关于脊椎动物亚门的几个问题

关于脊椎动物亚门的几个问题
脊椎动物亚门各纲动物适应的环境及相应的特征.
（昆虫）、鱼类、鸟类、哺乳类种类繁多的原因.
两栖动物的适应生活的矛盾性（哪些特征适应陆生,哪些特征离不开水）
爬行动物为什么完全适应陆生生活.
鸟类的哪些特征与飞翔相适应.
哺乳动物为什么是最高等的.
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1.脊椎动物除了具有脊索动物门的三项基本特征：脊索、背神经管、鳃裂外,还 脊椎动物亚门动物举例有几方面进步性的特征.体内出现了由许多块脊椎骨连接而成的脊柱,它代替了脊索,成为新的支持身体的中轴和保护脊髓的器官.在低等脊椎动物,脊索仍保留着作为支持结构,但出现了雏形脊椎骨,而在多数脊椎动物,则只在胚胎时期有脊索,以后就被脊柱所代替了,脊索逐渐退缩,仅留残余或完全退化.
脊椎动物出现了嗅、视、听等集中的感官.背神经管分化成脑和脊髓,脑进一步分化为大脑、间脑、中脑、小脑和延脑.发达和集中的神经中枢是脊椎动物重要的进步性特点.有了脑和感官,再加上保护它们的头骨,就构成了明显的头部.因此,本亚门又称有头类（Craniata）.循环系统出现了位于消化道腹侧的心脏,作为强有力的唧筒,推动血液循环.排泄系统出现了集中的肾脏,代替了分节排列的肾管,能更有效地排出代谢废物.脊椎动物还出现了成对的附肢,即水生动物的偶鳍和陆生动物的四肢,这就大大提高了运动的能力.
3.对于最早登陆的两栖类来说,面临着一系列新的矛盾,例如：呼吸介质改变的问题、重力因素、体内水分蒸发的问题、陆地环境条件复杂和传导声、光的介质改变等.这些矛盾是通过动物体新性质的不断产生,旧性质的不断消失而逐渐解决的.下面从几个方面来分析两栖类对陆地环境的初步适应和其不完善性.

1．呼吸介质改变,上陆后的动物需直接从空气中获得氧,这对呼吸系统和循环系统都起着深刻的影响.水外呼吸的问题,在两栖类的祖先---总鳍鱼,已经初步解决,两栖类继承并发展了从总鳍鱼传下来的肺呼吸,但由于肺的发展还不完善,因此,还以皮肤作为辅助呼吸器官.

2.随着呼吸系统的改变,循环系统发生相应的改变,由单循环改变为不完全的双循环；心脏由一心房一心室改变为二心房一心室

3.对子生活在陆地上的动物来说.重力是一个重要因素,运动性装置(骨骼、肌肉)所担负的任务加重而且复杂化.鱼在水内,由水的浮力来支持身体,鳍仅起划桨的作用.两栖类的四肢不仅需要承受体重,而且还要推动身体沿地面爬行.适应于重力因素的改变,两栖类发展了强有力的五趾型附肢.一般认为,五趾型的附肢是从古总鳍鱼的隅鳍发展而来,最早的两栖类——坚头类的四肢非常近似古总鳍鱼的偶鳍.五趾型附肢与一般的鱼鳍有很大的区别：鱼类的鳍是单支点的杠杆,只能位躯体作相对应的转动,而陆栖脊椎动物的附肢是多支点的杠杆,不仅整个附肢可以依躯体作相对应的转动,而且附肢的各部彼此也可以作相对应的转动,既坚固又灵活,适于载重又适于沿地面爬行.但是,和高等陆栖脊椎动物相比,两栖类的附肢还处于比较原始的地位,四肢还不能将躯干抬高离开地面,也不能很快地运动.

4．脊拄除一般的增加坚固程度外,进一步分化为颈椎、躯椎、荐椎和尾椎.两栖类此鱼类多了颈椎和荐椎的分化.鱼类无颈椎,头部不能灵活转动.两栖类开始出现颈椎,但只有一个,是过渡阶段,到爬行类,颈椎数目加多,才解决了头部灵活转动的问题.上陆的两栖类,四肢需承受体重,与此相关,脊柱有了荐椎的分化.鱼类偶鳍不承受体重,腰带不与脊柱相接,脊柱也没有荐推的分化.在早期的两栖类化石中,腰带也有不连于脊柱者,因此脊柱还没有荐椎的分化.由此可见,荐椎的分化,是由于腰带与脊柱直接相连,而这又是后肢承受体重的直接后果.

5．由水上陆面临的另一个问题,是体内水分蒸发的问题.两栖类适应于干燥的陆地环境,表皮开始发生角质化,但角质化程度 不深,但是表层的l一2层细胞轻微角质化,因此,体内水分蒸发的问题还未完全解决,这就决定了两栖类还依赖于周围环境的湿度条件,还不能离开潮湿的环境.

6．陆地上复杂的环境条件引起两栖类脑的进步性变化,大脑两半球巳完全分开,大脑项部也有了神经细胞.

7．脊椎动物上陆后,随着传导声、光介质的改变,感觉器官也相应地改造,其中听觉器官的改造尤为深刻.鱼类只有内耳,内耳埋在头骨内,没有和外界相通的耳道,声波在水里引起水的波动,再引起内耳淋巴液流动,刺激感觉细胞通过神经传导而产生平 衡觉和听觉.在陆地上,声波是通过空气的介质来传播,声波本身不能引起内耳淋巴液的流动,只有把声波扩大后再传导到内耳,才能产生听觉.两栖类出现了中耳——鼓膜及听小骨,中耳正是起到这样效果的传音装置.

两栖类一方面开始获得了一系列适应陆地生活的特征,但还不完善,另外,也还保留着水栖祖先的原始性状,如卵在体外受精,幼体在水中发育,胚胎没有羊膜(和圆口类、鱼类同属于无羊膜动物),卵只有在水中才能进行繁殖.此外,成体的肺呼吸还不完善,必须有皮肤的辅助呼吸,皮肤也还没有防止体内水分蒸发的完善结构,这就决定了两栖类还依赖于周围环境的湿度条件,必须生活在临近水的地方.两栖类仍是变温动物,还必须受周围环境的温度条件的制约,当环境温度在7—8.C时,大多数种类即进入蛰眠.

所有这些情况都决定着两栖类的分布,只有在热带、亚热带以及潮湿的环境里两栖类特别多,温带铰少,沙漠或高山地区则更少,仅有很少的种类适合于寒带地区生活.两栖类皮肤的通透性使得它们不能生活于盐水或盐分很大的土壤中,盐份对蛙卵和幼体特别有害,甚至1％的氯化钠溶液即能使它们致死,因此,在海水中和海岛上没有两栖类
4.爬行动物的躯体结构全面进化,已基本适应陆生生活.它们产大型羊膜卵,真正解决了在陆地繁殖的问题,进入了高等羊膜动物的范畴；体表被有角质鳞片,能有效地防止体内水分蒸发；肺发达,已完全用肺呼吸；五趾型附肢进一步发展,指、趾端具爪,适于在陆地爬行；产生了新脑皮,开始以睫状肌来调节视力,神经感官进一步完善.所以说爬行动物是真正的陆生脊椎动物.但爬行动物新陈代谢水平不高,调节体温的能力不强,仍是变温动物.
5.外部形态：具有羽毛,使身体呈流线型,有利于减小飞行时的阻力,也有利于减轻体重,有些羽毛是构成飞翔器官的组成部分.运动系统：头骨薄,中间有气腔,骨中空,有气腔,减轻体重；胸骨、肋骨和胸椎构成的胸廓不能运动,有利于飞翔；肌肉集中于躯干部,有利于飞翔时保持重心的稳定.消化系统：无牙齿；无直肠,不贮存粪便；消化道短等有利于减轻体重.呼吸系统：有气囊,是双重呼吸,即有利于获得得氧气,也有利于散热,还有利于减小比重.排泄系统：没有膀胱,不贮存尿液,有利于减轻体重.生殖系统：生殖腺只在生殖季节发育,非生殖季节退化,有利于减轻体重；雌鸟只发育一侧的生殖腺,有利于减轻体重.
6.因为哺乳动物的智力和感觉能力的进一步发展；保持恒温；繁殖效率的提高；获得食物及处理食物的能力的增强；体表有毛、胎生,一般分头、颈、躯干、四肢和尾五个部分；用肺呼吸；体温恒定,是恒温动物；脑较大而发达.哺乳和胎生是哺乳动物最显著的特征.胚胎在母体里发育,母兽直接产出胎儿.母兽都有乳腺,能分泌乳汁哺育仔兽.这一切涉及身体各部分结构的改变,包括脑容量的增大和新脑皮的出现,视觉和嗅觉的高度发展,听觉比其他脊椎动物有更大的特化；牙齿和消化系统的特化有利于食物的有效利用；四肢的特化增强了活动能力.有助于获得食物和逃避敌害；呼吸、循环系统的完善和独特的毛被覆盖体表有助于维持其恒定的体温,从而保证它们在广阔的环境条件下生存.胎生、哺乳等特有特征,保证其后代有更高的成活率及一些种类的复杂社群行为的发展.