最高等的脊椎动物课件

1、第二十一章最高等的脊椎动物哺乳纲（Mammalia）哺乳类约有4,600多种，从北极冰盖的边缘，经过温带、沙漠地区和热带地区，直到南极洲边缘都有分布。是动物界中分化最大的类群，在体型大小、各器官的形态和功能上有很大的分化和辐射适应。他们身体结构复杂，有完善的生理功能，体温恒定，高代谢率，具有对后代的哺育和保护的适应。哺乳纲简介不仅在人类经济生活中起着重要作用，而且受到人类活动的巨大影响。由于栖息地的破坏、人类的过量捕杀已使多种野生种类、尤其是具有重大经济价值的种类处于濒危状态。哺乳纲进化地位： 是由合颞窝类的一支古代爬行类即兽齿类于中生代三叠纪末期进化而来，是脊椎动物中最高等的一类。因神经系统

2、和感觉器官高度发达，有极高的体温调节能力，而具有极好的适应性，几乎生活于地球的每一个角落。由哺乳类中的灵长类进化出直立行走、大脑高度发达的人类。哺乳纲生物学特征：全身被毛，体温恒定.胎生，具有胎盘（单孔类除外），哺乳（具乳腺）；四肢经扭转位于身体腹面；头骨合颞窝型，双枕髁，具有完整的次生硬腭和肌肉质软腭；下颌为单一齿骨，齿骨上着生槽生异型齿，为再生齿；哺乳纲颈椎恒为7块（极少数例外）；具汗腺；血液完全双循环，红血球无核，仅保留左体动脉弓；肺泡是气体交换的最终场所和呼吸单位；具有肌肉质横膈；发展了外耳壳，听小骨3块；大脑发达且机能皮层化，发展了新小脑，有迅速学习的能力和灵活可塑的行为。哺乳纲-生

3、物学特征(一）进步而完善的特征1 胎生和哺乳：胎生和哺乳对后代的发育和生长具有完善、有利的保护。从受精卵、胚胎、胎儿产出、至幼仔自立的整个过程均有母兽的良好保护，使后代的成活率大为提高，使哺乳类在生存竞争中占有较高的起点，在地球上的生存和发展中具有较大的优势。哺乳纲的特征（1）胎生 哺乳类为羊膜动物，其受精卵发育为羊膜卵，(除产卵的单孔类外).受精卵在进入母体子宫后植入子宫壁中，其绒毛膜和尿囊与母体子宫内膜结合形成胎盘，胎儿发育过程中所需营养和氧气以及排泄的废物是通过胎盘来传递的。哺乳纲-进步而完善的特征受精卵发育至胎儿成熟产出期间称为妊娠期，是在母体子宫内进行。母兽在此期间可自由摄取食物，胎

4、儿也受到极好的保护。 胎生的有袋类的胎盘不是真正的胎盘，而是卵黄囊胎盘，幼仔发育不完全即产出，需在母体腹部育儿袋中含着母兽的乳头继续发育直至成熟。哺乳纲-胎生（2）哺乳 母体具有乳腺和乳头，乳头的个数通常与一胎所产胎儿数相当。乳腺是高度特化的汗腺，可分泌含有多种营养物质和维生素的乳汁，母兽以乳汁哺育幼仔。母兽在对幼仔哺乳的同时还对其进行多方保护，包括营造安全的生活环境。哺乳纲-进步而完善的特征在哺乳期和之后的一段时间维系母子间的社会联系、促进幼兽早期学习、受到母兽捕食行为和社会的训练。 卵生的原兽亚纲动物具乳腺但无乳头，母兽孵化出的幼兽舔食母兽腹部乳腺区分泌的乳汁。哺乳纲-哺乳2 毛及其它皮肤

5、衍生物 皮肤表皮和真皮加厚，表皮角质层发达。表皮 分角质层和生长层，表皮角质层发达，不断脱落，由生发层补充。真皮 加厚，由致密结缔组织构成，内有交错排列的胶原纤维和弹性纤维，真皮具极强的韧性。皮下组织 疏松结缔组织，缓冲，积蓄脂肪。哺乳纲-进步而完善的特征 哺乳动物皮肤衍生物是脊椎动物中最复杂、多样化的，其功能也多样化，在机体保护、体温调节、感受刺激、分泌和排泄等方面起着重要作用。主要有：毛指、趾端表皮衍生物头部表皮和真皮特化产物皮肤腺哺乳纲-进步而完善的特征（1）毛 为哺乳类特有，表皮角质化形成，与角质鳞片及羽毛同源；由毛干和毛根组成，毛根在真皮毛囊内，末端膨大成毛球，内有真皮的毛乳头伸入，

6、含丰富毛细血管以供给毛生长所需营养；哺乳纲-进步而完善的特征毛囊内有皮脂腺开口，分泌的油脂润泽毛发和皮肤；毛囊基部有竖毛肌附着，收缩时使毛直立，可调节体温；毛干露于体表，由内向外分为髓质、皮质和鳞片层。哺乳纲-毛髓质疏松多孔，有空气填充，起保温作用；皮质坚韧有弹性，细胞含有色素，决定毛的颜色；鳞片层为角质细胞，有保护作用。 毛不仅可减少体温散失，也可减少环境中热的进入，具有重要的保温和调温机能。哺乳纲-毛（2）皮肤腺皮脂腺，保持毛和皮肤的润泽汗腺，是调节体温和排泄的器官（汗液中含有代谢废物尿素）乳腺，是特化的汗腺气味腺，也是特化的汗腺，用于种间识别和吸引异性，或防御作用。如鼬类肛门处的的臭腺、

7、雄麝腹部的麝香腺等哺乳纲-进步而完善的特征（3） 鳞片、爪、指甲、蹄和角 绝大多数哺乳类指趾端具爪，为表皮角质鞘，功能多样：防御、抓捕、攀缘、挖掘等。在灵长类爪演变为指甲，在有蹄类爪演变为蹄。体表的坚硬结构还有穿山甲的大型表皮角质鳞片等。 哺乳纲-进步而完善的特征 角为有蹄类所具有，主要分两类。洞角：由真皮的骨质心和表皮角质鞘组成，无分叉，终生不脱换，雌雄均有，如牛羊角。实角：为真皮骨质角，分叉，多数为雄性具有，每年脱换一次，如鹿角。新生鹿角被有带茸毛的皮肤，后干枯脱落。此外犀牛角由表皮角蛋白纤维形成，为表皮角。哺乳纲-角 3 支持和运动系统（1）骨骼：哺乳类骨骼高度简化和灵活，能作更高速度和

8、更大范围的运动。头骨：脊柱、胸骨和肋骨：附肢骨： 哺乳纲进步而完善的特征A 头骨：骨块减少，全部骨化，愈合紧密，形成坚固完整的骨匣；颅腔增大；枕骨向腹面移动；双枕髁，头骨合颞窝型；因咀嚼肌发达，围颞窝骨片形成发达的颧弓，供肌肉附着；哺乳纲-骨骼哺乳纲-头骨形成完整的次生腭，并有肌肉质的软腭形成，使内鼻孔进一步后移至咽部，鼻腔和口腔完全分开；下颌仅由1块齿骨构成，提高捕食和咀嚼的效率，并直接与脑颅相关节；具有哺乳类特有的三块听小骨，即镫骨、砧骨和锤骨。 B 脊柱、胸骨和肋骨： 椎体双平型；椎体间有软骨化的椎间盘，可吸收和缓冲运动时对脊柱的震动，增加脊柱的灵活性。脊柱分为颈、胸、腰、荐、尾5部分。

9、除个别种类外颈椎均为7块，前2块为寰椎和枢椎；胸椎一般为10-13块，与肋骨、胸骨形成胸廓；腰椎4-7块；荐椎3-6块，成体多愈合为荐骨，在与腰带结合中增加了坚固性和后肢承重能力。哺乳纲-骨骼C 附肢骨： 四肢经历扭转：哺乳类具有典型的五指（趾）型四肢，四肢经历了扭转；后肢的膝关节角顶朝前，前肢的肘关节角顶朝后，由位于体侧转而位于躯体下方，将躯体高高地抬离地面，极大地提高了支撑作用和运动速度。 哺乳纲-骨骼D 带骨：肩带一般由肩胛骨、锁骨组成，乌喙骨退化成乌喙突。肩胛骨发达而稳定，多呈片状；锁骨因随前肢功能的不同而变化较大。在善营奔跑、跳跃等速度较快的动物中锁骨退化，运动速度加快。哺乳纲-骨骼

10、腰带较稳定，由髂骨、坐骨、耻骨组成，髂骨与荐骨牢固结合，耻骨和坐骨在腹中线结合形成封闭式骨盆。腰带成为后肢承重的主要部位。哺乳纲-腰带（2） 肌肉与爬行类相似，但更发达复杂。 四肢肌肉发达，以适应四肢的各种活动。具特有的膈肌，形成分隔胸腔和腹腔的横膈；膈肌的收缩和舒张可改变胸腔容积，是呼吸运动的重要组成部分。哺乳纲-骨骼皮肤肌发达，使动物抖动皮肤、蜷缩身体。在灵长类，面部的皮肤肌极大发展，成为表情肌，用以表达表情。表情肌在人类尤为发达。头部有强大的咀嚼肌附着于颧弓，完成捕食、撕咬并咀嚼、使口腔内具有物理性消化等功能。 腹部的腹直肌仍保留原始分节状态。哺乳纲-肌肉（3）运动的多样性 由于适应不同

11、生活环境而具有运动的多样性，其骨骼结构产生较大的差异。空中飞行的翼手目蝙蝠，其前肢掌骨和25指骨延长以支持躯干与前后肢之间的飞膜，骨骼轻而细，胸骨具龙骨突。（在树干间滑翔的，如皮翼目鼯猴和啮齿目鼯鼠，体侧、四肢间延伸有被毛的皮膜。）哺乳纲-运动水中游泳的，如鲸目种类前肢成鱼鳍状，后肢退化，颈椎椎体扁平；鳍脚目种类四肢均成鳍状，五指（趾）间具蹼。陆地上奔跑的，如奇蹄目的马，锁骨退化，四肢延长，第三指（趾）发达，其余指（趾）退化。地下挖掘的，如鳞甲目的穿山甲，前肢爪长，尤其中爪特长，锁骨、前肢骨发达。哺乳纲-运动4 食性和消化系统消化道包括口腔、咽、食道、胃、小肠（十二指肠、空肠、回肠）、大肠（盲

12、肠、结肠、直肠）、肛门。消化腺有唾液腺、肝脏、胰脏等。哺乳纲-进步而完善的特征哺乳类的消化系统具有以下特点：口腔内具有肌肉发达的舌和异型槽生齿，可咀嚼和搅拌；唾液腺发达，分泌含有消化酶的唾液，使食物在口腔内进行初步的化学性消化；口腔内出现肌肉质软腭，口腔和鼻腔完全分开；消化道分化完全，消化和吸收的面积扩大，其复杂化和长短与食性有关。哺乳纲-食性和消化系统哺乳类根据其食性分为4种：-食虫类-食肉类-食草类-杂食类哺乳纲-食性和消化系统(1) 牙齿能反映哺乳动物的食性、取食行为、生活方式以及相关的体型、代谢水平等特征，而且是重要的分类标志。哺乳类牙齿着生在上下颌的齿槽中，一生仅脱换1次。且分化为门

13、齿、犬齿、前臼齿和臼齿，具有不同的功能，通常以齿式表示。哺乳纲-食性和消化系统齿式同种的兽类牙齿的形状、排列和数目相同，可以列为齿式。如兔的齿式为： 2（I 2/1、C0/0、Pm3/2、M3/3）人的齿式为： 2（ I 2/2、C1/1、Pm2/2、M3/3） I：门齿（切齿） C：犬齿 Pm：前臼齿 M：后臼齿哺乳纲-牙齿(2) 消化道与食性密切相关。食虫类和食肉类动物胃为单室胃，消化道短，盲肠退化；食草类由于取食大量以纤维素为主的植物为食，纤维素的消化必须依赖微生物分泌的纤维素酶进行发酵分解，因而盲肠极发达，似一个发酵袋，其内繁生有大量细菌和原生动物。哺乳纲-食性和消化系统食草的反刍类胃

14、为多室胃，由瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃四室组成。其中只有皱胃分泌胃液，是胃的本体；瘤胃与盲肠作用一样。食物在瘤胃和网胃中进行微生物发酵后再返回口腔再次咀嚼后进入瓣胃和皱胃。食草类肠的长度可达体长的510倍；食肉类肠的长度仅为体长的3 4倍。哺乳纲-消化道（3） 代谢率与食量 哺乳类与鸟类一样为恒温动物，为维持高代谢率和恒定体温，每天必须摄取足够量的食物，且体型越小代谢率越高，所需食物相对于体重就越大，因而摄食量也是维持和调节体温的一个重要因素。1只3g的鼠与10kg的狗比较，每克体重多消耗5倍的食物，而与5t重的大象比较则多消耗30倍的食物。因而小型哺乳类需花费更多时间寻找食物。哺乳纲-食性和消化

15、系统5 呼吸系统 呼吸道由鼻腔、咽、喉和气管组成。由于硬腭和软腭的出现，鼻腔和口腔完全分开。鼻粘膜除有感觉功能外还有对空气除尘、加温、湿润的作用。喉部不仅是呼吸的通道，也是发音的器官。喉部软骨除环状软骨和勺状软骨外，还具有哺乳类特有的甲状软骨和会厌软骨。喉腔内有声带。 哺乳纲-进步而完善的特征 气管分成支气管进入肺部。肺是由复杂的支气管树和最盲端的肺泡组成，肺泡是气体交换部位和呼吸单位，数目超过7亿个，总面积可达60120m2，可有效地从空气中摄取所需的氧气。哺乳类有肌肉质的横膈，其膈肌的收缩和舒张使横膈下降和上升，再协同肋间肌的收缩，使胸腔扩大与缩小，完成呼吸动作。哺乳纲-呼吸系统6 循环系

16、统 完全双循环，心脏分为4腔，多氧血和缺氧血完全分开。仅保留左体动脉弓，再分支成无名动脉、左锁骨下动脉、左颈动脉，其中无名动脉又分支成右锁骨下动脉和右颈动脉。静脉系统的主干血管趋于简化（多数哺乳类仅保留右前大静脉）。肾门静脉完全退化。哺乳纲-进步而完善的特征静脉窦完全退化。右房室间有膜质的三尖瓣。血液中红细胞无核，呈双凹形，血红蛋白占红细胞重量的2/3。这些特点使血液循环速度加快，血压升高，循环效率提高。哺乳纲-呼吸系统淋巴系统哺乳类淋巴系统在四足类中是最发达的。淋巴系统帮助收集和输送淋巴液返回心脏，是静脉系统的一个辅助部分。淋巴结遍布淋巴管的通路上，制造淋巴细胞和过滤淋巴液，起重要的免疫作用

17、。淋巴组织发达，淋巴管内有大量瓣膜出现。全身淋巴管最后汇入胸导管和右淋巴导管。淋巴器官还有胸腺和脾脏。哺乳纲-循环系统（7） 排泄系统 哺乳类代谢率高，生命活动旺盛，因而会产生大量的以尿素为主的含氮废物。排泄过程中会伴随大量水分的流失，因而排泄器官承担对尿中水分重吸收的功能，以调节体内水盐平衡。排泄器官由肾脏、输尿管、膀胱和尿道组成。哺乳纲-进步而完善的特征8 生殖系统（1）生殖器官和生殖周期 均为体内受精。雄性生殖系统包括精巢（睾丸）、附睾、输精管、副性腺和交配器。精巢1对，除产生精子外还分泌雄性激素。哺乳纲-进步而完善的特征副性腺是分泌精液的主要部分，为精子提供适宜的活动环境，提高受精率。

18、附睾为精子提供继续发育和成熟的环境。交配器（阴茎）发达，内有阴茎海绵体和尿道海绵体，有助于交配。哺乳纲-生殖器官和生殖周期 雌性生殖系统包括卵巢、不与卵巢直接相连接的肌肉质的输卵管、子宫、阴道和外阴等结构。卵巢1对，除产生卵子外分泌雌性激素，包括动情激素和黄体酮。子宫是输卵管末端膨大，是胎儿发育的地方。哺乳纲-生殖器官和生殖周期 生殖方式 A 单孔类的卵生 鸭嘴兽的卵在输卵管内受精后包上卵壳，然后产在巢内，经大约14天的孵化，幼兽出壳，裸露无毛，以舔食母兽腹部乳腺区分泌的乳汁长大。哺乳纲-生殖系统B 有袋类胎生 没有真正的胎盘，绒毛膜光滑，仅由卵黄囊与母体子宫壁形成卵黄囊胎盘，母体提供胎儿极有

19、限的营养；妊娠期短，主要发育阶段在子宫外即母兽的育儿袋中进行。C 真兽类的真正的胎生 胎儿在母体子宫内发育完全后产出。哺乳纲-生殖方式 胎盘1. 定义：是由胎儿的绒毛膜和尿囊与母体子宫壁的内膜结合起来形成的。通过绒毛膜上的数千个指状突起（绒毛膜绒毛）象树根一样插入子宫内膜而实现胎儿与母体之间营养物质和代谢废物的交换，其交换要通过具有高度特异选择性的薄膜以弥散作用进行，盐、糖、尿素、氨基酸、简单的脂肪、某些维生素、激素、氧、二氧化碳、水、电解质能通过，大分子蛋白质、红血细胞及其他细胞不能通过。胎盘2. 种类（1）脱膜胎盘：尿囊和绒毛膜与母体子宫内膜结合为一体，胎儿出生时需将子宫壁内膜一起撕下产出

20、，会造成大量出血。环状胎盘：绒毛呈环带状分布，食肉目。盘状胎盘：绒毛呈盘状分布，啮齿目、多数灵长目。胎盘（2）无脱膜胎盘：尿囊和绒毛膜与母体子宫内膜结合不紧密，胎儿出生时就象手与手套的关系一样易于脱离，不会使子宫壁大量出血。散布状胎盘：绒毛均匀分布在绒毛膜上，鲸，狐猴，某些有蹄类。叶状胎盘：绒毛汇集成一块一块的小叶丛，散布在绒毛膜上，大多数反刍动物。子 宫双（体）子宫：具有左右两个完全独立的子宫，分别开口于阴道，如多数鼠类、兔类、象等。双分子宫（分隔子宫）：左右子宫在下部发生一定程度的愈合，共同开口于阴道。如牛、羊、猪、少数鼠类等。双角子宫：左右子宫间的隔膜大部分退化消失，下部和阴道愈合成一个

21、整体。如多数偶蹄类、食肉类、食虫类、鲸等。单子宫：左右子宫完全愈合成一个。如灵长类、蝙蝠等。9神经和感官 神经系统高度发达。大脑和新脑皮高度发展，大脑表面形成沟回。神经元数量大增。两大脑半球之间出现了互相联系的横向神经纤维即胼胝体。脑神经12对，植物性神经系统发达。哺乳纲-进步而完善的特征脑的机能皮层化：-大脑成为强大的高级神经活动中枢。-中脑成为次要的视、听反射中枢，视叶成为四叠体。-间脑成为感觉传导的中继站、调节植物性神经中枢；最重要的内分泌腺脑下垂体也位于间脑。-小脑发达，首次出现小脑半球、新小脑（小脑皮质）和脑桥，有完善的协调动作和姿势的功能，是平衡中枢。-延脑仍是许多维持生命活动的重

22、要神经中枢的所在地。哺乳纲- 神经和感官 恒温及其在动物演化史上的意义1.恒温是动物演化历史上一个极为重要的进步性事件。2.恒温动物具有较高而稳定的新陈代谢水平和调节产热、散热的能力，从而使体温保持在相对恒定的、稍高于环境温度的水平，使鸟类、哺乳类从本质上与无脊椎动物、低等脊椎动物区别开来。3.高而恒定的体温，促进了体内各种酶的活动和发酵过程，使各种酶催化的反应获得最大的化学协调，从而大大提高了新陈代谢水平。恒温及其在动物演化史上的意义4.在高温下，机体细胞（尤其是神经和肌肉细胞）对刺激的反应迅速而持久，肌肉的粘滞性下降，因而肌肉收缩快而有力，显著提高了恒温动物快速运动的能力，有利于捕食和避敌

23、。5.恒温减少了对外界环境的依赖性，扩大了生活和分布范围，特别是获得在夜间积极活动的能力及在寒冷地区生活。恒温及其在动物演化史上的意义6.恒温是产热和散热过程的动态平衡，若产热与散热相当，动物体温即可保持稳定，失去平衡就会引起体温波动，甚至导致死亡。7.恒温动物的体温略高于环境温度，可在冷环境下较容易散热，可避免过热而致死。恒温及其在动物演化史上的意义8.恒温动物之所以能迅速地调整产热和散热，与高度发达的中枢神经系统密切相关，体温调节中枢（丘脑下部）通过神经和内分泌腺的活动来完成协调。 因此，恒温的出现，是动物有机体在漫长的发展过程中与环境条件对立统一的结果。(二) 哺乳类的多样性 现存动物有

24、4,600多种。分为3个亚纲， 原兽亚纲 后兽亚纲 真兽亚纲原兽亚纲 （又称为单孔类）唯一产卵的动物。起源于1.3亿多年前，仅产于澳洲，因澳洲在中生代末期与大陆脱离，而在5000万年前即被隔离在那里。单孔类具有单一的泄殖腔孔与体外相通，用于产卵、排遗和排泄。哺乳类的多样性口缘无肉质唇。大脑半球不发达，无胼胝体。体温在26-35之间波动。体表被毛。有乳腺但无乳头，腹部有乳腺区。所有种类后腿上具有距，用于雄性间的争斗。代表动物：针鼹，鸭嘴兽原兽亚纲 （又称为单孔类）后兽亚纲又称有袋类，腹部有育儿袋。胎生但无真正的胎盘，产出的胎儿发育不完全，必须在育儿袋中继续发育。大脑半球仍不发达，无胼胝体存在，体

25、温在33-35之间波动。 哺乳类的多样性约270多种，主要分布于澳洲及附近岛屿。因地理隔离而没有更高级的有胎盘哺乳类的竞争之下在澳洲独立、大量地发展起来。但由于适应不同生存环境和生活习性而在外形上与大陆上有相同环境和习性的真兽类相似。后兽亚纲真兽亚纲又称有胎盘亚纲，与有袋类的主要区别在于有真正的胎盘。且胎盘对胎儿的支持时间大为延长，胚胎在母体子宫内发育完全后产出。乳腺发达，有乳头。大脑皮层发达，两大脑半球之间有胼胝体相联系。体温恒定在37 左右。最早的真兽类出现于7,000万年前，现存的真兽类有4,000多种，占哺乳类的95%，分为18个目，我国有14目，约500种。哺乳类的多样性食虫目刺猬、

26、鼩鼱、缺齿鼹等。树鼩树 鼩 目翼手目蝙蝠灵 长 目黑猩猩蜂猴白颊长臂猿贫 齿 目大食蚁兽、三趾树懒、懒犰狳。鳞甲目穿山甲兔形目草兔啮齿目旱獭河狸鲸目白鳍豚食肉目紫貂水獭黑熊棕熊大熊猫虎、狮、雪豹、猞猁犬科鳍脚目海狗斑海豹长鼻目非洲象亚洲象奇蹄目野马蒙古野驴偶蹄目白唇鹿梅花鹿野骆驼鹅喉羚野牛河马（三）哺乳类的起源和进化出现于中生代三叠纪末期，祖先可追朔到2.8亿年前的二叠纪。头骨两侧各有一个颞窝，属合颞窝类。最早的肉食性合颞窝类是盘龙类，是二叠纪早期最常见的羊膜类，外形与蜥蜴接近，后被兽孔类代替。兽孔类是由古生代生存下来的唯一的合颞窝类群，大部分多在二叠纪末期绝灭，只有兽齿类生存下来并进入中生代。兽齿类朝着哺乳类的方向发展， -四肢位于身体腹面。 -行为敏捷； -下颌骨块减少； -牙齿结构似现代哺乳类； -有发达的颌肌，提高了咀嚼和消化能力； -具有次生硬腭； -脑和感官较发达，能维持较高的体温。哺乳类的起源和进化兽齿类的典型代表是犬颌兽，存于南非三叠纪地层，具有许多类哺乳动物的特征，如具异型槽生齿，下颌虽有其他一些骨片，但齿骨尤发达。四肢已位于身体腹