الفقاريات: الخصائص ، التصنيف ، الجهاز العصبي ، الجهاز الهضمي ، التكاثر
الفقاريات (الفقاريات) هي مجموعة حيوانية تتميز بوجود هيكل عظمي يتكون من فقرات وصندوق الجمجمة مع وظائف وقائية. في هذه المجموعة ، نجد أكثر من 60000 نوع.
وهو يتألف من الأسماك ورباعي الأرجل: البرمائيات والزواحف والطيور والثدييات - بما في ذلك نحن البشر. ضمن هذه السلالات نجد تنوعًا كبيرًا ، من حيث الأنماط الجسدية والفسيولوجية وطرق الحركة والتغذية وغيرها.
أصل الفقاريات موضوع نقاش مهم بين علماء الأحياء التطورية. هناك سلسلة من الحفريات التي تسمح لنا بتتبع تاريخها التطوري. على سبيل المثال ، الكائن الحي الصغير Haikouella lanceolata هو مخلوق يشبه على ما يبدو الأسماك اليوم. يقترح علماء الحفريات أن هذه الحفرية هي الأخت الشقيقة للفقاريات.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك تكهنات أخرى تتعلق بأصل المجموعة. يقترح بعض الباحثين أن الفقاريات يمكن أن تنشأ من protocordados. يبدو أن السجل الأحفوري يدعم هذه النظرية.
الخصائص التشخيصية للحبال
يقدم Subphylum Vertebrata سلسلة من الخصائص التي تسمح بالتمييز بينها وبين اللافقاريات. يتم تضمين Subphylum Vertebrata في Phylum Chordata ، لذلك لديه الخصائص التشخيصية لهذه المجموعة: notochord ، الحبل العصبي الأنبوبي الظهري ، الشقوق البلعومية ، الذيل البطاني والذيل postanal.
تم العثور على هذه الخصائص الخمس في بعض الحالات الجنينية. في بعض الحالات ، قد يبدو أنها معدلة ومن الشائع أيضًا أن تختفي مع تطور الحيوان.
الحبل الظهري
إن notochord هو هيكل يشبه قصب ، ومرن ويمتد في جميع أنحاء الجسم. إنه يوفر موقع مرسى للعضلات وبفضل خصائصه ، فإنه يسمح بحركات الموجة للكائن الحي. في الفقاريات ، يتم استبدال notochord.
الحبل العصبي الظهري
الحبل العصبي الظهري هو نموذجي لهذه المجموعة - في اللافقاريات نجدها في وضع بطني. هذا محمي بواسطة الأقواس العصبية للفقرة. وبالمثل ، فإن الدماغ محمي بجمجمة.
شقفة البلعوم
الشقوق البلعومية تعمل في المجموعات البدائية كمرشح يسمح بالتغذية. في الأسماك ، يتم بناء هذه الأوعية الدموية وتسمح بتبادل الغازات وتشكيل الخياشيم.
Endostyle
يقع الإندوستيل في قاعدة البلعوم ، وفي الفقاريات ، تم تحويله إلى غدة الدرقية.
كولا خلف الشرج
ذيل postanal ، جنبا إلى جنب مع العضلات ، ويسهم في حركة الحبال القاعدية. يقترح أنها تطورت لصالح الضغوط الانتقائية التي تفترضها الحياة المائية. في البشر ، نجدها فقط كأعضاء أثرية صغيرة: العصعص.
الخصائص العامة للفقاريات
أنسجة البشرة
يحتوي تكامل الفقاريات على قسمين واضحين: البشرة الخارجية ، المستمدة جنينياً من الأديم الظاهر والأدمة الداخلية التي تشكل أنسجة ضامة ، مشتقة من الأديم المتوسط.
توجد في الفقاريات سلسلة من التعديلات غير المتجانسة للغاية في الأنسجة الخارجية ، مثل وجود المقاييس والريش والمخالب وغيرها.
تتميز الثدييات بشكل خاص بوجود الشعر والأنسجة الغدية. هذا الأخير هو المسؤول عن إفراز المواد والهرمونات ، والتي تشارك مباشرة في فسيولوجيا الفرد وفي عملية التكاثر واختيار الشريك.
هيكل عظمي
يأتي اسم المجموعة من هذه الميزة المميزة: وجود فقرات. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي الفقاريات على صندوق الجمجمة مع وظائف الحماية المستمدة أساسا من خلايا قمة العصبية
الاستثناء الوحيد لوجود فقرات هو مجموعة بدائية من الأسماك المعروفة باسم السحرة أو المخلوطات.
أنظمة
في الفقاريات ، يمكننا التمييز بين سلسلة من النظم المعقدة التي تنظم الآليات الفسيولوجية التي تحدث داخل الكائن الحي.
يسمح الجهاز العضلي بالحركات ويتميز بشرائح عضلية أو عضومات ثنائية الشكل. في المجموعة ، وجدوا مجموعة واسعة من آليات الحركة ، بحيث يتم تعديل العضلات لتلبية متطلبات الحيوان.
يتكون الجهاز العصبي من مخ مقسم إلى ثلاثة أجزاء وعشرة أو اثني عشر زوجًا من الأعصاب القحفية.
يسمح الجهاز الهضمي بامتصاص العناصر الغذائية. في هذا النظام ، يمكن تمييز وجود الكبد والبنكرياس بوضوح. سيتم وصف هذا النظام ، جنبًا إلى جنب مع الجهاز العصبي ، بالتفصيل في الأقسام التالية.
يتكون الجهاز الدوري من قلب بطني مكون من سلسلة من الغرف التي تضخ السوائل في جميع أنحاء الجسم. بالإضافة إلى ذلك ، يقدمون سلسلة من الأوعية تسمى الشرايين والأوردة والشعيرات الدموية التي تتوسط تدفق الدم. تحتوي كرات الدم الحمراء على الهيموغلوبين - وهو بروتين مسؤول عن نقل الأكسجين - من الداخل.
الجينات Hox
على الرغم من أن الخصائص المورفولوجية مفيدة جدًا لتمييز هذه المجموعة ، إلا أن هناك عددًا من الخصائص المميزة على المستوى الجزيئي ، وفقًا للدراسات ، فهي فريدة من نوعها بالنسبة للفقاريات.
جينات Hox هي مجموعة من الجينات المسؤولة عن التحكم في النمط المحدد لهياكل الجسم. يتم تنظيم هذه في مجمعات الجينات وتظهر العديد من الخصائص الغريبة جدا: هناك علاقة مثالية في ترتيب الجينات مع الموقع الأمامي والخلفي لمنتجات الجينات الجنين.
تعتبر دراسة هذه الجينات أساسية في البيولوجيا التطورية للتنمية وبفضل اكتشافها ، تم اقتراح بعض النظريات التي تدعي أنها تشرح أصل الفقاريات.
تم العثور على جينات Hox في جميع metazoans ، ولكن في الفقاريات خضعت هذه المجموعة من الجينات لعملية ازدواجية. لذلك ، وجدنا نسخة واحدة فقط من جينات Hox في اللافقاريات ، بينما وجدنا من الفقاريات الأولى أربع نسخ.
يقترح أن هذا الاختراع الجيني الجديد أدى إلى تطور في تعقيد عالم الحيوان.
تصنيف
تصنيف الفقاريات ، وفقا لهيكمان (2007) ، هو على النحو التالي: Subphylum Vertebrata ينتمي إلى Phylum Cordata.
تتألف Subphylum من فئتين كبيرتين: Agnata و Gnathostomata الفائق. العقيقات عبارة عن سمكة بدون فكين ، وتتألف بدورها من فئتين: الميكسيني ، المعروف باسم الأسماك الساحرة و Petromyzontida ، والتي تُعرف باسم لامبري.
تتكون الفئة الفائقة Gnathostomata من مجموعة الأسماك ذات الفكين وحتى مع الملاحق. ينتمي باقي فئات الفقاريات إلى هذه الفئة الفائقة.
فئة Chondrichthyes: أسماك القرش والأشعة
تتضمن فئة Chondrichthyes ما يقرب من 1000 نوع من اللادغة ، chimaeras وأسماك القرش. تتميز المجموعة بوجود هيكل عظمي غضروفي وصمام حلزوني في الأمعاء. لا توجد مثانة للسباحة ، وبدلاً من ذلك استخدم الزيوت أقل كثافة من الماء لتشجيع التعويم
فئة الأكتينيوبريغي والساركتيريغي: الأسماك
سنناقش في هذا القسم الفصلين اللذين يتوافقان في المصطلحات الشائعة "الأسماك".
الطبقة Actinopterygii لديها هيكل عظمي متحجر وفتحة عضدية واحدة تغطيها بنية تسمى operculum. هناك حتى الأليلات التي تدعمها سلسلة من أشعة الجلد.
تشكل المثانة السباحة جهاز تعويم هيدروستاتي. هناك ما يقرب من 27000 نوع في هذه الفئة.
من ناحية أخرى ، تتضمن فئة Sarcopterygii الأسماك الزعنفية. مثل الطبقة السابقة ، فإنهم يقدمون هيكلًا عظميًا متحجرًا وفتحة خيشومية مغطاة بأبصار.
الزعانف هي السمة الأكثر لفتا للنظر في هذه النسب ، لديهم هيكل عظمي وعضلات داخلية. الزعنفة الذيلية صعبة. المجموعة paraphyletic إذا كنا لا تشمل رباعي الأرجل.
الطبقة البرمائية: الضفادع والسمندل والعسل
البرمائيات هي السلالة التي تربط نمط الحياة المائية والبرية. فهي كائنات حية ، يحدث التنفس من خلال الرئتين أو تبادل الغاز بوساطة الجلد. الجلد رطب وله غدد مخاطية وليس له أي نوع من القشور.
يتكون جهاز إفراز الجسم عن طريق الكلى mesonephric أو opistonephric ومنتج النفايات النيتروجينية هو اليوريا.
بالنسبة للحواس ، فإن البرمائيات لها غشاء طبلي وكولوميلا تنقل الاهتزازات في البيئة إلى الكراهية الداخلية. للرائحة ، لديهم ظهارة شمية داخل تجويف الأنف. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم نظام عدسة يتيح لهم رؤية جوية.
المجموعات الأكثر شهرة هي الضفادع والسمندل. لاحظ أن مصطلح الضفدع والضفدع ليس لهما صلاحية تصنيفية ، يشير الأول إلى البرمائيات ذات الجلد وتتآكل مع الثآليل ، في حين أن الضفادع عادة ما تكون رشيقة وملونة.
المجموعة الأخيرة هي القيسليات. إنه غير معروف ويتكون من كائنات حية تشبه مورفولوجيا دودة. لديهم نمط حياة تحت الأرض.
Synapsids ، diapsids و anapsids
قبل وصف فئات الزواحف والطيور والثدييات ، من الضروري الإشارة إلى كيفية تصنيف هذه الكائنات وفقًا لجمجمها.
تستند هذه الفئات إلى عدد "الثقوب" (fenestra) في المنطقة الزمنية للجمجمة. حالة الأجداد هي anápsida ، التي لا تحتوي على فتحات مؤقتة. أيضا ، الشروط المستمدة من هذه هي synapsids و diapsids ، مع فتحتين واثنين على التوالي.
تعتبر السلاحف الحالية anápsidas ، ولكن يبدو أن هذه الشخصية هي نتاج انعكاس.
يتم تمثيل diapsids من قبل العديد من المجموعات الحية ، بشكل رئيسي من قبل المجموعات التي تعتبر زواحف ، باستثناء السلاحف.
تشمل lepidosaurs معظم الزواحف وتشمل الأركوصورات الديناصورات والبتروصورات والتماسيح والطيور الحالية. موقف السلاحف هو موضوع للجدل. أخيرًا ، تشتمل المشابك على الثدييات الحالية وأسلافها المنقرضة.
فئة الزواحف: السلاحف ، السحالي ، التواتار ، الثعابين والتماسيح.
الزواحف هي مجموعة من ectotherms رباعي الأرجل التي تتنفس من خلال الرئتين. في هذه المجموعة ، حدث ابتكار تطوري متعالي مكّن من التخلص من الاعتماد على المياه والوصول إلى الحياة على الأرض: البويضة الأمنيوسية.
هذه البيضة لديها غطاء الجيرية أو coricceous. يحتوي على سلسلة من الأغشية: السلى ، المشيمون ، كيس الصفار و آلانتويس.
يتكون نظام الإفراز من قبل زوج من الكليتين metanephric ، بقايا النيتروجين الرئيسي هو حمض اليوريك.
عادة ما يكون الإخصاب داخليًا ، وتظهر في هذه المجموعة هياكل متخصصة لعملية الجماع ، مثل القضيب والهيبين.
جلد الزواحف جاف وله سلسلة من المقاييس المشتقة من البشرة. في حالة عدم شمول الطيور ، تكون المجموعة مصابة بالبارافيليت.
بالإضافة إلى المجموعات الحالية ، فإن الزواحف معروفة على نطاق واسع بالمجموعة الأكثر شهرة المنقرضة: الديناصورات الضخمة - وهي المجموعة التي أدت إلى ظهور الطيور الحالية.
فئة الطيور
الطيور هي كائنات حية تم تكييفها بشكل كامل لتشكل الحركة الجوية. إنها تتميز بهيكل عظمي خفيف مع عظام مملّة ، مما يخلق تجاويف هواء. يتم تعديل أعضاء الجبهة للرحلة. الجسم مغطى بالريش والساقين لها موازين.
الطيور ، مثل الثدييات ، قادرة على تنظيم درجة حرارة الجسم. لهذه الخاصية ، تعتبر endotherms. ومع ذلك ، فإن هذه الخاصية ليست متماثلة بين هذه الأنساب - تم الحصول عليها بشكل متقارب.
بقدر تشريحها ، تتميز بأنها تظهر عنق طويل في شكل S ، خضع الفك لعملية التقرن وتشكيل منقار ، دون أسنان. يتم تقليل الذيل إلى pygostyl.
يتم فصل الجنسين. للتكاثر ، لدى الإناث مبيض وظيفي واحد فقط - المبيض الأيسر. عادة ما تفريغ الغدد التناسلية محتوياتها في المجاري ، على الرغم من أن هناك مجموعات قليلة مع جهاز copulatory: القضيب. يحدث التسميد داخليًا.
فيما يتعلق بالسلوك ، عادةً ما تقدم الطيور نظامًا لرعاية الوالدين يساهم فيه كلا الوالدين في تربية الأبناء. في الواقع ، تستثمر هذه المجموعة الكثير من الوقت والطاقة في تربية أطفالهم.
فئة الثدييات: الثدييات
الثدييات هي فقاريات ماصة للحرارة لها صفتان تشخيصيتان رئيسيتان: وجود الشعر والغدد الثديية.
بالإضافة إلى الغدد الإفرازية من الحليب ، لديهم غدد أخرى قادرة على إفراز مواد مختلفة ، مثل العرق والدهون ، وغيرها.
أما بالنسبة للهيكل العظمي ، فإن الثدييات لها جمجمة بها سلقان صخرية وحنك ثانوي ، ولديها الأذن الوسطى ثلاثة عظمية تشارك في نقل الصوت ، وسبعة فقرات عنق الرحم وعظام الحوض تنصهر.
الأسنان هي مغاير ، مما يدل على أن الجميع ليسوا متساوين: تخيلوا أسنان تمساح ، مقارنة بأسنان الإنسان ، متباينة بوضوح في الأضراس والضواحك والأنياب والقواطع. يتم دمج عظم الفك السفلي في واحد: المتقلب.
يتكون نظام إفراز الكلى metanephric مع مجرى البول التي تنتهي عادة في المثانة.
يتم تصنيفها في الفئة الفرعية Prototheria ، حيث في الترتيب Monotremata هو خلد الماء و echidna. تشتمل الفئة الفرعية Theria على Infatherclase Metatheria ، والذي يتكون من جرابيات جراحية.
يشتمل نظام Eutheria infraclase على جميع طلبات الثدييات المشيمية: Insectivora Order ، Macroscelidea ، Desmoptera ، Chiroptera ، Scandentia ، Primates ، Xenarthra ، Pholidota ، Lagomorpha ، Rodentia ، Carnivora ، Tubulidentata ، Proboscidea ، Hyracoidea ، Peracylia
الجهاز العصبي
الوحدة الأساسية للجهاز العصبي هي الخلايا العصبية. هذه الخلايا لديها القدرة على الإثارة وإجراء النبضات الكهربائية اللازمة. وينقسم النظام إلى الجهاز العصبي المركزي والجهاز العصبي والمحيطي.
في الفقاريات ، تحدث العمليات العصبية عن طريق الأعصاب ، والتي هي في الأساس مجموعة من محاور عصبية محاطة بالنسيج الضام.
يختلف تعقيد العضو الرئيسي - المخ - أثناء انتقالنا عبر مجموعات من الأسماك والبرمائيات والزواحف والطيور والثدييات. هذا الأخير يحمل تعقيدا ملحوظا في الهيكل المذكور.
أما بالنسبة للحواس ، فقد طور كل سلالة خصائصه. الطيور ، على سبيل المثال ، لديها شعور استثنائي بالقدرة على رؤية فرائسها من مسافات مفاجئة.
لدى الثدييات ظهارة حاسة متطورة تساعدهم على استكشاف بيئتهم وتشارك أيضًا في التفاعلات الاجتماعية.
الجهاز الهضمي
بشكل عام ، يتكون الجهاز الهضمي من الفقاريات من الأجزاء التالية:
جهاز استقبال للطعام ، والذي يشكل أجزاء من "الفم". وتشارك في تدمير الغذاء إلى جزيئات أصغر. بالإضافة إلى ذلك ، في بعض الحالات ، هناك غدد تفرز اللعاب وتشارك في الهضم الأنزيمي للكربوهيدرات.
ثم يتبع قناة ، المريء ، وهو المسؤول عن نقل الطعام إلى المعدة ، حيث سيتم خلطها بسلسلة من الإنزيمات وعصائر المعدة. يشارك البنكرياس في إفراز الإنزيمات.
يوجد في الطيور هيكل يُسمى المحصول ، يليه gizzard - هذا الهيكل عضلي ، وفي كثير من الحالات يتم بمساعدة الصخور الصغيرة.
يتبع هذا النظام الأعضاء المتعلقة بامتصاص العناصر الغذائية: الأمعاء الدقيقة. وبالمثل ، يحدث امتصاص الماء في الأمعاء الغليظة ، حيث تتركز المواد الصلبة. يتم طرد النفايات من خلال فتحة.
استنساخ
في الفقاريات ، يكون التكاثر في الغالب من النوع الجنسي ويتم فصل الجنسين. الأسماك وأسماك القرش يمكن أن تكون بيضوي ، بيضوي أو عضوي. في بعض الأنواع ، قد يحدث التطور المباشر للنسل.
عادة ما يكون التسميد داخليًا (في المجموعات القاعدية ، تكون المجموعة الخارجية شائعة) ، ومن الزواحف نبدأ في مراقبة الأعضاء المتخصصة للتزاوج ، مثل العضو الذكري والنهايات حيث ينتهي محتوى الغدد التناسلية.
إذا لم يكن هناك أعضاء متخصصة ، فإن هذه الظاهرة تحدث في المجاري - كما هو الحال في معظم الطيور.
تنفس
في الأسماك ، يحدث التنفس من خلال نظام الخياشيم الذي يسمح لهم باستخراج الأكسجين من الماء. تستطيع البرمائيات أن تتنفس من خلال الجلد أو يمكنها أن تفعل ذلك من خلال رئة تشبه الأكياس ، رغم أنها ، على عكس رئتينا ، قد تضخمت بضغط سلبي.
بنفس الطريقة ، تتنفس الزواحف من خلال الرئتين ، تمامًا مثل الثدييات. الطيور ، لديها نظام parabronquios خاص يتيح لهم تلبية متطلبات الطاقة العالية في الرحلة.
أمثلة على الحيوانات الفقارية
كما رأينا في تصنيف الفقاريات ، هذا يشكل مجموعة كبيرة وغير متجانسة من الحيوانات.
نحن عادة على اتصال يومي معهم ، إما كحيوانات أليفة أو مرافقين. أيضا ، فهي جزء من نظامنا الغذائي.
سمك
كل ما نعرفه باسم "الأسماك" من الفقاريات. تم العثور على هذه في كل من المياه العذبة والمياه المالحة الهيئات.
برمائي
تعيش البرمائيات في البيئات الأرضية ، لكنها مرتبطة بالماء عن طريق تكاثرها. الأكثر شعبية هي الضفادع والضفادع التي توجد عادة في الأحواض والبرك. يصعب العثور على السلمندر والعفش في الحياة اليومية.
الزواحف
وتشمل الزواحف السلاحف ، ومجموعة واسعة من السحالي والثعابين والتماسيح ، وغيرها. تم تصنيف مجموعة من الديناصورات العملاقة التي سكنت الأرض منذ آلاف السنين والزواحف.
دواجن
تضم مجموعة الطيور جميعًا مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأنواع. لديهم القدرة على الطيران ، على الرغم من أن بعض المجموعات ، مثل البطاريق والنعام ، قد غيرت طريقها في السفر.
الثدييات
وأخيرا ، لدينا الثدييات. مجموعة كبيرة تظهر تنوعًا هائلًا في المورفولوجية. فقط لذكر بعضها ، لدينا حيتان عملاقة وقوارض صغيرة وفرض الخفافيش.
أصل الفقاريات
هناك العديد من النظريات التي تسعى إلى شرح أصل هذه المجموعة. واحدة من أبرزها فرضية والتر Garstang. في عام 1928 ، اقترح هذا الباحث ، الأصل من إنجلترا ، أن يحتفظ بنسل أجداد الأجداد بمظهره الشاب.
تنوعت ال chordates في وقت مبكر جدا في سياق التطور. أدى هذا الانقسام إلى ظهور الأنساب التالية: urocordados المستقرة (تسمى ascidians) و cephalochordates المحمول والفقاريات.
تركز النظرية على urocordados. على الرغم من أن الأشكال البسيطة والبسيطة لهذه الكائنات لا تبدو كمرشح واعد ليتم اعتباره سلفًا للحبال ، إلا أن شكلها الصغير - اليرقة - هو.
تقدم يرقات urocordados جميع الخصائص المناسبة لتكون فقاريات الأسلاف: فهي تحتوي على الحبل الشوكي ، والحبل العصبي المجوف الظهري ، والشقوق البلعومية وذيل postanal.
تقترح الفرضية أنه في مرحلة ما من تطور المجموعة ، فقدت اليرقات القدرة على الامتثال لتحولها. وهكذا ، فإن هذه اليرقة ناضجة جنسياً ، ولكن بخصائص الأحداث ، كانت قادرة على التكاثر وتوليد سلالات جديدة من السيفالوبوني والفقاريات.
