发育个体发育(ontogeny)l 是指多细胞动物从受精卵开始，是指多细胞动物从受精卵开始， 经过细胞分裂组织分化器官形成直至经过细胞分裂组织分化器官形成直至子代个体形成成长性成熟直至死亡的全过程。子代个体形成成长性成熟直至死亡的全过程。 在个体发育过程中，个体的生理功能组织结构和器官形态都发生一系在个体发

18、育过程中，个体的生理功能组织结构和器官形态都发生一系列变化。动物的个体发育过程可分为三个阶段：列变化。动物的个体发育过程可分为三个阶段：胚前期胚前期：从亲代生殖细胞形成到成熟的阶段。：从亲代生殖细胞形成到成熟的阶段。胚胎期胚胎期：从受精卵形成开始到幼体形成破卵而出或离开母体之前的阶段。：从受精卵形成开始到幼体形成破卵而出或离开母体之前的阶段。胚后期胚后期：从幼体破卵而出或脱离母体以后的阶段。：从幼体破卵而出或脱离母体以后的阶段。l 即种族发展史。也可称为系统发生。动物的系统发即种族发展史。也可称为系统发生。动物的系统发育是动物界漫长的演化历史，是指动物由最低等的形式育是动物界漫长的演化历史，是

19、指动物由最低等的形式（原生动物）发展到多细胞结构的后生动物，并逐步完善，（原生动物）发展到多细胞结构的后生动物，并逐步完善，复杂化，进而发展成为最高级形式的动物，直至人类的全复杂化，进而发展成为最高级形式的动物，直至人类的全部种族发展史。系统发育也可指一个类群（如某个科属种）部种族发展史。系统发育也可指一个类群（如某个科属种）的发生和发展历史。的发生和发展历史。例如例如 马的系统发生经历了六千万年的演变：马的系统发生经历了六千万年的演变：由始祖马由始祖马中新马中新马上新马上新马真马真马现代马现代马1.1.群体学说群体学说( (Colonial theory) ): : 后生动物来源于群体鞭毛虫后生动物来源于群体鞭毛虫赫克尔原肠虫学赫克尔原肠虫学说说: :最早的多细胞最早的多细胞动物产生于球形动物产生于球形群体的单细胞动群体的单细胞动物物, ,以内陷形成多以内陷形成多细胞动物细胞动物, ,与原肠与原肠胚相似胚相似, ,有两胚层有两胚层