第十五脊索動物門

1、第十第十五五章章 脊索動物門（脊索動物門（ChordataChordata）第十五章 脊索動物門 掌握：掌握： 掌握掌握脊索動物門三大主要特征。脊索動物門三大主要特征。 脊索動物門脊索動物門三個亞門的主要特征三個亞門的主要特征。 熟悉：熟悉： 脊椎動物與無脊椎動物的主要脊椎動物與無脊椎動物的主要區(qū)別與相似結構。區(qū)別與相似結構。 了解：了解： 脊索動物門和各亞門分類概況。脊索動物門和各亞門分類概況。前言前言一一 脊椎動物是和脊椎動物是和人類關系最密切人類關系最密切的一類動物的一類動物 1 1 人類本身就是一類特殊的脊椎動物人類本身就是一類特殊的脊椎動物 2 2 脊椎動物和人類的衣食緊密相關脊椎動

2、物和人類的衣食緊密相關 3 3 提供了豐富的中醫(yī)藥提供了豐富的中醫(yī)藥 4 4 提供了滿足各種研究需要的實驗動物提供了滿足各種研究需要的實驗動物 5 5 要保護的大多數動物都是脊椎動物要保護的大多數動物都是脊椎動物 6 6 給人類也帶來很多危害給人類也帶來很多危害二二 如何學好脊椎動物學如何學好脊椎動物學 1 1 以以進化的觀點進化的觀點來學習來學習 2 2 形態(tài)特點和和生態(tài)環(huán)境緊密結合形態(tài)特點和和生態(tài)環(huán)境緊密結合 3 3 理論教學和實驗教學緊密結合理論教學和實驗教學緊密結合 4 4 理論和實踐緊密結合理論和實踐緊密結合 5 5 以比較的方法來學習以比較的方法來學習 進化地位進化地位 是所有動物

3、中是所有動物中最高等最高等的一門動物，包括的一門動物，包括尾索動物尾索動物、頭索動物頭索動物和和脊椎動物脊椎動物。 脊索動物由無脊椎動物演化而來，與脊索動物由無脊椎動物演化而來，與棘棘皮動物皮動物和和半索動物半索動物具有共同的祖先。具有共同的祖先。 脊椎動物是神經系統(tǒng)獲得最充分發(fā)展的脊椎動物是神經系統(tǒng)獲得最充分發(fā)展的動物，并由此最后演化出具有自我意識的人。動物，并由此最后演化出具有自我意識的人。 生物學特征生物學特征 都有都有脊索脊索、背神經管背神經管和和鰓裂鰓裂三大特征三大特征。此外還有肛后尾、閉管式循環(huán)系統(tǒng)、心臟位此外還有肛后尾、閉管式循環(huán)系統(tǒng)、心臟位于身體腹面等特征。于身體腹面等特征。

4、脊索在低等脊索動物中終生保留，在脊脊索在低等脊索動物中終生保留，在脊椎動物中被脊柱所代替。椎動物中被脊柱所代替。背神經管背神經管在脊椎動在脊椎動物分化為腦和脊髓。低等脊索動物鰓裂為呼物分化為腦和脊髓。低等脊索動物鰓裂為呼吸器官，進化中消失或演變?yōu)槠渌Y構。吸器官，進化中消失或演變?yōu)槠渌Y構。第一節(jié)、脊索動物門的主要特征第一節(jié)、脊索動物門的主要特征(1) 脊索（脊索（ notochord ）(2) 背神經管（背神經管（dorsal tubular nerve cord）(3) 咽鰓裂（咽鰓裂（pharyngeal gill slits） 1.脊索動物門的三大共同特征脊索動物門的三大共同特征(1)

5、 脊索脊索(notochord) 位于消化道和神經管間的一條位于消化道和神經管間的一條棒狀棒狀脊索脊索，內部由，內部由液泡細胞液泡細胞組成，圍以組成，圍以結締結締組織鞘組織鞘，韌而有彈性，韌而有彈性, 具支持功能。脊具支持功能。脊索動物的胚胎期均具有脊索，以后或終索動物的胚胎期均具有脊索，以后或終生保留，或退化并被生保留，或退化并被脊柱脊柱（vertebral column）代替。代替。 低等脊索低等脊索動物種類動物種類終生終生具有脊索，有的具有脊索，有的種類僅在胚胎和幼體存在脊索，種類僅在胚胎和幼體存在脊索，高等高等的種類的種類脊索只出現在脊索只出現在胚胎期胚胎期，成長時即被脊柱，成長時即被

6、脊柱( (vertebral column)vertebral column)取代。取代。 脊索脊索( (notochord)notochord)是動物胚胎發(fā)育過程是動物胚胎發(fā)育過程中，由中，由原腸背側的部分細胞原腸背側的部分細胞離開腸管，成為離開腸管，成為中胚層中胚層而形成的棒狀結構。位于身體背部、而形成的棒狀結構。位于身體背部、消化道上方、神經管的下面。消化道上方、神經管的下面。 脊索的出現在動物演化史上的意義脊索的出現在動物演化史上的意義支持支持保護保護運動運動 (2) 背神經管（背神經管（dorsal tubular nerve cord） 位于脊索背面的中空管狀的位于脊索背面的中空管

7、狀的中樞神經中樞神經系統(tǒng)系統(tǒng)。脊椎動物的神經管前端膨大成。脊椎動物的神經管前端膨大成腦腦（brain），），腦后的部分形成腦后的部分形成脊髓脊髓（spinal cord)。 來源于外胚層來源于外胚層 (3) 鰓裂（鰓裂（gill slits） 咽部兩側成對的咽部兩側成對的裂縫，為裂縫，為鰓裂鰓裂，直接，直接或間接與外界相通?；蜷g接與外界相通。低等脊索動物及魚類低等脊索動物及魚類的鰓裂終生存在，其的鰓裂終生存在，其他脊椎動物僅在他脊椎動物僅在胚胎胚胎期有鰓裂期有鰓裂。 其他與無脊椎動物的區(qū)別其他與無脊椎動物的區(qū)別 肛后尾：即尾在肛門后方；肛后尾：即尾在肛門后方； 心臟位于消化道腹面；心臟位于消化

8、道腹面； 與部分無脊椎動物的共同點與部分無脊椎動物的共同點后口后口三胚層三胚層真體腔（次級體腔）真體腔（次級體腔）身體分節(jié)身體分節(jié)兩側對稱兩側對稱 2. 脊索動物門的分類脊索動物門的分類 現存的脊索動物約有現存的脊索動物約有41,000多種，分多種，分為為3個亞門個亞門尾索動物亞門尾索動物亞門頭索動物亞門頭索動物亞門脊椎動物亞門脊椎動物亞門 尾索動物亞門尾索動物亞門：幼體具上述幼體具上述3 3大特征，大特征，但脊索在尾部但脊索在尾部。變態(tài)。變態(tài)后脊索消失，背神經管退化成神經節(jié)，鰓裂仍存在。成體具后脊索消失，背神經管退化成神經節(jié)，鰓裂仍存在。成體具被囊，大多營固著生活。被囊，大多營固著生活。頭索

9、動物亞門頭索動物亞門：3 3大特征終生存在。脊索縱貫全身，并向前大特征終生存在。脊索縱貫全身，并向前延伸至背神經管前端。延伸至背神經管前端。 原索動物原索動物：無真正的頭和腦，又稱：無真正的頭和腦，又稱無頭類無頭類。脊椎動物亞門脊椎動物亞門：脊索或多或少被脊柱所代替，腦和感覺器官脊索或多或少被脊柱所代替，腦和感覺器官集中于前端，形成明顯頭部，集中于前端，形成明顯頭部，稱為有頭類稱為有頭類。 脊椎動物亞門（脊椎動物亞門（vertebrata） 圓口綱圓口綱：無頜，又稱：無頜，又稱無頜類無頜類。無成對附肢，無成對附肢，脊索終脊索終生存在，并出現雛形脊椎骨。生存在，并出現雛形脊椎骨。 軟骨魚綱軟骨魚

10、綱：出現上下頜，稱為：出現上下頜，稱為有頜類有頜類。骨。骨骼全為軟骨，體被盾鱗，出現成對的鰭，骼全為軟骨，體被盾鱗，出現成對的鰭，鰓裂鰓裂直接開口體外直接開口體外。 硬骨魚綱硬骨魚綱：骨骼一般為硬骨，體被硬鱗，圓骨骼一般為硬骨，體被硬鱗，圓鱗或櫛鱗，鱗或櫛鱗，鰓裂不直接開口體表鰓裂不直接開口體表。 兩棲綱兩棲綱：由由水上陸的過渡種類水上陸的過渡種類，幼體魚形，幼體魚形，以鰓呼吸，成體出現五指（趾）型四肢，皮膚裸以鰓呼吸，成體出現五指（趾）型四肢，皮膚裸露，以露，以肺和皮膚肺和皮膚進行呼吸，生活在潮濕的陸地或進行呼吸，生活在潮濕的陸地或水中。與其他更高等脊椎動物共稱為水中。與其他更高等脊椎動物共

11、稱為四足類四足類。 爬行綱爬行綱：完全陸生。皮膚干燥，被以角質鱗、完全陸生。皮膚干燥，被以角質鱗、盾片或骨板。肺呼吸。胚胎發(fā)育中出現羊膜，與盾片或骨板。肺呼吸。胚胎發(fā)育中出現羊膜，與鳥類、哺乳類共稱為鳥類、哺乳類共稱為羊膜類羊膜類。 鳥綱鳥綱：全身被羽，前肢變?yōu)橐?，適應空中飛全身被羽，前肢變?yōu)橐?，適應空中飛翔生活。血液循環(huán)為完全雙循環(huán)，恒溫，卵生。翔生活。血液循環(huán)為完全雙循環(huán)，恒溫，卵生。與哺乳類共稱為與哺乳類共稱為恒溫動物恒溫動物。其他脊椎動物均為變其他脊椎動物均為變溫動物溫動物。 哺乳綱哺乳綱：體外被毛，恒溫，胎生（單孔類除體外被毛，恒溫，胎生（單孔類除外），哺乳（具乳腺）。外），哺乳（具

12、乳腺）。脊椎動物主要類群脊椎動物主要類群上下頜附肢胚膜體溫圓口綱無頜類軟骨魚綱硬骨魚綱魚形類兩棲綱無羊膜類爬行綱變溫動物鳥綱哺乳綱有頜類(頜口類)四足類羊膜類恒溫動物3. 脊索動物門的起源脊索動物門的起源 棘皮動物棘皮動物的短腕幼蟲和的短腕幼蟲和 半索動物半索動物幼蟲柱頭蟲在結構上相似，且肌肉中既含幼蟲柱頭蟲在結構上相似，且肌肉中既含有肌酸又有精氨酸，表明這兩類動物親緣關系較近，有肌酸又有精氨酸，表明這兩類動物親緣關系較近，同時也表明與脊索動物較近的親緣關系。同時也表明與脊索動物較近的親緣關系。 一般認為棘皮動物和脊索動物具有一般認為棘皮動物和脊索動物具有共同的祖先共同的祖先，且生活在寒武紀之

13、前，目前沒有發(fā)現任何化石。且生活在寒武紀之前，目前沒有發(fā)現任何化石。 脊椎動物的起源脊椎動物的起源 已知最早的脊椎動物是無頜類已知最早的脊椎動物是無頜類，化石出化石出現在現在5億年前美洲和亞洲的海洋沉積中。其億年前美洲和亞洲的海洋沉積中。其中最早的種類是中最早的種類是牙形動物牙形動物?，F在人們一致認現在人們一致認為它屬于脊索動物，并在系統(tǒng)分支系統(tǒng)中將為它屬于脊索動物，并在系統(tǒng)分支系統(tǒng)中將它與無頜類的現存的盲鰻聯系起來，為確立它與無頜類的現存的盲鰻聯系起來，為確立脊椎動物的起源提供了極為有用的證據。脊椎動物的起源提供了極為有用的證據。牙形石動物牙形石動物澄江生物群澄江生物群澄江生物群和寒武紀大爆

14、發(fā)澄江生物群和寒武紀大爆發(fā) 第二節(jié)第二節(jié) 原索動物之一原索動物之一 -尾索動物亞門（尾索動物亞門（Urochordata） 包括海鞘等大約包括海鞘等大約 2,000 種海生動物，種海生動物，成體成體多營固著生活多營固著生活。 個體從幾個體從幾 毫米至毫米至 30厘米。厘米。幼幼體具脊索動物體具脊索動物 3 大特征大特征， 但脊索僅限于尾部。但脊索僅限于尾部。 幼體經變態(tài)至幼體經變態(tài)至成體只保留鰓裂成體只保留鰓裂。體外具被囊。體外具被囊， 由被囊素構成由被囊素構成, 又稱被囊動物又稱被囊動物。海鞘海鞘 1 . 成體的結構成體的結構 基部固著在海底巖石、貝殼或船底之上。體基部固著在海底巖石、貝殼或

15、船底之上。體外層是被囊。頂端外層是被囊。頂端2個開口，頂部開口是個開口，頂部開口是入水管入水管孔孔，側面開口是，側面開口是出水管孔出水管孔。海鞘海鞘無內骨骼無內骨骼，靠水，靠水流產生內壓以支撐身體；同時水流流產生內壓以支撐身體；同時水流 對海鞘的新陳代謝是必需的。對海鞘的新陳代謝是必需的。 體壁體壁: 外套膜外套膜(上皮細胞（外胚層）肌纖維（中胚上皮細胞（外胚層）肌纖維（中胚層）層）+被囊素被囊素(同種可附生同種可附生) 消化道消化道始于入水管孔，由咽、食道、胃、腸、肛門始于入水管孔，由咽、食道、胃、腸、肛門組成。內柱組成。內柱-圍咽溝圍咽溝-背板背板-食道食道 呼吸呼吸作用在咽部完成。咽內壁

16、有豐富的毛細血管，作用在咽部完成。咽內壁有豐富的毛細血管，當水流經過鰓裂時進行氣體交換。當水流經過鰓裂時進行氣體交換。 無集中的無集中的排泄排泄器官，僅在腸的彎曲處有一團具排泄器官，僅在腸的彎曲處有一團具排泄機能的細胞機能的細胞(尿泡尿泡)。 雌雄同體，異體受精雌雄同體，異體受精。精巢大。精巢大,分支狀分支狀,乳白色顆粒狀乳白色顆粒狀小塊小塊;卵巢淡黃色長管狀卵巢淡黃色長管狀;分別通入圍咽腔分別通入圍咽腔 開管式循環(huán)開管式循環(huán)，血液的流動每隔幾分鐘，血液的流動每隔幾分鐘就周期性地改變方向。就周期性地改變方向。這種循環(huán)方式這種循環(huán)方式在脊索動物中是唯一的在脊索動物中是唯一的，在動物界也，在動物界

17、也是極少見的。是極少見的。血液無色血液無色。 神經系統(tǒng)和感覺器官神經系統(tǒng)和感覺器官都很退化。神經都很退化。神經中樞僅是一個神經節(jié)，由此發(fā)出若干中樞僅是一個神經節(jié)，由此發(fā)出若干神經分支分布到身體各個部分。神經分支分布到身體各個部分。 2 幼體和變態(tài)幼體和變態(tài) 幼體幼體具脊索動物具脊索動物 3 大特征大特征，尾內有，尾內有脊脊索索；脊索背部有中空的；脊索背部有中空的背神經管背神經管，神經管，神經管前端膨大成腦泡，并具眼點和平衡器；消前端膨大成腦泡，并具眼點和平衡器；消化道前端分化成咽，咽壁上有化道前端分化成咽，咽壁上有鰓裂鰓裂。尾在。尾在肛門后方，心臟位于腹面。肛門后方，心臟位于腹面。 變態(tài)期間變

18、態(tài)期間：尾部連同脊索逐漸萎縮消失，：尾部連同脊索逐漸萎縮消失，神經管退化成神經節(jié)，神經管退化成神經節(jié)，感覺器官消失，鰓裂感覺器官消失，鰓裂數增加，體壁分泌被囊素形成被囊，開始營數增加，體壁分泌被囊素形成被囊，開始營固著生活。固著生活。 這種從幼體至成體結構更為簡單化的變這種從幼體至成體結構更為簡單化的變態(tài)稱為態(tài)稱為逆行變態(tài)逆行變態(tài)或或退化變態(tài)退化變態(tài)。尾索動物分類尾索動物分類尾海鞘綱(幼形綱)海鞘綱樽海鞘綱樽海鞘綱菊紋海鞘菊紋海鞘 第四節(jié)第四節(jié) 原索動物之二原索動物之二 -頭索動物亞門（頭索動物亞門（Cepholochordata） 脊索縱貫全身并伸到身體最前端。約脊索縱貫全身并伸到身體最前端

19、。約25種，種，分布在全世界的熱帶和亞熱帶的淺海中。常見分布在全世界的熱帶和亞熱帶的淺海中。常見的種類為的種類為文昌魚文昌魚。頭索動物是典型的橋梁動物頭索動物是典型的橋梁動物 除除終生終生具有以上脊索動物的三個主要特征外，還具有具有以上脊索動物的三個主要特征外，還具有A.A.與脊椎動物相似的特征與脊椎動物相似的特征 具肌節(jié)、有奇鰭、肛后尾、閉管式循環(huán)系統(tǒng)，其胚胎具肌節(jié)、有奇鰭、肛后尾、閉管式循環(huán)系統(tǒng)，其胚胎發(fā)育和三個胚層的分化也與脊椎動物相似。發(fā)育和三個胚層的分化也與脊椎動物相似。B.B.比脊椎動物原始的特征比脊椎動物原始的特征： 無頭、無骨骼、無心臟、排泄器官為腎管。無頭、無骨骼、無心臟、排

20、泄器官為腎管。C.C.比無脊椎動物進化的特征比無脊椎動物進化的特征： 軀體兩側有一對腹褶，為脊椎動物成對附肢的雛形。軀體兩側有一對腹褶，為脊椎動物成對附肢的雛形。 1 形態(tài)結構形態(tài)結構 無頭和軀干之分無頭和軀干之分，左右側扁，兩端較尖，左右側扁，兩端較尖， 除口以外還有腹孔（圍鰓腔孔）和肛門與除口以外還有腹孔（圍鰓腔孔）和肛門與外界相通外界相通。 皮膚分表皮和真皮皮膚分表皮和真皮。表皮由單層柱狀上皮。表皮由單層柱狀上皮細胞組成，表皮外覆有角質層細胞組成，表皮外覆有角質層。真皮為薄真皮為薄層結締組織。層結締組織。 無骨質骨骼無骨質骨骼，縱貫全身并越過神經管的脊，縱貫全身并越過神經管的脊索是主要的

21、支持結構。索是主要的支持結構。 有一背鰭、尾鰭、臀鰭有一背鰭、尾鰭、臀鰭，一對一對腹褶腹褶。無偶鰭。無偶鰭。 肌肉集中在背部兩側，由肌肉集中在背部兩側，由60多對未分多對未分化的呈化的呈V字型的肌節(jié)組成，肌節(jié)間以結字型的肌節(jié)組成，肌節(jié)間以結締組織的肌隔分隔。兩側肌節(jié)交錯排締組織的肌隔分隔。兩側肌節(jié)交錯排列。列。 消化道由消化道由口、咽、腸口、咽、腸組成。（咽有組成。（咽有60對鰓對鰓裂）裂）1/2。咽部腹側有內柱。內柱中有腺細。咽部腹側有內柱。內柱中有腺細胞和纖毛細胞。內柱有富集碘的功能，與胞和纖毛細胞。內柱有富集碘的功能，與脊椎動物的甲狀腺同源。肝盲囊細胞內消脊椎動物的甲狀腺同源。肝盲囊細胞

22、內消化化. 呼吸在咽部進行呼吸在咽部進行。咽內壁布有豐富的毛細。咽內壁布有豐富的毛細血管，水流在咽部與咽壁血管內血液進行血管，水流在咽部與咽壁血管內血液進行氣體交換。氣體交換。 無集中的腎臟無集中的腎臟，排泄器是咽壁背方兩側的，排泄器是咽壁背方兩側的數數10對按體節(jié)排列的腎管。腎管一端有腎對按體節(jié)排列的腎管。腎管一端有腎孔開口于圍鰓腔，另一端以管細胞緊貼體孔開口于圍鰓腔，另一端以管細胞緊貼體腔，代謝廢物滲透腔，代謝廢物滲透管細胞管細胞腎管腎管腎孔腎孔圍鰓腔圍鰓腔體外。體外。 雌雄異體雌雄異體，26對生殖腺按體節(jié)排列于圍鰓對生殖腺按體節(jié)排列于圍鰓腔兩側，腔兩側，無生殖管道無生殖管道，成熟生殖細胞

23、穿過，成熟生殖細胞穿過生殖腺壁，體腔壁和圍鰓腔壁進入圍鰓腔，生殖腺壁，體腔壁和圍鰓腔壁進入圍鰓腔，隨水流從腹孔排出體外。隨水流從腹孔排出體外。體外受精體外受精。精白。精白卵黃卵黃 閉管式循環(huán)閉管式循環(huán)，血液流動方向在腹面從后向前，在背面從，血液流動方向在腹面從后向前，在背面從前向后。前向后。無心臟無心臟，腹大動脈和由它發(fā)出的入鰓動脈的基，腹大動脈和由它發(fā)出的入鰓動脈的基部的收縮推動血液流動。部的收縮推動血液流動。血液無色，無血細胞，無呼吸血液無色，無血細胞，無呼吸色素，氧氣通過滲透進入血液色素，氧氣通過滲透進入血液。運動感覺運動神經管前端管腔稍膨大為神經管前端管腔稍膨大為腦泡腦泡，腦泡向前腦泡

24、向前發(fā)出發(fā)出2對對腦腦神經，神經管其余部分在每神經，神經管其余部分在每1體節(jié)發(fā)出體節(jié)發(fā)出1對對脊脊神經，神經， 2. 發(fā)育和變態(tài)發(fā)育和變態(tài) 受精卵受精卵桑椹胚桑椹胚囊胚囊胚原腸胚原腸胚神神經胚。幼體被有纖毛，自由生活經胚。幼體被有纖毛，自由生活 變態(tài)。變態(tài)。 文昌魚的幼體期持續(xù)文昌魚的幼體期持續(xù)3個月左右。個月左右。（前庭出現，鰓裂數目增加，由開口體外到（前庭出現，鰓裂數目增加，由開口體外到通入新形成的圍鰓腔中）。通入新形成的圍鰓腔中）。 3 頭索動物的地位頭索動物的地位 進化特征進化特征：具脊索動物的：具脊索動物的3大特征，同時大特征，同時具脊椎動物的特征，如分節(jié)的肌肉，典型的具脊椎動物的特

25、征，如分節(jié)的肌肉，典型的脊椎動物式的血液循環(huán)模式，分開的背腹根脊椎動物式的血液循環(huán)模式，分開的背腹根等。等。 原始和特化的結構原始和特化的結構：無頭，無成對附肢，：無頭，無成對附肢，無心臟，無集中腎臟，具特化的口器等。無心臟，無集中腎臟，具特化的口器等。 是前脊椎動物的原始類群是前脊椎動物的原始類群。 (三三) 脊椎動物亞門脊椎動物亞門 脊椎動物亞門的特征脊椎動物亞門的特征: : 與尾索、頭索動物兩亞門一樣：與尾索、頭索動物兩亞門一樣：胚胎發(fā)胚胎發(fā)育早期出現脊索、背神經管和鰓裂育早期出現脊索、背神經管和鰓裂。但結構。但結構復雜、是進化最高等的一個亞門。復雜、是進化最高等的一個亞門。1 1主要特

26、征主要特征1 1）以脊椎代替脊索以脊椎代替脊索 脊椎動物以由許多脊椎骨組成的脊椎代替柔軟的脊索作為脊椎動物以由許多脊椎骨組成的脊椎代替柔軟的脊索作為支持身體的中軸。支持身體的中軸。 脊椎保護著脊髓，在前端發(fā)展成為頭顱保護腦。脊椎保護著脊髓，在前端發(fā)展成為頭顱保護腦。2 2）出現明顯的頭部出現明顯的頭部，具有高度發(fā)達和集中的神經系統(tǒng)。，具有高度發(fā)達和集中的神經系統(tǒng)。 背神經管在前端分化為腦和眼、耳、鼻等感覺器官。背神經管在前端分化為腦和眼、耳、鼻等感覺器官。 背神經管在后端分化成脊髓。背神經管在后端分化成脊髓。3）除圓口綱外，）除圓口綱外，出現了成對的前后、肢和上、下頜出現了成對的前后、肢和上、下頜。 鰭形肢：為水生種類所特有，如魚的胸、腹鰭。鰭形肢：為水生種類所特有，如魚的胸、腹鰭。 掌形肢：陸生種類的前、后肢。掌形肢：陸生種類的前、后肢。 能開閉的上、下頜是脊椎動物所特有能開閉的上、下