Реферат птицы и млекопитающие

Обновлено: 04.07.2024

ИСТОРИЯ ПОЯВЛЕНИЯ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

ЗАВОЕВАНИЕ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

Палеонтологические материалы по птицам очень скудны и отрывочны. Поэтому говорить о предках птиц среди рептилий и о происхождении и взаимоотношениях современных групп птиц приходится преимущественно предположительно, основываясь на морфологических особенностях современных групп и, в очень малой степени, на отрывочных палеонтологических данных.
Предположительно в юрском периоде первые пресмыкающиеся начинают завоевывать воздушную среду. Чтобы приобрести способность к полету, организмы должны были соответственным образом приспособиться, причем эти приспособления были многочисленными и сложными, Тело летающего позвоночного должно быть легким, а мышцы, двигающие крылья, хорошо развитыми. В течение юрского и мелового периодов жили различные формы летающих пресмыкающихся, которые развились из пресмыкающихся называемых, архозаура. Летающих пресмыкающихся птерозаура систематика относят к двум подотрядам: примитивных рамхоринхоида и более высокоорганизованных птеродактилоида. Рамхоринхихус, длиной около 6 см, имел относительно длинную шею и очень длинный хвост. Тонкая кожа, образующая поверхность крыла, была натянута между телом и предплечьем очень вытянутым четвертым пальцем. Пятый палец исчез, а остальные были сильно редуцированными и служили, вероятно, для того, чтобы цепляться за деревья и скалы во время отдыха. Некоторые из летающих пресмыкающихся были небольшой величины, не более современного воробья, другие же были огромными и имели размах крыльев 8 м. Таким гигантом, например, был птеродонт из мелового периода. Однако тело его было небольшим, он был величиной с индюка. Вытянутые челюсти его были лишены зубов, а затылочная кость переходила в длинный отросток, назначение которого остается загадочным. Так же как и динозавры, многие другие пресмыкающиеся вымерли в конце мезозойской эры. Такая же судьба постигла летающих пресмыкающихся. Однако перед этим из пресмыкающихся предков возник новый класс позвоночных, а именно птицы.

Птицы, как и летающие ящерицы, происходят от одних и тех же предков, наиболее древней и примитивной группы архозавров - теконодонтов, или псевдозухий. Псевдозухии по внешнему виду были похожи на ящериц. Они вели преимущественно наземный образ жизни, питались, видимо, разнообразной мелкой животной пищей. Задние ноги были несколько длиннее передних, и при быстром беге животные опирались о почву только двумя задними конечностями. По многим морфологическим особенностям псевдозухии весьма сходны с птицами. Промежуточных форм, которые позволяли бы выяснить стадии развития оперения и выработки способности к полету, пока не найдено. Полагают, что переход к древесному образу жизни и приспособление к прыжкам с ветки на ветку сопровождались разрастанием и усложнением структуры роговых чешуй на боках туловища и хвоста, по заднему краю передних и задних конечностей, что обеспечивало возможность планирования и удлинения прыжков. Дальнейшая специализация и отбор привели к развития оперения крыла, обеспечившего возможность сначала планирующего, а затем активного полета. Оперение, покрывающее все тело птиц, вероятно, развилось не столько как приспособление к полету (обеспечение обтекаемости тела), сколько как приспособление к теплоизоляции; оно могло сформироваться еще до выработки способности к полету. У некоторых псевдозухий были удлиненные роговые чешуи с четким продольным гребнем, от которого отходили мелкие поперечные ребрышки. Такие чешуйки, видимо, можно рассматривать как структуру, из которой путем расчленения могло возникнуть птичье перо.
Обособление птиц от пресмыкающихся, видимо, произошло уже в конце триаса - начале юры (170-190 млн лет назад). До настоящего времени существуют две теории, старающиеся объяснить, каким образом у предков птиц могла развиться способность к полету. Одни из авторов предполагают, что первые птицы были быстрыми бегунами и движение крыльев им в этом очень помогало. И у многих современных птиц можно наблюдать, как они помогают себе при движении крыльями. Можно предположить, что благодаря естественному отбору выжили те мутации, у которых это свойство было всего лучше выражено. Со временем это дало птицам возможность летать. Другие авторы считают, что первичные птицы карабкались и лазали по деревьям, а крыльями вначале пользовались, как парашютами, как современные белки летяги. Поверхность крыльев постепенно увеличивалась, благодаря чему птицы приобрели способность полету.
Первые находки праптиц были обнаружены в Золенгофене в Баварии. Этот вид носит название археоптерикс. Величиной он был с ворону. Сохранившиеся отпечатки перьев указывают на то, что эти птицы уже имели оперение. Однако многими своими чертами они отличались от современных птиц и были похожи на пресмыкающихся. Так, например, в клюве их имелись зубы, хвост был длинный, состоял из множества позвонков. Перья на хвосте были расположены в одном ряду с каждой стороны. В крыле, то есть передней конечности, кости были вытянуты. Имелись три пальца. археоптерикс мог не только летать и бегать по земле, но также цепляться пальцами и передвигаться по ветвям деревьев при помощь когтей своих трех пальцев. Таким образом, по внешнему облику, ряду внутренних морфологических признаков и, насколько это можно предположить сейчас, образу жизни археоптерикс - древняя, примитивная, но птица.
Настоящие, или веерохвостые, птицы, видимо, прямые потомки каких- то ящерохвостых птиц. Некоторые исследователи (например, Г. Гадов) считают за прямых предков птиц археоптерикса и археорниса, другие рассматривают группу археоптерикса как примитивную, но специализированную боковую и слепую ветвь, полагая, что предками современных птиц должны быть другие, пока еще не обнаруженные ящерохвостые птицы.
Ископаемые остатки веерохвостых птиц обнаружены только в меловом периоде (их возраст примерно 80-90 млн лет), т. е. они на несколько десятков миллионов лет моложе археоптериксов. По нескольким останкам плохой сохранности описаны гесперорнисы - очень крупные (длиной более 100 см) птицы, внешне, видимо, несколько похожие на гагар или поганок, совершенно не летавшие (грудина без киля, от передней конечности сохранилось только маленькое, тоненькое плечо), но, вероятно, они хорошо плавали и ныряли: челюсти их несли зубы. В меловых же отложениях найдены остатки других зубастых птиц - ихтиорнисов. Они имели хорошо развитый киль грудины, типичное птичье крыло и, видимо, обладали активным полетом. Размером они были примерно с голубя. Родственные отношения зубастых меловых птиц с другими птицами очень неясны. Возможно, часть этих остатков относится к меловым динозаврам, а не птицам, но часть, несомненно, зубастые птицы. Из меловых отложений описано еще несколько семейств птиц (по обломкам челюстей и трубчатых костей), но их положение и внешний облик очень неясны: возможно, хотя бы часть этих находок - остатки рептилий. Встреченные в отложениях третичного периода кайнозойской эры (возраст менее 55 млн лет) остатки птиц с большей или меньшей вероятностью могут быть отнесены к современным отрядам. Во всяком случае они принадлежат к типичным птицам, близким к тем или иным группам современных птиц. Судя по этим материалам, можно предполагать, что интенсивная адаптация птиц и становление большинства современных отрядов происходило в самом конце мелового периода мезозойской эры - в третичный период кайнозойской эры, те есть в период примерно 70-40 млн лет назад.
К сожалению, палеонтологические находки этого времени малочисленны и не дают представления о характере и темпах эволюции птиц. Резкое увеличение числа птиц и формирование современных отрядов по времени совпадает с бурной эволюцией покрытосеменных растений и насекомых: возрастание потенциальных пищевых ресурсов способствовало выработке новых пищевых связей и тем самым обеспечивало интенсивное видообразование птиц.

Мы кратко, на примере млекопитающих и птиц, рассмотрели пути и основные результаты того грандиозного планетарного процесса, который называется биологической эволюцией.
Результаты разнообразных исследований позволяют уточнить и обобщить знания путей возникновения и развития основных групп живых организмов на Земле. Четыре царства живой природы - доядерные, растения, грибы и животные - имеют общее происхождение, связанной с жизнью в первичном океане, но дальнейшие пути развития основных стволов древа жизни совершенно различны и по направлениям и по результатам.

В видеоуроке рассматривается общая характеристика классов Птицы и Млекопитающие. В данном уроке приводятся следующие понятия: киль, воздушные мешки, двойное дыхание, вибриссы, диафрагма, амнион, плацента.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Общая характеристика классов Птицы и Млекопитающие"

Класс Птицы, в отличие от рыб, земноводных и пресмыкающихся, ― это теплокровные животные. Они имеют постоянную и высокую (около 42 °С) температуру тела, которая не зависит от температуры окружающей среды.

У птиц тело обтекаемой формы, покрытое перьями. Имеется голова, шея, туловище, конечности и хвост.

Нижняя часть ног — цевка и пальцы ― покрыты прилегающими друг к другу роговыми чешуями, пластинками, сходными с чешуёй пресмыкающихся.

Голова небольшая, округлая. Челюсти вытянуты в клюв и покрыты роговым чехлом. В клюве различают верхнюю часть (надклювье) и нижнюю (подклювье).

Голова расположена на длинной и подвижной шее.

Кожа у птиц тонкая, сухая, лишённая кожных желёз. Единственная железа — копчиковая.

Оперение предохраняет птиц от охлаждения и перегрева, создаёт обтекаемую поверхность тела, облегчает полёт, защищает кожные покровы от повреждений.

Скелет птиц имеет ряд особенностей в связи с приспособлением к полёту. Кости скелета тонкие, прочные и одновременно лёгкие из-за наличия в них воздушных полостей. Скелет состоит из трёх отделов: скелет головы, скелет туловища, скелет конечностей и их поясов.

Все кости черепа срастаются, не оставляя швов. В результате формируется прочный и лёгкий череп обтекаемой формы.

Позвоночник, как и у пресмыкающихся, состоит из пяти отделов. Позвонки поясничного, крестцового и части хвостового отделов срослись друг с другом и образовали сложный крестец, характерный только для птиц.

У летающих птиц на грудине для прикрепления грудных мышц образовался специальный вырост — киль. Хорошо развиты мышцы шеи, груди и ног у бегающих.

В ротовой полости находится язык. Здесь же открываются протоки слюнных желёз. За ротовой полостью располагаются такие же, как и у других позвоночных животных, отделы пищеварительной системы: глотка, пищевод, желудок, кишечник.

У голубей, попугаев, куриных пищевод в нижней части расширен и образует зоб, в котором корм (семена, плоды) накапливаются и размельчаются под действием жидких выделений стенок зоба.

Желудок состоит из двух отделов: железистого и мускульного. Есть пищеварительные железы — печень и поджелудочная железа.

Для птиц характерна высокая скорость пищеварения. Непереваренные остатки пищи удаляются через клоаку.

Органы дыхания птиц в связи с полётом имеют ряд отличительных черт строения. Атмосферный воздух через парные ноздри попадает в носовую полость, затем в гортань и длинную трахею. В нижней части трахеи расположен голосовой аппарат, благодаря которому птицы издают различные звуки и даже могут петь.

Лёгкие представляют собой плотные, малорастяжимые губчатые тела, приросшие к рёбрам. Бронхи, войдя в лёгкие, сильно ветвятся до тончайших, слепо замкнутых бронхиол, оплетённых сетью капилляров, где и происходит газообмен. Часть же крупных бронхиол, не разветвляясь, выходят за пределы лёгких и расширяются в девять огромных тонкостенных воздушных мешков. Воздушные мешки облегчают тело птицы и предохраняют её от перегрева во время быстрого полёта. Их объём во много раз превышает объём лёгких.

Обмен газами в лёгких у птиц на вдохе и выдохе получил название двойного дыхания.

Кровеносная система замкнутая. Имеется два круга кровообращения. Сердце у птиц полностью разделено продольной перегородкой, благодаря которой оно становится четырёхкамерным: имеет два предсердия и два желудочка.

Таким образом, в отличие от земноводных и пресмыкающихся, у которых кровь смешивается в желудочке, у птиц четырёхкамерное сердце, а артериальная и венозная кровь не смешиваются. Все органы и ткани тела снабжаются артериальной кровью.

Органы выделения такие же, как и у пресмыкающихся. От тазовых почек отходят мочеточники, по которым моча поступает в клоаку. Отличие у птиц состоит в отсутствии мочевого пузыря, что также облегчает массу тела. Моча вместе с непереваренными остатками пищи частыми порциями удаляется через клоаку наружу.

Нервная система представлена головным, спинным мозгом и нервами. Она развита у птиц значительно лучше, чем у пресмыкающихся, в связи с приспособлением к полёту и обитанием в различных условиях.

Головной мозг имеет пять отделов: продолговатый, мозжечок, средний, промежуточный и передний. От головного мозга отходит 12 пар черепно-мозговых нервов.

Органы чувств развиты очень хорошо. Представлены органами зрения — крупными глазами. У птиц развился элемент наружного уха — наружный слуховой проход. Орган слуха состоит из внутреннего и среднего уха с одной слуховой косточкой и барабанной перепонкой. Вкусовые рецепторы расположены на языке и стенках ротовой полости.

Птицы являются раздельнополыми животными. Для многих видов характерен половой диморфизм. Мужская половая система представлена двумя семенниками. Женская половая система состоит только из левого яичника и отходящего от него яйцевода. Это потому, что птицы откладывают достаточно крупные яйца, которые утяжеляют их вес.

И для облегчения массы тела у самок развивается только один яичник.

В отличие от пресмыкающихся, птицы в течение всего развития согревают яйца своим теплом — высиживают их. У большинства видов отмечается забота о потомстве.

Представители класса Млекопитающие так же, как и птицы, — являются теплокровными животными, имеющими постоянную температуру тела.

Как и у других наземных позвоночных, тело млекопитающих подразделяется на голову, шею, туловище, парные конечности и хвост.

Большинство видов — четвероногие животные.

Кожа относительно толстая, прочная и эластичная. Она состоит, как и у всех позвоночных, из двух слоёв. Наружный слой — эпидермис — многослойный. Внутренний слой кожи — собственно кожа. В нём располагаются потовые железы с выводными протоками, нервные волокна, волосяные сумки, нижние части волос, мышцы, поднимающие волосы, сальные и другие виды желёз.

Млечные железы являются видоизменёнными потовыми. Они развиваются у всех самок млекопитающих без исключения. Отсюда и происходит название класса — млекопитающие.

За счёт эпидермиса кожи развиваются разнообразные роговые образования: волосы, ногти, когти, копыта, полые рога и чешуи.

Волосяной, или шёрстный, покров — шерсть — это характерная особенность млекопитающих.

На разных частях тела зверей развивается небольшое количество очень длинных щетинковидных волос, называемых вибриссами. Они служат органами осязания.

Скелет млекопитающих сходен со скелетом пресмыкающихся и состоит из тех же отделов: скелета головы — черепа, скелета туловища — позвоночника, скелета конечностей и их поясов.

В позвоночнике хорошо различимы пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. В шейном отделе позвоночника всегда семь позвонков.

Особенностью черепа млекопитающих является увеличение объёма мозговой коробки и уменьшение числа костей. В углублениях челюстей находятся зубы.

Мускулатура млекопитающих представлена сложной системой дифференцированных скелетных мышц. Характерно наличие куполообразной мышцы — диафрагмы, которая разделяет грудную и брюшную полости. Её роль заключается в изменении объёма грудной полости при дыхании.

Пищеварительная система отличается особой сложностью и многообразием, происходит удлинение пищеварительного тракта и его дифференцировка.

Ротовое отверстие окружено подвижными мясистыми губами, что свойственно только млекопитающим, детёныши которых сосут молоко.

На челюстях у млекопитающих расположены зубы.

Вкус пищи определяется языком, на поверхности которого расположено множество вкусовых сосочков. В ротовую полость открываются протоки слюнных желёз. Слюна не только смачивает размельчённую зубами пищу, но и осуществляет её частичное переваривание.

Через глотку и пищевод пищевая кашица попадает в желудок, в стенках которого имеются многочисленные железы, выделяющие пищеварительный сок. У большинства млекопитающих желудок простой, однокамерный.

У жвачных парнокопытных он сложный и состоит из четырёх отделов.

В первых трёх отделах (рубце, сетке и книжке) с участием населяющих многочисленных бактерий и инфузорий происходит расщепление стенок растительных клеток. В последнем отделе — сычуге, который является истинным желудком, имеющем пищеварительные железы, происходит переваривание всех питательных веществ растительной пищи и белков.

Кишечник подразделяется на тонкий и толстый отделы. В тонком кишечнике пища полностью расщепляется под действием кишечного сока, секретов поджелудочной железы и печени.

На границе тонкого и толстого отделов расположена слепая кишка, особенно сильно развитая у зверей, питающихся растительной пищей. В ней под влиянием бактерий происходит переваривание клетчатки. Остатки непереваренной пищи выводятся наружу через анальное отверстие прямой кишки.

Дыхательная поверхность ячеистых лёгких представлена многочисленными эпителиальными лёгочными пузырьками — альвеолами, которые оплетены сетью кровеносных капилляров.

Кровеносная система млекопитающих замкнутая.

Сердце состоит из четырёх камер: двух предсердий и двух желудочков, поэтому венозная кровь правой части сердца не смешивается с артериальной кровью левой части.

Выделительная система представлена тазовыми почками, которые имеют бобовидную форму. По мочеточникам моча оттекает в мочевой пузырь, где накапливается, а из него по мочеиспускательному каналу выводится наружу.

По сравнению с другими животными нервная система млекопитающих имеет наиболее совершенное строение. Головной мозг хорошо развит и имеет пять отделов: передний, промежуточный, средний, продолговатый мозг и мозжечок.

Развитие переднего мозга произошло за счёт разрастания коры больших полушарий. У большинства видов она не гладкая, а образует многочисленные борозды и извилины, увеличивающие её площадь.

Органы зрения, обоняния и слуха у млекопитающих хорошо развиты.

Строение органа слуха гораздо более сложное, чем у других классов животных. Только у млекопитающих есть наружное ухо — ушная раковина.

Часть млекопитающих способна ориентироваться с помощью эхолокации.

Млекопитающие — раздельнополые животные. Среди них широко распространён половой диморфизм.

Мужская половая система представлена парными семенниками. Из них сперматозоиды по семяпроводам поступают в мочеполовой канал. Женская половая система представлена парными небольшими яичниками, которые лежат в полости тела. Из них мелкие яйцеклетки поступают в яйцеводы. Левый и правый яйцеводы открываются в мускулистый мешковидный орган — матку, стенки которой способны сильно растягиваться.

Оплодотворение внутреннее. Зародыш развивается внутри материнского организма в особом органе — матке. Вокруг развивающегося зародыша образуются околоплодные оболочки. Амнион — внутренняя зародышевая оболочка — это наполненный жидкостью мешок, окружающий и защищающий зародыш от повреждений. Одной стороной оболочки срастаются со стенкой матки, формируя плаценту, или детское место. В плаценте стенки кровеносных сосудов матери и плода тесно соприкасаются между собой.

На ранних стадиях развития у зародыша имеется хорда, жаберные щели, хвост — это свойственно всем хордовым животным. По мере развития, зародыш увеличивается в размерах и растягивает стенку матки. Когда его облик станет похож на млекопитающего, его называют плодом.

Млекопитающие – класс позвоночных животных, который подразделяется на 21-29 отрядов (в зависимости от различных классификаций). Все млекопитающие обладают, как минимум тремя характеристиками, не обнаруженными у других животных: 3 косточки в среднем ухе, шерсть и способность вырабатывать молоко молочными железами самок.

И хотя млекопитающие имеют несколько общих характеристик, класс Mammalia содержит огромное разнообразие форм. Самых маленьких млекопитающих можно встретить среди землеройковых и рукокрылых, и они могут весить всего пару грамм. Крупнейшим млекопитающим и самым большим животным, когда-либо жившим на планете, является голубой кит, который может весить до 200 тонн. Таким образом, вес самого большого млекопитающего в 53 млн. раз больше, чем самого маленького. Млекопитающие эволюционировали, чтобы занимать множество разнообразных экологических ниш и развили многочисленные адаптации, которые позволяют придерживаться различных образов жизни.

Классификация млекопитающих

Виды млекопитающих

Этот класс животных насчитывает более 5 тыс. ныне живущих видов, включая человека Homo sapiens. По оценкам, общее количество видов класса превышает 20 тыс., включая вымерших млекопитающих. Виды млекопитающих могут варьироваться от совсем крошечных до поистине огромных.

Видовое разнообразие млекопитающих прежде всего зависит от конкретных характеристик, присущих определенной группе животных. На основе этих особенностей, а также поведения, ареала и среды обитания, способности скрещиваться, и давать более сильное потомство, адаптациям к изменению окружающей среды, и других факторов, ученые относят животных к конкретному виду или описывают новый.

Характеристики млекопитающих

Одна из основных характеристик, которые есть у млекопитающих – это шерсть, мех, или волосы. Этот признак полезен для поддержания постоянной температуры тела, которая важна для всех теплокровных (эндотермических) животных.
Другая характеристика – способность вырабатывать молоко. Это необходимо для вскармливания детенышей, которые обычно рождаются полностью развитыми (исключениями являются однопроходные и сумчатые). Оплодотворение происходит в репродуктивных органах самок, и большинство из них имеют плаценту, которая обеспечивает питательными веществами развивающегося эмбриона.
Детеныши млекопитающих обычно медленно выходят из гнезда, что позволяет родителям обучать свое потомство навыкам, необходимым для выживания.
Дыхательные и кровеносные особенности млекопитающих включают диафрагму для правильной вентиляции легких и сердце, в котором есть четыре камеры, чтобы обеспечить надлежащую циркуляцию крови.
Млекопитающие могут постигать и изучать различные вещи. Это возможно благодаря большему размеру мозга по сравнению с другими позвоночными аналогичных размеров.
Наконец, существование зубов, отличающихся по размеру и функциям, является признаком, наблюдаемым среди млекопитающих.

Все эти характеристики делают млекопитающих уникальными представителями животного мира.

Среда обитания и распределение

Млекопитающие распространены по всему миру, в океанах и морях, на континентах и островах, и встречаются в различных местах обитания. На суше, млекопитающие распространены во всех биомах, от жаркой пустыни до холодной тундры, от лугов и лесов до областей высотной поясности.

Многие млекопитающие являются частично водными, живущими вблизи озер, ручьев или береговых линий океанов (например, тюлени, морские львы, моржи, выдры, ондатры и многие другие). Киты и дельфины (китообразные) являются полностью водными и могут быть найдены во всех океанах мира и некоторых реках. Китов можно встретить в полярных, умеренных и тропических водах, как вблизи берега, так и в открытом океане, и от поверхности воды до глубины более 1 километра.

Среда обитания млекопитающих также характеризуется различными климатическими условиями. К примеру, полярный медведь спокойно живет при отрицательных температурах, в то время как львам и жирафам необходим теплый климат.

Группы млекопитающих

Есть три основные группы млекопитающих, каждая из которых характеризуется одной из основных особенностей эмбрионального развития.

Однопроходные, или яйцекладущие (Monotremata) откладывают яйца, что является самой примитивной репродуктивной особенностью у млекопитающих.
Сумчатые (Metatheria) характеризуются рождением недоразвитых детенышей после очень короткого периода беременности (от 8 до 43 дней). Потомство появляется на свет на относительно ранней стадии морфологического развития. Детеныши прикрепляются к соску матери и сидят в сумке, где и происходит их последующее развитие.
Плацентарные (Placentalia) отличаются длительной гестацией (беременностью), на протяжении которой эмбрион взаимодействует со своей матерью через сложный эмбриональный орган – плаценту. После рождения все млекопитающие зависят от молока своих матерей.

Продолжительность жизни

Так же, как млекопитающие сильно различаются по размеру, варьируется и их продолжительность жизни. Как правило, мелкие млекопитающие живут меньше, чем более крупные. Рукокрылые (Chiroptera) являются исключением из этого правила – эти относительно небольшие животные, могут жить в течение одного или нескольких десятилетий в естественных условиях, что значительно дольше, чем продолжительность жизни некоторых более крупных млекопитающих. Продолжительность жизни колеблется от 1 года или меньше, до 70 и более лет на воле. Гренландские киты могут жить более 200 лет.

Поведение

Поведение млекопитающих существенно различается среди видов. Поскольку млекопитающие – это теплокровные животные, им требуется больше энергии, чем холоднокровным одинакового размера. Показатели активности млекопитающих отражают их высокие энергетические потребности. Например, терморегуляция играет важную роль в поведении млекопитающих. Те животные, которые живут в более холодном климате, должны согревать свое тело, в то время как млекопитающим, живущим в жарком и сухом климате, необходимо охлаждаться сохранять в теле влагу. Поведение является важным способом для млекопитающих поддерживать физиологический баланс.

Существуют виды млекопитающих, которые проявляют почти каждый тип образа жизни, включая растительный, водный, земной и древесный. Их способы передвижения по своей среде обитания разнообразны: млекопитающие могут плавать, бегать, летать, скользить и т.д.

Социальное поведение также значительно варьируется. Некоторые виды могут жить в группах, состоящих из 10, 100, 1000 и более особей. Другие млекопитающие, как правило, одиночные, за исключением случаев спаривания или воспитания потомства.

Характер активности среди млекопитающих также охватывает весь спектр возможностей. Млекопитающие могут быть ночными, дневными или сумеречными.

Питание

У большинства млекопитающих есть зубы, хотя некоторые животные, такие как усатые киты в процессе эволюции их утратили. Поскольку млекопитающие широко распространены в различных условиях обитания, они имеют широкий диапазон способов питания и предпочтений.

Морские млекопитающие питаются различными видами добычи, включая мелкую рыбу, ракообразных и иногда других морских млекопитающих.

Среди наземных млекопитающих встречаются растительноядные, всеядные и плотоядные животные. Каждая особь занимает свое место в пищевой цепи.

Будучи теплокровными, млекопитающим требуется гораздо больше пищи, чем холоднокровным животным одинакового размера. Таким образом, относительно небольшое количество млекопитающих может иметь большое влияние на популяции их пищевых предпочтений.

Размножение

Млекопитающие, как правило, размножаются половым способом и имеют внутреннее оплодотворение. Почти все млекопитающие являются плацентарными (за исключением яйцекладущих и сумчатых), то есть они рожают живых и развитых детенышей.

Обычно, большинство видов млекопитающих являются либо полигинийными (один самец спаривается с несколькими самками), либо беспорядочными (как самцы, так и самки имеют множественные связи в данном сезоне размножения). Поскольку самки вынашивать и вскармливать потомство, часто бывает, что млекопитающие-самцы могут производить гораздо больше потомства в период спаривания, чем самки. Как следствие, наиболее распространенной системой спаривания у млекопитающих является полигиния, причем относительно небольшое количество самцов оплодотворяет многих самок. При этом большое количество самцов вовсе не участвуют в размножении. Этот сценарий создает основу для интенсивной конкуренции между самцами среди многих видов, а также позволяет самкам выбирать более сильного партнера для спаривания.

Многие виды млекопитающих характеризуются половым диморфизмом, в результате которого самцы могут лучше конкурировать за доступ к самкам. Всего около 3% млекопитающих являются моногамными и спариваются только с одной и той же самкой каждый сезон. В этих случаях самцы даже могут участвовать в воспитании потомства.

Как правило, размножение млекопитающих зависит от их среды обитания. Например, когда ресурсов недостаточно, самцы тратят свои силы на размножения с одной самкой и обеспечивают детенышей питанием и защитой. Если же, ресурсы в изобилии и самка может обеспечить благополучие своего потомства, самец уходит к другим самкам. У некоторых млекопитающих также распространена полиандрия, когда самка имеет связи с несколькими самцами.

У большинства млекопитающих эмбрион развивается в матке самки до тех пор пока полностью не сформируется. Рожденный детеныш вскармливается материнским молоком. У сумчатых, эмбрион рождается недоразвитым, а его дальнейшее развитие происходит в сумке матери, как и кормление молоком матери. Когда детеныш достигает полного развития, он покидает материнскую сумку, однако может еще в ней ночевать.

Пять видов млекопитающих, которые относятся к отряду однопроходных, фактически откладывают яйца. Подобно птицам, представители этой группы имеют клоаку, которая представляет собой одно отверстие, служащее для опорожнения и размножения. Яйца развиваются внутри самки и получают необходимые питательные вещества на протяжении нескольких недель до кладки. Как и другие млекопитающие, однопроходные имеют молочные железы и самки вскармливают потомство молоком.

Потомству необходимо расти, развиваться и сохранять оптимальную температуру тела, однако вскармливание детенышей молоком, насыщенным питательными веществами, забирает много энергии у самки. В дополнение к выработке питательного молока, самка вынуждена защищать свое потомство от всевозможных угроз.

У некоторых видов, детеныши остаются с матерью на протяжении длительного времени и обучаются необходимым навыкам. Другие виды млекопитающих (такие, как парнокопытные животные) рождаются уже достаточно самостоятельными и не нуждаются в чрезмерном уходе.

Роль в экосистеме

Экологические роли или ниши, заполненные более 5000 видами млекопитающих, различные. Каждое млекопитающее занимает свое место в пищевой цепи: существуют всеядные, плотоядные и их жертвы – травоядные млекопитающие. Каждый вид, в свою очередь, влияет на экосистемы. Отчасти из-за их высоких показателей метаболизма, влияние млекопитающих на природу, часто непропорционально велико по отношению с их численным изобилием. Таким образом, многие млекопитающие могут быть хищными или травоядными в своих сообществах, или играть важную роль в рассеивании семян, или опылении. Их роль в экосистеме настолько разнообразна, что сложно обобщить. Несмотря на свое низкое видовое разнообразие, по сравнению с другими группами животных, млекопитающие оказывают существенное влияние на глобальное биоразнообразие.

Значение для человека: положительное

Млекопитающие – это важный биологический ресурс для человечества. Многие млекопитающие были одомашнены для обеспечения человечества такими продуктами, как мясо и молоко (например, коровы и козы) или шерсть (овцы и альпаки). Некоторые животные содержатся в качестве служебных или домашних (например, собаки, кошки, хорьки). Млекопитающие также важны для индустрии экотуризма. Подумайте о многих людях, которые отправляются в зоопарки или во все уголки мира, чтобы увидеть животных, таких как слоны, львы или киты. Млекопитающие (например, летучие мыши) часто контролируют численность популяций сельскохозяйственных вредителей. Некоторые животные, такие как крысы и мыши, жизненно важны для медицинских и других научных исследований, а другие млекопитающие могут служить моделями в медицине и исследованиях человека.

Значение для человека: отрицательное

Считается, что некоторые виды млекопитающих оказывают пагубное воздействие на интересы человека. Многие виды, которые едят фрукты, семена и другие виды растительности, являются вредителями сельскохозяйственных культур. Плотоядные животные часто считаются угрозой для домашнего скота или даже для жизни людей. Млекопитающие, распространенные в городских или пригородных районах, могут стать проблемой, если они наносят ущерб автомобилям, когда попадают на дорогу, или становятся домашними вредителями.

Несколько видов хорошо сосуществуют с людьми, включая одомашненных млекопитающих (например, крыс, домашних мышей, свиней, кошек и собак). Однако в результате умышленного или непреднамеренного ввоза инвазивных (неродных) видов в экосистемы, они отрицательно повлияли на местное биоразнообразие многих регионов мира, особенно эндемичную биоту островов.

Многие млекопитающие могут передавать болезни людям или домашнему скоту. Бубонная чума считается самым известным примером. Это заболевание распространяется блохами, которые переносятся грызунами. Бешенство также является значительной угрозой для домашнего скота и может также убивать людей.

Охрана

Чрезмерная эксплуатация, разрушение и фрагментация среды обитания, внедрение инвазивных видов и другие антропогенные факторы угрожают млекопитающим нашей планеты. За последние 500 лет, как минимум 82 вида млекопитающих считаются вымершими. В настоящее время в Красный список МСОП были перечислены около 25% видов (1 тыс.) млекопитающих, поскольку они подвергаются различными рискам исчезновения.

Виды, которые являются редкими или требуют больших диапазонов, часто подвергаются риску из-за потери среды обитания и фрагментации. Животные, которые, как известно, угрожают людям, животноводству или культурам, могут погибнуть от рук человека. Те виды, которые эксплуатируются людьми в качестве биологического ресурса (например, для получения мяса или меха), но не одомашнены, часто истощаются до критически низких уровней.

Наконец, глобальное изменение климата отрицательно сказывается на флоре и фауне. Географические ареалы обитания многих млекопитающих меняются из-за изменений температуры. По мере повышения температуры, что особенно заметно в полярных регионах, некоторые животные неспособны адаптироваться к новым условиям, следовательно, могут исчезнуть.

Охранные мероприятия предусматривают отслеживание местообитаний вымирающих видов и проведения комплекса мероприятий по защите млекопитающих.

В учебниках зоологии после пресмыкающихся принято рассматривать сначала птиц, а потом млекопитающих. Такой порядок определяется общим значением млекопитающих в жизни биосферы и тем, что к ним относится человек разумный - Homo sapiens, с развитием которого связано становление человеческого общества и появление новой формы движения материи - социальной. При этом создается впечатление, что птицы как бы предшествовали млекопитающим. В действительности оба класса возникли независимо от далеко отстоящих друг от друга групп пресмыкающихся, сначала млекопитающие, а потом птицы.

Пресмыкающиеся обособились от земноводных в каменноугольном периоде (карбоне). Этих примитивных пресмыкающихся, еще сохранявших некоторые признаки земноводных, объединяют в группу котилозавров. Уже в конце карбона и в перми котилозавры дают начало разнообразным группам пресмыкающихся. Одна из них - зверозубые пресмыкающиеся - Theromorpha, или Synapsida, - предшественники млекопитающих - появилась в верхнем карбоне и стала многочисленна в перми; в триасе от них обособились первые звери. В перми от котилозавров обосабливаются диапсидные пресмыкающиеся, в триасе давшие ветвь архозавров - Archosauria. Примитивные архозавры - псевдозухии - Pseudosuchia, или Thecodontia, - уже в триасе дали начало крокодилам, разнообразным динозаврам и летающим ящерам. От каких-то мелких псевдозухии обособились птицы.

Таким образом млекопитающие обособились от примитивных пресмыкающихся, еще сохранявших некоторые признаки земноводных, в триасе (примерно 215 млн. лет назад), а птицы - от вполне сложившихся пресмыкающихся лишь в конце триаса или в начале юры (примерно 190-170 млн. лет назад).

Конкуренция и прямое преследование со стороны многочисленных и экологически очень разнообразных пресмыкающихся вынуждало примитивных птиц и млекопитающих заселять наименее благоприятные, не освоенные или мало освоенные пресмыкающимися участки. Эти обстоятельства требовали выработки новых приспособлений для добывания пищи, спасения от врагов, для переживания неблагоприятных физико-химических воздействий. Очевидно, что в этих условиях наилучшим приспособлением помимо перестроек в органах движения, пищеварения и других было приобретение более гибкого поведения на основе усложнения центральной нервной системы и органов чувств. Активизация поведения помимо преобразований в нервной системе требовала усиления всех физиологических функций, что обеспечивалось морфологическими перестройками.

Поэтому в обоих классах возникли аналогичные, но развившиеся независимо приспособления, поднявшие жизнедеятельность птиц и млекопитающих на более высокий уровень по сравнению с остальными позвоночными. Именно это создало почти равные возможности для обоих классов, в настоящее время господствующих в животном населении суши, а частично и в воде. Поэтому современную (кайнозойскую) эру истории Земли называют нередко эрой млекопитающих и птиц. Такое положение в современной фауне им обеспечивает сложный комплекс приспособлений, в котором можно выделить:
а) механизмы, поддерживающие устойчиво температуру тела при изменчивой температуре внешней среды (гомойотермность, или теплокровность);
б) совершенствование нервной системы, органов чувств и усложнение поведения;
в) расширение связей между особями и на этой основе формирование сложных форм внутривидовой организации, повышающей конкурентоспособность вида в борьбе за существование.

Гомойотермность (или теплокровность) птиц и млекопитающих имеет сходную морфофизиологическую основу - повышение уровня обмена веществ путем интенсификации пищеварения, дыхания, кровообращения, выделения, наличие теплоизолирующих покровов - и достигается путем регуляции образования тепла (теплопродукция организма), его распределения по телу и отдачи во внешнюю среду.

Освобождение тепловой энергии (теплопродукция) происходит при всех окислительных процессах; теплопродукция растет при переваривании пищи (так называемое специфическое динамическое действие пищи) и мышечной работе. Эти механизмы теплообразования функционируют у всех животных, в том числе и у беспозвоночных. У быстро плавающих рыб, например у тунцов, температура тела может повышаться до 35-37° С и оставаться на этом уровне во время движения. У активных пресмыкающихся тоже устанавливается высокая и относительно постоянная температура. Однако в общем тепловом балансе этих животных сохраняется преобладающее значение внешней температуры. Поэтому беспозвоночных и позвоночных, кроме птиц и млекопитающих, относят к экзотермным (т. е. получающим значительную часть тепла из внешней среды). Эффектных механизмов устойчивой терморегуляции у них нет.

Птицы и млекопитающие эндотермны: определенный уровень температуры тела обеспечивается преимущественно за счет внутренних физиолого-биохимических процессов. У представителей обоих классов хорошо развита химическая терморегуляция: рефлекторно, под воздействием теплового центра промежуточного мозга изменяется интенсивность окислительно-восстановительных процессов и тем самым - количество продуцируемого тепла. Большая часть энергии окисления накапливается в аденозинтрифосфорной кислоте, обеспечивающей работу мышц; при ее распаде выделяется тепло. Однако при сильном охлаждении такой фосфорилирующий тип окисления не обеспечивает выделения достаточного количества тепла. Тогда включается свободный или прямой тип тканевого дыхания (без участия аденозин-фосфорных кислот), при котором большая часть освобождающейся энергии выделяется в виде тепла. При истощении энергетических запасов (жиры, углеводы) и невозможности их пополнения теплопродукция падает и теплокровный организм погибает; при этом смерть наступает не от переохлаждения, как обычно думают, а от истощения.

При уменьшении массы тела его относительная поверхность возрастает, увеличивая теплопотери. Поэтому при сходных условиях мелкие птицы и млекопитающие должны тратить на поддержание температуры тела, относительно больше энергии, чем крупные виды. Это "правило поверхности" в общей форме приложимо ко всем гомойотермным животным. Поэтому мелкие виды потребляют относительно больше пищи и кислорода, чем более крупные. Однако следует учитывать, что на интенсивности теплопродукции, необходимой для поддержания температуры тела на определенном уровне, сказываются, помимо размеров, многие другие морфоэкологические особенности данного вида: форма тела, состояние теплоизолирующих покровов, подвижность, пищевая специализация и доступность кормов, их калорийность, суточная и сезонная ритмика активности, характер и микроклимат предпочитаемых мест обитания и т. п.

В регуляции теплопотерь большую роль играет физическая терморегуляция. Изменяя положение волосяного (перьевого) покрова, животное увеличивает или уменьшает толщину воздушного слоя и соответственно потери тепла. Повышение теплоизоляционных свойств покровов зимой обеспечивает осенняя линька, во время которой одевается более длинный и густой волосяной (перьевой) покров. У песцов он настолько увеличивает теплоизоляцию, что позволяет даже зимой не повышать потребление кислорода (рис. 31), т. е. довольствоваться прежним количеством пищи. Изменение просвета периферических кровеносных сосудов и скорости кровотока также изменяет теплоотдачу. Потери тепла снижаются при возрастании отложений жира в соединительнотканном слое кожи (особенно характерно для водных животных). Учащение дыхания и увеличение испарения с поверхности дыхательных путей способствует отдаче избытка тепла и предотвращает перегрев; у млекопитающих этому же служат потовые железы. Значительную роль в терморегуляции играет поведение: использование разнообразных убежищ, ночевки под снегом и многое другое. Характерные для ряда птиц и млекопитающих сезонные кочевки и миграции позволяют им в течение всего года быть в районах, благоприятных по погодным условиям и запасам корма.Терморегуляция птиц и млекопитающих формируется в ходе индивидуального развития (онтогенеза). У части видов эффективная химическая терморегуляция устанавливается уже в первые дни после рождения (вылупления), у других - значительно позже, и детеныши на какое-то время оказываются пойкилотермными. Постройка гнезд, нор и других убежищ и обогрев родителями создают благоприятный для роста и развития микроклимат.

Теплокровность обеспечивается высоким уровнем обмена веществ: при низких температурах метаболизм птиц и млекопитающих в десятки раз выше, чем у пойкилотермных позвоночных. Устойчивость "внутреннего климата" - необходимое условие бесперебойной работы всех систем организма, в том числе центральной нервной системы и органов чувств. В свою очередь это обогатило восприятия внешней среды и обеспечило более тонкое и гибкое приспособление к ней изменением поведения. Усиление и усложнение поведения и разнообразие связей между особями совершенствовало популяционную структуру, позволяло быстрее находить пищу, избегать хищников, а устройство гнезд, нор, троп, плотин давало возможность активно приспосабливать среду к своим потребностям.

Теплокровность (гомойотермия), сложная высшая нервная деятельность, разнообразные формы заботы о потомстве, разнообразие используемых кормов и другие особенности позволили птицам и млекопитающим заселить практически весь Земной шар, включая безводные пустыни и самые суровые горные районы, образовать там устойчивые поселения и занять господствующее положение не только во всех биоценозах суши, но и в части морей. Это обусловило значение обоих классов в жизни биосферы и в глобальном круговороте веществ.

Следует еще раз подчеркнуть, что эволюция птиц и млекопитающих протекала параллельно, на различной морфофизиологической основе. Однако общее направление эволюционных преобразований и характер достигнутых биологических результатов в значительной степени оказались сходными.

Литература: Наумов Н. П., Карташев Н. Н. Зоология позвоночных. - Ч. 2. - Пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие: Учебник для биолог. спец. ун-тов. - М.: Высш. школа, 1979. - 272 с, ил.

Примечание: в адресе e-mail символ "@" заменен предлогом "на" с целью защиты от спама.

Читайте также: