无脊椎动物的比较解剖与进化

一、无脊椎动物体壁和体腔的演化及其意义
• 水螅：体壁分为外胚层、中胶层、内胚层；
具有原始的消化循环腔。
<进化> 水螅（腔肠动物）开始 分化出简单的组织；其上皮细胞 内包含有肌肉纤维，故兼具皮肤 和肌肉组织的功能，称为上皮肌 肉细胞，简称皮肌细胞。由内外 胚层细胞所围成的体内的腔，即 胚胎发育中的原肠腔，具有消化 和循环的功能，故称消化循环腔
唇片上和泄殖孔前后的乳突均有感觉功能。
背唇
神经系统仍有向前集中的趋
腹唇
势，但因为营寄生生活，神 经系统和感觉器官均不发达
腹唇
六、无脊椎动物神经系统和感觉器官
结构与功能的演化及其影响因子
• 环毛蚓：典型的链状神经系统。其中中枢神 经系统包括咽上神经节（脑）、围咽神经、 咽下神经节和其后的腹神经索。每个体节内 有一神经节，而从这些神经节分出的神经称 为周围神经系统，可以完成简单的反射弧。
一、无脊椎动物体壁和体腔的演化及其意义
<进化> 蛔虫（线虫动物）属于三胚层假体腔动物。 体壁最外层出现了角质膜，能选择性透过某些 离子和有机化合物，调节这些物质的进出，对保护虫 体、保持体腔液所产生的流体静力压有重要作用。因 只有纵肌而无环肌颉颃，只能通过流体骨骼传导压力 变化，产生特殊的拍打运动[thrashing movements]。 假体腔从胚胎期的囊胚腔发育而来，仅在体壁 上有中胚层来源的组织结构，在肠壁外没有，无体腔 膜。然而相对于无体腔动物，假体腔内充满体腔液， 加大了运动的自由度，为消化、排泄和生殖系统的发 育和分化提供了空间；丰富的体腔液有助于全身物质 的循环和分布，对运动起到了流体静力骨骼的作用。
五、无脊椎动物循环系统结构与功能的演化 及其影响因子
• 棉蝗：仅有一条背血管，分心脏和大动脉两 部分。心脏搏动力不强，主要依靠身体和附 肢的活动（通过贴在背板上的翼状肌）增加 血液循环的压力。血压较低，不易大量失血
心脏
翼
状
肌
六、无脊椎动物神经系统和感觉器官 结构与功能的演化及其影响因子
• 水螅（腔肠动物）：最原始的网状神经系统
四、无脊椎动物呼吸系统结构与功能的演化 及其与循环系统演化的关联
• 环毛蚓（环节动物）：无特殊的呼吸器官， 主要通过体表进行气体交换。氧溶于其中， 渗入角质层和表皮层到达其下的微血管网， 与血浆中负责运送各气体的血红蛋白结合，
沿着整个闭管式循环系统运送到体内各处。
蚯蚓的上皮分泌黏液而背孔可排出体腔液，
四、无脊椎动物呼吸系统结构与功能的演化 及其与循环系统演化的关联
• 水螅（腔肠动物）：没有特殊的呼吸器官， 由各个细胞自行吸入氧气、排出二氧化碳。 • 涡虫（扁形动物）：没有特殊的呼吸器官， 所以只能依靠体表扩散作用进行气体交换。 同样没有演化出专门的循环系统或者器官， 而是借网状的实质组织增加其表面的面积， 由其中的液体运送和扩散新陈代谢的产物。 • 蛔虫（线形动物）：同无特殊的呼吸器官。 ——三者均不具备特殊的呼吸器官，同时也没 有成形的循环系统。初步推断可能存在关联。
间细胞 刺 丝 囊 外皮 肌细 胞 外胚层
一、无脊椎动物体壁和体腔的演化及其意义
<进化> 涡虫（扁形动物）属于三胚层无体腔动物。 中胚层从这一门类开始出现，使其达到器官系统水平 并对动物体结构与机能的进一步发展具有重大意义。 体壁由于中胚层的形成而产生了复杂的肌肉结 构，包括环肌、纵肌等。与外胚层分化来的表皮相互 紧贴而组成包裹全身的皮肤肌肉囊（简称皮肌囊）。 肌肉系统的复杂化（及两侧对称）增强了运动机能， 由此促进了摄食范围的扩大和新陈代谢机能的加强。 实质[parenchyma]来源于中胚层，充满于体壁 和内部器官之间，疏松地连接在一起，有储存养料和 水分等多种功能，使动物可以耐饥饿并在某种程度上 抗旱，因此成为由水生向陆生进化的基本条件之一。
周围神经 腹神经索 咽下神经节 围咽神经 咽上神经节（脑）
六、无脊椎动物神经系统和感觉器官 结构与功能的演化及其影响因子
• 蚯蚓的肌肉系统发达复杂，运动能力较强。 因营穴居生活，需要定向掘ห้องสมุดไป่ตู้，故神经系统 头向集中，促进了脑（咽上神经节）的形成 • 环节动物出现了身体分节现象，遂有每一体 节对应一神经节，形成链状，统一受脑支配 • 因为穴居，所以蚯蚓的感觉器官并不发达。 体表感觉乳突司触觉；口腔感觉器有味、嗅 觉功能；光感受器分布于体表，前端较多， 可分辨光的强弱，以使蚯蚓避强光而趋弱光
气
五、无脊椎动物循环系统结构与功能的演化 及其影响因子
• 节肢动物：次生体腔形成后与初生体腔混
成混合体腔，其内充满血液，又称血腔。 循环系统由是为开管式。血液因在血腔和 血窦内运行，压力较低，当附肢受伤折断 时，不致大量失血。这也是节肢动物对其 运动强度和生境复杂性的一种很好适应。
鳌虾的心脏：多角形的肌肉质囊，共发出七条动脉，流入血腔血窦浸润组织器官 心孔：血腔和血窦中的血液由此回心
一、无脊椎动物体壁和体腔的演化及其意义
• 节肢动物：体壁发展为具有很强的保护和支 持功能的几丁质外骨骼，并形成横纹肌肉束 附于其内，使运动能力亦显著增强；真体腔 • 鳌虾（甲壳亚门）：原表皮中部沉积了大量 钙盐，形成了坚硬的外壳，提供坚实的保护 • 棉蝗（六足亚门）：上表皮的最外面有蜡质
层，可防止水分散失，是对陆生生活的适应
一、无脊椎动物体壁和体腔的演化及其意义
<进化> 环毛蚓（环节动物）属于三胚层真体腔动物。 真体腔的形成和体节的出现是密不可分的。随着 胚胎或幼虫的发育，由端细胞分裂增殖形成的左右两中 胚层带逐渐充满液体并分节裂开，形成每节一对真体腔 （又称裂体腔）。每个体腔继续发育扩大，其外侧的中 胚层附在外胚层的内面，分化成肌肉层和体腔膜，与体 表上皮形成体壁；内侧的中胚层附在内胚层的外面，分 化成肌肉层和体腔膜，与肠上皮构成肠壁；在前后由体 腔膜形成双层隔膜；背、腹侧与消化道结合形成系膜。 真体腔内充满了体腔液，所含体腔细胞有内部防 卫功能，或因具血红蛋白而有气体运输功能。体腔和肌 肉分节排列，隔膜上虽有小孔，但因有括约肌调节，其 体腔液体积相对恒定，具强有力的流体静力骨骼作用。
气管经一再分支到身体各部， 末端为不含螺旋丝的微气管， 依赖液体与细胞行气体交换。 螺旋丝撑开气管使气体畅通。 气囊的张缩可增加通风作用， 也有助飞行时减轻自身重力。
五、无脊椎动物循环系统结构与功能的演化 及其影响因子
• 具备闭管式循环的结构基础——真体腔出 现 • 肌肉系统复杂化，运动量增大，需氧量增 多 • 无特殊的呼吸器官，需要更有效地输送氧
腔肠动物通常营浮 游或固着生活，无
定向运动，故神经 网中冲动传导一般 无定向，速度也较 慢，而感觉器官亦 散布于全身各处。
六、无脊椎动物神经系统和感觉器官
结构与功能的演化及其影响因子
• 涡虫（扁形动物）：原始的梯型神经系统。
神经细胞逐渐向前集中形成“脑”，“脑”
后分出若干纵神经索，其间有横神经相连。
节也有刺，两者弯曲时形似折刀，为捕捉足
• 蝼蛄的前足：胫节宽大并有硬齿，为开掘足
• 虱子的足：胫节、跗节与爪合抱，为攀援足
• 蜜蜂的后足：胫节、跗节多毛，称为携粉足
• 水生昆虫的游泳足：形状扁平，后缘有长毛
• 翅是体壁向外突出形成的膜状结构，具有 两层紧贴的体壁，间有一些增厚的管道， 称翅脉，用以支撑翅面，内含气管、神经、 血流 • 翅和飞行能力的出现，使昆虫更容易逃避 敌害，寻求有利的生存环境。这是它们分 布广泛、在陆地上占据生存优势的重要因 素之一 • 蝗虫的前翅略厚，似革质，半透明，称覆
<进化> 蛔虫属于假体腔动物，出现了完全的有
口有肛门的消化管，并可分成前肠、中肠和后肠
前肠（口、咽、食道）和后肠（直肠、肛门）由
外胚层内陷形成，而中肠来自内胚层，是消化吸 收的主要场所；这是高等动物的特征。在消化管 的前端有一特化的肌肉质咽，不断地吸入食物， 随后机械化地磨碎、消化、吸收，连贯有序地从 前端向后端移动，最后从肛门排出粪便（食物残 渣），在演化上高于消化系统有口无肛门的动物
六、无脊椎动物神经系统和感觉器官 结构与功能的演化及其影响因子
• 鳌虾（甲壳动物）：链状神经系统，脑由三
对神经节合成。感觉器官包括触角、复眼等
脑神经节 围食管神经 食 食管下神经节 （食管上神经节） 管
复眼
腹神经链
触角
六、无脊椎动物神经系统和感觉器官 结构与功能的演化及其影响因子
• 棉蝗（六足动物）：链式神经系统，神经节
一、无脊椎动物体壁和体腔的演化及其意义
真体腔和体节的出现不仅增强了运动机能，提高了 运动的灵活性和有效性，也促进了动物结构和机能多 方面的复杂化、完善和进一步发展：消化管壁有了肌 肉层，增强了蠕动，提高了消化机能，进而促进消化 管分化为明显的前肠、中肠和后肠；结构复杂化导致 单凭体腔液循环不足以输送营养物质，由此推进了循 环系统的出现和排泄系统的发展；又因各器官系统趋 于复杂，机能增强完善，也提高了对机体精细调控的 需求，逐渐地推动了神经系统的进一步集中和发展。 体分节、真体腔的结构也能减少受损伤的影响。如 果一个体节受到损伤，其邻近体节由于有隔膜分离， 仍能保持接近正常的机能，使动物幸免于创伤死亡。
二、无脊椎动物附肢的演化 及其多样性结构与功能的统一
后翅：宽大，膜质，薄而透明，翅脉明显——飞行
翅：昆虫在陆 地占据优势的 最重要原因之
前翅（覆翅）：狭长，革质 ——起保护作用
一——进化出 了飞翔的能力
附肢结构与功能的多样化与六足动物种类的繁盛、
广泛的分布和对适应多种环境的生存能力密切相关
三、无脊椎动物消化系统的结构与功能 演化及其相关影响
二、无脊椎动物附肢的演化 及其多样性结构与功能的统一
• 节肢动物：出现了分节的附肢[appendage]。
• 鳌虾（甲壳亚门）：双枝型[biramous]附肢
附肢及其内外叶的形态变 化很大，相应有取食、防 御、步行、游泳、呼吸等 多种功能，可以满足适应 复杂生境的众多生理需求