最高等的脊椎动物哺乳纲Mammalia哺乳动物是全身被.docx

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最高等的脊椎动物哺乳纲Mammalia哺乳动物是全身被

第七节：

最高等的脊椎动物

——哺乳纲（Mammalia）

哺乳动物是全身被毛、运动快速、恒温、胎生和哺乳的脊椎动物。

它是脊椎动物中躯体结构、功能和行为最复杂的一个高等动物类群。

鸟类和哺乳类都是从爬行动物起源的，它们分别以不同的方式适应陆栖生活所遇到的许多基本矛盾，并在新陈代谢水平全面提高的基础上获得了恒温。

因而鸟类与哺乳类又称为恒温动物。

一、哺乳类的进步特征：

1、体表被毛——保温。

2、出现口腔咀嚼和消化——提高了对能量的摄取。

3、具有高而恒定的体温——减少了对环境的依赖性。

4、具有在陆上快速运动的能力——主动适应环境。

5、胎生、哺乳——保证了后代的成活率。

6、具有动物界最发达的神经系统和感官。

这些进步性特征，使哺乳类能够适应各种各样的环境条件，分布几遍全球，广泛适应辐射，形成了陆栖、穴居、飞翔和水栖等多种生态类群。

二、哺乳纲的系统特征：

（一）繁殖：

1、全部哺乳，绝大多数胎生。

除单孔类为卵生外，均胎生、哺乳。

胎生使胚胎发育和早期胚后发育条件优越，成活率高。

为哺乳类的生存和发展提供了广阔前景。

哺乳动物的胎儿借胎盘和母体联系并取得营养，在母体内完成胚胎发育过程，形成幼儿时从母体产出。

胎盘——胎儿的绒毛膜和尿囊与母体子宫壁的内膜结合起来形成的结构，胎儿借胎盘与母体联系并取得营养，进行物质交换，具有胎儿暂时性肺、肝、小肠、肾的功能，并能产生激素。

胎儿与母体这两套血液循环系统并不通连，而是被一极薄（约2μm厚）的膜所隔开，营养物质和代谢废物是透过膜起弥散作用来交换的。

哺乳类的胎盘分为无蜕膜胎盘和蜕膜胎盘。

前者胚胎的尿囊和绒毛膜与母体子宫内膜结合不紧密，胎儿出生时就像手与手套的关系一样易于脱离，不使子宫壁大出血。

蜕膜胎盘的尿囊和绒毛膜与母体子宫内膜结为一体，因而胎儿产生时需将子宫壁内膜一起撕下产出，造成大量流血。

蜕膜胎盘的效能高，更有利于胚胎发育，一般认为是属于哺乳类的较高等的类型特征。

无蜕膜胎盘一般包括散布状胎盘（绒毛均匀分布在绒毛膜上，鲸、狐猴以及某些有蹄类属此）和叶状胎盘（绒毛汇集成一块块小叶丛，散布在绒毛膜上，大多数反刍动物属此）。

蜕膜胎盘一般包括环状胎盘（绒毛呈环带状分布，食肉目、象、海豹等属此）和盘状胎盘（绒毛呈盘状分布，食虫目、翼手目、啮齿目和多数灵长目属此）。

人的胎盘即为一种盘状胎盘。

胎生使胚胎发育和早期胚后发育条件优越，成活率高。

胎生方式为发育的胚胎提供了保护、营养以及稳定的恒温发育条件，是保证酶活动和代谢活动正常进行的有利因素，使外界环境条件对胚胎发育的不利影响减低到最小程度，为哺乳类的生存和发展提供了广阔前景。

2、生殖器官：

（1）主性器官：

雄性——睾丸

雌性——卵巢。

功能：

①产生生殖细胞；

②分泌性激素。

（2）附性器官

雄性：

附睾，输精管，前列腺，阴茎等。

雌性：

输卵管，子宫，阴道等。

功能：

①输送生殖细胞；

②为胚胎发育提供条件。

哺乳类的子宫有多种类型。

原始类型为双体子宫（如啮齿类），较高等种类则为分隔子宫（如猪）、双角子宫（如有蹄类、食肉类）和单子宫（如蝙蝠、灵长目）。

单子宫一般产仔数目较少。

（二）外形：

体外被毛。

身体分头、颈、躯干、四肢和尾。

陆生种类前肢的肘关节向后转、后肢的膝关节向前转，从而使四肢紧贴于躯体下方，提高了支撑、奔跑和跳跃的能力，结束了低等陆栖动物以腹壁贴地，用尾巴作为运动的辅助器官的局面。

尾起运动平衡作用，牛和马的尾可驱赶昆虫，袋鼠的尾可撑地，但尾大都趋于退化。

水栖种类（如鲸）体呈鱼形，附肢呈桨状，尾似鳍可划水。

飞翔种类（如蝙蝠）前肢特化为翼。

穴居种类（如鼹鼠）体躯粗短，前肢特化如铲状，适应掘土。

（三）皮肤及其衍生物：

1、皮肤的组成：

表皮和真皮均加厚。

表皮的角质层发达，真皮结构致密，内含丰富的血管、神经、感觉末梢和皮下脂肪，故皮肤不仅有良好的抗透水、抗张力和抗菌性，而且有感觉、排泄和调节体温的功能。

2、皮肤腺发达——主要有4种类型：

①皮脂腺（泡状腺）：

多开口于毛囊基部，分泌的油脂可柔润皮肤及其衍生物。

②汗腺（管状腺）：

下陷入真皮深处，盘卷成团。

出汗是散热和排泄代谢废物（如尿素）的又一有效途径。

③乳腺（管状腺与泡状腺复合的腺体）：

是特化的汗腺，为哺乳类特有。

除原兽亚纲外，乳腺分布集中的部位形成乳房，出口集中的部位形成乳头。

④味腺（臭腺）：

由汗腺或皮脂腺特化而来，可产生特殊气味的物质，与防卫、种内嗅觉联系和两性间的吸引有关，如黄鼬肛门的臭腺、麝鼠尾基部的香腺等。

3、衍生物：

毛，角，爪，指（趾），蹄，齿等。

（四）骨骼系统：

特点：

脊柱分区明显，结构坚实而灵活；四肢下移至腹面，出现肘（elbow）和膝（knee），将躯体撑起，适宜在陆上快速运动；头骨因脑与嗅囊（鼻囊）的高度发达而有较大特化。

演化趋向：

①骨化完全，为肌肉的附着提供充分的支持；

②愈合和简化，增大了坚固性并保证轻便；

③中轴骨韧性提高，使四肢得以较大的速度和范围（步幅）活动；

④长骨的生长限于早期，与爬行类的终生生长不同，提高了骨的坚固性并有利于骨骼肌的完善。

1、脊柱：

脊柱分为颈椎、胸椎、腰椎、荐椎及尾椎5部分。

水栖种类由于后肢退化而无明显的荐椎。

颈椎数目大多为7枚，这是哺乳类特征之一。

第一、二枚颈椎特化为寰椎和枢椎，这种结构使寰椎与头骨间除可作上下运动外，寰椎还能与头骨一起在枢椎的齿突（枢突）上转动，更提高了头部的运动范围，这对于充分利用感官、寻捕食物和防卫，都是有利的适应。

胸椎10～13枚，两侧与肋骨相关节。

胸椎、肋骨及胸骨构成胸廓（thoracicbasket），是保护内脏、完成呼吸动作和间接地支持前肢运动的重要器官。

荐椎多3～6枚，有愈合现象，构成对后肢带骨（腰带）的稳固支持。

尾椎数目不定而且退化。

哺乳类的锥体为双平型椎体，这种椎体类型提高了脊柱的负重能力。

相邻的椎体之间具有软骨构成的椎间盘，能缓冲运动时对脑及内脏的震动，提高了活动范围。

2、头骨：

哺乳类的头骨由于脑、感官（特别是鼻囊）的发达和口腔咀嚼的产生而发生显著变化。

脑颅和鼻腔扩大和发生次生腭。

头骨有较大的变形。

顶部有明显的"脑杓"以容纳脑髓，枕骨大孔移至头骨的腹侧，头骨骨块的减少和愈合，是哺乳类的一个明显特征。

哺乳类的嗅觉（鼻囊）和听觉（耳囊）十分发达。

有明显的"脸部"；具2个枕骨髁，下颌由单一齿骨构成。

3、带骨及肢骨：

哺乳类的四肢主要是前后运动，肢骨长而强健，与地面垂直，指（趾）朝前。

疾走种类的前后肢均在一个平面上运动，与屈伸无关的肌肉退化，以减轻肢体重量。

肩带薄片状，由肩胛骨、乌喙骨及锁骨构成。

肩胛骨十分发达，乌喙骨已退化成肩胛骨上的一个突起（称乌喙突）。

锁骨多趋于退化，仅在攀缘（如猴）、掘土（如鼹鼠）和飞翔（如蝙蝠）等类群发达。

前肢骨的基本结构与一般陆生脊椎动物类似，但肘关节向后转，提高了支撑和运动的能力。

腰带由骼骨、坐骨和耻骨构成。

哺乳类的腰带愈合，加强了对后肢支持的牢固性。

后肢骨的基本结构与一般陆生脊椎动物类似，但膝关节向前转，提高了支撑和运动的能力。

陆栖种类有跖行（如熊）、趾行（如猫）和蹄行（如马）3种足型。

其中以蹄行性与地表接触最小，是适应于快速奔跑的一种足型。

（五）肌肉系统：

1、四肢肌肉强大——适应快速奔跑。

2、具有特殊的隔肌——把体腔分隔为胸腔和腹腔。

在神经系统的调节下发生运动而改变胸、腹腔的容积以辅助呼吸。

3、皮肤肌发达。

4、咀嚼肌强大——有利于进攻、防御、撕咬和咀嚼。

（六）消化系统：

1、消化道分化程度高，消化腺发达：

消化道——口腔，咽、食道、胃（单胃，复胃）、小肠（十二指肠，空肠、回肠）、大肠（结肠、直肠）、肛门。

消化腺——唾液腺、胃腺、肠腺、肝脏、胰脏等。

2、出现了口腔消化：

（1）三对大的唾液腺——腮腺（耳下腺）、颌下腺、舌下腺。

（2）具有肌肉发达的舌——与摄食、搅拌及吞咽动作有密切关系。

表面分布有味蕾（tastebud），为一种化学分析器。

舌也是人的发音辅助器官。

（3）牙齿：

齿异型——分化为门牙（主司切割）、犬牙（主司刺穿和撕裂）、前臼齿和臼齿（主司切、压和咀嚼等）。

齿型和齿数在同一种类是稳定的，但不同哺乳动物的牙齿在形状和数目上有很大变异，故可用于分类。

通常以齿式来表示一侧牙齿的数目，例如：

猪的齿式为3/3.1/1.4/4.3/3＝44。

哺乳类的牙齿从发育特征看，有乳齿与恒齿的区别。

乳齿脱落以后即代以恒齿，恒齿终生不再更换。

此种生齿类型称为再出齿。

它与低等种类的多出齿不同，后者牙齿易脱落，一生中多次替换，随掉随生。

哺乳类的前臼齿（premolar）和门牙、犬牙有乳齿。

臼齿无乳齿。

3、胃分两类：

单胃和复胃（反刍）。

反刍类具有多于1室的胃，如牛的复胃分为瘤胃、网胃（蜂巢胃）、瓣胃和皱胃。

其中前3个室为食道的变形，皱胃为胃本体。

反刍的简要过程是：

食团进入瘤胃以后，在细菌、纤毛虫和真菌作用下发酵分解（有时也能进入网胃）；存于瘤胃和网胃内的粗糙食物上浮，刺激瘤胃前庭和食道沟，引起逆呕反射，粗糙食物经食道回到口腔被再度咀嚼。

咀嚼后的细碎和比重较大的食物再经瘤胃与网胃的底部，最后达于皱胃。

这种反刍过程可反复进行，直至食物充分分解为止。

（七）呼吸系统：

1、呼吸道：

分上呼吸道（鼻、咽、喉）和下呼吸道（气管、支气管）两部分。

2、鼻腔：

鼻腔与口腔完全分开，鼻腔内有发达的鼻甲骨，其粘膜表面满布嗅觉神经末梢。

鼻粘膜除了有感觉的功能外，还有对空气的加温、湿润和过滤（除尘）作用。

3、喉（larynx）：

为呼吸的通道和发声器官。

4、肺与胸腔：

肺为海绵状，由很多微细支气管和肺泡构成。

肺泡由单层扁平上皮组成，外面密布微血管，是气体交换的场所，数目非常多，如人的肺泡约有7亿，总面积可达60～120m2。

胸腔为哺乳类特有的、容纳肺的体腔，借横隔膜与腹腔分隔。

横隔膜的运动可改变胸腔容积（腹式呼吸），加上肋骨的升降来扩大或缩小胸腔容积（胸式呼吸），使哺乳类的肺被动地扩张和回缩，以完成呼气和吸气。

（八）循环系统：

血液循环系统是生命活动继续的最显著的信号之一。

血液循环停止就意味着生命的结束。

人的一生中心脏搏动达260亿次，从心室所搏出的血流有150000t，就可知其重要性了。

哺乳类和鸟类一样，心脏分为四腔（完全的双循环、动静脉血不在心脏内混合）。

1、心脏：

分为4腔。

右心室血液经肺动、静脉回左心房，构成肺循环。

左心室血液经体动、静脉回右心房，构成体循环。

2、动脉：

哺乳动物仅具有左体动脉弓。

左体动脉弓弯向背方为背大动脉，直达尾端。

沿途发出各个分支到达全身。

新出现奇静脉（右侧）及半奇静脉（左侧），相当于低等四足动物的退化的后主静脉前段，收集背侧及肋骨间静脉血液，注入前大静脉回心。

3、静脉：

趋于简化，主要表现在：

（1）相当于低等四足动物的成对的前主静脉和后主静脉，大体上被单一的前大静脉（上腔静脉）和后大静脉（下腔静脉）所代替。

（2）肾门静脉消失。

来于尾部及后肢的血液直接注入后大静脉回心。

肾门静脉（以及腹静脉）的消失，使尾及后肢血液回心时，减少了一次通过微细血管的步骤，有助于加快血流速度和高血压。

4、淋巴：

淋巴系统发达。

组织液渗透进入微淋巴管，微淋巴管逐渐汇集为较大的淋巴管，有众多淋巴节阻截异物并产生有免疫功能的淋巴细胞，最后经胸导管注入前大静脉回心。

（九）排泄系统：

排泄系统主要由肾脏（泌尿）、输尿管（导尿）、膀胱（贮尿）和尿道（排尿途径）所组成，皮肤也能通过排汗参与排泄。

肾脏的主要功能是排泄代谢废物，参与水分和盐分调节以及酸碱平衡，以维持有机体内环境理化性质的稳定。

肾脏含数以百万计的肾单位，肾单位由肾小体和肾小管组成。

从毛细血管球渗透出来的原尿流向为：

肾小体的肾小囊→肾小管（近曲小管→髓袢即亨氏袢→远曲小管）重吸收→集合管重吸收（成为终尿）→肾盏→肾盂→输尿管→膀胱→尿道→体外。

被重吸收的成分包括大部分的水、无机盐、葡萄糖等，含氮废物主要是尿素。

（十）神经系统：

1、特点：

（1）大脑和小脑体积增大；

（2）神经细胞所聚集的皮层加厚；

（3）表面出现了沟和回。

2、中枢神经系统：

包括脑和脊髓。

（1）大脑半球：

新脑皮高度发展，原来的古脑皮，成为梨状叶，与嗅觉有关。

原脑皮萎缩成海马，与嗅觉和记忆有关。

功能：

接受来于全身的各种感受器传来的冲动，通过分析综合，产生合适的反应。

左右大脑半球之间的神经纤维通路称胼胝体。

（2）间脑：

①丘脑——感觉分析功能（嗅觉除外）。

②丘脑下部——调节内脏活动（体温、摄食、饮水、内分泌等）。

（3）中脑：

相对不发达，为视觉与听觉的反射中枢。

其背方的四叠体，前面一对为视觉反射中枢，后面一对为听觉反射中枢。

（4）小脑：

体积增大，是运动协调和维持躯体正常姿势的平衡中枢。

小脑皮质又称新小脑，为哺乳类所特有。

在延脑底部，由横行神经纤维构成的隆起，称为脑桥，是小脑与大脑之间联络通路的中间站，也为哺乳类所特有。

（5）延脑：

除了构成脊髓与高级中枢联络的通路外，延脑又是重要的生命（活动）中枢，如呼吸、消化、循环、汗腺分泌以及各种防御反射（如咳嗽、呕吐、泪分泌、眨眼等）。

又称“活命中枢”。

3、植物性神经系统（或称自主神经系统）：

十分发达，其主要机能是调节内脏活动和新陈代谢过程，保持体内环境的平衡，其特点是：

①中枢位于脑干和胸、腰、荐髓的特定部位；②传出神经不直接达于效应器，而是在外周的植物性神经节内更换神经元；③协调内脏器官、腺体、心脏和血管以及平滑肌的感觉和运动。

植物性神经系统包括交感神经系统和副交感神经系统，二者分布相近但效应相互颉颃，交感神经兴奋引起心跳加快，血管收缩，血压升高，呼吸加深加快，瞳孔放大，竖毛肌收缩，消化道蠕动减弱，有些腺体（例如唾液腺）停止分泌，使有机体处于"应激"状态。

副交感神经兴奋的效应则相反。

（十一）感觉器官：

1、嗅觉：

鼻腔的扩大和鼻甲骨的复杂化，使嗅黏膜表面积大为增加，嗅觉发达。

2、听觉：

内耳具有发达的耳蜗管；中耳内具有3块彼此相关节的听骨（锤骨、砧骨和镫骨）；具发达的外耳道和耳壳。

3、视觉：

哺乳类对光波的感觉灵敏，但夜间活动的种类对色觉感受力差；灵长目辨色能力以及对物体大小和距离的判断均较准确，眼的构造与其他脊椎动物相似。

三、哺乳纲分类：

现存哺乳类约有4600多种，分布几遍全球。

依进化水平和结构特点可分为3个亚纲。

（一）原兽亚纲（Prototheria）：

较接近爬行类。

卵生，雌兽产具壳的多黄卵，具孵卵行为，不具乳头；肩带具有乌喙骨、前乌喙骨及间锁骨。

直肠开口于泄殖腔，故称单孔类。

雄兽无阴茎。

大脑皮层不发达、无胼胝体。

成体无齿，代以角质鞘。

体温调节能力较差，一般26～35℃。

现存仅单孔目（Monotremata）下的3个种。

代表为鸭嘴兽（Ornithorhynchusanatinus）。

嘴形宽扁，无唇而具角质鞘，尾扁平，指（趾）间具蹼，无耳壳。

适于游泳。

有"活化石"之称。

（二）后兽亚纲（Metatheria）：

胎生；卵黄囊胎盘。

幼仔需在雌兽的育儿袋中长期发育，故称有袋类。

泄殖腔仅有残余。

前乌喙骨与乌喙骨均退化，肩胛骨增大。

大脑皮层无沟回。

无胼胝体。

仅一目，即有袋目（Masupialia）。

主要分布于澳洲及南美洲草原。

代表有大赤袋鼠（Macropusrufus），后肢强大，趾有并合现象，善跳跃。

尾长大，栖息时与两后腿构成三角支撑，跳跃时又起平衡器作用。

幼仔刚出生时无吸吮能力，由母兽乳房的肌肉收缩将乳汁喷入其口中。

（三）真兽亚纲（Eutheria）：

进化水平最高，种类最多。

有真胎盘，又称胎盘亚纲。

胎儿发育较完善。

母体的乳头乳腺发育充分。

无泄殖腔；肩带为单一的肩胛骨所构成。

大脑皮层发达，有沟和回，有胼胝体。

异型齿，但齿数趋向于减少，门牙数目少于5枚。

体温较高，多数在37℃左右。

现存哺乳类约95％的种在本亚纲，下分18个目。

我国产14个目，约500种。

——主要的目及其代表动物：

1、食虫目（Insetivoral：

刺猬（Erinaceuseuropaeus）。

2、树鼩目（Scandentia）：

树鼩（Tupaiaglis）。

3、翼手目（Chiroptera）：

家蝠（Vespertiliojavannicus）。

4、灵长目（Primates）：

猕猴（Macacamulatta），猩猩（Pongopygmaeus）等

5、鳞甲目（Pholidota）：

穿山甲（Manispentadactyla）。

6、兔形目（Lagomopha）：

草兔（Lepuscapensis）。

7、啮齿目（Rodentia）：

松鼠（灰鼠）（Sciurusvulgaris）。

8、鲸目（Cetacea）：

白鳍（暨）豚（Lipotesvexillifer），小鳁鲸（Balaenopteraacturostrata）等。

9、食肉目（Carnivora）：

狼（Canislupus），黑熊（Ursusthibetanus），大熊猫（Ailuropodamelanoleuca），黄鼬（黄鼠狼）（Mustelasibica）、虎（Pantheratigris），豹（Pantherapurdus）等。

10、鳍脚目（Pinnipedia）：

斑海豹（Phocavitulina）。

11、长鼻目（Proboscidea）：

仅有亚洲象（Elophasmaximus）和非洲象（Losodontaafricana）2种。

12、奇蹄目（Perissodactyla）：

野驴（Equushemionus），野马（EquusPrzewalskii），亚洲犀（独角犀）（Rhinocerosunicornis）等。

13、偶蹄目（Artiodactyla）：

野猪（Susscrofa），河马（Hippoptamusamphibius），双峰驼（Camelusbactrianus），梅花鹿（Clevusnippon），水牛（Bubalusbubalus）等。

四、哺乳类的经济意义：

（一）有益方面：

1、食用：

从原始社会到现在，哺乳动物为人类提供了无数肉、奶等食品。

随着转基因、克隆等生物技术的发展，产肉或产奶效率更高的品种将不断涌现。

2、药用：

哺乳动物身体的许多部位可入药，如著名中药牛黄是牛的胆结石；中药的犀角则是犀牛头部特化的毛，现在常用牛角代替；鹿茸是梅花鹿绒毛状表皮的幼角；麝香是麝的皮肤腺分泌物；紫河车则是人的胎盘；中药"夜明砂"即为经过加工的蝙蝠粪。

3、衣着：

水貂、紫貂、麝鼠、貉、狐、兔、牛、羊和猪等的毛皮可制作衣服、帽子、皮鞋、皮带和手套等。

4、使役：

骆驼被称为"沙漠之舟"；耕牛至今仍在农业生产中发挥重要作用；战马曾伴随人类书写战争史；大象用来搬运重物；犬用于看家、拉雪橇、牧羊和追踪等；猪的嗅觉比狗还灵，有人训练它帮助检查毒品等。

5、饲料：

牛、猪等的屠宰下脚料可制成肉骨粉，血液可加工成血粉，处理过的粪便可喂蚯蚓和鱼等。

6、肥用：

猪、牛和羊等每年为农业生产提供大量的有机肥。

7、宠物和观赏：

犬、猫和体型较小的猪等被作为宠物；猴子、熊、虎、狮、虎和大象常在动物园展出或在马戏团表演。

鹿角有相当的装饰价值。

8、仿生：

如声纳定位的编幅、海豚是现代科学的仿生对象。

9、实验动物：

许多试验不便在人身上开展，就会用动物来做，常用的试验动物有小白鼠、大白鼠、兔、猫、狗和猴子等。

10、生态平衡：

哺乳动物是生态系统的要素之一，与其他生物存在相生、相克等复杂的关系，由此共同维护着生态平衡。

（二）哺乳类的有害方面：

1、直接危害人和家畜安全：

如狼、豺和鼠类等。

2、传播疾病：

如传播鼠疫、狂犬病、出血热、土拉伦斯病、弓形虫病等。

3、危害工农业生产：

鼠类咬断电线或闯入变压器引起停电停产。

鼠类、野猪和猴子等危害作物、森林、草原等，其中危害最广、最深的是啮齿目的鼠类。

4、破坏工程设施：

鼠类穿挖洞穴的习性可破坏堤坝，引起水灾。

5、骚扰民宅：

鼠类常钻地入屋偷吃东西，咬坏家俱、日用品和文物等。

6、污染环境：

哺乳动物排出的粪、尿和造成的声响等均造成不同程度的污染。

思考题：

1、脊索动物门有哪些共同特征？

2、为什么说圆口类是最原始的脊椎动物？

3、鱼类适应于水生生活的特点有哪些？

4、两栖类对陆地生活的适应有哪些完善和不完善之处？

5、为什么说爬行动物是真正的陆生脊椎动物？

6、鸟类有哪些进步特征？

哪些特点适应于飞行？

7、为什么说哺乳类是最高等的脊椎动物？