Класс Млекопитающие или Звери

Сумчатые, Подкласс Однопроходные

Вопрос 1.Чем млекопитающие отличаются от представителей других классов позвоночных животных?

Отличительные черты млекопитающих от представителей других классов позвоночных:

• выкармливание детенышей молоком;

• живорождение;

• теплокровность;

• наличие волосяного покрова;

• высокий уровень организации центральной нервной системы (развитая кора больших полушарий головного мозга), обеспечивающий сложное поведение и способность к обучению;

• развитое наружное ухо;

• 7 шейных позвонков;

• альвеолярные легкие с наибольшей (среди всех позвоночных) относительно тела поверхностью газообмена;

• расположение конечностей под туловищем (но не по бокам, как у рептилий).

Вопрос 2. Когда и от кого произошли млекопитающие? Охарактеризуйте значение ароморфозов, сопровождающих их появление.

Млекопитающие произошли от древних рептилий в самом начале мезозойской эры, т.е. раньше птиц, но развитие, приведшее к современному богатству форм этого класса позвоночных, относится к кайнозойской эре, после вымирания крупных рептилий.

Эволюция млекопитающих сопровождалась целым рядом крупнейших изменений в морфофизиологической организации, повышающих общий уровень организации – ароморфозов: 1) высоким развитием нервной системы, в особенности коры больших полушарий, обеспечившей приспособление к условиям существования путём изменения поведения; 2) дифференцировкой позвоночного столба на чётко выраженные отделы и перемещением конечностей с боков тела под туловище, что снижает нагрузку на мышцы в покое и при движении; это позволяет сократить энергетические затраты на поддержание тела в пространстве; 3) возникновением органов, обеспечивающих развитие зародыша в теле матери и выкармливание детёнышей молоком; 4) полным разделением кругов кровообращения и возникновением теплокровности; 5) появлением шёрстного покрова, позволяющего сохранять тепло; 6) возникновением бронхиального древа, обеспечивающего адресную доставку вдыхаемого воздуха к поверхности газообмена, и альвеолярных легких, повысивших интенсивность дыхания и, как следствие, общий уровень обменных процессов.

Вопрос 3. Предложите критерии разделения млекопитающих на подклассы.

Современные млекопитающие представлены двумя подклассами: Первозвери (Однопроходные) и Настоящие звери (Сумчатые и Плацентарные).

К плацентарным, или высшим зверям, относится большинство современных млекопитающих, которых подразделяют на многочисленные и разнообразные отряды, включающие 4,5 тыс. видов. Благодаря высокой организации коры мозга плацентарные смогли расселиться не только по всей суше земного шара, но и по всему Мировому океану, проникли даже в воздушную среду (летучие мыши), где выдерживают конкуренцию с птицами.

Вопрос 4. Каковы особенности строения кожи млекопитающих? Какие кожные железы есть у млекопитающих?

Кожный покров образован из двух слоев: наружного — эпидермиса и внутреннего — дермы (собственно кожи). Эпидермис дает начало многим производным кожи: иглам, волосам, когтям, копытам, рогам, чешуе, различным железам. Под кожей расположен слой подкожной жировой клетчатки. Особенно сильно он разбит у водных зверей (китов, тюленей) и у видов, впадающих на зиму в спячку (суслики, сурки, барсуки и др.). Для них жир во время спячки служит основным энергетическим материалом и источником эндогенной (вырабатываемой внутри организма) воды.

Кожные железы у млекопитающих разнообразны по строению и функциям: потовые, сальные, пахучие, млечные. Потовые железы выделяют пот, состоящий из воды, мочевины и солей. Они являются органами выделения и терморегуляции. Сальные железы выделяют жирный секрет для смазки волос (защищает их от высыхания и намокания). Проток железы открывается в волосяную сумку. Секрет кожных пахучих желез, как и другие пахучие выделения, служит наиболее важным средством внутривидового общения — химической сигнализацией. Млечные железы представляют собой видоизменение простых трубчатых потовых желез. Расположение желез и сосков различно. Число последних стоит в прямой связи с плодовитостью вида. Наличие млечных желез — важнейшее приобретение зверей — позволяет выкармливать детенышей молоком, содержащим белки, жиры, сахара, витамины, минеральные соли и иногда защитные вещества.

Вопрос 5. Назовите особенности головного мозга млекопитающих.

Особенности строения головного мозга млекопитающих:

• крупные размеры;

• разрастание коры больших полушарий;

• у большинства видов она не гладкая, а образует многочисленные борозды, увеличивающие ее поверхность;

• большой мозжечок, дифференцированный на несколько отделов, что связано с очень сложным характером двигательной активности зверей.

Вопрос 6. В чем состоит роль слепой кишки? У каких животных она наиболее развита?

Слепая кишка (заканчивающаяся у некоторых зверей червеобразным отростком) находится на границе тонкого и толстого кишечника. Слепая кишка выполняет роль «бродильного чана», в котором сбраживается растительная клетчатка: она развита тем сильнее, чем больше растительной клетчатки поглощает животное. Хорошо развита слепая кишка, например, у грызунов и зайцеобразных.

Вопрос 7. Что такое плацента? Как без нее обходятся яйцекладущие и сумчатые млекопитающие?

Плацента (лат. placenta, от греч. places — лепешка), иначе детское место — орган, осуществляющий связь между организмом матери и зародышем в период внутриутробного развития. Через плаценту зародыш получает кислород, а также питательные вещества из крови матери, выделяя в нее продукты распада и двуокись углерода. Плацента соединена с зародышем пуповиной.

Степень зрелости новорожденного детеныша особенно резко различается у представителей сумчатых и плацентарных млекопитающих. Так, у сумчатых детеныш покидает тело матери очень рано — как только заканчивается запас зародышевых питательных веществ, так как из-за отсутствия плаценты питаться за счет материнского организма не может. Он совершенно не приспособлен к самостоятельной жизни и длительное время доразвивается и выкармливается молоком в сумке матери.

У представителей плацентарных детеныш в материнском организме развивается более продолжительный период, получая питание от матери через плаценту. Детеныш в этом случае рождается уже более приспособленным к самостоятельной жизни.

Но и среди плацентарных млекопитающих наблюдаются значительные различия в степени зрелости новорожденных. Например, у кроликов детеныш рождается без шерсти и слепым, а зайчихи рождают детенышей, покрытых шерстью и зрячих. В данном примере различия в приспособленности детенышей объясняются степенью заботы о потомстве родителей.

Вопрос 8. Составьте таблицу «Сравнительная характеристика млекопитающих и рептилий» (работа в малых группах).

Сравнительная характеристика млекопитающих и рептилий

Вопрос 9. Преодолению каких физических факторов окружающей среды способствует теплокровность?

Теплокровные животные имеют постоянную устойчивую температуру тела, которая не зависит от температуры окружающей среды. У холоднокровных животных температура тела изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Теплокровными животными являются млекопитающие и птицы. Все остальные позвоночные (земноводные, пресмыкающиеся, рыбы) и все беспозвоночные являются холоднокровными. Теплокровность считается более выгодным свойством организма с точки зрения эволюции, так как позволяет существовать в самых различных климатических условиях и сохранять активность и в холодное, и в жаркое время года. Обеспечивается теплокровность механизмами терморегуляции.

Поддержание высокой температуры тела обеспечивается за счет того, что на холоде процессы теплопродукции в организме преобладают над процессами теплоотдачи. Но поддержание температуры за счет возрастания теплопродукции требует большого расхода энергии, поэтому животные в холодный период года нуждаются в большом количестве пищи или тратят много жировых запасов, которые они накопили летом. Поэтому, например, птицам, остающимся зимовать, страшны не столько морозы, сколько бескормица. И именно из-за недостатка еды, а не из-за холода впадают в спячку зимой некоторые теплокровные, например, медведи.

Вопрос 10. Обсудите в классе чем отличаются друг от друга первозвери, сумчатые и плацентарные млекопитающие. В чем их сходство? Результаты обсуждения занесите в таблицу.

К сумчатым, или низшим зверям, относятся опоссумы, кенгуру, сумчатый (тасманийский) волк, сумчатая куница – бандикут, коала, сумчатая летяга, сумчатый крот и др.

Сумчатые обладают рядом своеобразных черт.

1. Плацента у них, за редким исключением, отсутствует, и детёныши рождаются недоразвитыми и очень мелкими. Сумка, в которой развивается довольно длительное время родившийся детёныш, расположена на брюшной стороне тела. Вначале детёныши не могут сосать, и молоко впрыскивается им в рот благодаря сокращениям особой мышцы.

2. Мозг очень примитивен.

3. Температура тела хотя и выше, чем у однопроходных, но ниже, чем у плацентарных, и непостоянна.

Распространены сумчатые в Австралии, на соседних с ней островах, в Южной и Центральной Америке. Один из видов опоссумов широко распространён в Северной Америке.

К однопроходным (первозверям) относятся только утконос, ехидна и близкая к ней проехидна. Первозвери характеризуются очень примитивными чертами.

1. Размножаются посредством откладывания некрупных (около 20 мм в диаметре у утконоса), богатых питательным желтком яиц.

2. Кишечник и мочеполовой синус открываются наружу не самостоятельными отверстиями, а впадают в клоаку.

3. Соски отсутствуют, и млечные железы открываются многочисленными отверстиями на брюшной стороне тела на особом железистом поле, с которого молоко детёныши слизывают.

4. Плечевой пояс сходен с плечевым поясом пресмыкающихся.

5. Температура тела непостоянная и колеблется от 26 до 34 °С.

6. Только у ехидны имеется выводковая сумка – складка кожи на брюхе, в которую открываются млечные железы и которая образуется только на время размножения.

7. Мягкие губы отсутствуют, и челюсти покрыты роговым клювом.

Однопроходные распространены только в Австралии, на Тасмании и Новой Гвинее.