Что значит тип хордовые в биологии
Хордовые
Понятие хордовые объединяет позвоночных и некоторых беспозвоночных, имеющих, по крайней мере в некоторый период их жизненного цикла, хорду, полый спинной нервный тяж, жаберные щели, эндостиль, и хвост, располагающийся после анального отверстия. Тип хордовых делится на три подтипа: головохордовые (ланцетники), оболочники, позвоночные — единственный подтип, имеющий череп. Ранее в качестве четвёртого подтипа рассматривались полухордовые, которые теперь вынесены в отдельную группу.
Содержание
Особенности строения
Хордовые — тип животных, характеризующихся билатеральной симметрией и наличием, по крайней мере, на определенных стадиях развития следующими признаков:
Происхождение
Попытки выработать эволюционные отношения хордовых привели к рождению нескольких гипотез. В настоящее время достигнут консенсус в том, что хордовые являются потомками одного общего предка, который сам является хордовым, а ближайшими родственниками позвоночных (лат. Craniata ) являются головохордовые (лат. Cephalochordata ). Все обнаруженные окаменелости ископаемых хордовых были найдены в раннем кембрии и включают в себя два вида позвоночных, классифицируемых как рыба. Поскольку окаменелости хордовых плохо сохранились, только метод молекулярной филогенетики предполагает разумную перспективу изучения их возникновения. Однако, использование метода молекулярной филогенетики для изучения эволюционных процессов является спорным.
Ниже приведена кладограмма, основанная на сравнении последовательностей митохондриальных ДНК [13] :
Среда обитания хордовых животных обширна. В ходе изучения ученые пришли к выводу, что у всех хордовых был один предок. Ближе всех к нему находятся первичноводные животные (рыбы). Все виды животных, входящих в группу, в период эмбрионального развития имеют хорду.
У высших видов она трансформируется в позвоночник. К высшим представителям хордовых относятся все позвоночные: млекопитающие, земноводные, рептилии, птицы. У низших представителей типа осевой стержень остается на всю жизнь.
Самым большим представителем хордовых является синий кит. Вес гиганта достигает 150 тонн, длина составляет от 30 до 35 метров.
Все хордовые относятся к вторичноротым. Ротовое и анальное отверстия находятся на разных концах тела. Тело животных имеет двусторонне-билатеральную (зеркальную) симметрию и пищеварительную систему.
Классификация хордовых
Подтип Бесчерепные
Ученые насчитывают 30 видов представителей подтипа, которые образуют класс Ланцетники. Бесчерепных характеризует отсутствие черепа и мозга. Хорда образуется на эмбриональной стадии и сохраняется в течение всей жизни.
Тело животного покрыто тонкой бесцветной кожей. Длина достигает от 4 до 9 см. Имеется спинной плавник. Органы зрения развиты плохо. Вместо глаз выступают пигментные клетки, находящиеся на нервной трубке. За обоняние отвечает обонятельная ямка. Ланцетники раздельнополые.
Подтип Оболочники
К подтипу относят Личиночнохордовых. В биологии выделяют 1500 видов обитателей океана, которые составляют подтип Оболочников. Признаки хордовых характерны для представителей вида лишь на стадии личинки. Передвижение происходит с помощью хвоста.
Строение тела личинок сложное, напоминает строение ланцетника. Взрослые особи не обладают хордой. Размножаются почкованием и половым путем.
Подтип Позвоночные
Подтип включает большую часть хордовых. Биологи относят позвоночных к высшим хордовым благодаря строению их тела, образу жизни. К классу Позвоночных относят человека. Хорда позвоночных по мере развития сменяется позвоночником.
Строение тела сложное, состоит из нескольких отделов: головы, туловища, хвоста, задних и передних конечностей. Опорно-двигательный аппарат представлен скелетом и мышцами. Покровы тела позвоночных образуются кожей. Размножение происходит в процессе спаривания.
Общая характеристика хордовых
В сравнении с остальными животными, неоспоримым фактом является достижение хордовыми значительного прогресса в эволюционном плане.
Классификация
Приступим к изучению ароморфозов хордовых, которые позволили занять такое высокое эволюционное положение.
Ароморфозы хордовых
Центральная нервная система представлена узкой трубкой с каналом внутри (невроцель). Располагается нервная трубка на спинной стороне тела, над хордой. У позвоночных нервная трубка развивается в спинной и головной мозг.
Обеспечивают активный газообмен для водных животных, что делает процессы жизнедеятельности более эффективными.
Общее строение хордовых традиционно изучается на примере ланцетника, который отлично для этого подходит.
Ланцетник
Голова у ланцетника не обособлена, тело уплощено с боков. Имеется двусторонняя (билатеральная) симметрия тела. Суженный спинной плавник постепенно переходит в хвостовой, который имеет ланцетовидную форму.
Зарывается в песок, питается пассивно, используя в пищу лишь те организмы, которые попали в рот. Ротовая воронка расположена на переднем конце тела и окружена щупальцами, с помощью которых ланцетник втягивает воду с органическими частицами и планктоном, которыми и питается.
Одновременно вода служит и для дыхания: поступая в глотку, она омывает около 100-120 жаберных щелей, располагающихся в ней. Через стенку кровеносных сосудов, расположенных на жаберных перегородках, кислород из воды поступает в кровь, а углекислый газ удаляется из крови в воду.
Изучив строение ланцетника, становится очевидна тесная связь с кольчатыми червями. Поэтому ланцетника с уверенностью можно назвать формой, занимающей промежуточное эволюционное положение между древними кольчатыми червями и современными позвоночными.
Оболочники (личиночнохордовые)
По типу питания являются фильтраторами, которые улавливают органические остатки растений и планктон, взвешенные в воде. Характерно наличие сифонов, через которые вода поступает внутрь организма и покидает его.
Кровеносная система незамкнутого типа, интересной особенностью является нерегулярность направления, в котором сердце качает кровь: это направление постоянно меняется.
Гермафродиты, размножаются как половым путем, так и бесполым (почкованием). Развитие с личинкой. Наблюдается общая дегенерация: у взрослых форм нет хорды и нервной трубки, которые хорошо выражены у личинок.
Круглоротые
Важной общей чертой с остальными позвоночными (черепными) является наличие у круглоротых черепа, который имеет довольно своеобразное строение. Он окружает головной мозг только с нижней стороны и с боков (у миксин не развиты боковые части черепа).
Миксины нападают чаще всего на больных и ослабленных рыб, запутавшихся в сети. Они прогрызают стенку тела и внедряются во внутреннюю среду, поедая органы, ткани, а затем и мышцы.
Миноги паразитируют на рыбах. Они впиваются своими роговыми зубами в тело жертвы, постепенно выделяя пищеварительные соки, расщепляют ткани рыбы и питаются ими.
Анамнии и амниоты
Подтип позвоночные делится на две большие группы: анамнии и амниоты.
Анамнии привязаны к воде, в которой проводят большую часть жизни или начальный этап развития. К анамниям относятся бесчелюстные, различные группы рыб и земноводные.
Амниоты отрываются от привычного водоема, обретают независимость, в отличие от анамний. Удивительно, но теперь этот «водоем» образуется внутри материнского организма: зародыш находится в плодном пузыре (амнионе), заполненном амниотической жидкостью (околоплодными водами), своеобразном аналоге водоема.
К амниотам (высшим позвоночным) относятся три класса: пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. Несомненно, что человек также относится к группе амниот.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Общая характеристика и признаки хордовых животных
Хордовые (Chordata) – тип животных, который включает позвоночных, личиночнохордовых и бесчерепных. Такие позвоночные, как миноги, млекопитающие, птицы, амфибии, рептилии и рыбы – наиболее известные, и являются подтипом животных, к которому принадлежат люди.
Хордовые имеют двустороннюю симметрию, что говорит о существовании линии симметрии, делящая их тело на две половины, которые являются почти зеркальным отражением друг друга.
Двусторонняя симметрия встречается не только у хордовых, а еще у членистоногих и иглокожих (хотя в случае иглокожих они являются двусторонне симметричными только во время личиночной стадии их жизненного цикла, а у взрослых проявляется пентарадиальная симметрия).
У всех хордовых есть хорда, которая присутствует в течение некоторого или всего их жизненного цикла. Хорда (или спинная струна) представляет собой полу гибкий стержень, к которому крепятся большие мышцы животного. Она также играет важную роль в передаче сигналов и координации развития.
Хорда состоит из плоских клеток, заключенных в волокнистую оболочку. У позвоночных, спинная струна присутствует только во время эмбриональной стадии развития, а затем вокруг нее развиваются позвонки и формируется позвоночник. У оболочников хорда остается на протяжении всего жизненного цикла животного.
У хордовых есть единственный полый спинной нервный тяж, который проходит по спине животного и у большинства видов образует мозг в передней части тела. Еще они обладают жаберными щелям, служащими отверстиями между глоточной полостью и внешней средой, а также для фильтрования воды.
Другая характеристика хордовых представляет собой структуру, называемую эндостилем – желобковидный орган, который находится у стенки глотки, и выделяет слизь, а также ловит мелкие частицы пищи, попадающие в глоточную полость. Эндостиль присутствует у оболочников и ланцетников. У позвоночных эндостиль заменяется щитовидной железой – эндокринной железой, расположенной в шее.
Основные характеристики
Видовое разнообразие
К типу хордовые относятся более 75 000 видов животных.
Классификация
Хордовые классифицируются в следующей таксономической иерархии:
Хордовые в свою очередь делятся на следующие подтипы:
Тип Хордовые. Общая характеристика. Подтип Бесчерепные. Класс Головохордовые (Ланцетники). Подтип Черепные или Позвоночные
Тип Хордовые: Бесчерепные и Черепные или Позвоночные. Бесчерепные – Ланцетники. Черепные или Позвоночные: млекопитающие, птицы, пресмыкающиеся, земноводные, костные и хрящевые рыбы
Общая характеристика типа Хордовые
Тип Хордовые (Chordata) насчитывает свыше 41 тыс. видов. Численность видов типа составляет близко 3 % общего количества видов всех животных. Живут на суше, в почве, в водоемах (пресных и соленых), на деревьях, в пещерах, летают в воздухе.
Характерна билатеральная симметрия. Вторичнополостные, вторичноротые, трехслойные животные. Наблюдается определенная закономерность расположения основных систем органов. Кровеносная система почти всех представителей замкнутая.
Хордовые — частично сегментированные животные. Сегментация охватывает лишь некоторые системы органов (опорно-двигательную и нервную).
Имеют внутренний осевой скелет (хорду или позвоночник). Хорда выполняет опорную функцию, двигательную. Придает упругость телу. Выглядит как сплошной тяж. Формируется из энтодермы. Сохраняется она на протяжении жизни лишь у низших представителей типа. У высших — закладывается в период эмбрионального развития, но потом заменяется на позвоночник (хрящевой или костный), который формируется в его соединительнотканной обо-лочке. Позвоночник состоит из отдельных частиц — позвонков.
У всех хордовых нервная система состоит из центральной, которая всегда размещена на спинной стороне тела (над хордой), и периферической, которая является совокупностью нервов и нервных окончаний, отходящих от центральной нервной системы. Нервная система трубчатого типа. Нервная пластинка закладывается в процессе эмбриогенеза в эктодерме. Потом она заворачивается в трубку. У высших хордовых передний отдел нервной трубки формируется в головной мозг. Центральная нервная система состоит из спинного и головного мозга. Полости отделов центральной нервной системы заполнены жидкостью. Питание нервной ткани происходит не только извне, но и изнутри.
Жаберные щели пронизывают глотку и сохраняются во взрослом состоянии только у некоторых водных видов. Жаберные щели — это отверстия, которые объединяют глотку с внешней средой. Они возникают как фильтрационный аппарат для питания, но объединяют ее с дыхательной функцией. У водных позвоночных на жаберных щелях размещены органы дыхания — жабры. У наземных — жаберные щели существуют лишь на ранних стадиях эмбрионального развития, заменяются потом на легкие. Развитие органов дыхания (жабр или легких) связано с передней частью пищеварительной системы.
Тип Хордовые разделяют на подтипы: Бесчерепные и Черепные или Позвоночные.
Подтип Бесчерепные
Подтип Бесчерепные. Строение Ланцетника. Общий вид и внутреннее строение, кровеносная система
К подтипу Бесчерепные (Acrania) относятся самые примитивные животные типа Хордовые. Известно 35 видов. Имеют небольшие размеры. На протяжении жизни сохраняются хорда и нервная трубка. Отсутствует череп. Органы чувств примитивные. Кровеносная система замкнутая. Все тело сегментировано, даже некоторые внутренние органы.
По типу питания — фильтраторы. Одни из представителей плавают (пелагический образ жизни), другие — живут на дне (придонный). Донные организмы погружаются в почву. Наружу выставляют лишь передний конец тела. Передвигаются с помощью боковых извилистых движений тела. Прямые предки позвоночных.
Класс Головохордовые (Ланцетники)
Тип Хордовые. Подтип Бесчерепные. Ланцетник (общий вид и внутреннее строение)
Исключительно морские животные. Известнейшим представителем класса Головохордовые (Ланцетники) (Cephalochordata) является ланцетник. Был открыт в 1774 году русским академиком П. Палласом. В наше время известно 7 видов ланцетников (род Ланцетники — Branchiostoma). Встречается во многих морях. Живут в воде на небольшой глубине, обычно зарываются в песок. Размеры — 4–8 см.
Имеют удлиненную форму тела, которое суживается к хвостовому концу и напоминает хирургический инструмент — ланцет, за что животное получило название. Тело полупрозрачное, сжатое по бокам, заостренное с обеих сторон. Головной отдел не отделяется. Складка кожи образует спинной плавник, который переходит в хвостовой. Последний переходит на брюшной стороне в подхвостовую складку, за ней — в две брюшные складки, которые тянутся к предротовой воронке. Предротовая воронка окружена
щупальцами. Животное полностью зарывается в песок. Снаружи остается лишь передний конец тела с предротовой воронкой и щупальцами. Чтобы погрузиться в почву, ланцетник вбуравливается в дно передней заостренной частью тела.
Покровы состоят из однослойного эпителия. Под эпителием — тонкий слой желеобразной соединительной ткани.
Скелет образован хордой. Она тянется вдоль тела и является его осью. Хорда — упругая и при деформации приобретает прежнюю форму. Соединительная ткань окружает хорду и нервную трубку, образует оболочку, формирует опорные элементы, которые поддерживают плавники и проникают между сегментами мускулатуры. В передней части тела хорда проходит впереди нервной трубки, за что животные получили название «головохордовые».
Хорошо развиты поперечно-полосатые мышцы. Имеют вид двух тяжей, расположенных с обеих сторон от хорды. Образованы мышцы поперечными сегментами (50–80) — миомерами, прикрепленными к оболочке хорды и отделенными соединительнотканными перепонками (миосептами). Последовательные сокращения миомеров позволяют осуществлять лишь однообразные движения: выгибать тело в одну или другую сторону.
Целом (целомическая полость), расположен в виде двух каналов непосредственно под хордой и каналом кишечной трубки.
Пищеварительная система класса Головохордовые (Ланцетники)
Имеет вид трубки. Ротовое отверстие лежит в глубине предротовой воронки, окруженной щупальцами. Вокруг рта расположен парус, тоже имеющий щупальца, которые являются преградой для проникновения крупных частиц. Рот ведет к длинной глотке, стенки которой пронизаны жаберными щелями. Щупальца создают ток жидкости в ротовую полость и глотку. Межжаберные перепонки покрыты реснитчатым эпителием. Вдоль брюшной стороны глотки проходит жолобок, образованный ресничками и слизистыми клетками (эндостиль). Реснички гонят слизь с налипшими пищевыми частицами к пищеводу. Вода выводится в околожаберную полость и через жаберную пору (атриопор) — непарное входное отверстие — наружу. От брюшной части передней кишки отходит слепой печеночный вырост. Он выполняет функции: секреторную, всасывательную, внутриклеточного пищеварения. В кишечнике пища переваривается, всасываются питательные вещества. Кишечник не разделен на отделы. Наружу открывается анальным отверстием, через которое выводятся непереваренные остатки. Анальное отверстие расположено перед хвостовым плавником.
По типу питания — фильтраторы. Питаются мелкими морскими организмами, водорослями.
Органы выделения класса Головохордовые (Ланцетники)
Органы выделения — выделительные трубочки (нефридии). Их около ста пар, и они лежат над глоткой. Нефридии — это короткие трубочки, которые несколькими отверстиями открываются в целом, а одним — в околожаберную полость. Отверстия в целом покрыты особыми булавовидными многочисленными клетками — соленоцитами, которые имеют внутри каналец с реснитчатыми волосками. По строению напоминают органы выделения кольчатых червей. Продукты выделения выводятся в околожаберную полость, а из нее — через жаберную пору, атриопор — наружу.
Кровеносная система класса Головохордовые (Ланцетники)
Кровеносная система замкнутая. Имеет примитивное строение. Состоит из двух аорт (брюшной и спинной) и сосудов, которые от них ответвляются. У ланцетника один круг кровообращения. Сердце отсутствует. Кровь бесцветная. Газы растворяются в плазме. Ток крови происходит при помощи сокращений стенок брюшной аорты, в которую поступает венозная кровь, и нижних частей жаберных сосудов. Брюшная аорта расположена под глоткой и отходит от места слияния венозных сосудов. Кровь по брюшной аорте течет в жабры. Она проходит через жаберные сосуды, где происходит газообмен, и поступает в спинную аорту (тянется к заднему концу тела). Спинная аорта разветвляется и поставляет кровь в разные органы. Артериальная кровь превращается в венозную и поступает в брюшную аорту. От ненужных веществ кровь очищается в кровеносных капиллярах, которые пронизывают печеночный вырост.
Органы дыхания класса Головохордовые (Ланцетники)
Органы дыхания представлены жабрами. Дыхание происходит одновременно с питанием. Стенки глотки пронизывают около 100 пар жаберных щелей. Вода входит в глотку, омывает жаберные перегородки, и кислород из воды поступает в кровь, которая движется по капиллярам жаберных перегородок. Жаберные щели глотки открываются в околожаберную (атриальную) полость, которая образовалась при срастании боковых складок кожи.
Нервная система класса Головохордовые (Ланцетники)
Нервная система имеет вид трубки с тонкими стенками, передний конец которой немного не доходит до конца хорды. В стенках нервной трубки содержатся светочувствительные глазки. Соответственно чередованию миомеров от нервной трубки отходят спинные и брюшные нервы. Нервные узлы не образуются. В передней части нервная трубка расширяется. В этом месте к нервной трубке прилегает орган обоняния.
Органы чувств класса Головохордовые (Ланцетники)
Органы чувств развиты слабо. Светочувствительные клетки в нервной трубке — глазки Гессе. Они расположены по ходу нервной трубки. Сходны по строению с примитивными глазками некоторых плоских червей и могут распознавать лишь свет и темноту.
Обонятельная ямка расположена на переднем конце нервной трубки (воспринимает химические раздражения). На щупальцах, которые находятся вокруг ротового отверстия, расположено наибольшее скопление рецепторных клеток органов химического чувства и осязания. Отдельные чувствительные клетки разбросаны по всей коже животного.
Возможно, что пигментное пятно обонятельной ямки является редуцированным органом равновесия.
Размножение класса Головохордовые (Ланцетники)
Раздельнополые животные. Гонады (половые железы) парные и находятся у стенок околожаберной полости, по внешнему строению это толстостенные пузыри (женские половые железы — яичники, мужские — семенники). Их около 25 пар. Расположены посегментно в жаберном отделе целома. Протоков не имеют. Половые продукты выходят в околожаберную полость через разрывы в стенках гонад. Во внешнюю среду выводятся через жаберную пору. Оплодотворение — внешнее.
Развитие — с метаморфозом. Выделение зрелых икринок и спермиев происходит сразу после захода солнца. Из яиц выводится личинка. Ее тело покрыто ресничками, с помощью которых она плавает на начальных стадиях развития (3 месяца), питается планктоном, потом оседает и превращается во взрослое животное. У личинки жаберные щели открываются прямо наружу. Потом с обеих сторон над жаберными щелями образуется по продольной складке, которые срастаются под брюшной стороной животного. Половозрелыми становятся на 2–3 году жизни.
Ланцетники размножаются лишь один раз в жизни, так как разрывы гонад не восстанавливаются.
Особенности строения и эмбрионального развития Ланцетника исследовал профессор Киевского университета А. А. Ковалевский (1840-1901 гг.).
Значение в природе и жизни человека класса Головохордовые (Ланцетники)
Большого хозяйственного значения не имеют. Являются кормом для многих видов рыб. В странах Юго-Восточной Азии их употребляют в пищу. Используются как объект научных исследований.
Подтип Черепные или Позвоночные
Систематика позвоночных животных. Тип Хордовые. Подтип Позвоночные или Черепные (более 40 тыс. видов). Первичноводные животные (Анамнии) и Первичноназемные животные (Амниоты). Классы и представители
К подтипу Черепные (Vertebrata) принадлежат высокоорганизованные животные. Насчитывает приблизительно 42 тыс. видов. Заселяют все пространства Земли, где может существовать жизнь.
Хорда закладывается в эмбриональном периоде развития. У взрослых организмов частично или полностью заменяется позвоночником.
Имеют внутренний скелет. Осевой скелет образован хрящевым или костным позвоночником. Развит череп (для защиты головного мозга). Более усовершенствованные органы движения. Появляются парные плавники или парные конечности. Тело делится на голову, туловище, хвост и конечности. Хорошо развиты мышцы. Покровы тела образованы кожей.
Пищеварительная система подтипа Черепные или Позвоночные
Пищеварительная система: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, кишечник, пищеварительные железы (слюнные, поджелудочная, печень).
Органы выделения подтипа Черепные или Позвоночные
Органы выделения — парные почки. Они, кроме выделительной функции, выполняют функцию осморегуляции (поддержки гомеостаза — постоянства внутренней среды).
Кровеносная система подтипа Черепные или Позвоночные
Кровеносная система замкнутая. У всех представителей развито сердце — орган, обеспечивающий движение крови по сосудам. Сердце расположено на брюшной стороне тела.
Органы дыхания подтипа Черепные или Позвоночные
Органы дыхания: кожа, жабры, легкие. У наземных животных жаберные щели выявляются лишь на ранних стадиях эмбрионального развития.
Передняя часть нервной трубки выдвигается впереди хорды и формируется головной мозг. Он состоит из мозговых пузырей, полости которых являются продолжением спинномозговой. Нервная система делится на центральную (спинной и головной мозг) и периферическую (нервы и узлы). Хорошо развиты органы чувств (зрения, слуха, вкуса, осязания, обоняния, равновесия).
Позвоночные животные, как правило, раздельнополые. Половая система представлена семенниками и яичниками с половыми протоками.
Позвоночных разделяют на две больших группы: низшие и высшие.
Низшие позвоночные или Анамнии (Anamnia)
Низшие позвоночные или Анамнии (Anamnia), объединяют четыре класса:
— класс Круглоротые;
— класс Хрящевые рыбы;
— класс Костные рыбы;
— класс Амфибии, или Земноводные.
Их особенности: почти у всех есть жабры (или во взрослом состоянии, или на этапах развития), при развитии яйца не образуются зародышевые оболочки.
Высшие позвоночные или Амниоты (Amniota)
Высшие позвоночные или Амниоты (Amniota), объединяют три класса:
— класс Пресмыкающиеся, или Рептилии;
— класс Птицы;
— класс Млекопитающие, или Звери.
Их особенности: жабр нет, при развитии яйца формируются зародышевые оболочки.