Υπότυπος σπονδυλωτών (λατ. Vertebrata) - η υψηλότερη ταξινόμηση των χορδών, που χαρακτηρίζεται από το πιο περίπλοκο επίπεδο οργάνωσης στη σειρά δευτεροστομίων (τα έντομα θεωρούνται η κορυφή των πρωτοστόμων). Ένα άλλο όνομα για αυτήν την ομάδα είναι κρανίο (λατ. Craniota).
Η ταξινόμηση ενώνει περίπου 57 χιλιάδες είδη ζώων, που είναι περίπου το 3% του συνολικού αριθμού τους.
Κύρια χαρακτηριστικά του υποτύπου σπονδυλωτών
Όσον αφορά το επίπεδο μορφοφυσιολογικής οργάνωσης, τα σπονδυλωτά υπερτερούν σημαντικά από τα κατώτερα χορδοειδή (χιτωνόζωα και μη κρανιακά). Το κύριο διαφορικό χαρακτηριστικό αυτής της ομάδας είναι η παρουσία της σπονδυλικής στήλης και του κρανίου (από τα οποία προήλθε το όνομα). Η νωτιαία χορδή είναι παρούσα μόνο στο στάδιο της εμβρυογένεσης, κατά το οποίο όλα τα συστήματα οργάνων υφίστανται σημαντικές επιπλοκές.
Οι εκπρόσωποι του υποτύπου των σπονδυλωτών χαρακτηρίζονται από τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
- ενεργή αναζήτηση τροφής;
- διαφοροποίηση του νευρικού σωλήνα σε ραχιαίο και κεφαλικότμήματα;
- αντικατάσταση της χορδής από τη σπονδυλική στήλη;
- εμφάνιση κεφαλιού με ιδιαίτερα ανεπτυγμένα αισθητήρια όργανα;
- υψηλότερος μεταβολικός ρυθμός;
- παρουσία καρδιάς και νεφρών;
- επιπλοκή της χυμικής ρύθμισης;
- ανάπτυξη του κρανίου που προστατεύει τον εγκέφαλο και τα αισθητήρια όργανα που βρίσκονται στο κεφάλι;
- παρουσία φαρυγγικού σκελετού (σπλαχνικό κρανίο);
- επιπλοκή του κεντρικού νευρικού και αισθητηριακού συστήματος;
- αύξηση του ρόλου της οργάνωσης του πληθυσμού και των οικογενειακών ομάδων ατόμων·
- επιπλοκή συμπεριφοράς;
- αυξημένη κινητικότητα, εμφάνιση ζευγαρωμένων άκρων και των ζωνών τους.
Μεταξύ των σπονδυλωτών, δεν υπάρχουν εκπρόσωποι με παθητικό ή «καθιστικό» τρόπο ζωής. Αυτά τα ζώα έχουν εξαπλωθεί ευρέως σε όλη τη Γη και έχουν καταλάβει σχεδόν όλες τις οικολογικές θέσεις.
Για να εκτιμηθεί η πολυπλοκότητα της ανατομικής και φυσιολογικής οργάνωσης αυτής της ομάδας οργανισμών, αρκεί να εξετάσουμε τη δομή του πιο ανεπτυγμένου εκπροσώπου του υποτύπου των σπονδυλωτών - του ανθρώπου. Εντούτοις, υψηλότερα και πιο πρωτόγονα κατώτερα ταξινομικά είδη διακρίνονται επίσης μεταξύ των κρανίων.
Ταξινομικές ομάδες σπονδυλωτών
Το υποσύνολο σπονδυλωτών περιλαμβάνει 2 υποτύπους:
Το
Τα σαγόνια περιλαμβάνουν 2 υπερτάξεις: ψάρια (Ιχθύες) και τετράποδα (τετράποδα). Τα τελευταία χωρίζονται σε 4 κατηγορίες: αμφίβια, ερπετά, πτηνά και θηλαστικά (η πιο οργανωμένη ταξινόμηση στην οποία ανήκει ο άνθρωπος). σημάδιαΤα σπονδυλωτά του υποτύπου σχηματίζουν 2 διαφορετικές ομάδες, η μία από τις οποίες χαρακτηρίζει τα πρωτεύοντα υδρόβια ζώα και η άλλη - τα πρωτεύοντα χερσαία. Από αυτή την άποψη, τα κρανιακά ζώα χωρίζονται συμβατικά σε αναμνία (Anamnia) και αμνιακό (Amnyota).
Συστηματική θέση
Τα ίδια τα σπονδυλωτά στο σύστημα ταξινόμησης των ζώων καταλαμβάνουν την ακόλουθη θέση:
- βασίλειο - ζώα (Animalia);
- τμήμα - τριών επιπέδων (Triploblastica);
- υποδιαίρεση - δευτεροστομία (Δευτεροστομία);
- τύπος - χορδή;
- υποτύπος - σπονδυλωτά.
Πεπτικό σύστημα
Το πεπτικό σύστημα των σπονδυλωτών αποτελείται από 5 τμήματα:
- στόμα;
- λαιμός;
- οισοφάγος;
- στομάχι;
- έντερα.
Το έντερο, με τη σειρά του, χωρίζεται σε μικρό, μεγάλο και οπίσθιο έντερο. Το τελευταίο ρέει στην κλοάκα ή τελειώνει με τον πρωκτό. Οι πόροι του ήπατος και του παγκρέατος εξέρχονται στο πρώτο τμήμα, η παρουσία του οποίου είναι χαρακτηριστική για όλες τις ομάδες σπονδυλωτών.
Καλύμματα σώματος
Το δέρμα των σπονδυλωτών αποτελείται από δύο στρώματα:
- εξωτερικό - αντιπροσωπεύεται από μια επιδερμίδα πολλαπλών σειρών που προέρχεται από το εξώδερμα;
- εσωτερικό - το κόριο (αλλιώς το πραγματικό δέρμα), σχηματίζεται από το μεσόδερμα.
Η κάτω σειρά της επιδερμίδας σχηματίζεται από ενεργά διαίρεση κυττάρων που αναπληρώνουν τα ανώτερα στρώματα. Διάφοροι λειτουργικοί σχηματισμοί συγκεντρώνονται στο εξωτερικό μέρος του δέρματος, όπως:
- αδενικά κύτταρα ή αδένες (στο ανώτερο κρανιακό);
- λέπια, νύχια, φτερά, μαλλιά, νύχια.
Το χρώμα προκαλείται από κύτταρα χρωματοφόρων που βρίσκονται και στις δύο στοιβάδες και περιέχουν συσσωρεύσεις χρωστικής ουσίας.
Το κόριο σχηματίζεται λόγω της ανάπτυξης του συνδετικού ιστού και είναι πολύ πιο παχύ από την επιδερμίδα. Αυτό το στρώμα περιέχει πολλά αιμοφόρα αγγεία και νευρικές απολήξεις. Διάφοροι προστατευτικοί σχηματισμοί μπορούν επίσης να σχηματιστούν στο κόριο, όπως οστέινα λέπια και οστά περιβλήματος.
Αναπνευστικό σύστημα
Ο εντατικός μεταβολισμός των σπονδυλωτών παρέχεται από εξαιρετικά αποτελεσματικά αναπνευστικά όργανα - βραγχιακές συσκευές (σε αναμνία) και πνεύμονες (στους αμνιώτες). Ο πρώτος μπορεί να αναπαρασταθεί από δύο τύπους σχηματισμών:
- Βαργχαλόσακοι - σχηματίζονται σε κυκλοστομίες;
- νημάτια βραγχίων - σχηματίζονται από πτυχές της βλεννογόνου μεμβράνης σε υδρόβιους σκνίπες.
Η ανταλλαγή αερίων στα βράγχια βασίζεται στην αρχή του αντίθετου ρεύματος, η οποία συμβάλλει στην αποτελεσματικότερη οξυγόνωση του αίματος. Οι πνεύμονες είναι σάκοι που επικοινωνούν με τον φάρυγγα μέσω του λάρυγγα.
Πρόσθετα όργανα ανταλλαγής αερίων για ορισμένα σπονδυλωτά είναι το δέρμα, η ουροδόχος κύστη και οι εξειδικευμένες εκβολές του εντέρου.
Νευρικό σύστημα
Σε σύγκριση με τα κατώτερα χορδή, το νευρικό σύστημα των σπονδυλωτών είναι πολύ διαφοροποιημένο. Ο εγκέφαλος περιλαμβάνει τα ακόλουθα τμήματα:
- μπροστινό μέρος (telencephalon);
- ενδιάμεσο (διεγκέφαλος);
- μέσο (μεσεγκεφαλικό);
- πίσω (παρεγκεφαλίδα).
Η δομή, ο βαθμός ανάπτυξης και οι λειτουργίες κάθε τμήματος σε διαφορετικές κατηγορίες του υποτύπου σπονδυλωτών διαφέρουν σημαντικά.
Οι νευρώνες των σπονδυλωτών σχηματίζουν 2 τύπους ύλης:
- γκρι (αποτελείται από δενδρίτες);
- λευκό (σχηματισμένο από άξονες).
Οι άξονες περιβάλλονται από ένα μονωτικό περίβλημα - ένα νευρολέμμα, το οποίο διασφαλίζει την ανεξαρτησία της διέλευσης των παλμών.
Ο νωτιαίος μυελός μπορεί να έχει διάφορα σχήματα (μια επίπεδη κορδέλα ή ένα στρογγυλεμένο κορδόνι). Βρίσκεται στο κανάλι που σχηματίζεται από τα άνω τόξα των σπονδύλων. Υπάρχει μια κοιλότητα στο νωτιαίο μυελό - neurocoel, η οποία περιβάλλεται από φαιά ουσία (το λευκό βρίσκεται έξω).
Ο εγκέφαλος και ο νωτιαίος μυελός σχηματίζουν το κεντρικό νευρικό σύστημα και τα νεύρα που εκτείνονται από αυτά σχηματίζουν το περιφερικό. Το γαγγλιακό σύστημα, με κέντρο κοντά στη σπονδυλική στήλη, σχηματίζει το αυτόνομο νευρικό σύστημα, το οποίο χωρίζεται σε συμπαθητικό και παρασυμπαθητικό.
Σκελετός και μύες
Σε σύγκριση με τα κατώτερα χορδή, ο σκελετός των σπονδυλωτών διαφοροποιείται σημαντικά και περιλαμβάνει 3 κύρια τμήματα:
- κρανίο;
- αξονικός σκελετός;
- ζώνες και τα άκρα τους.
Στα κυκλοστομίες και τα χόνδρινα ψάρια, ο σκελετός είναι κατασκευασμένος εξ ολοκλήρου από χόνδρο. Σε άλλα κρανιακά, αποτελείται από οστά με μικρή αναλογία χόνδρου.
Τα ζώα του υποτύπου των σπονδυλωτών έχουν 2 τύπους μυών:
- Somatic - βρίσκεται κάτω από το δέρμα και χρησιμεύει για την εκτέλεση της κινητικής δραστηριότητας του σώματος, που σχηματίζεται από γραμμωτό μυϊκό ιστό. Αναπτύσσεται από το ραχιαίο μεσόδερμα.
- Σπλαχνικό - παρέχει συσπάσεις των εσωτερικών οργάνων (πεπτικό σύστημα, αιμοφόρα αγγεία κ.λπ.), που αντιπροσωπεύονται από λείους μύες. Αναπτύσσεται από το μεσόδερμα της κοιλιάς.
Ο σωματικός μυς στα κατώτερα σπονδυλωτά είναι τμηματοποιημένος (εκτός από τα ζευγαρωμένα πτερύγια και τους μύες της γνάθου), ενώ στα ανώτερα σπονδυλωτά χωρίζεται σε ξεχωριστές ομάδες που σχηματίζουν διαφορετικά μέρη του σώματος (κορμός, κεφάλι, κινητικά όργανα κ.λπ.).
Κυκλοφορικό σύστημα
Το κυκλοφορικό σύστημα των σπονδυλωτών είναι κλειστό και αντιπροσωπεύεται από τρεις τύπους αγγείων:
- αρτηρίες (μεταφέρουν το αίμα μακριά από την καρδιά);
- φλέβες (μεταφέρουν αίμα στην καρδιά);
- τριχοειδή (μικρά αγγεία που διακλαδίζονται στους ιστούς).
Η καρδιά αποτελείται από ραβδωτές μυϊκές ίνες που παρέχουν την έντονη συστολή της. Σε διαφορετικές ομάδες σπονδυλωτών, η κοιλότητα αυτού του οργάνου χωρίζεται σε δύο, τρεις ή τέσσερις θαλάμους. Εκτός από τους κόλπους και τις κοιλίες, υπάρχουν 2 επιπλέον τμήματα - ο φλεβικός κόλπος και ο αρτηριακός κώνος.
Το σχήμα κυκλοφορίας μπορεί να αναπαρασταθεί από έναν ή δύο κύκλους. Τα πουλιά και τα θηλαστικά έχουν το πιο αποτελεσματικό σύστημα στο οποίο 2 τύποι αίματος (αρτηριακό και φλεβικό) δεν αναμιγνύονται.
Το αίμα των σπονδυλωτών περιέχει την αναπνευστική χρωστική ουσία αιμοσφαιρίνη, η οποία μεταφέρει οξυγόνο, και σχηματισμένα στοιχεία (ερυθροκύτταρα,λεμφοκύτταρα, κ.λπ.).
Αποκριτικό σύστημα
Τα απεκκριτικά όργανα των σπονδυλωτών αντιπροσωπεύονται από ζευγαρωμένα νεφρά, τα οποία απομακρύνουν το υπερβολικό υγρό, τα άλατα και τα προϊόντα του μεταβολισμού του αζώτου από το σώμα. Αυτό το όργανο έχει πολλές ποικιλίες:
- pronephros (νεφρός κεφαλής) - ο πιο πρωτόγονος τύπος;
- μεσόνεφρος (κορμός ή πρωτοπαθής νεφρός);
- μετανέφρος (δευτεροπαθής ή πυελικός νεφρός).
Από το αίμα στους νεφρούς, τα προϊόντα εισέρχονται μέσω των καναλιών Malpighian και στους ουρητήρες μέσω του Wolffian.
Αναπαραγωγικό σύστημα
Τα αναπαραγωγικά όργανα αντιπροσωπεύονται συνήθως από ζευγαρωμένες ωοθήκες ή όρχεις. Σε αντίθεση με τα μη κρανιακά, τα σπονδυλωτά έχουν γεννητικούς πόρους. Στα αρσενικά, συνδέονται με το κανάλι του λύκου και στα θηλυκά, με το müllerian. Το αναπαραγωγικό σύστημα των αμνίων είναι πιο περίπλοκο από αυτό του αναμνίου.
