ЦАРСТВО ЖИВОТНЫЕ - ЗООЛОГИЯ

 

 

Класс млекопитающие, или звери

Первозвери - клоачные. Сумчатые. Плацентарные - высшие звери

 

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