第15脊索动物门

第十五章脊索动物门脊索动物是动物界中最高等的一门，是与人类关系最密切的类群。脊索动物的起源:一般认为，脊索动物由无脊椎动物中的棘皮动物和半索动物进化而来。另一种观点：脊索动物由无脊椎动物进化而来，与棘皮动物和半索动物具有共同祖先。作为分类中的一门，脊索动物具有几点共同特征。三大区别性特征：1）出现了脊索2）具中空的背神经管3）有鳃裂第一节脊索动物门的主要特征脊索动物门的主要特征共同的主要特征：血循环系统为闭管式，心脏及主动脉位于消化道腹面；绝大多数在肛门后方有肛后尾。其它重要特征（同样见于其它高等无脊椎动物）：三胚层，后口，次级体腔，两侧对称体制，某些器官的分节现象。脊索组成与功能：由柔软、具弹性的结缔组织构成。具支持功能，主要起支持体轴的作用。来源：是由胚胎期的原肠背壁分化，外突、脱离原肠而形成的一条位于背部的棒状结构。位置在消化道和神经管之间。特点：低等的脊索动物，脊索终生存在、或仅见于幼体时期；高等脊索动物，脊索只在胚胎期出现。发育完全时被脊椎取代。脊索出现在动物演化史上的意义1.构成支撑躯体的主梁,作为体重的受力结构,使内脏器官得到有力的支持和保护2.构成运动肌肉的支点,使躯体不致于在运动时由于肌肉的收缩而变短或变形;3.脊索的中轴支撑作用使动物体能更有效地完成定向运动,快速运动，对于动物的主动捕食和逃避敌害都更为准确和迅捷;4.脊索的出现，使动物体制向完善化方向发展成为了可能。脊索的出现构成脊椎动物头部形成、颌出现的基础。背神经管位置与结构：位于脊索背方，是一条管状的神经组织结构，内有空腔叫神经腔。功能：构成脊索动物神经系统的中枢。特点：在高等脊索动物，背神经管前端分化成脑，后部分化成脊髓。无脊椎动物的神经是什么样的结构？鳃裂位置：低等的脊索动物在消化道前端的咽部两侧有（左右成对排列。数目不等的）裂孔。这些裂孔就是鳃裂。鳃裂或直接开口于体表，或以一个共同的开口间接与外界相通，特点：低等水栖脊索动物的鳃裂终生存在，作为呼吸器官的鳃就附生在鳃裂上。陆栖高等脊椎动物仅在胚胎期或幼体期具有鳃裂。随着发育成长，最终完全消失。第二节脊索动物的分类现存脊索动物约4.7万种，分3个亚门。1.尾索动物亚门（最低等的脊索动物，刚脱离半索动物而来）2.头索动物亚门（脊索动物的代表）3.脊椎动物亚门（进化高等的脊索动物）尾索动物和头索动物又总称为原索动物，因为没有明显的头部，又称无头类。脊椎动物有明显的头部，称有头类。一.尾索动物亚门(一)主要特征脊索和背神经管仅在动物幼体的尾部出现，生长到成体时退化或消失；体表有被囊。（被囊动物）（二）其它特征一般为雌雄同体，但异体受精；生殖方式既营有性生殖，也营无性出牙生殖；生活方式有自由生活，也有固着生活。（三）分类分3个纲：尾海鞘纲、海鞘纲、樽海鞘纲。（四）尾索动物的代表种—柄海鞘1.分类地位：属海鞘纲单海鞘目。2.外形和生活方式成体柄海鞘呈长椭圆形，基部以柄生在海底或海水淹没的物体上，另一端（头部）有入水孔和出水孔。入水孔进水流和微小食物，通消化道，孔内中央有筛状缘膜可以过滤掉粗大的食物，只允许微小食物进入消化道。出水孔的作用就是出水，在正常情况下，水流从入水孔进，由出水孔出。柄海鞘体壁有被囊，是由体壁分泌的一种类似纤维素的物质——被囊素形成。柄海鞘海鞘的外形和内部解剖图血液循环系统：血液循环为开管式，可逆式流动。血管无动脉、静脉区分，血液无固定单向流动方向。内部结构：3.海鞘的变态柄海鞘成体的形态结构与典型的脊索动物差别很大——无脊索、无神经管。但柄海鞘的幼体具有脊索动物的三大特征结构。所以从幼体到成体，柄海鞘的身体结构和生活状态经过了复杂变化。柄海鞘从幼体到成体的变态过程幼体经过几小时的自由生活后，就用身体前端的突起粘着在其它物体上，开始变态。（1）幼体的尾连同内部的脊索和尾肌逐渐萎缩，并被吸收、消失；（2）神经管及感觉器官退化残存为一个神经节；与以上相反（3）咽部却大为扩张，鳃裂数目大大增加，同时形成围绕咽部的围鳃腔；（4）附着的突起演变为海鞘柄；（5）最后海鞘的体壁分泌被囊素构成保护身体的被囊。经过变态，柄海鞘从自由生活的幼体变为营固着生活的成体。身体的构造变的更为简单。(逆行变态)逆行变态柄海鞘经过变态，失去了一些重要构造，形体变的更为简单，这种变态称逆行变态。逆行变态过程图示二．头索动物亚门（Cephalochordata)主要特征：脊索、背神经管、鳃裂终身存在；脊索纵贯全身直达身体最前端。分类：只1纲、1科、2属，30多种。头索纲、鳃口科、文昌鱼属和偏文昌鱼属。代表动物：文昌鱼1.外形2.内部结构3.生活史1.文昌鱼的外形体形：略似小鱼，无明显头部，左右侧扁，身体两端稍尖，故又称双尖鱼。半透明。体长一般40～50mm。外形特征与结构：有背鳍、尾鳍、臀鳍，无偶鳍。肛门位于尾鳍与臀鳍之间。在身体前腹部两侧有腹褶(纵褶)，腹褶后方中央、臀鳍之前有一围鳃腔孔（又称腹孔），是鳃裂排水的总出口。2.内部结构（解剖构造）（1）皮肤：由表皮、真皮和最外面的角皮层3层构成。（2）骨骼：纵贯全身的脊索（作为支持体中轴的支架）。（3）肌肉：全身的主要肌肉是60多对按节排列于体侧的V形肌节，尖端朝前，肌节间由结缔组织的肌膈隔开。（特点：两侧的肌节并不对称）文昌鱼的外形与结构文昌鱼内部结构（4）消化系统：包括①口在前庭之内。口周围为由括约肌构成的缘膜，缘膜的游离缘有缘膜触手10余条。前庭之内、口外有由纤毛构成的轮器②咽（特点：作为收集食物和呼吸的场所，极度扩大，几乎占据身体全长的一半）囊状，咽壁有鳃裂60多对，咽与后部的直管状肠直接相通。从解剖结构上，咽的腹侧正中有内柱（咽下沟）；咽的前方两侧有围咽带，咽的背方正中有背板（咽上沟）。③肠前与咽相通，后开口于肛门。在肠的前端腹侧有盲囊，具（细胞内、细胞外）消化功能，相当于高等动物的肝脏，称肝盲囊。④肛门排泄孔。无消化功能。文昌鱼的摄食与消化:水和食物经缘膜过滤从口进入咽腔，水经鳃裂入围鳃腔，然后由围鳃腔孔流出体外；鳃裂周围的纤毛把食物集中于咽腹侧的内柱，向前输送经围咽带、到背板，再向后输送进入肠管。（5）呼吸系统；鳃裂及其上分布的微血管。（6）血液循环系统：文昌鱼的血液循环系统属闭管式（血液完全在血管内流动）。无心脏，心脏的功能由具有博动能力的腹大动脉代替（所以文昌鱼又称为狭心动物）。血液循环系统的主要结构有：腹大动脉、鳃动脉、背大动脉、总主静脉。.文昌鱼的血液特点：（7）排泄器官:肛门排泄食物残渣。泌尿排泄系统：在咽部有数十对（短而弯曲呈直角的）肾管，肾管的外端有单个开口于围鳃腔的肾孔，肾管的远端紧贴体腔，远端是盲管。体腔的代谢废物通过体腔渗透液进入肾管。再由肾孔送至围鳃腔，随水流排出体外。无色，也没有血细胞和呼吸色素。（8）神经系统：中枢神经——背神经管，前端膨大为脑泡；周围神经包括由脑泡发出的2对脑神经（嗅神经和视神经）和自神经管两侧发出的成对脊神经。（神经管在与每个肌节相应的部分，分别由背、腹发出一对背神经根和几根腹神经根）（9）感觉器官：文昌鱼的感觉器官不发达，主要包括嗅窝、脑眼和分布于全身皮肤中的感觉细胞。嗅窝开口于脑前端背面，脑眼为位于背神经管两侧的黑色小点，是光线感受器。（10）生殖系统：文昌鱼为雌雄异体，生殖腺附生在围鳃腔两侧的内壁上。性成熟的文昌鱼精巢为白色，卵巢为柠檬黄色。成熟的卵或精子排至围鳃腔，再随水流由围鳃腔孔排出体外。文昌鱼的围鳃腔是那些物质的排出通道？3.文昌鱼的生活史文昌鱼生活年龄只3年。（1）受精卵经过一天一夜20多个小时的胚胎发育后，变为全身披有纤毛的幼体、突破卵膜，到海水中活动（一般作夜间升上海面，白天游至海底的垂直回游生活规律）。（2）幼体期3个月，然后沉落海底进行变态。（3）发育约1年，生殖腺开始成熟。产卵一般在6-7月份。一生可产卵3次（4）文昌鱼平时很少活动，常把身体埋于沙中，前端露出沙外或左侧贴卧沙面，借水流携带的浮游生物入口。夜间较为活跃，在海水中作短暂游泳。文昌鱼生活史模式图文昌鱼的生活环境第三节脊椎动物的分类脊椎动物是动物界中进化地位最高的类群，不仅结构最复杂，而且因所处的环境不同，各类别之间的生活方式，外形和体躯结构相差悬殊。分类:分为六纲：圆口纲、鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲。脊椎动物的总种数：4.6万余种。脊椎动物的共同特征1.体形：出现明显的头部（有头类）。头部发展处3对感官：鼻、眼、耳（内耳），均受头骨保护。2.神经系统发达。神经管前端分化为脑，脑又进一步分化出大脑、中脑、间脑、延脑、小脑；后端分化为脊髓。3.内骨骼：出现由中胚层产生的内骨骼。包括硬骨和软骨。中胚层产生的硬骨，是脊椎动物所特有的。4.脊柱：脊柱代替了脊索，前端发展出头骨保护脑，脊柱则保护着脊髓，成为支持身体的中轴。