ГРЪБНАЧНИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, КЛАСИФИКАЦИЯ, ПРИМЕРИ, СИСТЕМИ - БИОЛОГИЯ - 2025

На гръбначни животни са животни с гръбнак, откъдето идва и името. Те принадлежат към подфилум, наречен Vertebrata, известен още като Craniata, който е включен в Chordata phylum на Анималийското царство.

Много от най-известните и изследвани животни в животинското царство са класифицирани в тази група, тъй като тя включва влечуги, птици, земноводни и бозайници, за да назовем само няколко.

Снимка на крокодил (Изображение на С. Херман и Ф. Рихтер на www.pixabay.com)

Гръбначните животни представляват най-многобройния подфилум от трите, съставляващи Chordata phylum: Cephalochordata, Urochordata и Vertebrata.

Този ръб обаче не е нито най-разнообразната, нито най-разпространената група сред животните, поне по отношение на броя на видовете; въпреки че може да се класира на четвърто място след членестоноги, нематоди и мекотели, всички безгръбначни животни.

Въпреки горното, трябва да кажем, че групата на гръбначните животни е тази, която има най-големите и най-цветни животни на планетата и с които хората са най-запознати.

Характеристики на гръбначни животни

Гръбначните животни се отличават от друга голяма група животни, безгръбначни (много по-обилни и разнообразни), чрез развитието на гръбначен стълб и прешлените, които го придружават. Много други елементи обаче характеризират тези животни:

Съставен от еукариотни клетки

Подобно на всички организми, които считаме за „животни“, гръбначните животни са съставени от еукариотни клетки, които имат мембранно ядро, където е затворена ДНК и имат други основни вътрешни органели като:

- Митохондрия

- Лизозоми

- Пероксизоми

- Ендоплазмения ретикулум

- комплекс Голджи

Хетеротрофни организми

Те са хетеротрофни организми, тоест клетките им не са в състояние да синтезират собствената си храна и трябва да я получат от органични вещества, извлечени от други живи организми, били те растителни произход (тревопасни животни) или животни (месоядни животни).

тяло

Всички гръбначни животни имат добре дефинирана глава, гръден или "ствол" регион и каудална или "опашна" част.

Обикновено те достигат големи размери, благодарение на наличието на ендоскелет (костен или хрущялен) под кожата.

Този ендоскелет позволява поддръжката на вътрешните ви органи и е свързан с мускулите и ставите, което прави възможно движението и други двигателни действия, както и защитата на деликатните органи.

- В цефалната област (главата) има мозък и три сетивни органа: миризма, зрение и слух.

- Тръбният или гръдният участък се състои от двустранна кухина (която, ако се разреже наполовина, произвежда две почти еднакви части), съдържаща вътрешностите.

- Обикновено каудалната част съдържа изходните отвори на храносмилателната и отделителната система (за изпражнения и урина).

Всички гръбначни животни също имат:

- нотохорда или нотохорда (твърда „пръчка“, която се простира по цялото тяло в ембрионите и често се замества от гръбначния стълб)

- фарингеални цепки

- щитовидната жлеза

- куха дорзална нервна връв, която образува централната нервна система

- постнатална опашка, представляваща задно удължение, което се простира отвъд ануса

Някои от тези характеристики присъстват само за кратко по време на ембрионалното развитие, а други продължават до зряла възраст на животното, но те са общи за всички гръбначни животни, а също и за хордатите като цяло.

гръбначен стълб

Основните разлики на гръбначните групи по отношение на останалите групи хордати и безгръбначни, разбира се, съответстват на гръбначния стълб и развитието на черепа и главата.

Гръбначният стълб се състои от поредица от кости, разделени от блокове от хрущял, които са здраво прикрепени един към друг като колона, която определя основната ос на тялото. Между всеки прешлен има дискове или "компресионни подложки", наречени междупрешленни дискове.

Всеки прешлен всъщност е цилиндрично тяло, което „капсулира“ това, което наричаме нотохорда, в рамките на което гръбнакът и някои кръвоносни съдове са затворени.

Среда на живот

Подфилът Vertebrata е многообразна група животни от гледна точка на размер, форма, хранене, навици и жизнен цикъл. Те заемат морска, сладководна, сухоземна и дори въздушна среда, като по този начин проявяват широк спектър от стилове на живот.

репродукция

Всички гръбначни се размножават чрез сексуална репродукция, така че не е обичайно да се наблюдават клонални популации на гръбначни животни, тоест организми, идентични на техните потомци.

Разнообразие сред гръбначни животни

Счита се, че тази група съдържа приблизително 45 хиляди вида животни, много от които са разпространени от Арктика или Антарктида до тропическите райони на планетата.

Единственото място, където гръбначните животни не са открити, е във вътрешността на Антарктида, в по-студените райони на Гренландия и в „ледения пакет“ на Северния полюс, но те са на практика във всички екосистеми на биосферата.

Класификация (видове) гръбначни животни

Нека да видим кои са основните класове на гръбначни животни:

- костелива риба (c lase Osteichthyes)

Фотография на риба Koi (Изображение от Pexels на Pixabay.com)

Тази група съдържа повечето от рибите, с които сме запознати. Всички имат частично или напълно окостени челюсти и скелети.

Те имат плувен пикочен мехур, дори перки, хриле, покрити с костен оперкулум, люспи, система "странична линия" (сетивен орган) и са почти всички яйцеклетки с външно торене, въпреки че има яйцевидна и животворна.

Този клас също се подразделя на две: клас Actinopterygii и клас Sarcopterygii. Актиноптеригиите са „рибата с лъчеви лъчи“, а саркоптеригиите са рибите с луковици.

- Земноводни (c lase Amphibia)

Снимка на жаба, тип земноводни (Изображение от Chalupský на www.pixabay.com)

Те са студенокръвни животни. Те могат да дишат с помощта на белите дробове, хрилете, обвивките (кожата) или лигавицата на устата. Те се характеризират с това, че имат воден ларвален стадий или вътре в яйце. Кожата им е влажна и има много лигавици, те нямат люспи.

Те са тетраподи, тоест имат четири крайника. Те могат да обитават сладководни тела или да са от сухоземен живот. Те имат отделен пол, външно оплождане, някои с вътрешно развитие; те могат да бъдат ововивипарни или живипори.

Към този клас принадлежат ордените Апонда, които включват каецилианците, орденът Анура, където са жабите и жабите и орденът Каудата, който съдържа саламандрите.

- Влечуги (клас Reptilia)

Снимка на хамелеон, вид влечуго (Изображение от PublicDomainPictures на www.pixabay.com)

Те също са студенокръвни организми, но те нямат ларвен стадий по време на своето развитие. Те използват белите дробове за дишане и имат добре окостени скелети. Кожата им е суха, с люспи, но без жлези.

Крайниците му имат 5 пръста и обикновено имат нокти. По време на тяхното размножаване се случва вътрешно оплождане и те имат пряко развитие, като могат да бъдат яйцевидни и яйцевидни.

Класът е разделен на подкласове Anapsida (костенурки и водни костенурки), Lepidosauria (гущери с люспи) и Archosauria. Тя включва също подкласовете Synapsida, Ichthyopterygia и Synaptosauria, но те са от изчезнали видове.

- Птици

Снимка на вид гълъб, птица (Изображение на Рей Милър www.pixabay.com)

Те са топлокръвни животни, чиито "предни" крайници са специализирани за полет. Задните крайници имат 4 или по-малко пръсти, а телата им са покрити с пера, с изключение на краката, които имат люспи.

Вместо зъби имат възбудени човки, всички са яйцеклетки с вътрешно оплождане. Разпознават се два подкласа: подклас Archaeornithes (на изчезнали птици) и подклас Neornithes, наричан още „истински птици“.

- Бозайници (клас Mammalia)

Снимка на крава и телето й (Изображение на Франческо Питарреси на www.pixabay.com)

Те са топлокръвни животни, които се характеризират с наличието на млечни жлези и долна челюст, изградена от една кост. Те имат коса, добре развит мозък и кожа, която ги покрива с жлези и коса.

Младежите се хранят с млякото, произведено от млечните жлези и се образуват при вътрешно торене. С малки изключения, това е група животворни животни.

Той е разделен на подкласове Prototheria и Theria. Първият е "примитивен" клас бозайници, които снасят яйца, но имат млечни жлези (без зърна) и коса. Вторият представлява бозайници с млечни жлези и зърна, с функционални зъби, матка и влагалище, всички живородни.

- Agnatos (клас Agnatha)

Снимка на вещица риба (Източник: Потребител: (споделено WT) Pbsouthwood в wts wikivoyage / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) през Wikimedia Commons)

Това са рибите без челюсти, по-известни като "риба вещици" и лампреи. Те се считат за "примитивна" група, тъй като нямат кости. Те обитават изключително морска среда, имат мека, жлезиста и слузеста кожа и липсват истински хрилни арки.

- Chondrichthyes (клас Chondrichthyes)

Снимка на група от мантови лъчи, хрущялни риби (Изображение на Мери Гасауей на www.pixabay.com)

Наричат ​​се още хрущялни риби. Те имат челюсти, дори перки, отделен пол (мъжки и женски), те могат да бъдат яйцевидни, ововивипарни или живородни. Към тази група принадлежат акулите и стръковете.

Класът е подразделен на два подкласа: подклас Elasmobranchii и подклас Holocephali. Първите са акули и лъчи, характеризиращи се с наличието на множество зъби, 5 до 7 хрилни прорези, люспи, клоака, дихателни спирали и др.

Холоцефалосите, наричани още „химери“, са хрущялни риби, които нямат люспи, няма клоака или спирали. Зъбите им са слети в "костеливи" плочи и те живеят в умерени морски води.

Примери за гръбначни видове

- Акули

Снимка на екземпляр от Carcharodon carcharias (Източник: Sharkdiver68 / Public domain, via Wikimedia Commons)

В групата на рибите са акули, които са важни морски хищници с изненадващи ловни способности. Тялото на тези животни има аеродинамичен дизайн, който им позволява да намалят съпротивлението на водата и по този начин да могат да плуват при високи скорости.

Те имат дебели, триъгълни, назъбени зъби, така че могат да изглеждат доста страшни. Популярен пример за тази група е бялата акула, чието научно име е Carcharodon carcharias, широко разпространена в световните океани, силно застрашена или считана за уязвима.

- Земноводни

Снимка на екземпляр от Phyllobates terribilis (Източник: H. Krisp / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) чрез Wikimedia Commons)

Сред земноводните има много малки животни, но изключително опасни, някои видове отровни жаби са пример. Сред тях се открояват някои представители на семейство Dendrobatidae, по-специално род Phyllobates.

Златната отровна жаба, Phyllobates terribilis е ендемичен вид на колумбийския бряг, който е изправен пред Тихия океан и се счита за най-токсичното животно в света, въпреки красивия си външен вид.

- Бозайници

Снимка на азиатски слон, който се къпе (Източник: Базиле Морин / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) през Wikimedia Commons)

За разлика от гореспоменатата малка жаба, гръбначните животни съдържат и най-големите и колосални животни в света, сред които можем да споменем слонове.

Elephas maximus е вид азиатски слон от семейство Elephantidae и се счита за най-големият бозайник в цяла Азия. Той е бил опитомен и експлоатиран от човека за строителство и транспорт, както и за забавление, но днес съществува опасност от изчезване.

Гръбначна нервна система

Нервна система на човека, гръбначен. Medium69, Jmarchn / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Централната нервна система на всички хордати се намира в дорзално положение, в тръбна структура, която има епидермален произход. Сетивните структури включват сдвоени органи за миризма, зрение и слух, които са разположени в добре дефинирана област на главата, тоест главата.

В черепа, който образува главата, се намира един от най-напредналите и сложни органи на живите същества: мозъкът. Това тяло функционира като център за съхранение на информация, като център за вземане на решения и като център за обработка на стимули.

Носната везикула е отворена за околната среда, така че нейните сензорни клетки наподобяват тези, които образуват вкусовите рецептори на устата. Очите са силно сложни органи и съответстват на страничен "джоб" в предния край на мозъчната тръба.

Системата за странични линии на костите и рибните кости е уникална за гръбначните животни.

Кръвоносна система на гръбначни

Затворена кръвоносна система

Повечето от животните, принадлежащи към тази група, се характеризират със затворена кръвоносна система, в която кръвта се изпомпва от добре дефинирано сърце през кръвоносните съдове.

Те имат специализирана кръвна тъкан, с клетки от различни видове, които са отговорни за транспортирането на кислород и въглероден диоксид, както и хранителни вещества и други важни съединения за защита на организма от инфекциозни или "чужди" агенти.

Именно в тази група се развива имунната функция на кръвните клетки, въпреки че има много разлики между групите.

Храносмилателна и отделителна система на гръбначни животни

Схема на храносмилателната система на човека. От Мариана Руиз (испанска версия); Потребител: Bibi Saint-Pol, Jmarchn (испанска версия, превод от Потребител: AlvaroRG) - Собствена работа; преведено от Изображение: Диаграма на храносмилателната система en.svg, Public Domain, Храносмилателната система на гръбначни животни обикновено се състои от уста, хранопровод, който се простира от фаринкса до кухина (стомаха) и черва, която започва от стомаха и завършва в ануса.

Както виждаме, тази система има доста сложни структури, но изпълнява същите функции като всяка храносмилателна система при всяко животно.

Устата работи при предварителната обработка на храната, която се пренася през хранопровода до стомаха, по-разширена кухина, където се отделят някои киселини и храносмилателни ензими, които започват с разграждането и храносмилането на тези храни.

В този процес участват и други органи като черния дроб и панкреаса, характеризиращи се със своите секреторни функции. Резултатът от храносмилането на стомаха след това преминава в червата, където се получава усвояването на хранителни вещества под формата на протеини и липиди, както и вода и соли.

Всичко, което не се усвоява или преработва, се отделя с изпражненията. Някои гръбначни имат канализация, където твърдите хранителни отпадъци и течните отпадъци, като урината, се сближават, докато други имат различни канали за евакуация.

По отношение на отделителната система

Гръбначните имат отделителна система, която се състои от нефрони, структури, способни да филтрират кръвта и да отстраняват отпадъците чрез процеси на секреция и реабсорбция.

В някои случаи дебелото черво действа като спомагателен отделителен орган, както и хрилете на рибата и потните жлези на интегритета на бозайниците.

Дихателна система на гръбначни животни

Човешка дихателна система

Клетките на тялото на всеки гръбначен животни трябва да попълват кислорода, който те извличат от околната среда, която ги заобикаля, и да се отърват от вторичните продукти, които се натрупват по време на метаболитните реакции, от които се нуждаят, за да живеят.

За това им е необходима както кръвоносната система, която транспортира различни елементи през тялото, така и дихателната система, която е отговорна за обмена на газове между тялото и околната среда. Можем да считаме, че и двете системи участват в „ускорението“ на дифузионен процес.

Дифузията се дефинира като случайно движение на молекули от място, където те са силно концентрирани към друго, където те са по-малко. В случая на газове дифузията обикновено се изследва по отношение на налягане, а не на концентрация.

Обикновено кислородът е в по-голямо количество в околната среда, отколкото в тялото на животно, така че има тенденция да дифундира към него; докато въглеродният диоксид, един от продуктите на дишането, е по-концентриран в тялото, отколкото в околната среда, така че трябва да "излезе" към последния.

Специализирани помпи и конструкции

Дишането действа по такъв начин, че газообразният кислород в околната среда (говорейки за сухоземни гръбначни животни) или разтворен във вода (за водни гръбначни животни) се транспортира до тялото, по-специално до белите дробове (има различни устройства, които участват в различни животни).

При земните гръбначни животни „помпата“, която е отговорна за този транспорт, е реберната клетка, точно както помпата, която движи кръв, е сърцето. И двете помпи са отговорни за поддържането на градиентите на налягането на газа, необходими за настъпването на обмена с околната среда.

Много гръбначни имат бели дробове и такива, които нямат хриле. Но има и други животни, които използват кожата като система за обмен на газ.

В тези структури се улеснява дифузията на кислород към кръвта и въглеродния диоксид към околната среда, независимо дали става дума за водно или сухоземно животно.

Препратки

1. Hickman, CP, Roberts, LS, Hickman, FM, & Hickman, CP (1984). Интегрирани принципи на зоологията (№ Sirsi) i9780801621734).
2. Джоли, М. (2019). Енциклопедия Британика. Произведено на 18 април 2020 г. от www.britannica.com/animal/vertebrate
3. Kardong, KV (2006). Гръбначни: сравнителна анатомия, функция, еволюция (№ QL805 K35 2006). Ню Йорк: McGraw-Hill.
4. О'Харе, Т. (2005). Земноводни: Земноводни. Карсон-Делоза Издателство.
5. Prasad, SN, & Kashyap, V. (1989). Учебник по зоология на гръбначните животни. New Age International.