脊椎动物各系统演化

一、鱼类,两栖类,爬行类、鸟类和哺乳类的骨骼
观察经制备好的骨骼标本,了解其特点。
1.主轴骨骼
鱼类:脊柱分躯椎(附有肋骨,保护内脏器官)和尾椎(运动用)两部。
两栖类;脊柱分?化为一块颈椎、七块躯椎和——块骶椎,尾椎则愈合为一块尾杆骨。
爬行类:脊柱分化为颈椎、胸腰椎、骶椎及尾椎。
鸟类:脊柱的颈椎较多,而胸椎互相愈合,腰椎、骶椎及部分尾椎与腰带合成复合的骶部,尾椎最后为一块尾综骨。


哺乳类:脊柱分颈椎、胸椎、腰椎、骶椎和尾椎五部。
2.头骨:脊椎动物的头骨,在软骨鱼类只有软骨颅,硬骨鱼才变为硬骨,加以真皮形成的骨骼参加在内,头骨数目可多到180余块。以后随着进化,合并和消失等方式,到哺乳类减到35块,到人类只留28块。
3.附肢骨:肢带(肩带和腰带)和肢骨是连动器官的支柱,依照动物生活状况而起变化。
鱼类:肩带和腰带都不与脊柱相接,末端为鳍条,成为胸鳍和腹鳍。
两栖类:肩带在腹中线上与胸骨相接,包括喙骨、前喙骨、肩胛骨和上肩胛骨。前肢由肱骨、尺骨、桡骨、腕骨、掌骨和指骨构成。腰带与脊柱相接,由髂骨、坐骨及耻骨组成。后肢由股骨、胫腓骨、附骨、跖骨及趾骨组成。
哺乳类:腰带组成骨盆。肩带中的肩胛骨更为发达。锁骨变化多。肢骨的基本情况未变,唯腕骨数目减少。
二、鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类的消化系统
观察液浸标本,比较五类动物消化器官的口裂和口腔、消化管的各部分及消化腺。
三、鱼类,两栖类,爬行类,鸟类和哺乳类的呼吸系统(图5—19)
鱼类:呼吸器官为鳃,受鳃弓和鳃条支持,鳃前隔的两面具有许多行平行褶皱的鳃瓣。内中有很多微血管,颜色鲜红,是气体交换的场所。


两栖类:幼体仍用鳃呼吸,成体用肺呼吸,但肺的构造简单,还得依靠皮肤帮助呼吸。
爬行类:终生用肺呼吸,但肺结构尚较简单。
鸟类:适应飞行,除肺外,尚有与肺相通的气囊、构成双重呼吸。
哺乳类:肺更趋于发达、完善,呼吸的动作也更复杂,尤其是膈的存在,呼吸作用更为加强。


五、鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类的循环系统
1.心脏(图5—20)
伍类一心房一心室,心室前有动脉圆锥,心房后有静脉窦。
两栖类二心房一心室,有动脉圆锥和静脉窦。



图5—21脊椎动物动脉弓的比较

Ⅰ肺鱼类 Ⅱ有尾类 Ⅲ无尾类 Ⅳ爬行类 V鸟类 Ⅵ哺乳类
1~6、动脉弓7、腹主动脉8、背主动脉9、肺动脉10、动脉导管
爬行类心室开始分隔

为二,但间隔不完全,有一泮尼氏孔。
鸟类和哺乳类有左右心房和左右心室,共有四腔。
2.动脉弓(图5—21)
脊椎动物胚胎期动脉弓6对。
鱼类:第一、二对动脉弓形成颈总动脉,三至六为鳃动脉。
两栖类:除第一、二对形成颈总动脉外,第三对也参加颈总动脉的形成。第五对消失,第六对形成肺动脉,第四对形成主动脉弓。
鸟类:同两栖类,唯主动脉弓仅右侧存在而左侧退化。
哺乳类:同两柄类,但主动脉弓仅左侧存在而右侧退化。



各类脊椎动物脑的比较
1.鱼类:大脑半球很小,嗅叶很发达,视叶(中脑)很发达,小脑也相当发达。
2.两栖类:大脑半球较发达,中脑较不发达,但仍为最高神经中枢所在地。小脑很不发达,呈一片状突起。
3.爬行类:大脑半球较前发达,嗅叶很小,中脑为较大的二叠体,为视觉中枢,最高中枢已移至间脑和大脑,小脑相当发达。
4.鸟类:大脑半球较前更发达,嗅叶退化,中脑和小脑也相当发达。
5.哺乳类:大脑半球很发达,已形成大脑皮质,为最高神经中枢;中脑为四叠体;小脑很发达,侧叶表面上有皱褶出现。


1、颌弓与脑颅的连接方式:
双接式:颌弓通过它本身和舌颌软骨与脑颅连接起来,见于原始的软骨鱼、总鳍鱼。
舌接式:颌弓借舌颌骨与脑颅连接。多数软骨鱼和硬骨鱼属于这种类型。
自接式:颚方软骨直接与脑颅相连,其上的方骨与下颌的关节骨成关节。见于肺鱼和路生脊椎动物。
颅接式:上颌颚方软骨直接与脑颅愈合,方骨和关节骨变为中耳的听小骨,下颌的齿骨直接连接脑颅。见于哺乳类。
2、脊椎动物咽颅的演化:
原始有头类:第一对咽弓
软骨鱼类:颚方软骨
(上颚)
硬骨鱼类、两栖类:方骨
爬行类及鸟类:方骨
哺乳类:砧骨



陆生动物呼吸系统的演变趋势
1) 呼吸表面积逐渐扩大
2)呼吸的机械装置更加完善:
①两栖类的呼吸运动是借助口腔底部的上下运动来完成的。
②爬行类开始形成了胸廓,通过肋间肌的收缩完成呼吸。
③鸟类在静止时胸腹式呼吸,飞行时利用翼的扇动,使前后气囊收缩与扩张,完成呼吸。
④哺乳类依靠膈肌的升降和肋间肌收缩的协同作用完成胸腹式呼吸。
3)呼吸道和消化道逐渐趋于分开:
①两栖类的呼吸通道和食物通道在口咽腔处形成交叉。
②爬行类的鳄到哺乳类,形成了次生颚,内鼻孔后移,呼吸道和消化道完全分开。
4)呼吸道进一步分化,发声器逐渐完善。
脊椎动物心脏各部分的比较:
圆口类 软骨鱼 硬骨鱼 两栖类 爬行类 鸟类和哺乳类
静脉窦 有

有 有 有 退化 并入心房
动脉圆锥 无 有 动脉球 有 无 无
心房 1 1 1 2 2 2
心室 1 1 1 1 1(有室间隔) 2
各纲脊椎的特点:
⑴圆口纲:终生具脊索,出现脊椎雏形(神经弧片)。
⑵鱼纲:体椎(具肋骨),尾椎(具脉弓),双凹椎体,具脊索痕迹。
⑶两栖纲:颈、躯干、荐、尾椎;颈椎1、荐椎1(首次出现);双凹、前凹、后凹型椎体。
⑷爬行纲:颈、躯干、荐、尾椎;颈椎多枚、荐椎2枚;双凹、前凹、后凹型椎体。
⑸鸟纲:颈椎多枚;愈合荐椎、尾综骨;马鞍型椎体。
⑹哺乳纲:颈椎7枚,荐椎愈合;双平椎体。
脊椎动物排泄系统的演变
⑴尾索:无集中排泄器官,只具尿酸颗粒——尿泡。
⑵头索:90-100对肾管。
⑶圆口纲:胚胎期前肾,成体中肾;盲鳗终身前肾。
⑷鱼纲:软骨鱼:中肾,无膀胱,尿素。
硬骨鱼:中肾,具输尿管膀胱,尿素。
⑸两栖纲:中肾,具泄殖腔膀胱,尿素。
⑹爬行纲:后肾,具尿囊膀胱,尿酸。
⑺鸟纲:后肾,无膀胱,尿酸。
⑻哺乳纲:后肾,具尿囊膀胱,尿素。
脊椎动物肾脏的演化:
前肾:脊椎动物在胚胎期都有前肾出现,但只在鱼类和两栖类的胚胎中前肾才有作用。圆口类中的盲鳗是以前肾作为排泄器官的。
中肾:是鱼类和两栖类胚胎期以后的排泄器官,位于前肾后方的体腔中部,到中肾阶段,原来的中肾导管纵裂为二,一条为中肾导管(吴氏管),为中肾总导管,在雄性兼有输精作用;另一条牟勒氏管在雄性退化,在雌性演变成输卵管。
后肾:是羊膜动物胚胎期以后的排泄器官,其发生时期和生长的部位都在中肾之后,位于体腔的后部。
脊椎动物神经系统的演化:
⑴圆口纲:五部脑,一平面,脑N10对,脊N的背根、腹根不相联合。
⑵鱼纲:五部脑,一平面,脑N10对,脊N的背根、腹根相联合。
⑶两栖纲:五部脑,一平面,脑N10对,出现原脑皮,大脑半球分开,小脑不发达。
⑷爬行纲:五部脑,出现弯曲,脑N12对,出现新脑皮。
⑸鸟纲:大脑增大,纹状体发达,小脑发达,出现横沟。
⑹哺乳纲:大脑高度发达,大脑皮层出现沟回,各中枢在大脑集中。


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