真核生物
原生生物单独的一界,植物界和动物界的所有种类的营养生长个体都是多细胞的。动物和植物的主要区别性状见表2。
最原始的动物是海绵动物和腔肠动物,多数生活于海洋,少数在淡水。淡水沟塘中的水螅、海中的海蜇、珊瑚虫和海葵都是腔肠动物的代表,个体由两层细胞构成,摄食和排泄都通过同一腔口是它们的特征。
扁形动物和腔肠动物一样,只有一个消化腔口,摄入和排出都通过这个腔口,但在器官和组织上有一大进步,个体除具有内胚层细胞和外胚层细胞之外,还有位于两层之间的中胚层细胞。涡虫是淡水沟塘中常见的扁形动物,它具有肌肉神经系统;有两个原始脑和两排神经,还有两个眼点;以有性生殖繁殖。肝蛭和绦虫是人、畜的寄生虫。
表2 植物和动物的区别
原腔动物是比扁形动物更进化的动物,进化的最明显特征是摄入口(口腔)和排泄口(肛门)分开了,形成了由内胚层、中胚层和外胚层构成的管道。这是其他更高级的动物的共同特征。线虫和蛔虫是原腔动物的代表。线虫生活于水和土壤中,有些是植物线虫病的病原寄生虫。蛔虫是人、畜寄生虫。
海星、海胆、海参是棘皮动物的代表,棘皮动物具有在中胚层内形成的体腔。这是动物进化过程中的又一大进步,所有更高级的动物都有体腔,例如,人的心、肺以及腹部的各种脏器都位于体腔之内。
软体动物包括蜗牛、螺蚌、乌贼和章鱼等等,是除节肢动物以外种类最多的一个动物类群。以蜗牛为代表,头部有口和触手;眼生在触手顶端;口内有舌,食物从口摄入,穿过消化管道(食道、胃、肠),残渣从肛门排出。有脑和神经系统;有心脏和循环系统;有肾脏;当然还有生殖器官。蜗牛(蚌、螺等等)的贝壳是软体动物特有的外套膜和它分泌的石灰质形成的。
软体动物和前面介绍的各类动物都是水生的,蜗牛是例外。它是陆生的软体动物,外套膜的一部分具有肺的功能。环节动物的特征是个体由许多环节组成,环节与环节之间由节膜分开。蚯蚓的环节性状在外观上就是很明显的。实际上,个体的环节性是环节动物和其他更高级的动物的共同特征,节肢动物有明显环节性,脊索动物也有环节性的残迹。例如人的头、胸、腹。人和其他脊索动物的环节性在胚胎期更为明显。环节动物的另一个与其他更高级的共同特征是个体具有前后、腹背左右对称的体形构造。
这样,无脊椎动物进化发展到环节动物,在基本构型、脏器构造和功能上已具备了高等动物的基本特征。缺乏的是强有力的运动器官和骨骼,这是更高等的节肢动物和脊索动物的特征。以蚯蚓为例,蚯蚓以口腔取食(主要是泥土和泥土中混杂的微小生物和各种生物残体碎屑)。肠道细胞消化吸收食物中的养分,输送入循环系统,不能消化吸收的残渣从肛门排出,蚯蚓皮层吸收水分和氧气。也输入循环系统,蚯蚓的血液循环系统是封闭式的,消化吸收的养料、水分和氧气通过血液循环送给各个细胞,细胞代谢废弃物再经过每一环节的一对肾管排出体外。蚯蚓的每一环节有一神经节,一条神经索将所有神经节联系起来,每一神经节又有许多分枝和末端,形成一整套神经网络。蚯蚓进行有性生殖。每一条蚯蚓都有雄器和雌器,但本身不能交配,两条蚯蚓的雄器和雌器互相交配,各自的雌器接受配偶的精子,受精卵位于卵袋中,卵袋排出母体,发育、孵化,形成后代。
无脊椎动物发展的最高阶段是节肢动物。节肢动物的共同特征是具有几丁质的外骨骼和肢器。在不同的类群中,肢器分化为行走、跳跃、游泳、飞行、感觉、取食、交配等不同形态和功能的器官,消化、循环、排泄、神经等系统都已比较发达。
昆虫类是陆生节肢动物中最大的一群。以蚱蜢为代表,所有昆虫种类的共同特征是:①躯体分为头、胸、腹三部;②头部具有由肢器特化而组成的口器和感觉器官;③胸部的肢器变化为六腿、四翅(蚊、蝇等双翅目的昆虫有一对翅退化为平均器);④以气管进行呼吸;⑤肾将排泄物排入消化道;⑥有复杂的生命变态史。
有些昆虫(如蚂蚁和蜜蜂)是群居的。一群中有明确的分工,一窝蚂蚁有蚁王(雌蚁、产卵蚁)、公蚁、兵蚁、工蚁;分工不同,各自发育为适应分工的特殊形态。
昆虫对人类的生活和生产有密切关系,许多是有害的(人、畜和植物害虫,人、畜和植物病原体的媒介),有些是有益的(如虫媒花靠昆虫授粉、天敌昆虫控制害虫),有些是生产资料(如蜜蜂)。
陆生高等节肢动物的另一大类是蛛形类(蜘蛛、螨、蜱),它和昆虫类不同,躯体分为头、胸部和腹部两部,头、胸部共六对附肢没有翅。
甲壳类(虾、蟹)绝大部分是水生的节肢动物,躯体也只分为头胸部和腹部。头胸部包裹在整片的外骨骼内。甲壳类的外骨骼含石灰质,因而是很坚硬的。
节肢动物是地球上种类最多的动物,昆虫类又是节肢动物中最大的类群,现已知的昆虫物种,占整个动物界物种的一半以上。
以上介绍的动物类群习惯称为无脊椎动物;另一大类动物称为脊索动物。脊索动物中的绝大多数物种是脊椎动物,后者包括人们习知的鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类。按顺序可以明显地反映从水生生物向陆生生物发展的趋向。
脊椎动物的共同性状是:①有由椎骨组成的脊柱和充在中间的脊髓、脊髓向头部突出,形成脑。脑和脊髓是脊椎动物的神经中枢,它和布满全身的神经相连,构成脊椎动物的神经系统。②以脊柱为主轴的内骨骼系统。③由心脏、动脉和静脉构成的,布满全身的封闭式血液循环系统;红血球在循环系统中流动,血红蛋白存在这血液中的红细胞内,做为氧气和二氧化碳交换的载体。④以鳃或肺呼吸;有些种类的皮肤在不同程度上也有呼吸作用。⑤适应各种生活条件的被皮(分泌粘液、角质突起、鳞、羽、毛)。⑥由神经系统指挥的,被血液循环系统营养的,附着在骨骼上的强有力的肌肉组织。⑦脊椎动物类型的眼器和耳器。以上这些性状为脊椎动物的大形化创造了条件,不论是水里游的、陆上走的,或是空中飞的,最大的动物都是脊椎动物。
鱼是水生的脊椎动物,鱼类又分为三个类群:圆口鱼类、软骨鱼类和硬骨鱼类。圆口鱼和软骨鱼的内骨骼都是没有钙化的软骨。圆口鱼种类很少,都是寄生的,没有颌骨,口器是附着和吮吸取食的器官。软骨鱼包括鲨鱼和魟鱼等等,鲨鱼是梭形的,魟鱼是扁形的。鲨鱼是海上的猎食动物。
硬骨鱼的种类很多,脊椎动物中一半以上的种类是硬骨鱼。硬骨鱼和软骨鱼最明显的区别在于:①内骨骼钙化;②皮层生鳞片。钙化的内骨骼是和两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类相同的,硬骨鱼和软骨鱼具有类似的鳍,都有鳃,口器吞入食物和水,食物进入消化道,水通过鳃排出,在排出过程中吸取水中的氧气。流线形的躯体、鳍的运动功能和鳃从水中吸取氧气的功能,使得鱼类高度地适应于水生生活。硬骨鱼类具有一种特殊的感觉器官,在躯体两侧各有一串小孔,构成侧线,能感觉水的压力和振动。大多数硬骨鱼躯体内有鱼鳔,当充满气体时使鱼能漂浮在水面上。肺鱼在缺水时过陆生生活,它的鱼鳔具有陆生脊椎动物的肺的功能,这是鱼类不甚成功地向陆生生活发展的适应性功能。鱼类和其他脊椎动物一样是雌雄异体的,但它的特点是在体外受精,成年的雌鱼和雄鱼在特定的水域中排卵和排精。卵和精子在水中受精,受精卵发育,孵化出幼鱼。
蛙、蝾螈等是两栖类,两栖类最引人注目的特征是它们的生命变态史,青蛙的受精卵孵化产生水生的蝌蚪,外形有些像鱼,用鳃呼吸,用尾游动,蝌蚪在成长和变态过程中,尾和鳃退化、消失,长出两对肢(前肢和后肢)和一对原始的肺,靠肺和皮肤呼吸,成为完全的陆生生物。解剖青蛙,它的内部器官和功能和人类没有什么本质区别。蝾螈和蛙相比,可以看做为半途而废的生命变态,尾不消失,四肢长了出来,终身保持着水生生活的习性。两栖类和鱼类一样,绝大多数是体外受精的,但有交配现象,雄性和雌性交配,雌性向体外排卵,雄性向体外排精,卵和精子在体外结合,形成受精卵,在脊椎动物的其他类群都体内受精。
爬行类、鸟类和哺乳类是更为完全的陆生生物,它们有强壮的四肢,有强有力的心脏,有鳞、羽或毛适应于陆生生物的需要。爬行类包括蜥蜴、蛇、龟、鳄鱼和在中生代曾统治过地球的恐龙。蛇的四肢退化了,但发展了适应于陆地生活的代替功能(鳞和蛇形运动),有些海龟长期生活在海里,但它们还是要回到陆地上来交配和产卵。鸟类的前肢发展成翅,皮层上生羽毛,能飞行,但并不生活在空中,飞翔只是它们陆生生活中的一种运动功能。
爬行类和鸟类在交配后体内受精,受精卵产出后,胚胎在卵内发育,孵化。
鸟类和哺乳类是热血动物,它们具有旺盛的代谢功能,代谢产生的热量和保护热量散失的羽和毛使得鸟类和哺乳类在温度变化的环境中保持恒温。
哺乳类和鸟类最明显的区别是:①鸟类的前肢是适于飞行的翅,而哺乳类则前、后肢都发育为比爬虫类更适合于行走、奔驰和跳跃的四肢。②鸟类的皮层上生羽毛,哺乳类皮层上生毛,羽毛和毛都有保持体温的功能,但前者还有助于飞行。③鸟类在体内的受精卵在母体内发育至一定阶段后,产出卵,再在体外发育至一定阶段后孵化出雏,雏在母鸟或双亲的采食哺育下成长,哺乳类的受精卵在母体内一直发育到产仔。母兽有乳腺,泌乳哺育幼仔至断乳期。
现在还活着的原始哺乳类是属于单孔类的鸭嘴兽。鸭嘴兽是卵生的,卵孵化出的幼仔吮吸母乳,袋鼠属于有袋类,袋鼠生仔,仔在母兽的袋褶内吮吸母乳,袋褶起着早产婴儿在保温室内保育的作用。其他哺乳动物,包括人,受精卵发育成胎儿,胎儿由母体的胎盘供给营养,直到产仔,仔出生后,割断脐带与胎盘脱离,吮母乳生长到断奶期,开始独立生活。
脊椎动物各大类的受精、发育、胚胎的营养来源和亲仔间的关系的同异(见表3)。
表3 脊椎动物各大类群繁殖过程的比较
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