Особенности строения и процессов жизнедеятельности

Вне­шний облик и размеры млекопитающих весьма разнообразны в зависимости от условий и образа жизни. Масса тела колеблется от 1,5 г (землеройка-крошка) до 150 т (синий кит). Длинные перед­ние и задние конечности расположены под туловищем и способ­ствуют быстрому передвижению, благодаря чему животные не имеют себе равных по скорости передвижения. У гепарда, напри­мер, она достигает 110 км/ч.

Кожа у млекопитающих более толстая и эластичная, чем у животных других классов. Клетки наружного слоя - эпидермиса, постепенно снашиваясь и ороговевая, замещаются новыми, молодыми. Внутренний слой кожи – дерма –хорошо развит, в его нижней части откладывается жир. Производным эпидермиса являются нитевидные роговые образования – волосы. Волосяной по­кров, как и оперение птиц, - совершенное приспособление для терморегуляции. Его основу составляют тонкие, мягкие пуховые волосы, образующие подшерсток. Между ними развиты более длинные, жесткие и редкие остевые волосы, защищающие пуховые волосы и кожу от механических повреждений. Кроме того, у многих млекопитающих на голове, шее, груди и передних конечно­стях развиты длинные и жесткие чувствительные волосы - виб­риссы. Волосяной покров периодически меняется. Периодичность и время линьки у разных видов млекопитающих различны.

Производными эпидермиса являются ногти, когти, копыта, чешуя и полые рога (например, у быков, козлов, баранов, антилоп). Костные рога оленей, лосей развиваются из внутреннего слоя кожи – дермы.

Кожные покровы снабжены железами – потовыми, сальны­ми, пахучими, млечными. Испарение потовых выделений живот­ного способствует его охлаждению. Сальные выделения предо­храняют волосы от намокания, а кожу – от иссушения. Секреты пахучих желез позволяют особям одного вида отыскивать друг друга, метить территории, отпугивать преследователей (хорек, скунс и др.). Млечные железы выделяют молоко, которым самки выкармливают своих детенышей.

Скелет млекопитающих по строению в основном сходен со скелетом наземных позвоночных, однако имеются некоторые различия: число шейных позвонков постоянно и равно семи, череп более объемный, что связано с большими размерами головного мозга. Кости черепа срастаются довольно поздно, что обеспечи­вает возможность увеличения головного мозга по мере роста жи­вотного.

Конечности млекопитающих построены по пятипалому типу, характерному для наземных позвоночных. Способы передвижения млекопитающих различны – ходьба, бег, лазание; по­лет, копание, плавание, что отражается в строении конечностей. Так, у наиболее быстро бегающих млекопитающих число пальцев сокращено: у парнокопытных развиты два (третий и чет­вертый) пальца, а у непарнокопытных – один (третий). У животных, ведущих подземный образ жизни, например у крота, увели­чена и своеобразно устроена кисть. Животные, способные к пла­нированию (белки-летяги, летучие мыши), имеют удлиненные фа­ланги пальцев и кожистые перепонки между ними.

Пищеварительная система. Зубы сидят в ячейках челюстных костей и подразделяются на резцы, клыки и коренные. Их число и форма различны и служат важным систематическим признаком животных. У насекомоядных большое количество слабо дифференцированных зубов. Для грызунов характерно сильное развитие од­ной только пары резцов, отсутствие клыков и плоская жевательная поверхность коренных зубов. У хищных сильно развиты клыки, служащие для схватывания и умерщвления добычи, а коренные зубы имеют режущие жевательные вершины. У большинства видов мле­копитающих зубы меняются один раз в жизни.

Ротовое отверстие окружено мясистыми губами, что свойственно только млекопита­ющим в связи со вскармливанием молокам. В ротовой полости пища, кроме прожевывания зубами, подвергается химическому воз­действию ферментов слюны, а затем последовательно переходит в пищевод и желудок. Желудок у млекопитающих хорошо обособ­лен от других отделов пищеварительного тракта и снабжен пище­варительными железами.

У большинства видов млекопитающих желудок разделен на большее или меньшее число отделов. Наибо­лее сложен он у жвачных парнокопытных. Кишечник имеет тонкий и толстый отделы. На границе тонкого и толстого отделов отходит слепая кишка, в которой происходит сбраживание клетчатки. Протоки печени и поджелудочной железы открываются в полость двенадцатиперстной кишки. Скорость переваривания пищи высокая. По характеру питания млекопитающие подразделяются на раститель­ноядных, плотоядных и всеядных.

Рис. 51. Скелет кролика: 1 – шейные позвонки; 2 – грудные позвонки; 3 – поясничные позвонки; 4 – крестец; 5 – хвостовые позвонки; 6 – рёбра; 7 – рукоятка грудины; 8 – лопатка; 9 – акромиальный отросток лопатки; 10 – коракоидный отросток лопатки; 11 – подвздошный отдел безымянной кости; 12 – седалищный отдел той же кости; 13 – лобковый отдел той же кости; 14 – запирательное отверстие; 15 – плечо; 16 – локтевая кость; 17 – лучевая кость; 18 – запястье; 19 – пясть; 20 – бедро; 21 – коленная чашечка; 22 – большая берцовая кость; 23 – малая берцовая кость; 24 – пяточная кость; 25 – таранная кость; 26 – плюсна.

Органы дыхания. Дышат млекопитающие легкими, которые имеют альвеолярную структуру, благодаря которой дыхательная поверхность превосходит поверхность тела в 50 раз и более. Механизм дыхания обусловлен изменением объема грудной клетки за счет движения ребер и свойственной млекопитающим особой мышцы – диафрагмы.

Рис. 52. Общее расположение внутренностей у самки кролика (полусхематично): 1– подчелюстная слюнная железа; 2 – пищевод; 3 – желудок; 4 – печень (откинута кверху); 4' – желчный пузырь; 5 – поджелудочная железа; 5' – про­ток поджелудочной железы; 6 – слепая кишка; 7 – червеобразный отросток слепой кишки; 8 – заднепроходное отверстие; 9 – левый желудочек сердца; 10 – правый же­лудочек сердца; 11 – левое предсердие; 12 – правое предсердие; 13 – дуга аор­ты; 14 – левая подключичная артерия; 15 – левая подключичная вена; 16 – левая яремная вена; 17 – толстый кишечник; 18 – задняя полая вена; 19 – аорта; 20 – левое легкое; 21 – левая почка; 22 – левый надпочечник; 23 – правый мочеточник; 24 – мочевой пузырь; 25 – левый яичник; 26 – левый яйцевод; 27 – селезенка; 28 – щитовидная железа; 29 – трахея; 30 – желчный проток.

Кровеносная система млекопитающих принципиальных отличий от таковой у птиц не имеет. В отличие от птиц, у млекопитающих от левого желудочка отходит левая дуга аорты. Кроме того, кровь обладает большой кислородной емкостью в связи с нали­чием дыхательного пигмента – гемоглобина, заключенного в многочисленных мелких безъядерных эритроцитах. Благодаря высокой интенсивности процессов жизнедеятельности и высокораз­витой системе терморегуляции в организме млекопитающих, как и у птиц, поддерживается постоянная высокая температура

Выделение. Тазовые почки млекопитающих сходны по строению с таковыми птиц. Моча с большим содержанием мочевины оттекает от почек по мочеточникам в мочевой пузырь, а из него выходит наружу.

Головной мозг млекопитающих имеет относительно крупные размеры из-за увеличения объема полушарий переднего мозга и мозжечка. Развитие переднего мозга происходит за счет разрастания его крыши – мозгового свода, или коры мозга.

Зрение длямлекопитающих менее значимо, чем для птиц. Острота зрения и развитость глаз различны, что связано с условиями существования. У животных, обитающих на открытых про­странствах (антилопы), глаза большие и зрение острое, у подземных видов (крот) глаза редуцированы. Функцию осязания выполняют вибриссы.

Из органов чувств у млекопитающих лучше развиты органы обоняния и слуха. Обоняние тонкое, позволяющее опознавать врагов, отыскивать пищу и друг друга.

Орган слуха (рис. 53) у большинства млекопитающих развит достаточно хорошо: кроме внутреннего и среднего отделов сформировались наружный слуховой проход и ушная раковина, усиливающая восприятие звуков. В полости сред­него уха, кроме стремечка, как и у земноводных, пресмыкающихся и птиц, у млекопитающих находятся еще две слуховые косточки – молоточек и наковальня. Во внутреннем ухе развит чувствитель­ный звуковоспринимающий кортиев орган.

Рис. 53. Схема органа слуха млекопитающего: 1 – наружный слуховой проход; 2 – эндолимфатический канал; 3 – круглое окно; 4 – наковальня; 5 – молоточек; 6 – барабанная перепонка; 7 – слухо­вой нерв; 8 – евстахиева труба; 9 – нерв улитки.

Размножение млекопитающих характеризуется внутренним оплодотворением, мелкими размерами яиц (0,05—0,2 мм), лишенных запасных питательных веществ, живорождением (за исключением немногих видов), устройством большинством видов для деторождения специальных гнезд, а также выкармливанием новорожденных молоком.

У большинства видов млекопитающих внутриутробное разви­тие (беременность) связано с образованием у самок плаценты (или детского места). Через плаценту устанавливается связь между кровеносными сосудами детского и материнского организмов, что позволяет осуществлять газообмен в теле эмбриона, приток питательных веществ и удаление продуктов распада.

Продолжительность внутриутробного развития у разных ви­дов различна: от 11—13 суток (у серого хомяка) до 11 месяцев (у кита). Количество детенышей в помете также сильно варьирует: от 1 до 12—15.

У небольшой группы млекопитающих плацента не развивает­ся, и они размножаются откладкой яиц. Но и в том и в другом случае детеныши вскармливаются молоком, которое содержит необходимые для развития органические и минеральные вещества.

После завершения молочного вскармливания связь между родителями и потомством еще некоторое время сохраняется. Она необходима для передачи индивидуального опыта родителей потомству. Пары у большинства млекопитающих образуются на один сезон размножения, реже на несколько лет (волки, обезьяны).

Происхождение млекопитающих. Предками млекопитающих были примитивные малоспециализированные палеозойские пресмыкающиеся - зверозубые. Зубы у них были дифференциро­ваны на резцы, клыки и коренные и располагались в ячейках. В триасе одна из групп зверозубых ящеров стала приобретать чер­ты прогрессивной организации и дала начало млекопитающим.

Разнообразие млекопитающих и их значение.

Класс подразделяется на два подкласса: Яйцекладущие, или Первозвери и На­стоящие звери, или Плацентарные.

Подкласс Яйцекладущие, или Первозверн. Сюда относятся наиболее примитивные и древние из современных млекопитающих. В от­личие от большинства млекопитающих, они откладывают крупные яйца, богатые желтком, которые либо насиживают (утконос), либо вынашивают в выводковой сумке (ехидна). Детеныши выкармливаются молоком, слизывая его с железистых полей кожи языком (губы у них отсутствуют), так как млечные железы не имеют сосков. Разви­та клоака. Температура тела низкая и непостоянная (26—35°С).

Животные распространены преимущественно в Австралии и на прилегающих к ней островах. Утконос ведет полуводный образ жизни. Тело его покрыто густой шерстью, не намокаемой в воде. Пальцы лап соединены плавательной перепонкой, хвост уплощен. При помощи широкого клюва, покрытого изнутри роговы­ми пластинами, утконос процеживает воду, как утка.

Ехидна – наземное роющее млекопитающее, вооруженное длинными сильными когтями. Тело покрыто жестким волосяным покровом и острыми иглами. Живет в норах, питается насекомыми, извлекая их длинным, покрытым клейкой слюной языком.

Подкласс Настоящие звери, или Плацентарные. К этому
подклассу относятся отряды Сумчатые, Насекомоядные, Рукокрылые, Грызуны и т.д.

Отряд Сумчатые образует группу низших зверей. К этому отряду относится около 250 видов. Среди сумчатых есть насекомоядные, хищные и растительноядные формы. Сильно различаются они и по размерам. Длина их тела, включая длину хвоста, может колебаться от 10 см (сумчатая мышь Кимберли) до 3 м (большой серый кенгуру). Для них характерно отсутствие или слабое развитие плаценты.

Зародыш у сумчатых начинает развиваться в матке. Однако со стенками матки он почти несвязан и питается почти исключительно содержимым окружающего его желточного мешка, которого хватает ненадолго. Задолго до того как зародыш полностью сформируется, ему уже нечем питаться, и его «преждевременное» рождение становится необходимостью. Продолжительность беременности очень мала.

Новорождённый очень мал. Его размеры не превышают 25 мм у большого серого кенгуру – самого крупного представителя отряда; у примитивных насекомоядных и хищников он ещё меньше – около 7 мм. Масса новорождённого от 0,6 до 5,5 г.

Степень развития эмбриона к моменту рождения несколько различна, но обычно детёныш почти лишен шерсти. Задние конечности развиты слабо, согнуты и закрыты хвостом. Напротив, рот широко раскрыт, а передние лапки развиты хорошо, на них ясно видны коготки.

Чтобы прикрепиться к соску, новорожденный должен попасть в сумку, где его ожидают защита тепло и пища.

Новорожденный кенгуру, слепой и недоразвитый, очень скоро выбирает нужное направление, и начинает ползи прямо к сумке. Самка кенгуру в это время вылизывает «дорожку» на брюхе на пути движения новорожденного из полового отверстия в сумку.

Между моментом рождения и временем, когда детеныш прикрепится к соску, у крупных кенгуру проходит обычно от 5 до 30 мин. Прикрепившись к соску, детеныш теряет всю свою энергию; он снова на долгий срок становится инертным, беспомощным зародышем. Отделить его от соска в этот период, не разорвав ему рот или не повредив железы, очень трудно.

Детеныш пассивно получает молоко, количество которого регулирует мать с помощью сокращений мускулатуры млечного поля.

Оберегаемый и снабжаемый пищей детеныш быстро растёт. Развиваются задние лапы, становясь обычно длиннее передних; открываются глаза, и через несколько недель неподвижность сменяется сознательной деятельностью. Детеныш начинает отрываться от соска и высовывать голову из сумки. Первое время, когда он хочет вылезти наружу, его не пускает мать, которая может регулировать размер выходного отверстия сумки.

Разные виды сумчатых проводят в сумке различный срок – от нескольких недель до нескольких месяцев. Пребывание детеныша в сумке кончается, как только он становится способен кормиться не молоком, а другой пищей.

Мать обычно заранее подыскивает гнездо или логово, где первое время дети живут под её наблюдением.

Сумчатые распространены в Австралии и на прилегающих к ней островах. К ним принадлежат кенгуру, сумчатый медведь – коала, сумчатый волк, сумчатая белка и др.

В группу высших зверей входят подавляющее большинство современных млекопитающих, распространенных на всех континентах. У них развита плацента, и детеныши рождаются способными самостоятельно сосать молоко. Температура тела высокая и относительно постоянная. Зубы обычно дифференцированы на резцы, клыки и коренные. У большинства животных молочные зубы заменяются постоянными.

Отряд Насекомоядные объединяет наиболее примитивных плацентарных зверей. Мозг их относительно мал, кора гладкая, без извилин, у большинства зубы слабо дифференцированы. Морда вытянута в длинный подвижный хоботок. Размеры тела средние и мелкие. Питаются насекомыми и их личинками. Представители – крот, землеройка, еж, выхухоль.

Отряд Рукокрылые – многочисленный отряд летающих млекопитающих, распространенных везде, кроме Арктики и Антарктиды. Летают рукокрылые благодаря наличию кожистых перепонок, натянутых между длинными пальцами передних конечностей, боками тела, задни­ми конечностями и хвостом. Как и птицы, на грудине они имеют киль, к которому прикрепляются мощные грудные мышцы, приводящие крылья в движение. Ведут сумеречный или ночной образ жизни, ори­ентируясь в воздушном пространстве с помощью звуковой локации. В большинстве случаев приносят пользу, поедая вредных насекомых (летучие мыши). Некоторые из них сосут кровь животных (вампиры).

Отряд Грызуны – самый многочисленный среди млекопитающих (около 2 тыс. видов). Грызуны распространены повсемест­но. Для них характерны отсутствие клыков и сильно развитые рез­цы. Резцы, а у многих и коренные зубы не имеют корней и растут всю жизнь. Между резцами и коренными зубами широкое про­странство, лишенное зубов.

К отряду принадлежат полевки, белки, суслики, сурки, бобры, хомяки, сони, тушканчики. Некоторые грызуны имеют промысловое значение, например белка, ондатра, бобр, нутрия и др. Многие виды грызунов (мыши, полевки, крысы) являются вредителями сельского хозяйства и переносчиками ряда опасных забо­леваний человека и домашних животных (чумы, туляремии, кле­щевого возвратного тифа, энцефалита и др.).

Отряд Хищные включает 240 видов. Они играют важную роль в биоценозах и имеют большое практическое значение. Основ­ной их особенностью является строение зубов: резцы малы, клы­ки всегда хорошо развиты, коренные бугорчатые зубы с острыми режущими вершинами. В основном это плотоядные, реже всеядные животные. Главные семейства – псовые (песец, лисица, волк, собака), куньи (соболь, горностай, хорек, куница, барсук, выдра), кошачьи (лев, тигр, рысь, леопард, дикие и домашние кошки), медвежьи (бурый и белый медведи).

Многие виды служат объектами пушного промысла или разводятся на звероводческих фермах (американская норка, соболь, голубой песец, серебристо-черная лисица). Численность наибо­лее опасных хищников (волки) регулируется человеком.

Отряд Ластоногие включает 30 видов. Большую часть жизни они проводят в воде, а на сушу или лед выходят для размножения и линьки. Благодаря обтекаемой форме тела, укороченным и видоизмененным в ласты конечностям, а также большим подкожным жировым отложениям ластоногие хорошо приспособлены к жизни в водной среде. Питаются в основном рыбой. Являются ценными объектами промысла и дают жир, кожу, мясо, пушни­ну. К отряду принадлежат тюлени, морские котики, моржи.

Отряд Китообразные включает 80 видов. Исключительно водные млекопитающие, имеющие рыбообразную форму тела с гори­зонтально расположенным хвостовым плавником. Передние конеч­ности превращены в ласты, задние отсутствуют. Не имеют шерстного покрова и ушных раковин. Подкожный слой жира мощный, достигает 50 см. Удельный вес крупных китообразных близок к удельному весу воды. Зубатые киты (дельфин, кашалот) имеют большое число зубов одинакового строения. Питаются рыбой. У беззубых усатых китов (си­ний кит) на месте зубов развит цедильный аппарат в виде роговых пластин (китовый ус), сидящих по бокам нёба и свешивающихся в ротовую полость. Отцеживают планктон, реже питаются рыбой. Еже­суточно синий кит (масса 150 т, длина ЗЗ м) поедает 4 – 5 т пищи.

Усатые киты с давних пор важные объекты промысла, поэто­му их запасы сократились из-за интенсивного истребления. Мно­гие виды китообразных занесены в Красную книгу Международ­ного союза охраны природы и природных ресурсов (МСОП).

Отряд Парнокопытные включает 170 видов. К ним относятся копытные млекопитающие с одинаково сильно развитыми треть­им и четвертым пальцами. Первый палец отсутствует, второй и пятый развиты слабо или полностью отсутствуют.

Различают нежвачных и жвачных парнокопытных. У нежвачных (свиньи, беге­моты) желудок простой, и пищу для повторного пережевывания они не отрыгивают. Жвачные парнокопытные (коровы, овцы, козы, олени, верблюды, лоси, антилопы, жирафы и др.) имеют сложный желудок, состоящий из четырех отделов: рубца, сетки, книжки и сычуга. В рубец попадает масса грубых, не измельчен­ных зубами растительных кормов, где они подвергаются броже­нию под влиянием деятельности бактерий и инфузорий. Из рубца пища переходит в сетку, откуда путем отрыгивания попадает в рот для повторного пережевывания. Смешанная со слюной полужид­кая масса проглатывается и попадает в книжку, а оттуда в сычуг (настоящий желудок), где обрабатывается кислым желудочным соком, который переваривает белковую часть корма.

К этому отряду принадлежат все (кроме яка и буйвола) разводимые породы крупного рогатого скота. Они выведены от не­скольких видов диких быков. Одним из них был тур, широко распространенный в Европе и Азии и исчезнувший 350 лет назад. Разведение и селекция домашнего скота шли в направлении создания рабочих, молочных, мясных и мясомолочных пород.

Отряд Непарнокопытные включает 16 видов. К отряду принадлежат лошади, носороги, ослы, зебры. На ногах сильно развит один (третий) палец.

До настоящего времени сохранился только один вид дикой лошади – лошадь Пржевальского, которая обитает в небольших количествах в горных пустынях Монголии.

Лошадь появилась среди домашних животных намного позднее собаки, свиньи, овцы, козы, быка. Человек направлял отбор в сторону создания верховых, легко- и тяжелоупряжных пород лошадей. Среди пород верховых лошадей, отличающихся боль­шой выносливостью и способностью проходить за сутки до 300 км, в СНГ известны орловские рысаки и донские лошади. Владимир­ские тяжеловозы отличаются мощным экстерьером, силой и боль­шой работоспособностью. Они могут возить груз до 16 т. На транс­портных и сельскохозяйственных работах используют лошадей местных пород. Кобылье молоко используют для приготовления вкусного и целебного кумыса. В степях Средней Азии до настоя­щего времени сохранились близкие к лошади куланы.

Отряд Обезьяны, или Приматы, включает 190 видов. Головной мозг сравнительно больших размеров. Полушария переднего мозга очень большие, имеют многочисленные извилины. Глазницы направлены вперед. Пальцы имеют ногти. Большой палец конечностей про­тивопоставлен остальным. Одна пара сосков расположена на груди.

Живут в тропических и субтропических лесах, ведут как древесный, так и наземный образ жизни. Питаются растительной и живот­ной пищей. Семейство человекообразных обезьян (орангутан, шим­панзе, горилла) обитает в лесах экваториальной и тропической Африки.

Итак, несмотря на сравнительно небольшое видовое разнообра­зие, млекопитающие играют исключительную роль в природных биоценозах. Это определяется высоким уровнем процессов жизнедея­тельности, а также большой подвижностью. Млекопитающие – основные составляющие цепей и сетей питания разнообразнейших биоценозов. Их пищевая деятельность способствует ускорению био­логического круговорота веществ и преобразованию ландшафтов. Так, широкое распространение в Северной Америке получил «бобровый ландшафт». Сурки в горных степях неузнаваемо преображают их об­лик, копытные в саваннах обеспечивают существование устойчивых и очень продуктивных растительных сообществ. Млекопитающие, всту­пая в сложные взаимосвязи с растительностью, другими животными, почвой, являются существенным фактором средообразования.

Большое число видов млекопитающих необходимо и полезно для человека. Они являются поставщиками пищи, пушнины, технического и лекарственного сырья, источником для одомашни­вания и хранителями генетического фонда для улучшения пород домашних животных. Вместе с тем многие виды млекопитающих, в частности грызуны, наносят большой вред народному хозяй­ству, уничтожая и повреждая культурные растения и разные виды сельскохозяйственной продукции. Они являются переносчиками ряда опасных инфекционных заболеваний человека и домашних животных. Хищные млекопитающие (волки) нередко наносят ощутимый ущерб животноводству, нападая на домашний скот.

Чрезмерная эксплуатация многих видов промысловых млекопитающих, преобразование и загрязнение естественных биогеоце­нозов в ходе хозяйственной деятельности человека явились причи­ной резкого снижения численности многих видов. Угроза исчезновения с лика планеты нависла над многими десятками ви­дов млекопитающих.

Контрольные вопросы:

1. Какие черты организации присущи млекопитающим?

2. Какие железы расположены в коже млекопитающих?

3. Какие особенности строения имеют органы пищеварения?

4. Чем обусловлен механизм дыхания млекопитающих?

5. Каково строение головного мозга млекопитающих?

6. В чём особенности размножения млекопитающих?

7. Какова роль млекопитающих в природе и в хозяйственной деятельности человека?

Дата добавления: 2015-04-25