ХРЕБЕТНІ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, КЛАСИФІКАЦІЯ, ПРИКЛАДИ, СИСТЕМИ - БІОЛОГІЯ - 2025

У хребетних тварин з хребтом, звідси і назва. Вони належать до підфіліуму під назвою Vertebrata, також відомого як Craniata, який входить до складу Чордата царства Анімалії.

Багато найбільш відомих і вивчених тварин у царстві тварин відносяться до цієї групи, оскільки до неї належать рептилії, птахи, земноводні та ссавці.

Фотографія крокодила (Зображення С. Германна та Ф. Ріхтера на сайті www.pixabay.com)

Хребетні являють собою найчисленніший підфіл з трьох, що складають типи Чордати: Цефалохордата, Урочордата та Вертебрата.

Однак цей край не є ні найрізноманітнішою, ні найпоширенішою групою тварин, принаймні щодо кількості видів; хоча він може посісти четверте місце після членистоногих, нематод та молюсків, усіх безхребетних тварин.

Незважаючи на вищезазначене, ми маємо сказати, що група хребетних - це та, яка має найбільших і найбарвніших тварин на планеті і з якими люди найвідоміші.

Характеристика хребетних

Хребетні тварини відрізняються від іншої великої групи тварин, безхребетних (набагато більш рясних і різноманітних) розвитком хребетного стовпа та хребців, які його супроводжують. Однак багато інших елементів характеризують цих тварин:

Складається з еукаріотичних клітин

Як і всі організми, які ми вважаємо "тваринами", хребетні складаються з еукаріотичних клітин, які мають перетинчасте ядро, де укладена ДНК, і мають інші основні внутрішні органели, такі як:

- Мітохондрії

- Лізосоми

- Пероксисоми

- Ендоплазматичний ретикулум

- комплекс Гольджі

Гетеротрофні організми

Вони є гетеротрофними організмами, тобто їх клітини не здатні синтезувати власну їжу і повинні отримувати її з органічних речовин, що добуваються з інших живих організмів, будь то рослинного походження (травоїдні тварини) або тварини (хижі тварини).

Тіло

Усі хребетні тварини мають чітко виражену голову, грудну або «тулубову» область та каудальну або «хвостову» частину.

Зазвичай вони досягають великих розмірів, завдяки наявності під шкірою ендоскелету (кісткового або хрящового).

Цей ендоскелет дозволяє підтримувати ваші внутрішні органи і пов'язаний з м'язами та суглобами, що робить можливим рух та інші рухові дії, а також захист делікатних органів.

- У головної області (голова) є мозок і три органи чуття: запах, зір і слух.

- Стовбур або область грудної клітки складається з двосторонньої порожнини (яка, якщо розрізати навпіл, утворює дві майже однакові частини), що містять вісцери.

- Зазвичай каудальна частина містить вихідні отвори травної та видільної систем (для калу та сечі).

Усі хребетні також мають:

- нотохорда або нотохорда (жорсткий «стрижень», який простягається по всьому тілу в ембріонах і часто замінюється хребтом)

- глоткові щілини

- щитовидна залоза

- порожнистий спинний нервовий канатик, який формує центральну нервову систему

- постнатальний хвіст, що представляє собою заднє подовження, яке виходить за межі заднього проходу

Деякі з цих характеристик лише коротко присутні під час ембріонального розвитку, а інші тривають до повноліття тварини, але вони спільні для всіх хребетних тварин, а також хордатів взагалі.

Хребет

Основні відмінності групи хребетних щодо інших груп хордових та безхребетних, звичайно, відповідають хребетному стовпчику та розвитку черепа та голови.

Хребет складається з серії кісток, розділених блоками хряща, які міцно прикріплені один до одного, як стовпчик, який визначає головну вісь тіла. Між кожним хребцем розташовані диски або "компресійні колодки", які називаються міжхребцевими дисками.

Кожен хребець - це насправді циліндричне тіло, яке «інкапсулює» те, що ми називаємо нотохордою, всередині якого укладений хребет та деякі кровоносні судини.

Хабітат

Субфіліум Вертебрати - це різноманітна група тварин з точки зору розміру, форми, харчування, звичок та життєвого циклу. Вони займають морські, прісноводні, наземні та навіть повітряні середовища, демонструючи таким чином широкий спектр способу життя.

Відтворення

Всі хребетні розмножуються статевим розмноженням, тому не часто спостерігається клональна популяція хребетних тварин, тобто організмів, ідентичних їх попередникам.

Різноманітність серед хребетних

За підрахунками, ця група містить приблизно 45 тис. Видів тварин, багато з яких поширені з Арктики чи Антарктики в тропічні райони планети.

Єдине місце, де хребетних не було виявлено, - це у внутрішніх районах Антарктиди, у найхолодніших районах Гренландії та у «зграї льоду» Північного полюса, але вони є практично у всіх екосистемах біосфери.

Класифікація (види) хребетних тварин

Давайте подивимось, які основні класи хребетних:

- кістлява риба (c lase Osteichthyes)

Фотографія риби Koi (Зображення Pexels на Pixabay.com)

Ця група містить більшість риб, з якими ми знайомі. Усі мають частково або повністю окостенілі щелепи та скелети.

Вони мають плавальний сечовий міхур, навіть плавники, зябра, покриті кістковим оперкулем, лусочками, системою «бічної лінії» (органом чуттів) і майже всі яйцеклітини при зовнішньому заплідненні, хоча є яйцеживі та живорослі.

Цей клас також підрозділяється на два: клас Actinopterygii та клас Sarcopterygii. Актиноптеригі - це "риба-променева риба", а саркоптеригіі - риба-оребрі.

- Земноводні (c lase Amphibia)

Фотографія жаби, типу земноводних (Зображення Chalupský на www.pixabay.com)

Вони холоднокровні тварини. Вони можуть дихати, використовуючи легені, зябра, покрови (шкіру) або оболонку рота. Для них характерно наявність водної личинкової стадії або всередині яйця. Їх шкіра волога і має багато слизових залоз, у них лусочок немає.

Вони тетраподи, тобто мають чотири кінцівки. Вони можуть мешкати в прісних водоймах або бути наземними. Вони мають окремі статі, зовнішнє запліднення, деякі з внутрішнім розвитком; вони можуть бути ововівірусними або живородними.

До цього класу належать накази «Апонда», до яких належать какеліни, орден «Анура», де знаходяться жаби та жаби, і орден «Каудата», який містить саламандри.

- Рептилії (клас Reptilia)

Фотографія хамелеона, типу рептилії (Зображення PublicDomainPictures на www.pixabay.com)

Вони також є холоднокровними організмами, але вони не мають личинкової стадії під час свого розвитку. Вони використовують легені для дихання і мають добре окостенілі скелети. Шкіра у них суха, з лусочками, але без залоз.

Його кінцівки мають 5 пальців і зазвичай мають кігті. Під час їх розмноження відбувається внутрішнє запліднення, і вони мають прямий розвиток, будучи здатними бути яйцеклітинними та яйцеживими.

Клас поділяється на підкласи Анапсида (черепахи і водяні черепахи), Лепідозаврія (ящірки з лусочками) та Архосаурія. Сюди також входять підкласи Synapsida, Ichthyopterygia та Synaptosauria, але вони є з вимерлих видів.

- Птахи

Фотографія типу голуба, птаха (Зображення Рея Міллера www.pixabay.com)

Це теплокровні тварини, «передні» кінцівки яких спеціалізовані для польоту. Задні кінцівки мають 4 і менше пальців ніг і їх тіла вкриті пір’ям, за винятком ніг, на яких луска.

Замість зубів у них рогові дзьоби, всі яйцеклітини з внутрішнім заплідненням. Визнано два підкласи: підклас Archaeornithes (вимерлих птахів) та підклас Neornithes, який також називають "справжніми птахами".

- Ссавці (клас ссавців)

Фотографія корови та її теляти (Зображення Франческо Пітарресі на сайті www.pixabay.com)

Це теплокровні тварини, які характеризуються наявністю молочних залоз і нижньої щелепи, складеної з єдиної кістки. У них волосся, добре розвинений мозок і шкіра, яка покриває їх залозами і волоссям.

Малочні живляться молоком, що виробляється молочними залозами і утворюються при внутрішньому заплідненні. За невеликими винятками, це група живородних тварин.

Він поділяється на підкласи Prototheria та Theria. Перший - це "примітивний" клас ссавців, які відкладають яйця, але мають молочні залози (немає сосків) і волосся. Другий являє собою ссавців з молочними залозами і сосками, з функціональними зубами, маткою і піхвою, всі живородні.

- Агнатос (клас Агнати)

Фотографія риби відьом (Джерело: Користувач: (WT-shared) Pbsouthwood at wts wikivoyage / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) через Wikimedia Commons)

Це риби без щелепи, більш відомі як «риба відьом» та млинці. Вони вважаються "примітивною" групою, оскільки у них немає кісток. Вони мешкають виключно у морських середовищах, мають м’яку, залізисту і слизьку шкіру та відсутні справжні зяброві дуги.

- Chondrichthyes (клас Chondrichthyes)

Фотографія групи мантових променів, хрящових риб (Зображення Мері Гасавей на www.pixabay.com)

Їх ще називають хрящовими рибами. У них щелепи, навіть плавники, окремі статі (чоловічі та жіночі), вони можуть бути яйцеподібними, ововивірусними або живородними. До цієї групи належать акули та пащі.

Клас підрозділяється на два підкласи: підклас Elasmobranchii та підклас Holocephali. Перші - це акули і промені, що характеризуються наявністю численних зубів, 5 - 7 зябрових щілин, лусочок, клоаки, дихальних спіралей тощо.

Холоцефалос, який ще називають «химерами», - це хрящові риби, що не мають луски, клоаки чи спіралей. Їх зуби зрощені з "кістлявими" тарілками, і вони живуть у помірних морських водах.

Приклади видів хребетних

- Акули

Фотографія зразка Carcharodon Carcharias (Джерело: Sharkdiver68 / Public domain, via Wikimedia Commons)

У межах групи риб - акули, які є важливими морськими хижаками з дивовижними мисливськими здібностями. Тіло цих тварин має аеродинамічну конструкцію, що дозволяє їм знижувати опір води і, таким чином, мати можливість плавати на великих швидкостях.

У них товсті, трикутні, зубчасті зуби, тому вони можуть виглядати досить страшно. Популярний приклад цієї групи - біла акула, наукова назва якої - Carcharodon carcharias, широко розповсюджена у світових океанах, сильно загрожує або вважається вразливою.

- Земноводні

Фотографія зразка Phyllobates terribilis (Джерело: H. Krisp / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) через Wikimedia Commons)

Серед земноводних є дуже маленькі тварини, але надзвичайно небезпечні, приклад деяких видів отруйних жаб. Серед них виділяються деякі представники родини Dendrobatidae, зокрема рід Phyllobates.

Золота отруйна жаба, Phyllobates terribilis - ендемічний вид колумбійського узбережжя, який стикається з Тихоокеанським регіоном і вважається найбільш токсичною твариною у світі, незважаючи на гарний зовнішній вигляд.

- Ссавці

Фотографія азіатського слона, який приймає ванну (Джерело: Basile Morin / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) через Wikimedia Commons)

На відміну від вищезгаданої маленької жаби, хребетні містять також найбільших і колосальних тварин у світі, серед яких можна згадати слонів.

Elephas maximus - вид азіатського слона в родині Elephantidae і вважається найбільшим ссавцем у всій Азії. Її одомашнювали та використовували людину для будівництва та транспортування, а також для розваги, але сьогодні це загрожує вимиранням.

Хребетна нервова система

Нервова система людини, хребетний. Medium69, Jmarchn / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Центральна нервова система всіх хордових знаходиться в спинному положенні, в трубчастій структурі, що має епідермальне походження. Сенсорні структури включають парні органи для запаху, зору та слуху, які розміщені у чітко окресленій області голови, тобто голові.

У черепі, який утворює голову, знаходиться один з найдосконаліших і складних органів живих істот: мозок. Цей орган функціонує як центр зберігання інформації, як центр прийняття рішень і як центр обробки стимулів.

Носова везикула відкрита для навколишнього середовища, тому її сенсорні клітини нагадують ті, що утворюють смакові рецептори рота. Очі - це дуже складні органи і відповідають бічній «кишені» на передньому кінці мозкової трубки.

Система бічних ліній кісткової риби та органи чуття унікальні для хребетних.

Кровоносна система хребетних

Закрита кровоносна система

Більшість тварин, що належать до цієї групи, характеризуються закритою кровоносною системою, в яку кров закачується чітко визначеним серцем через судини.

У них є спеціалізована тканина крові, з клітинами різних типів, які відповідають за транспортування кисню та вуглекислого газу, а також поживних речовин та інших важливих сполук для захисту організму від інфекційних чи «чужорідних» збудників.

Саме в цій групі розвивається імунна функція клітин крові, хоча між групами існує багато відмінностей.

Травна та видільна системи хребетних

Схема травної системи людини. Маріана Руїз (іспанська версія); Користувач: Bibi Saint-Pol, Jmarchn (іспанська версія, переклад Користувача: AlvaroRG) - власна робота; перекладено із зображення: Діагностична система травної системи en.svg, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2900210

Травна система хребетних зазвичай складається з рота, стравоходу, який простягається від глотки до порожнини (шлунка), і кишечника, який починається зі шлунка і закінчується в задньому проході.

Як ми бачимо, ця система має досить складні структури, але вона виконує ті ж функції, що і будь-яка травна система у будь-якої тварини.

Рот працює при попередній обробці їжі, яка транспортується через стравохід до шлунку, більш розширеної порожнини, де виділяються деякі кислоти та травні ферменти, які починаються з розщеплення та перетравлення цих продуктів.

Інші органи, такі як печінка і підшлункова залоза, беруть участь у цьому процесі, характеризуючись їх секреторними функціями. Результат травлення шлунка потім переходить у кишечник, де відбувається всмоктування поживних речовин у вигляді білків та ліпідів, а також води та солей.

Все, що не засвоюється і не переробляється, виводиться з калом. Деякі хребетні мають каналізацію, де сходяться тверді харчові та рідкі відходи, такі як сеча, а інші мають різні канали евакуації.

Щодо видільної системи

У хребетних є видільна система, що складається з нефронів , структур, здатних фільтрувати кров і виводити відходи за допомогою процесів секреції та реабсорбції.

У деяких випадках товста кишка виступає допоміжним видільним органом, а також зябрами риби та потовими залозами покрови ссавців.

Дихальна система хребетних

Дихальна система людини

Клітини тіла будь-яких хребетних тварин повинні поповнювати кисень, який вони отримують з оточуючого їх середовища, і позбавлятися від вторинних продуктів, що накопичуються під час метаболічних реакцій, необхідних їм для проживання.

Для цього їм потрібна як кровоносна система, яка транспортує різні елементи по тілу, так і дихальна система, яка відповідає за обмін газів між організмом і навколишнім середовищем. Можна вважати, що обидві системи беруть участь у «прискоренні» процесу дифузії.

Дифузію визначають як випадковий рух молекул від місця, де вони сильно зосереджені, до іншого, де вони менші. Що стосується газів, то дифузію зазвичай вивчають з точки зору тиску, а не концентрації.

Як правило, кисень знаходиться в більшій кількості в навколишньому середовищі, ніж в організмі тварини, тому він має тенденцію до дифунзії до нього; в той час як вуглекислий газ, один з продуктів дихання, більш концентрований в організмі, ніж у навколишньому середовищі, тому він повинен «виходити» назустріч останньому.

Спеціалізовані насоси та споруди

Дихання працює таким чином, що газоподібний кисень у навколишньому середовищі (кажучи про наземні хребетні) або розчинений у воді (для водних хребетних) транспортується до тіла, конкретно до легенів (є різні пристрої, які беруть участь у різних тварин ).

У наземних хребетних «насос», який відповідає за цей транспорт, - це реберна клітка, подібно до того, як насос, який рухає кров, - це серце. Обидва насоси відповідають за підтримку градієнтів тиску газу, необхідних для обміну з навколишнім середовищем.

Багато хребетних мають легені і ті, у яких немає зябер. Але є й інші тварини, які використовують шкіру як систему обміну газами.

У цих структурах полегшується дифузія кисню до крові та вуглекислого газу до навколишнього середовища, будь то водна чи наземна тварина.

Список літератури

1. Хікман, К.П., Робертс, Л.С., Хікман, ФМ, і Хікман, CP (1984). Інтегровані принципи зоології (№ Сірсі) i9780801621734).
2. Джоллі, М. (2019). Енциклопедія Британіка. Отримано 18 квітня 2020 року з веб-сайту www.britannica.com/animal/vertebrate
3. Кардон, К. В. (2006). Хребетні: порівняльна анатомія, функція, еволюція (№ QL805 K35 2006). Нью-Йорк: McGraw-Hill.
4. О'Харе, Т. (2005). Земноводні: Земноводні. Видавництво Карсон-Деллоса.
5. Prasad, SN, & Kashyap, V. (1989). Підручник з зоології хребетних. New Age International.