Общая характеристика типа Хордовые

Хордовые животные — общая характеристика типа и примеры животных

1001student.ru > Биология > Хордовые животные — общая характеристика типа и примеры животных

Хордовые животные включают в себя около 40 тысяч различных видов особей, отличающихся от других по строению, образу жизни, среде обитания.

Эра Палеозоя способствовала появлению данного типа животных примерно 500 миллионов лет назад. Ученые предполагают, что их прародителями были кольчатые черви.

Хордовые расселились по всей планете и стали привычными обитателями моря, суши, воздуха и даже почвы.

• Что такое хорда и кто такие хордовые
• Особенности строения
• Тип Хордовые (chordata) — примеры животных
• Происхождение и эволюция хордовых
• Общая характеристика типа Хордовые
• Классификация хордовых и их подтипы
• Какими признаками хордовых обладает человек
• Интересные факты о хордовых
• Заключение

Что такое хорда и кто такие хордовые

Внутреннее строение хордовых животных отличается от других. Им свойственно наличие осевого скелета – позвоночного столба, который иначе называют как хорда.

Именно эта особенность строения позвоночника дала название хордовым животным.

Особенности строения

Для хордовых животных характерны следующие особенности:

1. Расположение нервной трубки над осевым скелетом и образование из нее спинного мозга.
2. Наличие стержня – хорды.
3. Отсутствие кишечника в хвостовом отделе.
4. Расположение сердца под пищеварительным трактом.

Тип Хордовые (chordata) — примеры животных

Представители хордовых животных:

• рыбы любых видов, от речного карася до акулы;
• земноводные: жаба, лягушка, тритон;I
• пресмыкающиеся: ящерица, черепаха, змея, крокодил, хамелеон;
• птицы: начиная с отряда аистообразных (аист, ибис цапля), буревестникообразных (альбатрос, буревестник), заканчивая воробьинообразными (жаворонок, ласточка, трясогузка, королек, дрозд, синица, скворец, воробей) и гусеобразными (гусь, утка, лебедь);
• млекопитающие: семейство псовые (волк, лисица, собака и т. д.), семейство кошачьи (лев, тигр, гепард, рысь), семейство медвежьи (медведь, коала, панда).

Происхождение и эволюция хордовых

Биология как наука считает происхождение хордовых одним из важнейших этапов развития исторического мира животных.

Возникновение этого типа означало появление новых животных с уникальным строением, что позволило им в дальнейшем эволюционировать до существ с максимальной сложностью в строении и поведении.

Одни ученые считают, что хордовые начали существовать еще до появления кольчатых червей, которые питались путем фильтрации. Другие ученые относят их к предкам хордовых.

Так или иначе, но эволюция кольчатых червей или, как их еще называют, донных червообразных животных, породила на свет новые типы: иглокожих, погонофорых, полухордовых и хордовых.

В дальнейшем хордовые эволюционировали в трех направлениях, зависящих от образа жизни:

1. Средой обитания особей первого направления стал твердый грунт. Это способствовало активному развитию фильтровального аппарата, обеспечивающего питание при малоподвижном образе жизни, и образованию на всей поверхности тела толстой защитной оболочки. У данных особей появилась способность к бесполому размножению. Так появились оболочники.
2. Среда обитания особей второго направления – дно. Они двигались чуть больше, закапываясь в грунт. Такой образ жизни упростил их исходную организацию. Развитие миохордального комплекса требовало увеличения подвижности, а разрастание глотки добавило новые жаберные щели. Эта ветвь сохранилась до наших дней в виде бесчерепных.
3. Среда обитания особей третьего направления, которые стали вести плавающий образ жизни – пресная вода. Произошел переход к активному питанию, повышенной подвижности. Нервная система и органы чувств стали более совершенными, что привело к усложнению поведения и возникновению более сложных форм. Так появилась группа позвоночных животных.

В реках и других пресных водах сформировались так же бесчелюстные, от которых позже обособились челюстные. Они расширили среду обитания до соленой воды и стали прародителями современных групп рыб.

Позже от рыб отделились земноводные. Затем они вышли на сушу, и таким образом появился новый вид – пресмыкающиеся.

Общая характеристика типа Хордовые

Покров состоит из двухслойной кожи. Верхний слой представлен эпидермисом и его производными: чешуей, перьями, шерстью, волосами. В этом слое кожи находятся пахучие железы, вырабатывающие слизь и пот. Нижний слой – дерма, состоящая из волокнистой соединительной ткани.

Опорно-двигательная система представлена в виде скелета, состоящего из хорды и соединяющей ткани оболочки. Скелет головы делится на мозговую и лицевую части.

У рыб появляются челюсти, а у позвоночных развиваются две пары конечностей. Кости соединяются при помощи суставов.

Пищеварительная система у головохордовых – это прямая трубка и почти неразвитые пищеварительные железы. У позвоночных это пищеварительный канал, который имеет разделы.

Сначала пища поступает в ротовую полость, затем проходит в глотку, начинает обрабатываться в пищеводе, проходит в желудок и, в конце концов, попадает в кишечник. Кроме перечисленных органов, у позвоночных присутствует печень и поджелудочная железа.

Кровеносная система замкнута. У позвоночных, в связи с увеличением интенсивности метаболизма, появилось и усложнилось сердце. У головохордовых сердце отсутствует.

У птиц сердце отличается от сердца рептилий лишь наличием полной перегородки и отсутствием левой дуги аорты; у млекопитающих четырехкамерное сердце, качающее два вида крови: артериальную и венозную.

Центральная нервная система (ЦНС) хордовых имеет вид нервной трубки с внутренним каналом, которая у позвоночных животных образует головной мозг. В состав периферической нервной системы входят черепно-мозговые и спинно-мозговые нервы, отходящие от центральной нервной системы.

Выделительная система у всех хордовых, кроме ланцетников, представлена парными почками, мочеточниками и мочевым пузырем.

Половая система: размножение происходит при помощи семенников у самцов и яичников у самок. Оболочники – гермафродиты, они размножаются половым и бесполым путем. Остальные хордовые имеют половое деление.

Классификация хордовых и их подтипы

Хордовые делятся на низших (минога, ланцетник, миксина) и высших (пресмыкающиеся, земноводные, рыбы, птицы, млекопитающие).

Выделяют следующие подтипы:

• бесчерепные;
• оболочники;
• бесчелюстные;
• первичноводные: классы рыб;
• четвероногие: классы земноводных или амфибий, пресмыкающихся или рептилий, птиц, млекопитающих.

Какими признаками хордовых обладает человек

У человека, подобно хордовым, на ранних стадиях развития происходит формирование осевого скелета, т. е. хорды. Опорно-двигательная система у человека представлена, как и у позвоночных животных, опорным внутренним скелетом.

Человек обладает так же следующими признаками хордовых животных:

• центральной нервной системой, которая имеет трубчатое строение;
• замкнутой кровеносной системой с главным органом кровообращения – сердцем;
• дыхательным аппаратом, способным сообщаться с внешней средой посредством глотки, полости носа и рта.

Интересные факты о хордовых

Обезьяний угорь

Некоторая любопытная информация:

1. Хордовые настолько разнообразны, что включают в свой тип даже человека, у которого в строении тела наблюдаются сходства со строением наземных и морских животных.
2. К хордовым относятся давно уже вымершие динозавры, так как у них имелся позвоночник.
3. Немногие древесные лягушки могут похвастаться умением зависать в воздухе, преодолевая тем самым расстояния в десятки метров.
4. Редким представителем хордовых является обезьяний угорь – рыба, ведущая паразитирующий образ жизни. Она нападает на крупных рыб, съедает мышцы, внутренние органы.

Заключение

Значение хордовых животных очень велико, их относят к самым разнообразным и многочисленным типам. На данный момент насчитывается около 50 тысяч видов хордовых. Наличие общей черты у всех особей – хорды (опорного органа) дало название данному типу животных.

Анатомические признаки хордовых животных схожи с иглокожими. Низшие представители хордовых – ланцетники, у которых сохраняется их основной признак в течение всей жизни.

Источник: https://1001student.ru/biologiya/hordovye-zhivotnye.html

Общая характеристика Хордовых. Происхождение, строение и систематика

Хордовые – это животные с высокой организацией и развитой нервной системой. Хордовые быстрые в передвижении, могут легко добывать себе пищу, быстро адаптируются к изменчивой внешней среде. Около 40 тыс. видов Хордовых населяют нашу планету.

Встречаются представители Хордовых небольших размеров (асцидии), и крупные особи (синий кит весом до 160т), обитают в водоемах, воздухе, на просторах суши, в глубинах почвы. Они многообразны, но им характерны общие свойства.

Хордовые имеют внутренний скелет — хорду. Это опорная структура, которая тянется вдоль тела подобно эластичному тяжу, формируется из энтодермы. Присутствует в зародышевой стадии у всех представителей. В процессе развития у высокоразвитых Хордовых заменяется косной тканью, образуя позвоночник, у низших – остается на весь период существования.

Нервная система Хордовых животных представлена нервной трубкой, которая находится возле хорды, внутри размещено полосное образование – невроцеле. Передняя часть у высших животных преобразуется в полушария.

Билатеральная симметрия (зеркальное отражение внутренних органов) сформировалась эволюционно, как приспособление к ползанию по поверхности, у активно передвигающихся особей.

Висцеральные щели расположены в глотке в виде двух отверстий. В эмбриональном периоде на их стенках расположены жабры, которые сохраняются у низших животных, у других представителей они не функционируют.

Происхождение Хордовых

До наших дней не удалось сформировать единую точку зрения о происхождении Хордовых. Этим вопросом задавались ученые еще в 19 веке. Предполагали, что их предками могут быть членистоногие, но вскоре эту гипотезу опровергли, в связи с весомыми отличиями между ними в эмбриональном периоде.

Следующая гипотеза: происхождение Хордовых от кишечноротых (из-за наличия жаберных щелей, стомохорд). Со временем выяснилось, что различий у них больше, чем сходства. Современные биологи до сих пор не могут решить этот вопрос.

Выделяют группу вторичноротых, которые имеют ряд сходных признаков с Хордовыми:

• Строение пищеварительной системы;
• нервная система;
• кровеносная система.

Предполагают, что предшественники Хордовых были свободноплавающие животные, которые разделились на  малоподвижных особей Ланцетники и Оболочечные, а другая ветвь дала Позвоночных, которые активно начали развиваться. Стороны тела позвоночных совершили переворот: переход из брюшной на спинную сторону. Считают, что это событие и стало ключевым в дальнейшей их эволюции.

Систематика Хордовых

Тип Хордовые делится на три подтипа.

Подтип Оболочники (Личиночнохордовые) насчитывает примерно 1000 видов, имеющих хорду лишь в начальных стадиях развития.

Класс асцидий ведет сидячий образ жизни, они цепляются к камням на дне моря, или к основанию судов, образуя сплошные пласты из мелких особей. Асцидии имеют отверстия: ротовое служит фильтром для захваченной воды, отфильтрованные пища поступает в кишечник и затем продукты переваривания выводятся через анальное отверстие.

Сальпы и Аппендикулярии способны свободно перемещаться в водных просторах.

Оболочники гермафродиты (присутствуют и семенники, и яичники), из яиц выходят личинки, которые мало похожи на взрослую особь, имеют признаки внутреннего скелета, что свидетельствует о родстве с позвоночными.

Подтип Бесчерепные – морские обитатели придонной территории, сохранили в себе признаки типичных Хордовых (нервная трубка, жабры, хорда).

Головной мозг не развит, ведут примитивный образ существования, достигая максимальной величины в 7см, представители раздельнополые особи, мечут икру, живут в песках на дне морских глубин и океанов, оставив снаружи только часть тела с ротовой полостью для питания. Выделяют один Класс Ланцетники.

Подтип Позвоночные – высокоорганизованные особи, с наличием развитых полушарий головного мозга и черепной коробки, позвоночного столба, который служит защитной оболочкой для спинного мозга.

Позвоночные включают земноводных, рыб, птиц, пресмыкающихся, млекопитающих и круглоротых.

Классификация Хордовых — схема

Особенности строения хордовых

Какие особенности строения сформировались у хордовых животных в процессе эволюции?

Кожные покровы у Бесчерепных состоят из однослойного эпителия, у позвоночных это пух, перья, чешуя, еще из производных эпидермиса – когти, рога, копыта. Появляются железы выделяющие пот, кожное сало, пахучие вещества. Например, у коров, коз, овец образуются молочные железы для кормления потомства.

Филогенез кровеносной системы хордовых идет из мезодермы, формируется круг кровообращения (замкнутый), сердце в брюшной области, спинная и брюшная артерии, которые соединены анастомозами. Стенки сосудов высланы эндотелиальными клетками, что способствует поддержанию гомеостаза, увеличилось количество глюкозы крови и белков (зачатки иммунитета).

Нервная система в эмбриональном периоде выглядит, как слой утолщенной эктодермы, окончания ее замыкаются и формируют нервную трубку. Филогенез головного мозга хордовых происходит из переднего конца нервной трубки, спинного – из заднего.

Формирование головного мозга (кефализация) – стало необходимым условием эволюционного развития Хордовых. Они начали различать внешние раздражители, воспринимать окружающий мир с помощью органов чувств.

Высшие хордовые имеют головной мозг с пятью отделами, которые сформировались из трех мозговых пузырей.

Развитие дыхательной системы и пищеварительной тесно связано, идет общая закладка под видом прямой трубки, которая у высших хордовых дифференцируется на две самостоятельные системы.

У низших хордовых пищеварительный тракт не имеет отделов, у ланцетников ротовое отверстие с множеством щупалец сообщается с глоткой, где расположен фильтрующий аппарат, пища затем через заднюю бороздку направляется в кишку и выводится анальным отверстием, железы не развиты. У позвоночных пищеварительная система уже состоит из отдельных структур: глотки, пищевода, желудочно-кишечного тракта, появляются секретирующие железы: печень и поджелудочная железа.

Дыхание осуществляется жабрами и легкими (наземные позвоночные). После выхода из воды у земноводных сформировались легкие, но функциональные возможности их недостаточны, поэтому дополнительный газообмен осуществляется через кожу. Таким образом, для Класса Земноводных характерно кожно-легочное дыхание.

Для класса Птиц характерно наличие двойного дыхания. Дыхательный аппарат состоит из гортани, трахеи, бронхов, легких с воздушными мешками. Во время полета птицы используют для газообмена воздушные мешки, вдыхаемый воздух дважды проходит через легкие – и на вдохе, и на выдохе – это и есть механизм двойного дыхания.

Система размножения у хордовых животных представлена семенниками и семяпроводами у самцов, яичниками и яйцепроводами у женских особей. Хордовые, за исключением личиночнохордовых, раздельнополые.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (5 4,60 из 5)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/tip-xordovye/

Кабинет биологии – 10. тип хордовые

1. Сходство ранних этапов эмбрионального развития ― зигота, бластула, гаструла.

2. Развитие первичной, затем вторичной полости тела.

3. Развитие первичного, затем вторичного рта.

4. Метамерное (членистое) разделение тела, проявляющееся в строении позвоночника, грудной клетки, межреберных мышц, спинномозговых нервов, межреберных лимфатических и кровеносных сосудов.

5. Двусторонняя симметрия.

6. Общий план строения пищеварительной системы.

Общая характеристика типа Хордовые:

1. Наличие хорды или ее остатков (упругий гибкий стержень, тянущийся вдоль тела животного на спинной стороне).

2. Кишечная трубка, имеющая в глоточной области ряд сквозных отверстий — жаберные щели (у большинства позвоночных имеются только на стадии зародышевого развития).

3. Кровеносная система замкнутая, сердце расположено на брюшной стороне тела.

4. Нервная система имеет вид трубки, расположенной под осевым скелетом.

Морские многощетинковые кольчецы. Возникли в начале палеозойской эры.

1) Подтип Бесчерепные (около 30 видов)

Включает один класс Ланцетники или *Головохордовые

2) Подтип Личиночнохордовые или Оболочники (1,5 тыс. видов)

Примитивные хордовые животные, которые в личиночной стадии имеют все признаки характерные для типа, но при переходе во взрослое состояние теряют хорду и претерпевают глубокие изменения в строении тела. Упрощение организации связано с переходом к неподвижному образу жизни. Кроме того, тело их обрастает оболочкой, состоящей из веществ близких к клетчатке, поэтому их второе название оболочники.

Представитель: асцидия

3) Подтип Позвоночные или Черепные

Характеристика позвоночных:

1. Имеют позвоночник и череп

2. Имеют сердце

3. Нервная система включает головной и спинной мозг

4. Разнообразные и сложноустроенные органы чувств

5. Активное сложное поведение.

**Современная классификация позвоночных:

Раздел Бесчелюстные, включает один класс:

Класс Круглоротые

Раздел Челюстноротые

Включает два надкласса:

Рыбы и Наземные позвоночные.

Небольшая группа примитивных позвоночных животных с сосущим ротовым аппаратом без подвижных челюстей. Жаберных дуг нет. Парные конечности отсутствуют. Имеют непарную ноздрю, ведущую в непарный обонятельный мешок.

Отряд Миноги ― свободноживущие животные, живут в морях, но некоторые заходят в реки для икрометания, есть и пресноводные формы, питаются донными животными и падалью. Употребляются в пищу.

Отряд Миксины ―полупаразиты, живут в морях; вгрызаются в тело рыб и питаются их внутренностями.

Более высокоорганизованные позвоночные животные. Рот с челюстями. Две пары конечностей (плавники или ноги). Ноздри и обонятельные полости парные.

1) Морские, преимущественно донные животные

2) Сохраняют основные признаки типа хордовых в течение всей жизни.

Их организация представляет как бы схему строения хордового животного.

Внешнее строение ланцетника.

Ланцетник — небольшое животное (длина 5―8 см) обитает на мелководье теплых и умеренных морей Атлантического и Тихого океана. Зарывается в песок, выставив наружу передний отдел тела. Питается мелкими пищевыми частицами, опускающимися на дно.

Форма тела — вытянутая, сжатая с боков, заостренная спереди и сзади. Вдоль спины тянется спинной плавник (кожная складка). Имеется копьевидный хвостовой плавничок.

Ланцетник был открыт в 1774 году Палласом. Немецкий зоолог был приглашен Екатериной ІІ, полюбил природу России и остался. Изучал фауну Крыма, Поволжья, Байкала. За год до смерти уехал в Германию. Ланцетника Паллас отнес к моллюскам.

Александр Онуфриевич Ковалевский (1840—1901) — проследил развитие ланцетника из яйца, наблюдал закладку хорды.

Особенности внутреннего строения ланцетника.

Признаки сходства ланцетника с беспозвоночными и позвоночными животными.

Сходство с беспозвоночными

1. Фильтрующий способ питания

2. Членистое строение мышц

3. Общий план строения пищеварительной системы

4. Органы пищеварения, выделения и размножения как у червей

5. Отсутствует дифференцированное сердце.

1. Хорда.

2. Трубчатая нервная система.

3. Расположение нервной трубки на спинной стороне.

4. Расположение основных отделов кровеносной системы на брюшной стороне тела.

Развитие ланцетника

Из яйца выходит личинка, ее развитие длится около 3 месяцев. Ночью личинки поднимаются к поверхности воды, а днем снова опускаются на дно. Половозрелости ланцетники достигают на втором или третьем году жизни. Живут от 1 до 4 лет.

Источник: https://www.sites.google.com/site/167bio2010/---11/10-tip-hordovye

II. История хордовых-01. Происхождение типа Chordata — Хордовые

На протяжении большей части истории Земли животных на ней не существовало. Строго говоря, понятие «животные» относится только к многоклеточным животным — Metazoa. То, что простейшие (Protozoa) до сих пор рассматриваются, как «одноклеточные» животные — дань  давно устаревшим традициям. Metazoa — лишь один «побег» на сложном и разветвленном эволюционном древе Protozoa.

Чтобы понять особенности представителей нашего типа, необходимо проследить историю его становления, найти наших ближайших родственников и понять, какие особенности образа жизни наших предков запечатлены в нашем строении.

Ближайшие родственники хордовых

Изучая ход эволюции животных во времени (и ход истории Земли вообще), пользуются геохронологической шкалой. Последовательность ее подразделений соответствует последовательности отложения осадочных пород в земной коре.

Геохронологическая шкала подробнее описана в соответствующем разделе пособия по экологии; коротко ознакомиться с основными событиями в истории Земли можно с помощью учебной модели  Развитие жизни на Земле.

Находки существ, которых можно относить к Metazoa, становятся многочисленны лишь в вендском (эдиакарском) периоде. Насколько организмы венда (вендобионты) сравнимы с современными животными — вопрос спорный, но в следующем периоде в земной истории, кембрийском, появляются все современные типы животных.

Место эдиакары и кембрия на геохронологической шкале 

Слева на слайде приведена геохронологическая шкала в линейном масштабе. Видно, что и эдиакара (венд), и кембрий занимают лишь небольшую часть земной истории, но именно в это время происходило формирование современных типов животных. На картинке с кембрийской фауной в левом верхнем углу нарисована пикайя — представитель нашего типа, типа Хордовые.

В последние годы появилась возможность реконструкции филогенеза (хода эволюции) по молекулярно-генетическим данным. Этот анализ еще не закончен, но уже дал интереснейшие результаты. Частично выводы классической зоологии подтвердились; частично они нуждаются в пересмотре.

Новые данные о филогении животных (https://elementy.ru/news/430704); кликабельно

Последующие, выполненные на большем материале исследования, подтвердили приведенные выводы, по крайней мере, в самой интересной для нас части. На следующем слайде показана топология эволюционного дерева, построенного по приведенным данным.

В этом дереве кое-что соответствует традиционным представлениям, но есть и новости

Итак, хордовые принадлежат к группе вторичноротых, куда, кроме них, относятся тип Иглокожие и тип Полухордовые. Вторичноротые отличаются от намного более разнообразной группы первичноротых особенностями своего индивидуального развития. Некоторые из групп, которых раньше включали в число вторичноротых, по новым данным не относятся к этой группе.

Сравнение развития первичноротых и вторичноротых

Как ни парадоксально, типы, которые находятся в ближайшем родстве с нашим типом, содержат совсем непохожих на нас животных! На следующем видеоотрывке видны основные планы строения, характерные для представителей типа Иглокожие.

Разнообразие планов строение иглокожих

К полухордовым относятся колониальные представители подтипа Перистожаберные и роющие червеобразные существа из подтипа Кишечнодышащие.

Вероятно, к полухордовым относилась и вымершая группа граптолитов. Это были палеозойские плавающие и сидячие колониальные животные.

Логика строения активноплавающего фильтратора

Чтобы понять особенности нашего типа, следует разобраться с тем, как он возник. Для этого необходимо разобраться с разнообразием способов питания животных.

Одним из распространенных способов питания водных животных является фильтрация. Фильтраторы встречаются среди множества типов животных: среди губок, кишечнополостных, кольчатых червей, моллюсков, плеченогих, членистоногих, мшанок,  иглокожих, полухордовых и хордовых.

Фильтрация (извлечение некрупных пищевых частиц из воды) требует следующих условий:

— наличие в воде пищевых частиц;

— наличие фильтра («сети»), изымающего эти частицы из воды;

— потока воды, приносящего частицы к фильтру.

Фильтр есть у всех фильтраторов, а поток воды можно обеспечивать разными способами.

Можно, находясь в неподвижности, обеспечивать поток воды через фильтр с помощью тех или иных загребающих или насасывающих органов. Можно плавать в толще воды, фильтруя встречный поток, содержащий пищевые частицы.

При самом экономном способе фильтрации фильтр располагается на пути течения воды или медленно оседающих пищевых частиц. При этом вообще не надо тратить энергию на обеспечение потока воды.

Глубоководные морские лилии могут себе позволить неторопливый темп жизни. Они получают немного энергии, но немного ее и тратят. Но на меньшей глубине, в конкурентной среде, такой образ жизни окажется неэффективным: всю пищу перехватят более удачливые конкуренты.

Во многих морских и пресных водоемах придонный слой воды оказывается многократно профильтрованным множеством донных фильтраторов. Зачастую ныряльщик может убедиться, что при приближении ко дну прозрачность воды резко увеличивается.

Выше, на недоступном для донных фильтраторов расстоянии от дна, пищевых частиц намного больше.

Однако слои воды очень часто оказываются стратифицированы (разделены), и переход пищевых частиц в донные слои воды из более высоких оказывается замедлен.

В таких условиях те фильтраторы, которые перейдут в толщу воды, получат значительное преимущество: им будет доступна более концентрированная питательная взвесь.

Как можно удержаться в толще воды? Или за счет парения (доступного для небольших организмов), или благодаря активному плаванию. Парящий фильтратор, как например, дафния, должен периодически перемещаться в соседний микрообъем воды.

Если же дафния будет просто висеть в толще воды, находящаяся совсем рядом с ней пища окажется для нее недоступной.

Интереснее образ жизни активноплавающего фильтатора. Затрачивая энергию на непрерывное плавание, он, в то же время, может фильтровать непрерывно набегающий на него поток воды, несущий пищевые частицы. Однако плавание такого фильтратора должно осуществляться максимально экономным образом.

  И тот, и другой способ образуют потоки отброшенной назад воды. Там, где такие потоки контактируют с их окружением, возникают «водовороты» — турбулентности.

Существенная часть энергии животного, которое плывет таким способом, тратится не на перемещение его тела, а на создание этих турбулентностей.

Как двигаться в толще воды, создавая минимум турбулентностей? Отталкиваться от воды всем телом, создавая волну, бегущую от головного конца тела к спинному. К примеру, так плывет (изгибая тело в спинно-брюшном направлении) медицинская пиявка.

Очевидно, что предки хордовых плавали, изгибая тело сбоку набок (т.е. на слайде показан вид сверху, а не сбоку). Для того, чтобы сформировать бегущий вдоль тела изгиб, нужна метамерная (сегментированная) мускулатура, расположенная вдоль всего тела. Движением этой мускулатуры должна управлять нервная система, тянущаяся от переднего конца тела к заднему.

Как сделать такой способ плавания наиболее экономным? Протянуть вдоль всего тела гибкий стержень, который накапливает энергию при изгибе в одну сторону и возвращает ее при выпрямлении тела. Такой стержень называется хордой и образуется из особо упругого хряща.

А где должен располагаться фильтр у такого животного? На переднем конце тела, так, чтобы фильтровать набегающую воду. Взвесь с пищевыми частицами должна затекать у такого животного в ротовую полость; чистая вода будет вытекать через жаберные щели, а пищевые частицы будут задержаны межжаберными перегородками и отправятся в пищевод.

Описанное нами гипотетическое животное должно вести достаточно активный образ жизни и нуждаться в интенсивном газообмене. Где будет происходить этот газообмен? Конечно, в межжаберных перегородках, там, где при плавании обеспечивается интенсивный ток воды.

Основные особенности типа Chordata:

— наличие хорды хотя бы на некоторых этапах онтогенеза;

— нервная система в виде трубки на спинной стороне тела;

— дыхательная система — производное пищеварительной.

Эти три признака можно считать основными особенностями хордовых. Интересно, что связь газообмена и пищеварения (совсем не характерная для остальных животных) сохраняется не только у водных, но и у наземных хордовых, ведь легкие развиваются как полость, которая отшнуровывается от пищевода.

Обратим внимание еще на три интересные особенности животного, которое мы изобразили. Его движителем выступает все его тело. Даже хвост, то есть та часть тела, которая находится за анальным отверстием, участвует в движении тела.

От каких предков произошло рассматриваемое нами животное? Вероятно, от каких-то червеобразных животных, которые лежали на дне. Раньше предполагали, что предками хордовых, как и других целомических животных, были существа наподобие кольчатых червей.

Как уже сказано, кольчатые черви относятся к иной ветви эволюционного древа, и целом вторичноротых возник независимо.

Одним из проявлений отличий кольчатых червей и хордовых является то, что у кольчатых червей сегментировано все тело, а у хордовых — только миохордальный комплекс и, частично, связанные с ним кровеносная и нервная системы.

Еще одна особенность хордовых заключается в том, что они, действительно, перевернулись вверх ногами. Пищеварительная система донных предков хордовых находилась на их верхней стороне тела.

У активноплавающего фильтратора миохордальный комплекс (совокупность мышц и хорды), а также связанная с ними нервная система, которые обеспечивают подъем тела в толщу воды, оказываются сверху, а пищеварительная система — снизу.

Эти представления о «перевернутости» хордовых, возрождающие на новом уровне представления Жоффруа, обосновываются результатами изучения комплекса генов, обеспечивающих формирование плана строения в онтогенезе. С точки зрения генного управления развития спинная сторона тела хордовых животных гомологична брюшной стороне тела типичных беспозвоночных.

Некоторые дополнительные признаки типа Chordata:

— наличие постанального хвоста;

— частичная сегментированность (связанная с мышечной системой);

— “перевернутость” тела (сердце на брюшной стороне).

Предки хордовых

Мы объяснили происхождение основных особенностей хордовых, но сделали это, обсуждая гипотетических животных. Кто мог быть предком хордовых и какие события привели к их появлению?

Иглокожие — весьма многочисленная группа вторичноротых, которая была особенно разнообразна в палеозойских морях. Среди них были сидячие фильтраторы.

Для иглокожих характерны активноплавающие личинки, покрытые ресничками (хотя у представителей этого типа встречаются и другие типы жизненных циклов).

Могли какие-то события привести к тому, что личинка сидячего фильтратора из типа Иглокожие или типа Полухордовые начала фильтровать воду еще во время активноплавающей стадии? Такой переход мог быть обусловлен тем, что в толще воды концентрация пищевых частиц была существенно выше, чем у дна, где находились другие сидячие фильтраторы. Такая возможность представляется вполне вероятной.

На слайде показана гипотеза, согласно которой наличие сидячей фильтрующей стадии является первичной, исходной для типа Хордовые особенностью оболочников.

Однако по молекулярным данным оболочники ближе к позвоночным, чем бесчерепные.

Впрочем, даже если бесчерепные отделились от общего с позвоночными ствола раньше, чем оболочники, они могли утратить жизненный цикл, характерный для первых хордовых, а оболочники — сохранить его.

В настоящее время данных для ответа, какая именно группа была предками хордовых, недостаточно, тем более, что палеонтологические находки не так-то легко интерпретировать.

Примером сложности интерпретаций может быть группа кембрийских (и более поздних, доживших до девона) иглокожих, которых называют или кальцихордатами, или карпоидеями.

У этих несимметричных донных животных был некий орган, который напоминает глотку, пронизанную жаберными щелями.

Если у кальцихордат была глотка с жаберными щелями (да еще и «хвост», который мог бы содержать внутри хорду), они могли бы быть замечательными кандидатами на  роль наших предков. В то же время другие исследователи не находят у этих животных глотки, иначе интерпретируя имеющиеся остатки. Если они правы, речь идет просто об одной из многих групп ископаемых иглокожих.

Пример одной из спорных находок и ее “хордовой” и “иглокожей” интерпретации

Первые хордовые

Кем бы ни были наши предки, от кого-то из них произошли первые хордовые.

Известно несколько древнейших и примитивнейших представителей хордовых, каждый из которых в существенных чертах напоминает «сконструированный» нами архетип.

Как мы представляем себе этих животных, лучше отражает рисунок Р.Кэрролла (известного американского герпетолога, палеонтолога и эволюциониста), изображающий план строения первых позвоночных.

Как видно при сравнении этого рисунка с предыдущим, он отражает следующий шаг эволюции активноплавающего фильтратора. На том конце тела, который первым сталкивается со всеми раздражителями, развиваются органы чувств и мозг, который обрабатывает их показания.    

Стая пикай могла бы выглядеть примерно так.

К счастью, в последние годы интенсивность поиска раннекембрийских ископаемых существенно возросла, расширились способности палеонтологов интерпретировать их находки. Может быть, достаточно скоро будут опубликованы новые результаты, которые позволят значительно лучше описать становление нашего типа.

Источник: https://batrachos.com/Chordata