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第五讲脊椎动物
一、竞赛中涉及的问题
在中学动物学的教学内容中，并没有涉及“脊索动物〞这一概念。在讲完无脊椎动物的几个门后，直接提出了“脊椎动物〞的概念。这容易造成同学们对知识的不完整理解：似乎动物界就只是由脊椎动物和无脊椎动物组成的。为了准确地理解动物的分类知识，适应国际IBO竞赛的要求，我们对脊索动物门的整体概况和脊椎动物比拟解剖等内容进展了适当地补充，并且对脊椎动物各纲的进化特征进展了扩展和深化。
〔一〕脊索动物的三大主要特征
1．脊索
位于消化道反面，在胚胎发育过程中由原肠背侧的一局部细胞离开肠管而形成。能起骨骼的根本作用。低等脊索动物终生具有脊索；有的类群中，脊素那么仅见于幼体。高等脊索动物只在胚胎期间出现脊索，成长时由分节的脊柱取代了。
2．背神经管
非脊索动物神经系统的中枢局部呈索状，位于消化管的腹面。
脊索动物神经系统的中枢局部呈管状，位于身体的背中线上，脊索〔或脊柱〕就在它的下面。背神经管由外胚层下陷卷褶所形成，在高等种类中分化为脑和脊髓两局部。
3．咽鳃裂
位于消化道前端的两侧壁上，左右成对的裂孔直接或间接及外界相通，这是咽鳃裂。它是一种呼吸器官，在低等类群中终生存在，在高等类群那么只见于某些幼体和胚胎时期，随后完全消失。
〔二〕脊索动物门分类概况
依据形态构造、生活习性和胚胎发育等特点，一般将脊索动物门分为尾索动物、头索动物和脊椎动物三个亚门。
1．尾索动物亚门l
脊索和背神经管只存在于幼体。成体包围在被囊中，一般为雌雄同体，异体受精。代表动物如海鞘，海鞘的发育过程中出现逆行变态，成体失去一些重要构造，形体变得比幼体更加简单。
2．头索动物亚门
脊索、背神经管和咽鳃裂这三个根本特征终生保存，脊索前端超出神经管之前。代表动物是文昌鱼。
3．脊椎动物亚门
脊索只在胚胎发育中出现，随即为脊柱所代替。依据外形及内部特征可分为6个纲：圆口纲、鱼纲、两栖纲、爬行纳、鸟纲、哺乳纲。
〔三〕几个常见的名称
1．无头类指脊索动物中脑和感觉器官还没有分化出来，没有明显的头部的类群。
2．有头类有明显头部的脊索动物，即脊椎动物。
3．无颌类没有颌的脊椎动物，现存的类群只有圆口类。
4．颌口类有颌的脊椎动物，包括鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类。
5．无羊膜类在胚胎发育中不具羊膜的脊椎动物，包括圆口类、鱼类和两栖类。
6．羊膜类在胚胎发育中具有羊膜的脊椎动物，包括爬行类、鸟类和哺乳类。
〔四〕鱼纲
1．鱼类的外部形态
〔1〕体型类型
纺锤形：特点是头尾轴长，背腹轴较短，左右轮最短。
侧扁形：特点是头尾轴短，左右轴更短，背腹轴相对显著增加。
扁平形：特点是背腹轴特别短，左右轴特别长。
棍棒形：其特点是头尾轴特别长，背腹轴和左右轴很短。
〔2〕鳍的种类及功能
鱼类的鳍可分为两类：一类是偶鳍，包括胸鳍和腹鳍各一对；另一类是奇鳍，包括背鳍、臀鳍和尾鳍。偶鳍的功能是维持身体平衡，改变运动方向和拨水划行的作用。背鳍和臀鳍的主要功能是防止鱼左右倾斜和摇摆。尾鳍有推进平衡和转向的作用。尾鳍类型有原形尾、歪形屋和正形尾等三种。
〔3〕鳞片的类型及功能
鳞片是由皮肤中的真皮衍生出来的，鳞片大致分为三类。
盾鳞：软骨鱼类特有的鳞片，由表皮和真皮联合生成。从脊椎动物牙齿的发生和构造来看，它和牙齿应该是同源器官。
硬鳞：这是硬骨鱼中最原始的鳞片，由真皮演化来的，见于鲟鱼和雀鳝等。
骨鳞：大多数硬骨鱼的鳞片，也是由真皮演化来的，覆瓦状的排列分布于体表，有利于增加躯体的灵活性。
〔4〕侧线的构造及功能
侧线鳞有规律地排列形成一条线纹就叫侧线。鱼类的侧线器官是重要的感觉装置，能感受低频振动，判断水流及周围环境情况。
2．鱼类及水中生活相适应的特征
〔1〕身体呈纺锤形，无颈部，在游泳时大大减少阻力。
〔2〕体表有鳞片，皮肤富有粘液腺，其分泌的粘液，能减轻游泳时皮肤及水间的摩擦力。这种粘液腺是单细胞的。
〔3〕用鳃呼吸，浸润在水中的鳃能够完成气体交换。
〔4〕用鳍运动，鱼类出现成对附肢提高了动物的活动能力。
〔5〕及陆生种类不同，无眼睑、无泪腺、无唾液腺。
3．鱼类的内部构造——以鲫鱼为例
〔1〕皮肤由表皮层和真皮组成。表皮层有单细胞腺，分泌粘液于体表，减轻阻力，保护身体。
〔2〕骨骼鱼类出现了上下颌，是脊椎动物进化史上的重大转折点。椎体为双凹推，有了脊柱，脊柱的功能是支持身体保护脊髓和主要血管，脊柱分化程度很低，分为躯干椎和尾椎。附肢骨及脊柱不连接。
〔3〕肌肉肌肉分化程度不高，由肌节组成，肌节之间有肌隔联系，分节现象明显。有些种类的发电器官是由肌肉转变而来的，如电鳐、电鳗等；有些种类的发电器官由真皮腺转化来的，如电鲇。
(4)鳃鳃是鱼类适应水中生活的一个重要构造。软骨鱼类和硬骨鱼类的鳃具有不同的特点：软骨鱼类的鳃比
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