生物競賽講座之哺乳.ppt

最高等的脊椎動物哺乳綱（Mammalia） 哺乳動物是全身被毛、恒溫、胎生和哺乳的脊椎動物。是脊椎動物中軀體結(jié)構(gòu)、功能和行為最復(fù)雜的一個高等動物類群。 生物學(xué)特征 全身被毛，胎生，具有胎盤（單孔類除外），哺乳（具乳腺）。 四肢經(jīng)扭轉(zhuǎn)位于身體腹面。 頭骨合顳窩型，雙枕髁，具有完整的次生硬腭和肌肉質(zhì)軟腭。 下頜為單一齒骨，齒骨上著生槽生異型齒，,為再生齒。 具汗腺； l 血液完全雙循環(huán)，保留左體動脈弓； l 肺泡是氣體交換的最終場所； l 具有肌肉質(zhì)橫隔； l 發(fā)展了外耳殼，聽小骨3塊； l 大腦發(fā)達(dá)且機能皮層化，發(fā)展了新小腦，有迅速學(xué)習(xí)的能力和靈活可塑的行為。 結(jié)構(gòu)與功能 1胎生和哺乳,胎生：除產(chǎn)卵的單孔類外，受精卵在進(jìn)入母體子宮后，植入子宮壁中，其絨毛膜和尿囊與母體子宮內(nèi)膜結(jié)合形成胎盤，胎兒發(fā)育過程中所需營養(yǎng)和氧氣以及排泄的廢物是通過來傳遞的。受精卵發(fā)育至胎兒成熟產(chǎn)出期間稱為妊娠期，是在母體子宮內(nèi)進(jìn)行。胎生有袋類的胎盤不是真正的胎盤，而是卵黃囊胎盤，幼仔發(fā)育不完全即產(chǎn)出，需在母體腹部育兒袋中含著母獸的乳頭繼續(xù)發(fā)育直至成熟（圖）。 哺乳：母體具有乳腺（高度特化的汗腺）和乳頭，乳頭的個數(shù)通常與一胎所產(chǎn)胎兒數(shù)相當(dāng)。卵生的原獸亞綱動物具乳腺但無乳頭，母獸孵化出的幼獸舔食母獸腹部乳腺區(qū)分泌的乳汁。,2毛及其他皮膚衍生物 l 皮膚：表皮和真皮均加厚，表皮的角質(zhì)層發(fā)達(dá)（圖）。,l 毛：（1）為哺乳類所特有。是由表皮角質(zhì)化形成，與角質(zhì)鱗片及羽毛為同源結(jié)構(gòu)。（2）由毛干和毛根組成：毛根埋在皮膚深處的毛囊內(nèi)，外被毛鞘，毛根末端膨大部分為毛球。毛球基部即為真皮構(gòu)成的毛乳頭，內(nèi)具豐富的血管，供應(yīng)毛生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)。在毛囊內(nèi)有皮脂腺的開口，所分泌的油脂能滋潤毛和皮膚。毛囊基部有豎毛肌附著。毛干是由髓質(zhì)、皮質(zhì)和鱗片層構(gòu)成，髓質(zhì)疏松多孔（保溫），皮質(zhì)堅韌有彈性（決定毛色），鱗片層為角質(zhì)細(xì)胞（具保護(hù)作用）。（3）根據(jù)毛的結(jié)構(gòu)特點，可分為針毛（長而堅韌，有毛向，具保護(hù)作用）、絨毛（位針毛下層，無毛向，毛干的髓部發(fā)達(dá)，保溫性強）和觸毛（特化的針毛，起觸覺作用）。（4）毛在春秋季有,季節(jié)性更換，稱為換毛（圖）。,l 皮膚腺：皮膚腺極發(fā)達(dá)。包括皮脂腺，保持毛和皮膚的潤澤；汗腺，調(diào)節(jié)體溫和排泄器官；乳腺，是變態(tài)的汗腺；氣味腺，也是變態(tài)的汗腺，用于種間識別和吸引異性，或防御作用。 l 鱗片、爪、指甲、蹄和角：絕大多數(shù)哺乳類指趾端具爪，為表皮角質(zhì)鞘。在靈長類，爪演變?yōu)橹讣?；在有蹄類，爪演變?yōu)樘?。體表結(jié)構(gòu)堅硬的如穿山甲的大型表皮角質(zhì)鱗片。角為有蹄類所具有，主要分2類，即洞角（由真皮的骨質(zhì)心和表皮角質(zhì)鞘組成，無分叉，終生不脫換，雌雄均有，如牛羊角）和實角（為真皮骨質(zhì)角，分叉，多數(shù)為雄性具有，每年脫換一次，如鹿角）（圖）。,3支持和運動系統(tǒng) （1）骨骼（圖）： l 中軸骨骼：包括頭骨、脊柱、胸骨和肋骨。 頭骨：全部骨化，骨塊減少，愈合緊密，枕骨逐漸向腹面移動。雙枕髁，頭骨合顳 窩型。具發(fā)達(dá)的顴弓。有完整的骨質(zhì)次生腭，并有肌肉質(zhì)的軟腭形成，使內(nèi)鼻孔進(jìn)一步后移至咽部，鼻腔和口腔完全分開。下頜僅由1對齒骨構(gòu)成，并直接與腦顱相關(guān)節(jié)。具有哺乳類特有的3塊聽小骨：即鐙骨、砧骨和錘骨。,脊柱、胸骨和肋骨：脊椎椎體為雙平型，椎體間有軟骨的椎間盤相隔。脊柱分為頸、胸、腰、薦5部分。胸椎連有肋骨，并與肋骨、胸骨形成胸廓。成體的薦椎多愈合為薦骨，在與腰帶結(jié)合中增加了堅固性和后肢承重能力。 附肢骨骼：四肢經(jīng)歷扭轉(zhuǎn)（后肢的膝關(guān)節(jié)角頂朝前，前肢的肘關(guān)節(jié)角頂朝后，且四肢轉(zhuǎn)而位于軀體下方）。肩帶由肩胛骨、鎖骨組成，肩胛骨發(fā)達(dá)而穩(wěn)定，鎖骨退化。腰帶由髂骨、坐骨和恥骨組成，髂骨與薦骨牢固結(jié)合，恥骨和坐骨在腹中線結(jié)合，形成封閉式骨盆。在足型上有跖行、趾行和蹄行型3種類型（圖）。,（2）肌肉：與爬行類相似，但更加發(fā)達(dá)和復(fù)雜化。 l 四肢肌肉發(fā)達(dá)。 l 具特有的隔肌，參與形成分隔胸腔和腹腔的橫隔，其收縮舒張參與呼吸動作。 l 皮膚肌發(fā)達(dá)；在靈長類面部出現(xiàn)表情肌。 l 頭部有強大的咀嚼肌附著于顴弓。 l 腹部的腹直肌仍保留原始分節(jié)狀態(tài)。 4消化系統(tǒng) 消化道包括口腔、咽、食道、胃、小腸（十二指腸、空腸、回腸）、大腸（盲腸、結(jié)腸、,直腸）、肛門。消化腺包括唾液腺、肝臟和胰臟。消化系統(tǒng)的特點是： l 口腔內(nèi)具有肌肉發(fā)達(dá)的舌和異型槽生齒（異型齒）（一生僅脫換1次，分化為門齒、犬齒、前臼齒和臼齒，通常以齒式表示，是重要的分類標(biāo)志,又是根據(jù)磨損程度鑒定年齡的一種手段；從發(fā)育特征看，牙齒又有乳齒與恒齒的區(qū)別，哺乳類的前臼齒、門齒和犬齒有乳齒，而臼齒則無），出現(xiàn)咀嚼和攪拌（圖）。 l 唾液腺發(fā)達(dá)（耳下腺、頜下腺和舌下腺），分泌含有消化酶的唾液。 l口腔內(nèi)出現(xiàn)肌肉質(zhì)軟腭，口腔和鼻腔完全分開。,l 消化道分化完全，消化和吸收面積擴大，其復(fù)雜化和長短與食性有關(guān)。根據(jù)食性可分為食蟲類、食肉類（此兩者的胃為單胃，消化道短，盲腸退化）、食草類（盲腸極發(fā)達(dá)，其中的反芻類胃為四室胃（圖），即瘤胃、網(wǎng)胃、瓣胃和皺胃，只有皺胃分泌胃液，而瘤胃與盲腸的作用一樣）和雜食類。,l 直腸直接以肛門開口于體外（泄殖腔消失）是哺乳類與低等脊椎動物的顯著區(qū)別。 5呼吸系統(tǒng) l 呼吸道由鼻腔、咽、喉和氣管組成。 l 由于硬腭和軟腭的出現(xiàn)，鼻腔和口腔完全分開，鼻腔內(nèi)有發(fā)達(dá)的鼻甲骨。 l 鼻黏膜除有感覺功能外，還有對空氣除塵、加溫、濕潤的作用。 l 喉部不僅是呼吸的通道，也是發(fā)音的器官，喉部軟骨除環(huán)狀軟骨和勺狀軟骨外，還具有哺乳類特有的甲狀軟骨和會厭軟骨。喉腔內(nèi)有聲帶。,l 氣管由一系列在背面不連接的軟骨環(huán)支持，分成支氣管進(jìn)入肺部。 l 肺是由復(fù)雜的支氣管樹和最盲端的肺泡組成，肺泡是氣體交換單位。 l 橫膈膜的運動可改變胸腔容積（腹式呼吸），加上肋骨的升降來擴大或縮小胸腔容積（胸式呼吸），使哺乳類的肺被動地擴張和回縮，以完成呼氣和吸氣。 6循環(huán)系統(tǒng)（圖） l 心臟分為4室，多氧血和缺氧血完全分開。 l 血液中紅細(xì)胞無核，呈雙凹型（與其他,脊椎動物不同）。血紅蛋白占紅細(xì)胞重量的2/3，使輸送氧氣的效率大為提高。 l 體動脈弓僅左側(cè)保留。 l 靜脈系統(tǒng)的主干血管趣于簡化（多數(shù)僅保留右前大靜脈），腎門靜脈完全退化。 l 淋巴管發(fā)源于組織間隙間的、先端為盲端的微淋巴管，組織液通過滲透方式進(jìn)入微淋巴管，微淋巴管再逐漸匯集為較大的淋巴管，最后主要經(jīng)胸導(dǎo)管注入前大靜脈回心。淋巴器官還有胸腺和脾臟。 17.排泄系統(tǒng)（圖）,l 排泄系統(tǒng)由腎臟、輸尿管、膀胱和尿道組成。此外，皮膚也是哺乳類特有的排泄器官。 l 腎臟的實質(zhì)中有許多泌尿的腎單位。腎單位由腎小體（由血管球和腎小囊組成，形成原尿）和腎小管（形成終尿）組成。 l 尿的濃縮主要是借腎小管對尿中水分和鈉鹽等的重吸收而實現(xiàn)的。 l 血液中鹽類濃度的恒定，是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響下，通過內(nèi)分泌腺改變腎小管對鹽類的選擇性而起重吸收作用，以及抗利尿素對遠(yuǎn)曲小管水分的主動吸收作用實現(xiàn)的。,8生殖系統(tǒng)（圖） l 哺乳類均為體內(nèi)受精，胎生和哺乳。 l 雄性生殖系統(tǒng)包括精巢（睪丸）（產(chǎn)生精子，分泌雄性激素）、附睪（為精子提供繼續(xù)發(fā)育和成熟的環(huán)境）、輸精管、副性腺（分泌精液，為精子提供適宜的活動環(huán)境）和交配器。 l 雌性生殖系統(tǒng)包括卵巢（分泌卵子和雌性激素）、輸卵管、子宮（胎兒發(fā)育場所）、陰道和外陰。,l 雄性哺乳類可在任何時間交配，而雌性則是在動情周期中才交配。 l 哺乳類存在3種生殖類型：是單孔類的產(chǎn)卵繁殖。是有袋類的胎生，但沒有真正的胎盤，僅由卵黃囊與母體子宮壁形成卵黃囊胎盤，母體提供胎兒極有限的營養(yǎng)。是真獸類的真正的胎生。胎兒在母體子宮內(nèi)發(fā)育完全后產(chǎn)出。 9神經(jīng)系統(tǒng)和感官 大腦尤為發(fā)達(dá)，新腦皮高度發(fā)展，大腦表面形成溝回，極大地增加了腦皮面積（圖）。,l 神經(jīng)元數(shù)量大增，兩大腦半球之間出現(xiàn)了互相聯(lián)系的橫向神經(jīng)纖維，即胼胝體。 l 大腦為高級活動中樞。中腦為次要的視、聽反射中樞。間腦為感覺傳導(dǎo)的中繼站、調(diào)節(jié)植物性神經(jīng)中樞。小腦發(fā)達(dá)，首次出現(xiàn)小腦半球，有完善的協(xié)調(diào)動作和姿勢的功能。延腦仍是許多維持生命活動的重要神經(jīng)中樞所在地。 l 腦神經(jīng)12對，植物性神經(jīng)系統(tǒng)（包括交感和副交感神經(jīng)系統(tǒng)）發(fā)達(dá)（圖）。 l 感覺器官極為靈敏。表現(xiàn)在：嗅覺，鼻腔的擴大和鼻甲骨的出現(xiàn)；聽覺，內(nèi)耳具有發(fā)達(dá)的耳蝸管、中耳內(nèi)具有3塊彼此相關(guān)節(jié)的聽骨（錘骨、,砧骨和鐙骨）以及發(fā)達(dá)的外耳道和耳殼（圖）。視覺，眼球與低等陸棲種類的結(jié)構(gòu)無本質(zhì)差異。 分類 現(xiàn)存哺乳綱動物有4600多種。根據(jù)其軀體結(jié)構(gòu)和功能，分為3個亞綱： 原獸亞綱（Prototheria）：具有單一的泄殖腔孔與體外相通，用于產(chǎn)卵、排遺和排泄。 口緣無肉質(zhì)唇。大腦半球不發(fā)達(dá)、無胼胝體。體表被毛。有乳腺但無乳頭，腹部有乳腺區(qū)，所有種類后腿具有距，在吻部具有電接受器官用于搜尋食物?，F(xiàn)存的有3個種，均分布于澳洲。如鴨嘴獸和針鼴。,后獸亞綱（Metatheria）：在腹部具有育兒袋。胎生，但無真正的胎盤。大腦半球不達(dá)，無胼胝體。約270余種，主要分布于澳洲及附近島嶼。如袋狼和袋鼠等。 真獸亞綱（Eutheria）：有真正的胎盤，胚胎在母體子宮內(nèi)發(fā)育完全后產(chǎn)出。乳腺發(fā)達(dá)， 有乳頭。大腦皮層發(fā)達(dá)，兩大腦半球之間有胼胝體相聯(lián)系。現(xiàn)存的真獸類有4000多種，被分為19個目。主要有最早出現(xiàn)和最原始的食蟲目（如刺猬）；介于食蟲目和靈長目之間地位的樹句目；可在樹間長距離滑翔的皮翼目（如鼯猴）；唯一能在空中飛翔的翼手目（如蝙蝠）；從中發(fā)展出,人類的靈長目（如金絲猴）；分布于中美洲和南美洲的貧齒目（如大食蟻獸）；全身被以鱗甲的鱗甲目（如穿山甲）；掘土食蟻的管齒目（如土豚）；上頜有2對門齒、善跳躍的兔形目（如草兔）；哺乳類中種類最繁多的嚙齒目，全世界約有2000多種（如小家鼠）；肉食性的食肉目（如虎等）；前肢鰭狀、無后肢、水生的鯨目（如藍(lán)鯨等）；四肢均為鰭狀、趾間具蹼、海生的鰭腳目（如海豹等）；陸生且體型最大的長鼻目（如亞洲象）；與大象有密切關(guān)系的蹄兔目（如非洲蹄兔）；第三、四趾尤為發(fā)達(dá)的偶蹄目（如野豬等）；第三趾尤為發(fā)達(dá)的奇蹄目（如野馬等）；適于海洋生活的有蹄動物海牛目（如儒艮等）。此外還有象句目。,起源和適應(yīng)輻射 l 哺乳類出現(xiàn)于中生代三疊紀(jì)末期，其祖先可追溯到更早時期的二疊紀(jì)（約2.8億年）前。 l 早在恐龍興起之前，就有一些類哺乳爬行類已在陸地生活，這些類群屬于合顳窩類。 l 最早的肉食性合顳窩類是盤龍類（最早的羊膜類動物），外形與蜥蜴接近。其后被獸孔類所代替。 l 獸孔類的大部分后裔多在二疊紀(jì)末期絕滅，只有獸齒類生存下來進(jìn)入中生代。 l 獸齒類朝著哺乳類的方向發(fā)展，其代表動物,是犬頜獸（中國云南的卞氏獸就是其中的代表之一，但終因其下頜骨除齒骨外還有其他骨片殘余而又劃回爬行類中）。 合顳窩爬行類很快走向絕滅，它們的后代哺乳動物在爬行類盛行的時代悄悄地存活l 下來。 l 哺乳動物的歷史經(jīng)歷了三個基本輻射階段：（1）中生代侏羅紀(jì)，由三結(jié)齒齒類演化出三個大支，其中二支不久滅絕，第三支古獸類得到蓬勃發(fā)展，即為真獸亞綱與后獸亞綱的祖先。（2）中生代末期，出現(xiàn)了有袋類和有胎盤類。多結(jié)節(jié)齒類尚存。（3）新生代，現(xiàn)存各目哺乳類得到空前發(fā)展，5000萬年以來一直成為陸生占有優(yōu)勢的動物類群。多結(jié)節(jié)類在此滅絕，單孔類化石出現(xiàn)。 l,現(xiàn)代哺乳動物是在更新世及其以后建立起來的，它們在各大陸間進(jìn)行遷徙混雜，地理的和生態(tài)的因子導(dǎo)致隔離而產(chǎn)生了適應(yīng)于多種生活條件的動物群。 小 結(jié) l 哺乳類是具有乳腺、有哺乳和撫育后代能力的動物，絕大多數(shù)哺乳動物具有胎盤，極大提高了幼仔成活率和向成體成長過渡的能力。 l 最原始的現(xiàn)生哺乳類是產(chǎn)卵的原獸單孔類，其他哺乳類均為胎生哺乳類。 l 除原獸亞綱動物外，均有