Эволюция хордовых. Филогенез покровов и скелета


Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации:

Филогенез позвоночных животных Тип хордовые - Chordata 40 тыс. видов, но самые крупные и высокоорганизованные животные.Характерно:1. Осевой скелет – хорда, всю жизнь или позже замещается позвоночником2. нервная трубка – дорсально, 3. передний отдел пищеварительной трубки – глотка – пронизан жаберными щелями всю жизнь или в эмбриональном периоде4. замкнутая кровеносная система, по брюшному сосуду кровь течет к переднему концу тела, по спинному – к заднему5. порядок расположения внутренних органов – нервная трубка, хорда, пищевар.трубка, сердце или сосуд, его замещающий6. наружные покровы двухслойные – эпидермис и соед.ткань7. конечности образуются более чем одним сегментом. Общий план строения хордовых Обочники - Tunikata 1400 видовВ основном прикрепленные животные размерами от 1 мм до 40-50 см. Тело покрыто оболочкой – туникой, у многих она ярко раскрашена, содержит клетчатку.Два сифона, прогоняют воду. Во взрослом состоянии хорда отсутствует. Примитивная нервная система, нет выделительной системы. Гермафродиты. Могут размножаться почкованием.Личинка – подвижная, есть хорда, нервная трубка.Предполагают, что позвоночные произошли от личинок оболочников в результате неотении. Подтип Бесчерепные – Acrania Класс Головохордовые – Cephalochordata. 30 видовЛанцетник - Branchiostoma lanceolatum Наружные покровы состоят из собственно кожи (corium) и эпидермиса Внутри нервной трубки и вдоль нее имеется канал, называемый невроцелью. Мускулатура имеет метамерное строение, т.е. разделена на миомеры, На брюшной стороне глотки находится желобок (эндостиль), Позвоночные – Vertebrata Ароморфозы:образование головного мозга и разделение его на отделыформирование осевого скелета в виде прочного позвоночного столбавозникновение черепа – защита головного мозга и органов чувствразвитие челюстного аппарата – активное добывание пищиразвитие сердца – быстрее кровотоквозникновение парных конечностей (из кожных складок)увеличивается поверхность органов дыхания Подтип Позвоночные, классы: Круглоротые - Cyclostomata, Хрящевые рыбы - Chondrichthyes, Костные рыбы - Osteichthyes, Земноводные - Amphibia, Пресмыкающиеся - Reptilia, Птицы – Aves, Млекопитающие - Mammalia. Упрощенное родословное древо позвоночных Анамнии – первично водные. Всю жизнь или на время размножения связаны с водой.Оплодотворение наружноеЗародыш развивается внутри студенистых оболочек, обеспечивающих благоприятную физиологически среду, поддержание, формы, защиту от микроорганизмов Оболочки яйца не защищают зародыш от высыхания Круглоротые – CyclostomataМиноги, миксины Скелет хрящевойЧелюстной аппарат примитивный. Органы чувств слабо развитыНет выводных протоков половых желез.Развитие у миксин прямое, у миног – есть личинка, похожая на ланцетника. Длина тела 50 см – 1 м. Паразиты рыб. Миноги живут в морях и реках, но размножаются только в пресной воде. Миксины – морские. Важный эволюционный шаг – появление парных плавников – способствовало активному поиску пищи Преобразование плавников в конечности наземных тетрапод связано с обитанием предков в мелководных, часто пересыхающих, обильно заросших растительностью водоемах.Конечности облегчали передвижение по дну водоемов, а также использовались в случае пересыхания водоема -для перемещения в другой водоем. Кистеперые рыбы дали начало первичным земноводным — стегоцефалам.Выход на сушу первых позвоночных был обеспечен преобразованием плавников в конечности наземного типа, воздушных пузырей в легкие. Амниоты – первично наземные животныеОплодотворение внутреннееЗародыш развивается внутри яйца или в теле материИмеются специальные зародышевые оболочки, обеспечивающие питание, обмен веществ с внешней средой, защиту от высыханияБлагоприятную водную среду поддерживает амнион Освоение суши пресмыкающимися обеспечило сухие ороговевшие покровы, внутреннее оплодотворение, защитные оболочки зародыша и богатой желтком яйцеклетки. От примитивных рептилий зверозубых ящеров появились первые млекопитающие. Позднее, также от одной из ветвей пресмыкающихся, появляются зубатые птицы (археоптерикс), а затем современные птицы Теплокровность, четырехкамерное сердце, одна дуга аорты (создает полное разделение большого и малого кругов кровообращения), интенсивный обмен веществ обеспечивают расцвет млекопитающих и птиц. Как изменялось внутреннее строение в процессе эволюции позвоночных и их приспособления к наземному существованию?Возможны ли сбои в ходе рекапитуляции органов?Какие аномалии в строении органов человека могут возникнуть как результат филогенетического пути предков?Мы рассмотрим эти вопросы на следующих лекциях Филогенез наружных покровов Покровы любых животных всегда выполняют функции: восприятия внешних раздражений, защита тела от вредных воздействий среды. Интенсификация первой функции приводит в процессе эволюции многоклеточных животных к возникновению нервной системы и органов чувств. Интенсификация второй функции сопровождается дифференцировкой. Характерно также расширение функций, в результате чего кожа как орган защиты участвует также в газообмене, терморегуляции и выделении, выкармливании потомства. У всех хордовых кожа имеет двойное — экто- и мезодермальное — происхождение. Из эктодермы развивается эпидермис, из мезодермы — дерма. У бесчерепных – кожа слабо дифференцирована. Эпидермис однослойный цилиндрический, содержит одноклеточные слизистые железы.У Позвоночных эпидермис становится многослойным, в нижнем слое клетки размножаются, в верхних — дифференцируются, гибнут и слущиваются. В дерме появляются соединительнотканные волокна, придающие покровам прочность. Кожа образует придатки и железы, выполняющие различные функции. Рыбы в эпидермисе одноклеточные железы, вырабатывающие слизь. Слизь уменьшает трение при движении, играет защитную роль (от проникновения болезнетворных микроорганизмов).Тело покрыто чешуей. У хрящевых рыб называют плакоидной. Она имеет форму шипа и состоит из дентина, покрытого снаружи эмалью, в ротовой полости она образует зубыУ костных рыб чешуя имеет вид тонких круглых костных пластинок, покрытых тонким слоем эпидермиса - циклоидная. Плакоидная чешуя Циклоидная чешуя Амфибии Наружные покровы неороговевающие. Железы одноклеточныеСлизь – уменьшает трение, облегчает кожное дыхание, бактерицидное действие, у некоторых – ядовита.Срез через кожную железу лягушки Пресмыкающиеся Перешли полностью к наземному существованию, имеют сухую кожу, не участвующую в дыхании. Верхний слой эпидермиса ороговевает. Роговые чешуйки различаются по строению. Большинство пресмыкающихся по мере роста линяют, сбрасывая периодически свой роговой покров. Современные пресмыкающиеся не имеют кожных желез. Птицы Много общего с рептилиями: производные кожи – перья, на неоперенных участках – чешуйки. Нет кожных желез (только у некоторых – копчиковые для смазки оперения).Строение пера – стержень, очин, опахало, бородки 1-го и 2-го порядка. Перья – пуховые и контурные. Контурные – делятся на покровные, рулевые, маховые. Млекопитающие Кожные покровы млекопитающих построены наиболее сложно в связи с выполнением ими многообразных функций. Характерны различные производные кожи: волосы, когти, рога, копыта, а также потовые, сальные и млечные железы. Волосяной покров – ость и подшерсток. Защита от охлаждения, механических повреждений, намокания. Есть чешуйки – у крыс и бобров на хвосте.Волосы дифференцированы на типичные, служащие для терморегуляции, и большие – вибриссы, основания которых связаны с чувствительными нервными окончаниями. У большинства млекопитающих вибриссы расположены в области рта и носа, у приматов редуцированы в связи с усилением осязательной функции передних конечностей, у яйцекладущих и сумчатых — разбросаны по всему телу. Это может свидетельствовать о том, что волосяной покров предков млекопитающих первично выполнял осязательные функции, а затем, по мере увеличения количества волос, стал принимать участие в терморегуляции. Потовые железы гомологичны кожным железам амфибий, но многоклеточные. У некоторых пахучие – видоизменения потовых.Млечные железы являются производным потовых желез Сальные железы – эволюционное приобретение млекопитающих. Смазка волос, терморегуляция. Сальные железы выделяют секрет, который смазывает волосы и поверхность кожи, защищая ее от воздействия среды. Филогенез скелета Филогенез двигательной функции лежит в основе прогрессивной эволюции животных. Поэтому уровень их организации в первую очередь зависит от характера двигательной активности, которая определяется особенностями организации опорно-двигательного аппарата. Беспозвоночные Среди простейших внутренний кремневый скелет есть у радиолярий, а у фораминифер- наружные известковые раковины. Скелеты губок могут быть построены из трех различных материалов: извести, рогоподобного белка спонгина и кремнезема. У кишечнополостных – скелет кораллов, образован известковыми структурами. Плоские и круглые черви лишены скелета. У червей разных типов встречаются щетинки, которые считаются скелетными структурами. Известковые раковины моллюсков - это в основном наружные образования (исключение - внутренняя раковина каракатицы).У всех примитивных групп скелет выполняет поддерживающую и защитную роль, но не используется для локомоции. У членистоногих – составной экзоскелет, покрывающий снаружи все тело, включая антенны и ноги. Он состоит из углевода хитина, у ракообразных может содержать большие количества кальция. Хитиновый панцирь представляет собой мертвое образование и расти не может, поэтому рост членистоногих сопровождается периодическими линьками. Главный недостаток экзоскелета – ограничивает рост тела, нерационален для крупных форм Хордовые У ланцетника есть хорда, но ни черепа, ни конечностей нет.У позвоночных:Скелет образован не только костями: он включает в себя хрящ и соединительную ткань, а иногда в его состав входят различные кожные образования. Принято выделять осевой скелет (череп, хорда, позвоночник, ребра) и скелет конечностей, включающий их пояса (плечевой и тазовый) и свободные отделы. Осевой скелет В подтипе Бесчерепные имеется только осевой скелет в виде хорды. Она построена из сильно вакуолизированных клеток, плотно прилегающих друг к другу и покрытых снаружи общими эластической и волокнистой оболочками. Упругость хорде придают тургорное давление ее клеток и прочность оболочек. На протяжении всей жизни у позвоночных хорда сохраняется только у круглоротых и некоторых низших рыб. У всех остальных животных она редуцируется. У рыб только два отдела позвоночника: туловищный и хвостовой. Это связано с перемещением их в воде за счет изгибов тела.Все туловищные позвонки несут ребра, не срастающиеся друг с другом и с грудиной. Они защищают внутренние органы и обеспечивают опору мышцам. У амфибий позвоночник состоит из 3 (4) отделов: шейный – 1 позвонок, ограниченная подвижность головытуловищный – 7 позвонков, ребра – короткие отростки (у хвостатых), не образуют грудной клетки; у бесхвостых амфибий – нет реберКрестцовый для опоры задних конечностей – 1 позвонок,хвостовой (не у всех). У пресмыкающихся удлиняется шейный отдел позвоночника, первые два позвонка подвижно соединены с черепом и обеспечивают большую подвижность головы. Появляется поясничный отдел, еще слабо отграниченный от грудного, а крестец состоит уже из 2 позвонков.часть ребер грудного отдела срастается с грудиной, формируя грудную клетку Птицы Приспособление к полетуЧасть позвонков срослосьНа грудине выступ – кильпередние конечности преобразованы в крылья; кости запястья, пясти и пальцев сокращены в количестве и частично сращены между собой, на ногах утрачен пятый палец. Млекопитающие характеризуются стабильным количеством позвонков в шейном отделе, равным 7. В связи с большим значением в движении задних конечностей крестец образован 5-10 позвонками. Поясничный и грудной отделы четко отграничены друг от друга. Филогенетически мозговой череп прошел три стадии развития: перепончатую, хрящевую и костную.У круглоротых он практически весь перепончатый и не имеет передней, несегментированной, части.Череп хрящевых рыб почти полностью хрящевой, причем включает в себя как заднюю, первично сегментированную, часть, так и переднюю.У костных рыб и остальных позвоночных осевой череп становится костным за счет процессов окостенения хряща в области его основания У амфибий в скелете головы все еще много хрящевых элементов. Зато челюсти лучше, чем у рыб, соединены с мозговым отделом. Черепа: миноги, акулы, судака Висцеральный череп впервые появляется у низших позвоночных. Он формируется из мезенхимы эктодермального происхождения, которая группируется в виде сгущений, имеющих форму дужек, в промежутках между жаберными щелями глотки. Первые две дужки получают особенно сильное развитие и дают начало челюстной и подъязычной дугам взрослых животных. Следующие дуги в числе 4-5 пар выполняют опорную функцию для жабр и называются жаберными. Челюстная дуга состоит из двух хрящей. Верхний называют нёбно-квадратным, он выполняет функцию первичной верхней челюсти. Нижний, или меккелев, хрящ — первичная нижняя челюсть. На вентральной стороне глотки меккелевы хрящи соединены друг с другом таким образом, что челюстная дуга кольцом охватывает ротовую полость. Вторая висцеральная дуга с каждой стороны состоит из гиомандибулярного хряща, сращенного с основанием мозгового черепа, и гиоида, соединенного с меккелевым хрящом. У большинства рыб челюстная дуга сочленяется с осевым черепом только посредством подвеска (гиостилия). У химер и двоякодышащих рыб, а также у наземных позвоночных нёбноквадратный хрящ непосредственно соединяется с осевым черепом без участия подвеска (аутостилия). Аутостильный и гиостильный черепа Скелет конечностей Конечности четвероногих развились из парных плавников кистеперых рыб, в скелете которых были элементы, гомологичные костям плечевого и тазового пояса, а также передних и задних ног. У амфибий и амниот построены по единому плануУ наземных - появились трубчатые кости – сочетание легкости и прочности. Скелет кистеперых рыб Сравнение скелета рыбы и наземных позвоночных Конечности и их пояса Конечности построены не как упругая пластина, а как система рычагов!Пояс передних конечностей – парные лопатки, ключицы и вороньи кости, у амфибий + к этому еще грудина (т.к. нет грудной клетки)Передняя конечность – плечо, предплечье (локтевая + лучевая), запястье, пясть, фаланги пальцев.Пояс задних конечностей – парные подвздошные, лобковые, седалищные кости.Задняя конечность – бедро, голень (большая и малая берцовые), предплюсна, плюсна, фаланги пальцев. Различия в расположении конечностей у рептилий и млекопитающих У млекопитающих Разнообразие способов движенияКопытные животные передвигаются на кончиках пальцев и называются фалангоходящими. У лошадей остался только средний палец. У парнокопытных опора на третий и четвертый пальцы, остальные утрачены или редуцированы. Кошки и многие другие звери при ходьбе опираются на всю поверхность пальцев и относятся к пальцеходящему типу. Медведи и человек при движении прижимают к грунту всю подошву и называются стопоходящими. В процессе эволюции скелета позвоночных происходило: Замещение хрящевых элементов костнымиДифференциация осевого скелетаУвеличение длины проксимальных отделов конечностейУменьшение длины и числа костей дистальных отделов. Особенности скелета человека Изменение соотношения лицевого и мозгового черепа – увеличивается мозговая коробка, уменьшение висцерального черепаИзменение положения головы относительно позвоночника - перемещение затылочного отверстия Формирование подбородочного выступа в связи с развитием членораздельной речиПоявление сосцевидного отростка височной кости – для прикрепления грудинно-ключично-сосцевидной мышцы, удерживающей голову в вертикальном положении Специализация верхней конечности как органа труда, усиление хватательной функции, повышение подвижности пальцевS-образный изгиб позвоночника для амортизации при ходьбеПовышение массивности нижних конечностей и тазового пояса – из-за смещения центра тяжестиНаклон таза под углом 60° – из-за перемещения центра тяжестиИзменение стопы – утрата хватательной функции, появление свода, мощное развитие большого пальца – опора при ходьбе

Приложенные файлы

  • ppt 7750217
    Размер файла: 8 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий