Вони визначаються однією жорсткою лінією кісток.
Хребетні – це тварини з хребтом. Це базовий біологічний роздільник у тваринному світі. Без нього ви належите до безхребетних. З ним ви приєднуєтеся до риб, амфібій, рептилій, птахів і ссавців.
Хребет – це не просто палиця на спині. Це центральна опора усієї скелетної системи. Він складається із хребців. Ці окремі кістки складаються в стовп, який досить міцний, щоб витримувати вагу, але досить гнучкий, щоб забезпечувати рух.
Ця структура виконує дві критично важливі функції. По-перше, вона формує каркас тіла. Незалежно від того, складається скелет з твердої кістки або гнучкого хряща, хребет тримає все разом. По-друге, і, можливо, ще важливіше, він захищає спинний мозок. Цей пучок нервів проходить безпосередньо через хребці, діючи як головна магістраль між мозком та рештою тіла.
Хребет ефективно поділяє тіло на симетричні половини. Ця білатеральна симетрія поширена серед найвищих тварин. Вона забезпечує скоординований рух. Ви можете ходити, плавати чи літати, тому що ваша центральна вісь дозволяє м’язам тягнути за собою стабільну структуру.
Це простий дизайн. Одна лінія кісток. Два результати: підтримка та захист. Решта — другорядне.
Базовий план хребетних: чому це важливо
Ви розглядаєте приблизно 60 тисяч видів. Це число включає всіх живих істот з хребтом, а також вимерлих, які ходили, плавали або літали задовго до появи людей. Вони діляться на п’ять основних класів: ссавці, птахи, рептилії, амфібії та риби.
Але структурна реальність. Ці тварини належать до підтипу хребетних (Vertebrata). Це одна із трьох груп у типі Хордові (Chordata). Визначення суворе. Щоб відповідати цьому статусу, організм повинен був мати хорду, спинну нервову трубку, зябра та хвіст на якомусь етапі свого ембріонального розвитку. Навіть якщо ви втрачаєте зябра у дорослому стані, ви колись їх мали. Це і є характерною ознакою хребетних.
Коли і де вони з’явилися?
Оцінки вказують на появу хребетних на початку кембрійського періоду. Це приблизно 530 мільйонів років тому. Це потрапляє squarely в “кембрійський вибух” – період раптової появи складного багатоклітинного життя.
Найдавніші скам’янілості розповідають конкретну історію. Йдеться про Haikouichthys і Myllokunmingia. В обох організмів були черепи. Обидва виглядали напрочуд схожими на риб. Вони виникли в прісноводних довкіллях. Але це був лише початок. Адаптація вивела їх із води на сушу. Це еволюційне досягнення дозволило хребетним домінувати майже переважають у всіх екосистемах Землі.
Основні біологічні особливості
Що робить хребетне? Це не лише кістки. Це комплекс скоординованих систем.
Опорна структура
Скелет та хребетний стовп утворюють вісь тіла. Ця структура захищає внутрішні органи. Вона оберігає спинний мозок та підтримує мускулатуру. Матеріал варіюється. Деякі кістяки кісткові, що складаються з твердих кальцієвих відкладень. Інші хрящові, гнучкі та пружні. Багато хто є гібридом обох типів.
Центр управління
Нервова система керується мозком. Це дозволяє координувати реакцію зовнішні подразники. Кожна частина тіла з’єднана із цим центральним вузлом. Мозок майже завжди захищений черепом, який є частиною згаданого вище скелетного каркасу.
Механіка дихання
Дихання відрізняється залежно від класу. Більшість наземних хребетних – ссавці, птахи та рептилії – використовують легені. Вони витягають кисень з повітря та виводять вуглекислий газ. Водні хребетні, такі як риби та амфібії, покладаються на зябра. Цей процес відбувається у воді.
Кровообіг
Більшість хребетних мають замкнуту кровоносну систему. Це означає, що кров залишається усередині судин. Серце перекачує цю кров до органів та тканин. Ефективність цього циклу підтримує вищі рівні метаболізму та активніший спосіб життя.
Розмноження та розвиток
Статеве розмноження є нормою. Чоловічі та жіночі гамети поєднуються, утворюючи зиготу. Ця зигота розвивається у потомство. Є винятки. Деякі види риб розмножуються безстатевим шляхом. Більшість хребетних мають період внутрішньоутробного розвитку в тілі матері або проходять через стадію личинки перед досягненням дорослої стадії. Люди належать до першої категорії. Багато риб — до другої.
Регуляція температури
Тут стає видимим поділ. Хребетні регулюють температуру тіла двома різними способами.
- Ендотерми: Відомі як теплокровні тварини. Ці істоти підтримують постійну внутрішню температуру незалежно зовнішніх чинників. Їх діапазон зазвичай становить від 34 до 38 °C. Ссавці та птиці відносяться до цієї групи.
- Ектотерми: Відомі як холоднокровні тварини. Ці види регулюють температуру свого тіла залежно від довкілля. Рептилії, амфібії та більшість риб є ектотермами.
Перший клас: Ссавці
Ссавці визначаються кількома ключовими ознаками. У них є волосся чи хутро. Вони виробляють молоко для вирощування свого потомства. Вони ендотермні. Список продовжується.
Вони визначаються наявністю молочних залоз і належать до таксономічної групи Mammalia. Це відправна точка. Але перелік визначальних ознак йде глибше. Вони мають шерсть. Щелепа, побудована навколо зубної кістки. І вони є чотирилапими, тобто мають чотири кінцівки.
Список добре знайомий. Люди. Леви. дельфіни. Коні. Собаки. Навіть мешканці океану потрапили до цього списку.
також: Дикі тварини
Птахи
Вони – одна з найрізноманітніших груп, що зустрічається майже в усіх куточках планети. Існує близько 10 000 визнаних видів птахів. Всі вони відносяться до таксономічного класу Aves.
Ви знаєте їх по пір’ї. Або по порожніх кістках. Можливо, по дзьобах без зубів. Більшість із них навчилися літати. Це їхня головна суперсила. Але не всі вони користуються.
Візьміть пінгвіна чи страуса. Вони залишаються землі. Їхні передні кінцівки еволюціонували в крила, безумовно, але часто вони служать іншим цілям. Задні ноги беруть на себе основне навантаження при стоянні та ходьбі.
Деякі імена вам точно знайомі. Орел. Папуга. Колібрі. Яструб. Пелікан.
Рептилії
Амфібії: недосконалий перехід
Якщо рептилії – майстри сонця, то амфібії – заручники води. Це не метафора. Їхня назва говорить сама за себе: amphibia означає «подвійне життя». Вони народжуються у воді, дихають зябрами, а потім, завдяки біологічному удару долі, розвивають легені та кінцівки, щоб підкорити сушу.
Але суша – вороже середовище для їхньої шкіри.
На відміну від рептилій, які захистили себе лускою з кератину, щоб утримувати вологу, амфібії обрали інший шлях. Їхня шкіра тонка, волога і часто слизка. Ця проникність дозволяє їм дихати через поверхню тіла – вражаючий, але небезпечний біологічний трюк. Це означає, що ніщо не залишається непоміченим. Потрапляють забруднювачі. Потрапляють бактерії. Вода випаровується, якщо стає спекотно.
Це прирече їх жити на межі. У калюжах. У вологих лісах. На берегах річок. Вони не можуть далеко відходити від джерела зволоження.
Перехід – це не лише фізичний. Він і репродуктивний. Більшість амфібій відкладають яйця без твердої шкаралупи. Вони схожі на маленькі мішечки із желе. Без захисту кальцинованої оболонки ці яйця вразливі до висихання. Тому їх майже завжди відкладають у воду або на вкрай вологий ґрунт. Якщо довкілля висихає, наступне покоління вмирає ще до народження.
Чому це важливо сьогодні?
Тому що амфібії – це система раннього попередження нашої планети. Будучи такими проникними, вони першими виявляють зміни в якості повітря і води. Коли популяції жаб, жаб і саламандр починають знижуватися, це екологічна трагедія. Це сигнал. Він показує, що щось негаразд в екосистемах, що підтримують життя, включаючи людське.
Крім того, їхній життєвий цикл робить їх унікальними індикаторами. Вони залежать від двох світів: водного для розмноження та наземного для дорослого харчування. Якщо одне з цих двох середовищ руйнується, амфібія зникає. Це слабка ланка, але також одна з найінформативніших про здоров’я нашого середовища.
Вони не такі стійкі, як рептилії. Вони не мають зовнішньої броні. Але їхня крихкість, парадоксальним чином, робить їх такими важливими для розуміння меж життя на Землі.
Земноводні: шкіра, стрибки та радикальні зміни
Представники цієї групи хребетних дихають через вологу шкіру. Їхні тіла мають потужну м’язову силу, що дозволяє їм пересуватися стрибками або плаванням — або тим і іншим одночасно. Деякі види однаково легко використовують обидва способи пересування.
Метаморфоз є їхньою визначальною рисою. Багато хто з них зазнає радикальних структурних змін від моменту вилуплення у формі личинок до досягнення остаточної дорослої форми. Це повне біологічне перетворення.
Жаби, саламандри та тритони – все це земноводні. Вони поділяють цей унікальний життєвий цикл та фізіологію.
Риби: більшість океану
Риби є найбільш різноманітною групою хребетних. Вчені ідентифікували близько 34 000 видів. Вони живуть лише у воді. Їхній ареал величезний. Від прісноводних річок до солоних океанів займають майже кожну водну нішу.
Їхнє тіло має обтічну форму для забезпечення гідродинаміки. Дихання здійснюється за допомогою зябер. Вони яйцекладні, тобто розмножуються, відкладаючи яйця.
У підводному світі домінують дві основні категорії.
Кісткові риби (Osteichthyes)
Кісткові риби включають всіх риб із внутрішнім скелетом, що складається з кістки. Хоча хрящ може бути у невеликих частинах тіла, кістка є основний структурою. Зазвичай вони мають термінальний рот із зчленованими дермальними кістками. Зуби проростають із цих кісток. Після випадання ці зуби неможливо замінити. Це обмежує їхню здатність регенерувати ключові інструменти для живлення.
Гігантський групер і скорпен є яскравими прикладами кісткових риб. Вони покладаються на цей скелетний жорсткий каркас для швидкості і сили в складних рифових або відкритих водних середовищах.
Хрящові риби (Chondrichthyes)
Хрящові скелети та виключення безщелепних
Більшість риб із внутрішнім скелетом спираються на хрящ, а не на кістку. До цієї категорії належать акули, скати, манта та химери. Їхні зуби не зростаються з щелепною кісткою. Вони постійно скидають зношені зуби та вирощують нові. Ця адаптація має значення виживання. Жертви із твердою оболонкою руйнують зуби. Постійна заміна зубів забезпечує ефективність живлення.
Безщелепні являють собою інший еволюційний шлях.
Це безщелепні хребетні. Вони позбавлені складних зубних структур, притаманних хрящових риб. Їхні механізми живлення засновані на всмоктуванні або зіскоблюванні. Ця стародавня лінія вижила, тоді як щелепні риби диверсифікувалися. Розуміння безщелепних пояснює коріння еволюції хребетних.
Також див. Водні тварини.
Безщелепні аномалії в еволюції хребетних
Це хребетні, які ніколи не обзавелися щелепами.
Уявіть собі вугра, але давнішого. Стародавнішого і дивнішого. У цих тварин відсутні зчленовані структури, що дозволяють більшості риб кусати, давити чи розривати їжу. Натомість вони покладаються на всмоктування. Ця анатомічна особливість відводить їм певні екологічні ніші: гематофагію (харчування кров’ю) та некрофагію (живлення паділлю).
У цьому безщелепному світі домінують дві різні групи.
Міноги і міксини — єдині агнати, що збереглися. Вони є лінією, що відокремилася до еволюції нижньої щелепи.
Коли ми розглядаємо загальну карту життя хребетних, ці безщелепні аномалії тихо розташовуються біля основи дерева. Але решта гілок? Вони визначаються тим, що у них є.
Ссавці: Теплокровні опікуни
Ссавці визначаються терморегуляцією і турботою про потомство. Вони підтримують свою температуру тіла. Вони вигодовують дитинчат молоком. Більшість із них покрита шерстю, хоча є й винятки.
- Поширені приклади: собака, кішка, слон, горила, ведмідь, тигр, лев, зебра, жираф, носоріг, дельфін.
Зверніть увагу на дельфіна. Це морський ссавець. Воно дихає повітрям. Воно не є рибою.
Птахи: Пернаті літуни
Політ – очевидна риса, але основа будови складніша. Пір’я. Крила. Дзьоби. І яйця.
- Поширені приклади: качка, орел, сова, пінгвін, папуга, колібрі, сокіл, стерв’ятник, страус, горобець.
Пінгвіни не літають у повітрі, але вони «літають» у воді. Анатомія це підтверджує.
Риби: Жабродишащіе плавці
Ця група визначається середовищем проживання та диханням. Вони мешкають у воді. Вони дихають через зябра.
- Поширені приклади: тунець, акула, скат, меч-риба, групер, форель, риба-фугу.
Ця категорія часто розуміється неправильно. Акули – це риби. Похилість – це риба. Але знову уникайте пастки з ссавцями. Дельфіни та кити не сюди відносяться. Вони дихають повітрям і мають шерсть (нехай і вкрай рідкісну).
Рептилії: Лускаті холоднокровні
Температура тіла для зовнішня рептилій. Їхня шкіра служить бар’єром. Луска забезпечує захист та зменшує втрату води.
- Поширені приклади: крокодил, алігатор, ящірка, ігуана, черепаха, гекон, комодський варан, хамелеон, змія.
Від масивного комодського варана до крихітного гекона – луска покриває все. Стратегія хладнокровності працює, тому що вони можуть регулювати поведінку для керування теплом тіла.
Амфібії: Перехід до подвійного способу життя
Вони живуть частину життя у воді, а частина – на суші. Ключову роль відіграє шкіра. Вона волога. Вона проникна. Вони можуть дихати через неї, особливо коли знаходяться під водою або у вологому середовищі.
- Поширені приклади: жаба, жаба, аксолотль, саламандра, цецилія, тритон, олма, алжирська жаба.
Аксолотль виділяється тут. Він часто зберігає свої личинкові ознаки протягом усього життя. Він не завжди проходить повну метаморфозу
