§ 27. Особенности строения млекопитающих

Вопрос. Какие особенности строения птиц позволили им заселить всю планету?

Ответ. Особенности строения птиц, позволившие заселить им всю планету. Прежде всего — это наличие крыльев, обусловившее способность к полету. Туловише птиц компактное, округлое, голова небольшая, хорошо выражена шея. Передние конечности освободились от функции передвижения и превратились в летательный орган — крылья. Хвост короткий, снабжен рулевыми перьями. Контурные перья образуют летательные плоскости крыльев и хвоста.

Существенные изменения произошли в опорно — двигательной системе птиц. Единственный подвижный отдел позвоночника — шейный (11 — 25 позвонков). Мускулатура птиц дифференцирована значительно сильнее, а ее относительная масса больше, чем у пресмыкающихся. Это обеспечивает большую подвижность птиц и разнообразие их движений. Облегчение массы тела птицы достигнуто развитием ряда приспособлений. Кости скелета отличаются прочностью и легкостью. Полости трубчатых костей частично заполнены воздухом. Плоские кости имеют губчатое строение, сохраняя большую прочность при небольшой толщине. Отсутствуют такие органы, как зубы, мочевой пузырь, правый яичник. Сильно укоротилась задняя кишка.

Возрастание уровня обменных процессов у птиц достигнуто интенсификацией пищеварения, дыхания и кровообращения. Все органы и ткани тела снабжаются чистой артериальной кровью, поскольку в четырехкамерном сердце птиц полностью разделены артериальный и венозный кровотоки. Относительная масса сердца выше, чем у других хордовых животных, и составляет 1 — 2 % массы тела. Частота сердцебиения высокая.

Интенсификация дыхания у птиц в полете достигнута за счет практически непрерывного газообмена, происходящего как на вдохе, так и на выдохе (двойное дыхание). Интенсификация процессов пищеварения, дыхания и кровообращения обусловили у птиц развитие гомойтермии — способности поддерживать высокую постоянную температуру тела.

лагодаря способности к полету, высокому уровню процессов жизнедеятельности, их независимости от температуры внешней среды, высокому уровню развития центральной нервной системы и органов чувств (в особенности зрения и слуха), усложнению поведения и разнообразию связей между особями, птицы широко расселились по планете.

Вместе с тем, именно глубокая специализация к полету ограничила размеры их тела (все летающие птицы относительно невелики) и не позволила им заселить почву и воду, что с успехом осуществили млекопитающие.

Вопрос. Какие особенности строения характерны только для млекопитающих?

Ответ. Особенности строения, характерные только для млекопитающих:

наличие волосяного покрова (шерсти) , потовых и сальных желёз;

особый тип строения головного мозга (в том числе сильное развитие конечного мозга, переход к нему функций основного зрительного центра и центра управления сложными формами поведения);

наличие трёх слуховых косточек среднего уха, наружного ушного прохода и ушной раковины;

семь позвонков в шейном отделе позвоночника;

четырёхкамерное сердце. одна (левая) дуга аорты;

легкие разделены на ячейки;

зубы, сидящие в ячейках челюстей; дифференцировка зубов.

С. 145

Вспомните! Почему второе название рептилий — пресмыкающиеся?

Ответ. Название «пресмыкающиеся» точно отражает особенности передвижения этих животных, связанные с расположением их конечностей (пресмыкаться — т.е. ползать, располагать тело близко к земле). Последние находятся по бокам от туловища и далеко отнесены от него. Туловище как бы висит между опорами (у типичных млекопитающих туловище располагается над конечностями, опираясь на них) и чаще всего опускается на землю. Даже при передвижении большинство пресмыкающихся далеко не всегда приподнимают туловище — наоборот, его изгибания и отталкивания от субстрата помогают передвижению наряду с лапами

Вспомните! Из каких трёх отделов состоят передняя и задняя конечности наземных позвоночных?

Ответ. Передняя конечность — плечо, предплечье, кисть; задняя: бедро, голень, стопа. А вообще в скелет конечности входят пояс конечности и свободная конечность.

С. 146

Вспомните! Когда собака злится, у неё поднимается шерсть на загривке. Как вы думаете, каким образом волосы могут двигаться?

Ответ. Волосы двигаются за счет мышц. Мышца, поднимающая волос, имеется у всех волос, кроме волос в области подбородка и лобка. Мышца имеет вид маленького веерообразного пучка гладкомышечных волокон, прикрепляющегося к волосяной сумке.

С. 147

Вспомните! Что такое инстинкт? У каких беспозвоночных животных сложные инстинкты?

Ответ. Инстинкт — это эволюционно выработанная врожденная приспособительная форма поведения, свойственная данному виду животных, представляющая совокупность сложных реакций, возникающих в ответ на раздражение. Среди беспозвоночных животных инстинктивная деятельность наиболее развита у высших представителей членистоногих: насекомых и паукообразных. В их инстинктах можно отметить ряд очень точно отрегулированных и строго повторяющихся действий.

Примером сложного инстинкта насекомых может быть инстинкт заботы о потомстве одного из видов ос — сфекса. Это можно представить в виде следующего алгоритма: рытье норки → поиск добычи → захват и обездвиживание добычи ядом → перенос добычи в норку → откладывание в добычу яйца с будущей личинкой → заделывание норки → рытье норки для новой добычи. Данный инстинкт позволяет личинке получать свежую пищу, которая не портится в течение всей ее жизни.

Все этапы инстинктивной деятельности беспозвоночных наследственны и постоянны. Поэтому инстинкты порой не позволяют им быстро приспосабливаться к изменяющимся условиям среды.

С. 148

1. Вопрос. Каковы особенности внешнего строения зверей?

Ответ. Внешний облик и размеры млекопитающих весьма разнообразны в зависимости от условий и образа жизни. Масса тела колеблется от 1,5 г (землеройка — крошка) до 150 т (синий кит). Длинные передние и задние конечности расположены под туловищем и способствуют быстрому передвижению, благодаря чему животные не имеют себе равных по скорости передвижения. У гепарда, например, она достигает 110 км/ч. На голове имеются ушные раковины, глаза,

Кожа у млекопитающих более толстая и эластичная, чем у животных других классов. Клетки наружного слоя — эпидермиса, постепенно снашиваясь и ороговевая, замещаются новыми, молодыми. Внутренний слой кожи — дерма — хорошо развит, в его нижней части откладывается жир. Производным эпидермиса являются нитевидные роговые образования — волосы. Волосяной покров, как и оперение птиц, — совершенное приспособление для терморегуляции. Его основу составляют тонкие, мягкие пуховые волосы, образующие подшерсток. Между ними развиты более длинные, жесткие и редкие остевые волосы, защищающие пуховые волосы и кожу от механических повреждений. Кроме того, у многих млекопитающих на голове, шее, груди и передних конечностях развиты длинные и жесткие чувствительные волосы — вибриссы. Волосяной покров периодически меняется. Периодичность и время линьки у разных видов млекопитающих различны.

Производными эпидермиса являются ногти, когти, копыта, чешуя и полые рога (например, у быков, козлов, баранов, антилоп). Костные рога оленей, лосей развиваются из внутреннего слоя кожи — дермы.

Имеют когти (захват добычи),шерстный покров(приспособленность к холодным условиям),большинство имеет небольшие размеры в связи с обитанием в наземно — воздушной среде(самая агрессивная среда), мимикрия, предупреждающая окраска, маскировка — защита от врагов, острые зубы.

2. Вопрос. Каково строение кожи млекопитающих?

Ответ. Кожа млекопитающих упругая и эластичная, она содержит много разных желёз. Из её верхнего слоя образуются волосы, когти, копыта, рога, а у человека — ногти. Волосяной покров неоднороден. В нём различают остевые волосы — толстые и жёсткие. Между ними располагаются волосы подшёрстка, позволяющего сохранять тепло. Вокруг рта, на щеках, над глазами располагаются длинные жёсткие волосы — вибриссы. Они отвечают за осязание. Периодически происходит смена волос — линька.

3. Вопрос. Что такое диафрагма? Каковы её функции?

Ответ. Диафрагма — это особая мышца. Она расположена в середине тела и образует границу грудной полости — полости тела, в которой лежат лёгкие и сердце. Диафрагма нужна для дыхательных движений.

4. Вопрос. Каковы особенности строения пищеварительной системы млекопитающих? Почему они не свойственны птицам?

Ответ. Пищеварительная система начинается ртом, окружённым губами. Подвижные губы помогают детёнышам сосать молоко матери и захватывать пищу. Во рту пища пережёвывается и пропитывается слюной. Желудок у некоторых млекопитающих состоит не из одного, а из нескольких отделов. Например, у коровы, оленя, козы он состоит из четырёх камер, которые необходимы для переваривания грубой растительной пищи (травы, листьев, содержащих клетчатку). Из желудка пища попадает в кишечник, где пищеварение заканчивается. Непереваренные остатки выходят наружу через анальное отверстие. Особенности пищеварительной системы не свойствены птицам, поскольку все строение птицы, в том числе и пищеварительной системы (отсутствие зубов, короткий кишечник является приспособлением к полету).

5. Вопрос. Почему поведение млекопитающих более сложное, чем у рептилий?

Ответ. Нервная система у млекопитающих развита лучше, чем у других позвоночных животных. Головной мозг крупный, прежде всего за счёт полушарий переднего отдела и большого мозжечка. Кроме того, поверхность обоих полушарий и мозжечка имеет множество борозд и извилин. Такая складчатость позволяет разместить больше нервных клеток в сравнительно небольшом объёме. Чем больше нервных клеток в мозге, тем совершеннее устройство нервной системы и тем разнообразнее поведение. У млекопитающих оно отличается особой сложностью. Обладая многими врождёнными про граммами — инстинктами, млекопитающие прекрасно приспосабливаются к новым окружающим условиям, так как у них хорошая способность к запоминанию. Они учатся в процессе своей жизни, способны приобретать опыт и применять его. Многие млекопитающие обладают зачатками рассудочной деятельности (таковы обезьяны, собаки, волки, дельфины и др.).

Выполни задания

Задание 1. Подготовьте сообщение «Нервная система и органы чувств млекопитающих».

Ответ. Нервная система млекопитающих

Развитая нервная система — один из основных прогрессивных признаков млекопитающих, благодаря которым они занимают высшее положение в животном мире.

Нервная система млекопитающих делится на центральную и периферическую.

Головной и спинной мозг образуют центральную нервную систему (ЦНС).

Головной мозг имеет те же 5 отделов, что и мозг других позвоночных:

передний;

промежуточный;

средний;

мозжечок;

продолговатый.

Но, если у рептилий масса спинного мозга примерно равна массе головного, то у млекопитающих головной мозг весит в 3 — 15 раз больше.

Увеличение массы и объёма головного мозга млекопитающих происходит за счёт увеличения коры больших полушарий переднего мозга.

У высших отрядов (хищные, приматы, ластоногие и китообразные) кора образует борозды, которые значительно увеличивают площадь её поверхности.

Впереди полушарий находятся обонятельные доли. У млекопитающих они наиболее развиты, что связано с большим значением у них обоняния и языка запахов.

Отношение массы полушарий к массе всего головного мозга у зверей различно:

ежи 48 %;

белки 53 %;

волки 70 %;

дельфины 75 %.

Мозжечок также значительно более развит, чем у других классов. Он имеет несколько отделов и складчатую кору. В мозжечке происходит управление сложными движениями.

Слово кора в отношении структур мозга имеет условное значение. Она не является защитным слоем. В ней находятся центры, обеспечивающие сложное поведение млекопитающих.

В промежуточном мозге находятся:

гипофиз;

эпифиз;

гипоталамус.

Они регулируют:

рост организма;

обмен веществ;

теплоотдачу;

постоянство внутренней среды организма.

Средний мозг разделён бороздами на 4 холма. В нём расположены центры слуха и зрения.

Продолговатый мозг является продолжением спинного и управляет дыханием, пищеварением и кровообращением.

Спинной мозг находится в канале позвоночника. Он выполняет проводящую и рефлекторную функции. Спинной мозг передаёт импульсы от головного мозга к органам и назад.

Рефлексами спинного мозга называют простые реакции на раздражение, например, почёсывание в ответ на чувство зуда.

Все нервы, нервные окончания и нервные узлы, лежащие за пределами ЦНС, относят к периферической нервной системе.

К ней относят нервы, отходящие от головного (12 пар) и спинного (31 пара) мозга.

Эти нервы трёх типов:

чувствительные;

двигательные;

смешанные.

Так, обонятельный, слуховой и зрительный нервы являются чувствительными. Глазодвигательный нерв — двигательным. Подъязычный и языкоглоточный нервы — смешанные.

Задание 2. Предложите свой план наблюдений за поведением кошки (собаки), обсудите его с товарищами, затем выполните его. Итоги работы обсудите в классе.

Ответ. Наблюдение за поведением кошки перед кормлением и после него

1. Выберите время суток для наблюдений (утро или вечер).

2. Где располагается кошка

3. Какие действия она совершает

4. Как реагирует на движения хозяев, голос и пр.

5. Как подходит к хозяевам

6. Как просит пищу

7. Как бежит к своей миске с пищей

8. Как ест и как при этом реагирует на внешние раздражения

9. Как ведет себя после приема пищи, в том числе как реагирует на хозяев.

Обсуди с товарищами

Задание. Какие преимущества в сравнении с рептилиями имеют млекопитающие благодаря тому, что их конечности поднимают тело высоко над землёй?

Ответ. Строение скелета конечностей млекопитающих очень многообразно и отражает приспособленность к различным движениям и образу жизни, например к лазанью, бегу, рытью, плаванью и полёту. Конечности у них расположены внизу, под телом, что увеличивает величину шага и эффективность работы мышц, так как резко уменьшаются затраты усилий на поддержание тела над грунтом и способствуют более быстрому передвижению, благодаря чему эти животные не имеют себе равных по скорости передвижения.

Выскажи мнение

Задание. Птицы не могут иметь такую длинную пищеварительную систему, как у млекопитающих.

Ответ. Практически все особенности во внешнем и внутреннем строении птиц прямо или косвенно связаны с полетом. Укороченная пищеварительная система ми интенсивное переваривание пищи не что иное как уменьшение массы птицы. У млекопитающих пища длительное время может задерживаться в пищеварительной системе, что является приспособлением к среде обитания.

С. 149

Задание. Найдите в тексте определения понятий: диафрагма, остевые волосы.

Ответ. Диафрагма — особая мышца, расположенная в середине тела и образующая границу грудной полости — полости тела, в которой лежат лёгкие и сердце, принимающая участие в дыхательных движениях.

Остевые волосы — толстые и короткие волосы.

Работа с моделями, схемами, таблицами

Задание. При помощи текста учебника составьте и заполните в рабочей тетради таблицу «Строение позвоночника у разных классов позвоночных животных».

Ответ.

Проводим исследование Лабораторная работа. Изучение внешнего строения, скелета и зубов млекопитающих

Цель: изучить внешнее строение, скелет, зубы млекопитающих.

Материалы и оборудование: пинцет, лупа, скелет (и его части) кролика (кошки, крысы), таблица с изображением внешнего вида кролика, живые объекты (кошка, кролик, хомяк).

Ход работы

Познакомьтесь с внешним строением млекопитающего. Найдите основные отделы тела; органы, которые располагаются на голове. Рассмотрите хвост.

Ответ. Отделы тела: голова, туловище, конечности (передние, задние, хвост). На голове располагаются глаза, уши, нос. Хвост располагается на конце туловища, у разных животных имеет различную длину и выполняет различные функции.

II

1. Рассмотрите скелет млекопитающего. Найдите его отделы. Обратите внимание на соединение костей между собой.

Ответ. Отделы скелета: череп, позвоночник, грудная клетка, пояс передних конечностей, пояс задних конечностей, свободная передняя и свободная задняя конечности. Существует 3 способа соединения костей: подвижное (суставы), полуподвижное (полууставы позвоночника), швы (черепа).

2. Изучите строение черепа — его форму, размеры, соединение костей.

Ответ. Форма черепа округлая с вытянутой мордой, размеры длина 15 см, ширина 10 см., кости соединены неподвижно (швы) и имеется одно подвижное соединение (нижняя челюсть).

3. Рассмотрите зубы. Сосчитайте их общее количество и отдельно число резцов, клыков, коренных.

Ответ. У взрослых кошек имеется 30 зубов, из них 16 на верхней челюсти и 14 на нижней. По своей природе кошки являются плотоядными животными, что в значительной степени отражает их расположение зубов. В каждой челюсти у кошек имеется по шесть передних зубов и по два клыка. Эти зубы участвуют в процессе вгрызания в мясо и его последующего разрывания. У кошек есть лишь 6 малых коренных и 2 коренных зуба в верхней челюсти и 4 малых коренных и 2 коренных зуба в нижней челюсти. Для кошек также характерен увеличенный размер верхнего 4 — го малого коренного зуба (который также называется «плотоядный зуб») и 1 — го нижнего резца. Благодаря расположению этих «плотоядных зубов» поедание пищи происходит по «принципу ножниц», что крайне эффективно при разрезании сырого мяса.

4. Найдите позвоночник. Определите все его отделы. Каковы особенности строения каждого отдела? С чем это связано?

Ответ. 1. Шейный отдел позвоночника состоит из 7 крупных позвонков образуют шею, в их функцию входит поддерживать голову и делать подвижной. Для этого позвонки соединены весьма эластично, что делает возможным поворот головы кошки почти на 180 градусов.

2.Грудной отдел состоит из 13 грудных позвонков, к которым прикреплены 12 пар рёбер, удлиняющихся к хвосту. Первые 8 пар называются истинными рёбрами. Они скреплены с грудной костью. Остальные — так называемые фальшивые рёбра — представляют из себя дуги. Форма грудной клетки — коническая.

3.Грудной (или поясничный) отдел составляют 7 самых крупных позвонков укрупняющихся к хвосту. Эти позвонки имеют по сторонам большие выступы. К ним крепятся сильные мышцы, которые держат не только мышечную систему задних конечностей, но и все внутренние органы, расположенные в брюшной полости. Сильные связки мышц помогают животному хорошо прыгать. Основная особенность этого отдела позвоночника заключается в его необычайной гибкости. Очень эластичные межпозвоночные хрящевые прокладки обеспечивают отличную реализацию всевозможных вращательных движений и невероятных изгибов.

4.Крестцовый отдел — это 3 крупных сросшихся позвонка. В отличие от брюшного отдела, где необходима гибкость, особенностью крестцового является неподвижность и жесткость соединения позвонков, так как к этому отделу крепится пояс задних конечностей, а именно на них ложится основная нагрузка особенно при прыжках.

5.Хвостовой отдел — хвостовые позвонки играют важную роль в координации движений. Их количество может варьироваться — от 19 у кошки с остова Мэн до 28 у большинства других пород. Благодаря упругому и подвижному хвосту кошки могут сохранять равновесие во время прыжка и в случае падения с высоты. Также опытные владельцы этих животных по положению и движениям хвоста своего питомца легко определяют, в каком он настроении.

5. Изучите строение грудной клетки. Подумайте, как она может выполнять свои функции — защищать лёгкие и участвовать в дыхании.

Ответ. Грудная клетка образована 12 парами ребер. В выполнении функций защиты и дыхании принимают участие межреберные мышцы.

6. Рассмотрите скелет конечностей и найдите пояса конечностей. Из каких костей они образованы?

Ответ. Пояс передних конечностей образован лопатками и ключицами; пояс задних конечностей — тазовыми костями. Свободная передняя конечность — плечо, предплечье, кисть; свободная задняя конечность — бедро, голень, стопа.

7. Выявите черты сходства и различия в строении скелетов млекопитающих и пресмыкающихся.

Ответ.

Сходства: наличие черепа и позвоночника, пятипалых конечностей и их поясов, грудной клетки, одинаковые кости конечностей костей.

Различия: разное количество отделов позвоночника, разное количество позвонков в шейном отделе, наличие вороньих костей у пресмыкающихся, разное причленение конечностей к туловищу.

Сделайте вывод и запишите его в тетрадь.

Ответ. Вывод: мозговой отдел черепа крупнее, чем у пресмыкающихся. Позвоночник состоит из 5 отделов. В шейном отделе всегда семь позвонков. Имеется грудная клетка и рёбра. В плечевом поясе — ключица. Все эти особенности скелета млекопитающих говорят о высокой организованности по сравнению с другими классами животных.