Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

ЦАРСТВО ЖИВОТНЫЕ - ЗООЛОГИЯ

 

 

Класс млекопитающие, или звери

Первозвери - клоачные. Сумчатые. Плацентарные - высшие звери

 

Смотрите также:

Биология

 

Биографии учёных биологов

 

История медицины

 

Микробиология

 

Физиология человека

 

Общая биология

 

Ботаника

 

Необычные растения

 

Жизнь зелёного растения

 

Лекарственные растения

 

Необычные деревья

 

Мхи

 

Лишайники

 

Древние растения

 

Пособие по биологии

 

Валеология

 

Естествознание

 

История медицины

 

Медицинская библиотека

Млекопитающие — теплокровные наземные позвоночные, тело которых покрыто волосяным покровом. Класс млекопитающие объединяет животных, характеризующихся живорождением и вскармливанием детенышей молоком, полным разделением артериального и венозного кровотоков, высокоразвитой способностью к терморегуляции, обеспечивающей постоянную температуру тела, сильно развитой серой корой больших полушарий головного мозга, являющейся основой чрезвычайно сложного и совершенного поведения и способности к обучению.

 

В настоящее время класс млекопитающих включает более 4,5 тыс. видов и делится на три подкласса.

 

Первозвери, или клоачные,— группа примитивных млекопитающих, откладывающих яйца и распространенных в Австралии и на прилегающих островах. Челюсти превращены в клюв, одетый роговым чехлом. Имеют клоаку, как у птиц и рептилий. Многочисленные протоки млечных желез открываются на особых участках кожи — железистых полях. У взрослых яйцекладущих зубов нет, но у молодых утконосов имеются зубы, очень сходные с зубами мезозойских зверей.

 

Первозвери имеют волосяной покров, но температура тела (22— 36 °С) сравнительно низкая и непостоянная.

 

Сумчатые (кенгуру, сумчатый волк, американский опоссум, сумчатая белка и др.) объединяют низших млекопитающих, основной признак которых — очень слабое развитие плаценты. В связи с этим детеныши рождаются слаборазвитыми после короткого периода внутриутробного развития и продолжают развитие в кожистой сумке на брюхе, в полость которой открываются соски.

 

Третий подкласс — плацентарные, или высшие звери,— самая многочисленная и высокоорганизованная группа современных млекопитающих, распространенных на всех материках и в самых различных условиях. Помимо многочисленных наземных видов есть виды летающие, полуводные, водные, заселяющие толщу почвы.

 

Млекопитающие чрезвычайно разнообразны по строению и размерам. Самые маленькие из них (землеройка-крошка, белозубка-малютка) весят около 2 г, самые крупные (синий кит) —более 120 т.

 

Строение отдельных органов и систем отражает высокую организацию млекопитающих в целом.

 

Кожа имеет более сложное строение, чем у других позвоночных. Шерстный покров, а у водных видов (киты, тюлени) — подкожный жир предохраняет тело от излишней потери тепла. В процессах терморегуляции принимают участие кожные кровеносные сосуды, диаметр которых может изменяться в широких пределах, и потовые железы, испарение секретов которых с поверхности кожи повышает теплоотдачу. Потовые железы развиты у млекопитающих в разной степени. Они отсутствуют у ленивцев, китообразных, слабо развиты у собак и кошек.

 

Помимо потовых у млекопитающих имеются сальные и пахучие железы (видоизменение потовых или сальных желез). Сальные железы образуют жироподобный секрет, который служит для смазывания волос и поверхностного слоя эпидермиса.

 

Выделения этих желез обеспечивают несмачиваемость шерсти водных животных. Секрет пахучих желез играет большую роль в жизни млекопитающих (наряду с мочой и другими выделениями). Пахнущие выделения служат средством внутривидового общения. С их помощью животные метят границы занятых ими участков, находят своих детенышей. Они имеют большое значение в брачном поведении. Видоизменениями потовых желез являются млечные железы.

 

 

Эпидермис образует многочисленные производные — во носы, ногти, когти, копыта, рога, чешуи. Видоизменения волос представляют собой щетина и иглы. Строение того или иного придатка эпидермиса находится в прямой зависимости от условий существования и образа жизни зверей. Так, у лазающих зверей пальцы имеют острые загнутые когти. У видов, роющих норы, когти тупые и уплощенные. У быстро бегающих крупных млекопитающих развиваются копыта, при этом у лесных видов (олени, лоси) копыта широкие и плоские.

 

Мышечная система млекопитающих очень дифференцирована и включает большое число разноооразно расположенных мускулов. Характерная черта класса — наличие куполообразной мышцы — диафрагмы, отграничивающей брюшную полость от грудной. Ее роль заключается в изменении объема грудной клетки в процессе дыхания. Значительное развитие получает подкожная мускулатура, приводящая в движение те или иные участки кожи. На лице она представлена мимической мускулатурой, особенно развитой у приматов.

 

Скелет млекопитающих состоит от осевого скелета (позвоночник, скелет головы), скелета свободных конечностей и их поясов. Позвоночник делится на шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой отделы. Для шейного отдела характерны два видоизмененных первых позвонка, обеспечивающих подвижность головы, что свойственно вообще всем амниотам (). Шейных позвонков всегда семь независимо от длины шеи.

 

К передним грудным позвонкам причленяются ребра, соединенные с грудиной. Остальные грудные позвонки несут ребра, не доходящие до грудины. У летучих мышей и у зверей с хорошо развитыми для рытья передними конечностями грудина несет киль, служащий, как и у птиц, для прикрепления грудных мышц. Череп млекопитающих характеризуется относительно крупной мозговой коробкой, что связано с большими размерами головного мозга. Затылочная кость имее~ два мыщелка для сочленения с первым шейным позвонком. Скелет парных конечностей сохраняет основные черты строения пятипалой конечности наземных позвоночных. Однако в связи в разнообразием условий существования детали их строения неодинаковы.

 

Например, у быстро бегающих зверей предплюсна, плюсна, запястье и пясть располагаются отвесно, и животные эти опираются только на пальцы (собаки). У наиболее совершенных бегунов — копытных сокращается число пальцев: животные ступают либо на одинаково развитые III и IV пальцы (парнокопытные), либо на III палец (непарнокопытные). У летучих мышей II—V пальцы сильно удлинены, между ними расположена кожистая перепонка, образующая поверхность крыла. Млекопитающие могут передвигаться достаточно быстро. Заяц бежит со скоростью 55—70 км/ч, лев — 50, газель — 40—50 км/ч, африканский слон развивает скорость до 40 км/ч. Наиболее быстро бегает гепард— 105—112 км/ч.

 

Пищеварительная система разделена на четко выраженные отделы. Пищеварительный тракт начинается свойственной только млекопитающим предротовой полостью, образованной губами, щеками и челюстями. У ряда видов (хомяки, бурундуки, обезьяны) эта полость образует большие защечные мешки. Губы служат для сосания молока детенышами, а также захватывания пищи взрослыми животными. Губ нет у однопроходных, китообразных. За челюстями находится ротовая полость, в которой пища подвергается измельчению и химическому воздействию. Млекопитающие имеют четыре пары слюнных желез, фермент которых — птиалин — разлагает углеводы. Развитие слюнных желез зависит от характера питания. У китообразных они редуцированы, у жвачных, наоборот, развиты очень сильно. Например, корова выделяет в сутки около 56 л слюны.

 

Слюна некоторых землероек (отряд насекомоядные) ядовита, что отражает филогенетическую связь примитивных млекопитающих с рептилиями. Один из важнейших признаков млекопитающих, возникший еще у их предков в триасе,— дифференцирование зубов на резцы, клыки, предкоренные и коренные. Зубы сидят в ячейках челюстных костей, число зубов, их форма и функция у разных групп зверей неодинаковы, но существенно то, что их дифференцированность указывает на высокую эволюционную пластичность млекопитающих и возможность их приспособления к самой разнообразной пище. Из ротовой полости по пищеводу пища попадает в желудок. Желудок обособлен от других отделов пищеварительного тракта и снабжен многочисленными железами. Внутреннее его строение у разных видов связано с характером пищи. Если пища не пережевывается или представлена грубыми растительными кормами, желудок становится многокамерным (китообразные, жвачные, сирены).

 

Кишечник подразделяется на толстый, тонкий и прямой. Кишечник длиннее у растительноядных, чем у плотоядных. У видов, питающихся грубым растительным кормом, от границы тонкого и толстого отделов отходит длинная слепая кишка, заканчивающаяся у некоторых зверей (например, зайцев) червеобразным отростком. Хорошо развиты пищеварительные железы (печень, поджелудочная железа), протоки которых впадают в передний отдел тонкой кишки.

 

Органы дыхания млекопитающих представлены легкими. В отличие от легких пресмыкающихся и птиц, у которых полость легких разделена многочисленными перегородками на камеры, у млекопитающих на концевых ответвлениях бронхов — бронхиолах сидят грозди тонкостенных пузырьков — альвеол. Стенки альвеол оплетены капиллярами. Число альвеол зависит от подвижности животных. У малоподвижных ленивцев их около 6 млн., у хищных — от 300 до 500 млн. Потребление кислорода зависит от размеров животного (у крупных животных интенсивность обмена веществ ниже, чем у мелких). Так, землеройка при массе тела 3,5 г потребляет 7—10 мл 02 на 1 г массы тела за 1 ч; заяц массой 1600 г — 0,96 мл, тюлень массой 26 кг — 0,22— 0,34 мл, верблюд массой 170—330 кг — 0,03—0.04 мл 02. Точно так же от размеров животных зависит число дыхательных движений в минуту: у лошади оно равно 8—16, у крысы — 100—150, у мыши — около 200

 

Дыхательные движения (вентиляция легких) имеют существенное значение для теплорегуляции, особенно у видов со слаборазвитыми потовыми железами. У них охлаждение воздуха при его нагревании в значительной мере достигается повышением испарения воды, пары которой выводятся вместе с выдыхаемым воздухом. Например, у собаки при повышении температуры среды колич :тво испаряемой легкими воды может достигать 200 см3/ч. У водных млекопитающих, проводящих под водой длительное время, легкие отличаются сильным развитием мышечной ткани.

 

Кровеносная система, как и у птиц, характеризуется полным разделением артериального и венозного кровотоков, благодаря чему по телу распространяется максимально окисленная (артериальная) кровь. Сердце четырехкамерное, из левого желудочка отходит одна (левая) дуга аорты. Проходя в тканях по капиллярам, кровь отдает О2, насыщается СОг, собирается в вены и поступает в правое предсердие. Из правого предсердия венозная кровь попадает в правый желудочек, откуда во время систолы направляется в легочный ствол. Легочный ствол вскоре делится на две легочные артерии — правую и левую, несущие кровь к легким. Из легких окисленная кровь по легочным венам поступает в левое предсердие.

 

Относительные размеры сердца зависят от степени двигательной активности животных. Так, у домашнего кролика размеры сердца в три раза меньше, чем у дикого зайца. Та же закономерность выявляется при сравнении этого показателя у комнатной и гончей собак Частота сердечных сокращений уменьшается по мере возрастания массы животных (и соответственно уменьшения интенсивности метаболизма). Если у мыши число сердечных сокращений в 1 мин равно 600, то у собгки — 120, у быка - 40—45.

 

Общее количество крови у млекопитающих больше, чем у позвоночных нижестоящих групп, еще важнее, что у млекопитающих значительно больше эритроцитов в единице объема и больше кислородная емкость крови.

 

Распространение по телу млекопитающих максимально насыщенной кислородом крови и интенсивный кровоток создали предпосылки для постоянно высокого уровня обмена веществ и поддержания постоянной температуры тела (теплокровности).

Анатомической основой теплокровности послужили, как и у птиц, утрата одной из двух дуг аорты и развитие полной перегородки между желудочками.

 

Выделительная система представлена парными почками и отходящими от них мочеточниками, которые впадают в мочевой пузырь. Из мочевого пузыря моча выводится через мочеиспускательный канал. Основной конечный продукт белкового обмена у млекопитающих — не мочевая кислота, как у птиц и рептилий, а мочевина. Это связано с тем, что млекопитающие произошли от рептилий, не утративших еще многих черт амфибий, и в связи с развитием плаценты. Через плаценту эмбрион выводит токсические продукты белкового обмена. Такой возможности лишены зародыши яйцекладущих животных, продукты обмена веществ которых накапливаются в яйце.

 

Потребление воды млекопитающими зависит от их экологии. Многие виды хищников и копытных регулярно ходят на водопой. Копытные в поисках воды могут пробегать очень большие расстояния. Есть млекопитающие, потребности которых в воде удовлетворяются поедаемой ими сочной пищей. Ряд пустынных видов (в основном грызуны) совсем не пьют, хотя питаются сухими кормами. Источником водообеспечения служит у них метаб - лическая вода, образуемая в процессе обмена веществ Не пьют воду и водные млекопитающие.

 

Млекопитающие — раздельнополые животные. Оплодотворение всегда внутреннее. Эмбрионы развиваются в полости специального отдела женских половых путей — матке.

Питание эмбрионов осуществляется с помощью плаценты — специфического для высших млекопитающих образования, возникающего в результате срастания двух зародышевых оболочек — аллантоиса (в полость которого выделяются продукты обмена веществ у яйцекладущих) и серозы. В месте срастания этих двух оболочек формируется губчатое тело — хорион, образующий ворсинки, проникающие в эпителий матки. Кровеносные сосуды детского и материнского организмов здесь сплетаются, в результате чего в теле зародыша обеспечивается газообмен, его питание и удаление продуктов распада. У разных видов беременность сильно различается по длительности. Отчасти это обусловлено размерами животных, но главное значение имеют условия существования.

 

Короткая беременность наблюдается у животных, которые рождают детенышей в местах, защищенных от неблагоприятных климатических условий и хищников (в гнездах, норах, на деревьях и т. п.). В этих случаях новорожденные беспомощные, голые, слепые. Гораздо продолжительнее период эмбрионального развития у зверей, которые рождают детенышей на поверхности земли и у которых они вынуждены вскоре после появления на свет следовать за матерью. Таковы копытные (у оленей длительность беременности 8—9 мес, у лошадей, ослов—10—11). Для примера сравним два близких вида. Кролики живут в норах, где рождают слепых и беспомощных детенышей после 30-дневной беременности. Зайцы гнезд не устраивают и рождают детенышей зрячих, покрытых шерсткой и способных бегать в первые дни жизни после 49—51 дня беременности. Длительная беременность и крупные размеры детенышей, позволяющих им вести самостоятельный образ жизни, свойствен ластоногим и китам. После завершения молочного вскармливания связь между родителями и потомством сохраняется довольно длительно: у волков — до одного года, у тигров — до 2—3 лет. Это обеспечивает возможность обучения — передачи индивидуального опыта родителей потомству.

 

Млекопитающих считают высшим классом животного мира не только вследствие сложности и совершенства строения их тела, но и благодаря богатству и разнообразию деятельности нервной системы. Млекопитающие способны к индивидуальному обучению путем образования сложных условных рефлексов, к передаче накопленного опыта потомству, к изменению поведения в зависимости от изменений условий окружающей среды, к взаимодействию с членами семьи, стада или стаи, к строгой регламентации взаимоотношений внутри этих социальных образований. Все эти особенности обусловлены сильным развитием эволюционно молодого отдела головного мозга — коры больших полушарий. Кора больших полушарий становится высшим интегрирующим звеном центральной нервной системы, перерабатывающим поступающую извне информацию и координирующим как деятельность внутренних систем организма, так и произвольные поведенческие акты.

 

Показателем развития полушарий переднего мозга является отношение его массы к массе всего головного мозга у млекопитающих разных систематических, групп. У примитивных ежей (отряд насекомоядных) оно равно 48%, у волков — 70, у дельфинов — 75, у человека — 78 %. У низших млекопитающих (насекомоядные) кора головного мозга гладкая, а по мере повышения уровня организации кора образует все большее число складок — извилин. Складчатость коры отражает как увеличение ее поверхности, так и возрастание числа нейронов в сером веществе. В функциональном отношении кора делится на ряд зон, управляющих теми или иными функциями (двигательная, зрительная, слуховая и др.). Функциональные зоны коры связаны между собой проводящими путями. Следует также отметить большие размеры мозжечка и дифференцирование его на несколько отделов, что связано с очень сложным характером движения у зверей.

 

Среди органов чувств у млекопитающих очень сильно развиты обонятельные органы, играющие в их жизни огромную роль. С их помощью звери опознают врагов, отыскивают пищу, членов своей семьи и потомство. Представители многих видов чувствуют запахи за несколько сот метров и обнаруживают пищевые объекты, находящиеся под землей. Только полностью водные млекопитающие (киты) практически лишены обоняния.

 

В подавляющем большинстве случаев очень хорошо развит также орган слуха. В его состав входят два новых отдела: наружный слуховой проход и ушная раковина (отсутствуют у водных и подземных зверей). Ушная раковина существенно усиливает тонкость слуха, особенно у ночных зверей и лесных копытных. Хорошим слухом обладают хищники. В полости среднего уха у млекопитающих находится не одна слуховая косточка, как у амфибий, рептилий, птиц, а три: молоточек, наковальня, стремечко. Стремечко передает звуковые колебания от наковальни во внутреннее ухо. В составе внутреннего уха большое значение имеет кортиев орган — система тончайших волокон, натянутых в канале улитки (см.  170). При восприятии звука эти волокна резонируют, чем обеспечивается тонкий слух у зверей.

 

Ряд животных обладает способностью к звуковой локации (эхолокации). К ним относятся дельфины, тюлени, летучие мыши. Дельфины издают звуки частотой 120—200 кГц и способны лоцировать косяки рыб с расстояния 3 км. Меньшее значение в жизни млекопитающих имеют органы зрения. По остроте зрения они уступают птицам. Большую остроту и большие размеры глаз имеют ночные животные и обитатели открытых ландшафтов (антилопы). У видов, живущих в толще почвы, глаза редуцированы, иногда затянуты кожистой перепонкой (слепыши, кроты). Цветовое зрение развито сравнительно слабо.

 

Для класса млекопитающих в целом характерна более широкая и более совершенная приспособляемость к разным условиям жизни. Только этот класс заселил все среды обитания — наземную, воздушную среду, океаны и толщу почвы.

 

В процессе приспособления к разным местообитаниям млекопитающие разделились на следующие экологические группы:

 

I.          Наземные звери — наиболее обширная группа млекопитающих, заселившая практически всю сушу (за исключением Антарктиды). Среди них можно выделить зверей, населяющих лес и заросли кустарников, и животных — обитателей открытых пространств. К первым относятся виды, проводящие большую часть жизни на деревьях и устраивающих там гнезда (белки, некоторые куницы, ленивцы, многие обезьяны и др.). Другие ведут полудревесный — полуназемный образ жизни и лишь частично добывают пищу на деревьях. Например, соболь основную часть пищи находит на земле (мышевидные грызуны, кедровые орехи и ягоды), но еще и ловит птиц и белок. Многие виды используют лес в основном как укрытие, добывая корм на земле (бурые медведи, лоси, олени, росомахи).

Обитатели открытых пространств (копытные, тушканчики, суслики) живут в условиях отсутствия естественных убежищ и обилия растительной пищи. Сюда же относятся многие насекомоядные, хищные, приспособившиеся к жизни в степях и пустынях

II.        Подземные млекопитающие — небольшая группа специализированных видов, проводящих в почве всю жизнь или значительную часть жизни. К ним относятся кроты, слепыши, сумчатые кроты и др. Они прокладывают в земле ходы передними лапами или сильно развитыми резцами. Питаются насекомыми, их личинками, дождевыми червями.

III.       Водные звери. В этой экологической группе наблюдается ряд переходов от наземных видов к полностью водным. Например, норка устраивает норы на суше — по берегам пресных водоемов, а кормится как в воде, так и на суше (рыбой, амфибиями, водяной крысой). Больше времени проводит в воде выдра, ее рацион в основном состоит из рыбы. У нее уже появляются приспособления к водному образу жизни — укороченные конечности, перепонка между пальцами, редукция ушной раковины. В еще большей мере связаны с водой тюлени, которые вне воды только спариваются и рождают детенышей. Наконец, к полностью водным относятся китообразные.

IV. К летающим зверям относятся рукокрылые, или летучие мыши.

Млекопитающие выработали разнообразные приспособления для переживания неблагоприятных условий, вызванных сменой сезонов года. К ним относятся миграции, зимняя спячка и запасание кормов. Массовые сезонные миграции в места с обильным кормом свойственны северным оленям, зайцам-белякам, песцам (из тундры в лесотундру и лесную зону). Вместе с оленями мигрируют волки и росомахи. Осенью улетают в теплые края многие летучие мыши.

 

Среди млекопитающих распространена также зимняя спячка — состояние пониженной жизнедеятельности в период, когда пища становится малодоступной. Спячка бывает разной интенсивности — от поверхностной (зимний сон), свойственной медведям, енотам, барсукам, до глубокой, характеризующейся оцепенением, снижением температуры тела и уменьшением частоты дыхания (ежи, суслики, тушканчики и др.).

 

Запасание корма на зиму характерно для грызунов. Лесные мыши, полевки, песчанки, бобры, белки запасают зерна злаков, сухую траву, желуди, семена деревьев и т. п.

 

Хозяйственное значение млекопитающих исключительно велико. Дикие виды служили источником многочисленных домашних пород млекопитающих, удовлетворяющих многие потребности человека (домашняя собака, овцы, лошади, крупный рогатый скот, верблюды, свиньи и многие другие). Процесс одомашнивания диких видов продолжается и в наше время. На фермах разводят соболей, норок, песцов, лисиц, нутрий. Перечисленные виды находятся на разных стадиях одомашнивания. Большие успехи достигнуты в селекции серебристо-черных лисиц.

 

Помимо этого 150 видов отечественной фауны могут служить объектами охоты с целью получения мяса или пушнины. Ради пушнины добывают около 50 видов диких зверей (белка, соболь, песец, ондатра,зайцы и др.). Копытные ежегодно отстреливаются в количестве 500—600 тыс. голов (лоси, косули, северные олени, сайгаки и др.). Для пополнения запасов ценных видов широко используется акклиматизация зверей. Из Северной Америки завезены ондатра, енот-полоскун, американская норка, серебристо-черная лисица, овцебык. Переселяются также отечественные виды на территории, подходящей по природным условиям Например, уссурийская енотовидная собака, обитавшая только в Приморском крае, сейчас стала обычной в европейской части СССР. Восстановлена численность соболя и бобра. Редкие и исчезающие виды занесены в Красную книгу и взяты под охрану. Сохранению нашей фауны способствует создание широкой сети заповедников, где проводится работа не только по охране определенных видов, но и по акклиматизации новых.

 

Млекопитающие отделились от примитивных неспециализированных палеозойских рептилий, сохранивших еще многие черты земноводных. К таким признакам следует отнести, например, влажную кожу, богатую железами, и способность к кожному дыханию (хотя и в ничтожных размерах). В процессе эволюции у млекопитающих сформировался ряд крупных ароморфозрв, повысивших активность их жизнедеятельности, уменьшивших зависимость от изменений внешней среды и обеспечивших благоприятные условия для развития потомства: живорождение, вскармливание детенышей молоком, развитая кора больших полушарий, обусловившая возможность приспособительного поведения, формирование четырехкамерного сердца и утрата одной из двух дуг аорты, дифференцированные зубы. От примитивных млекопитающих еще в триасе отделилась ветвь, давшая начало современному подклассу перво- зверей, или клоачных. Значительно позже, в юрском — меловом периодах, появились сумчатые плацентарные млекопитающие. Сумчатые были быстро вытеснены плацентарными и сохранились в небольшом числе только в Австралии и Южной Америке. Биологический расцвет млекопитающих наступил только в кайнозойскую эру после вымирания крупных рептилий.

 

 

К содержанию книги: Биология, пособие для студентов

 

Смотрите также:

 

Курс биологии  Какие животные относятся к беспозвоночным  ЖИВОТНЫЕ эукариотическими организмами  царства животных   Биологический адрес человека - царство животные, тип хордовые...  первые животные и насекомые