第十三章 脊索动物门
一、 脊索动物门的特征 (一)、主要特征 1、具脊索 2、具背神经管 3、具咽鳃裂
脊索的发生 原肠背壁脊索中胚层向背面突出蜷曲形成(文昌鱼)
脊索的基本结构 脊索鞘 泡状细胞 (内,基底膜、胶原纤维鞘厚、外弹性膜薄、结缔组织鞘,外) 脊索细胞 纤维组织膜 液泡细胞 肌细胞 弹性组织膜
脊索的位置、作用 位于消化管的背方、神经管的下方 支撑身体,保护和运动防止身体变形
脊索的演化 所有脊索动物个体发育的一定阶段都具有脊索 (脊索动物的典型特征) 终生存在:文昌鱼和圆口纲 幼体存在:尾索动物 诱导脊椎的形成并由脊柱所取代
脊索的出现在动物演化上的意义 1.脊索(或脊柱)构成了支撑躯体的主梁,支持和保护内 脏器官,是运动肌肉的支点,使得脊索动物可能朝“大型化”方向发展. 2.脊索的中轴支撑作用也使动物体更有效地完成定向运动, 准确,迅速地主动捕食及避敌. 3.脊椎动物的头骨的形成,颌的出现,及椎管对中枢神经的保护都是在此基础上进一步完善化的发展. 脊索的出现是动物演化史上的重大事件,使动物体的支持,保护和运动的功能获得质的飞跃,这一先驱结构在脊椎动物达到更为完善的发展,从而成为动物界中占统治地位的一个类群.
背神经管的发生 脊索诱导对应的外胚层加厚形成神经板, 中央凹陷成神经沟,两层神经褶愈合形成神经管
神经管的基本结构 神经管演化 单个中空的神经索,位于脊索或脊椎的背面 神经组织构成无神经节的管壁,中央腔充满液体, 高等动物外被发达的脑脊膜。 神经管演化 终生保留: 头索动物 仅幼体存在: 尾索动物 分化成脑和脊髓:脊椎动物胚胎期形成后进行分化
咽鳃裂发生 胚胎咽部内胚层向外突形成咽囊,对应外胚层形成咽沟向内凹陷,穿透中胚层并打通形成裂缝状结构
鳃的基本结构 鳃裂的作用 鳃丝:内、外胚层发育形成鳃表面. 骨骼(鳃弓)、血管(动静脉)、肌肉等部分构成鳃 间隔,由中胚层发育成. 滤食 鳃表面用于呼吸 (水生动物特化成功的呼吸器官,终生存在发达)
咽鳃裂的演化 水生动物终生存在且发达 (无颌类:15对或7对;鲨鱼6对,第1对退化喷水孔,硬骨鱼5对) 陆生动物胚胎期存在,有或无呼吸作用 两栖类幼体有 (蛙类:胚期6对,蝌蚪4对;变态时封闭成体消失 蝾螈、大鲵等有尾类:保留1-3对) 羊膜动物仅胚期具有 人类为3或4对鳃裂未封闭 (1对咽囊演化成耳咽管和中耳腔,2对演化成哺乳动物的腭和扁桃体.)
A、B 无脊椎动物体纵、横断面 C、D脊椎动物体纵、横断面 神经索 脊索动物与无脊椎动物构造模式比较 A、B 无脊椎动物体纵、横断面 C、D脊椎动物体纵、横断面 咽 心 神经索 神经管 脊索 鳃裂 消化管
(二)、次要特征 心脏及主动脉位于消化管的腹面;闭管式循环;尾若存在为肛后尾;具中胚层形成的内骨骼;后口;分节的肌节。
(三)、与高等无脊索动物相同的特征 两侧对称 分节现象 三胚层 后口 次生体腔 脊索动物起源于无脊椎动物
有头类 二、脊索动物的分类 无头类 原索动物 圆口纲 鱼 纲 两栖纲 无羊膜动物 爬行纲 鸟 纲 哺乳纲 羊膜动物 尾索动物亚门 头索动物亚门 圆口纲 鱼 纲 两栖纲 爬行纲 鸟 纲 哺乳纲 无颌类 无羊膜动物 有头类 脊椎动物亚门 颌口类 羊膜动物
三、尾索动物亚门 (Urochordata) (一)、概述 1、幼体自由生活,有中空的背神经管,仅尾部 有脊索,得名“尾索动物” 2、幼体、成体都具咽鳃裂 3、有被囊包被着,又称“被囊动物”
(二)、代表动物—柄海鞘 柄海鞘 柄 出水孔 入水孔 成体海鞘的外形 和生活方式
沟系(具纤毛细胞和腺细胞) 成体海鞘的内部构造 2、消化和呼吸 (水+食物) 1、体壁:被囊 入水管 口,咽 鳃裂 食道 胃肠 肛门 食物团 围鳃腔 胃肠 出水管 肛门 体外
3、循环和排泄 循环系统组成: 囊管状心脏 血管、血窦 循环方式:开放式 循环特点: 可逆式血液循环流向 排泄器官: 不集中,仅有排泄细胞
4、神经和感官 退化。中枢神经仅为1个无腔的神经节 5、生殖 ♀♂同体 多异体受精 (围鳃腔内) 也行出芽生殖
变态发育
逆行变态 海鞘的幼体趋光性反转,游到黑暗的海底,寻找合适的附着物,体前端吸盘固着,吸盘和口之间组织迅速生长发育,将口推向180℃的位置,内脏位置也发生变化。 尾部被吸收消失,尾索、神经管消失,留下一个神经节,发出神经分布于全身、调节身体的活动 鳃裂迅速发育。 经过逆行变态,失去神经管、脊索等重要结构,形态结构变得更为简单。
(三)、尾索动物分类 尾海鞘纲(Appendiculariae)(幼态纲Larvacea) 最原始的一纲不经变态,终生保留蝌蚪状的幼 体,如柱囊虫 海鞘纲(Ascidiacea):多数 樽海鞘纲(Thaliacea):成体桶状
玻璃海鞘 红海鞘 海 鞘 纲 菊花海鞘
三 头索动物亚门(典型脊索动物的缩影) (一)、概述 1、小型无头鱼状海栖动物 2、终生有脊索、背神经管 咽鳃裂 3、脊索纵贯身体全长, 三 头索动物亚门(典型脊索动物的缩影) (一)、概述 1、小型无头鱼状海栖动物 2、终生有脊索、背神经管 咽鳃裂 3、脊索纵贯身体全长, 且延伸至背神经管的 前方,故称“头索动物” 4、身体明显分节
(二)、代表动物—文昌鱼 外形和生活习性 文昌鱼外形 腹褶 腹孔 臀前鳍 肛门 脊索 肌节 背鳍 触须 生殖腺 尾鳍 肌隔
内部构造 1、皮肤 表皮:单层柱状上皮 真皮:胶冻状结缔组织 文昌鱼皮肤的切片 真皮 表皮 神经 血管 皮下层
2、肌肉 “〈”形肌节 结缔组织的肌隔 文昌鱼全形及部分纵剖面 脊索 触须 生殖腺 腹孔 肛门 肌节 背鳍 神经管 肾 缘膜 内柱 鳃裂 围鳃腔 肝 肠 背鳍条
尚无骨质的骨骼,脊索为中轴支架 口笠、触须中有角质支持物 鳍和鳃分别由结缔组织的鳍条和鳃条支持 脊索鞘膜:结缔组织 脊索细胞:扁盘状肌细胞 3、骨骼 尚无骨质的骨骼,脊索为中轴支架 口笠、触须中有角质支持物 鳍和鳃分别由结缔组织的鳍条和鳃条支持 脊索鞘膜:结缔组织 脊索细胞:扁盘状肌细胞 脊索
4、消化和呼吸(似海鞘) 前庭 口 水流 口笠 咽 体外 腹孔 围鳃腔 鳃裂 肝盲囊:相当于肝脏 肛门 肠 沟系 体外 水 浮游生物 氧 食物团 肝盲囊:相当于肝脏 肛门 肠 沟系 体外
5、血液循环 闭管式循环,无真正心脏, 腹大动脉具搏动能力,又称狭心动物
6、排泄 排泄器官:数10对肾管,位于咽壁背方两侧来源于外胚层
文昌鱼的神经系统 嗅神经 色素点 视神经 脊神经腹根 脑眼 嗅窝 神经孔 脊索 脑腔 脊神经背根 7、神经和感官 脑眼 色素点
8、生殖系统 ♀♂异体 生殖腺约26对,按节排列在围鳃腔两侧的内壁 文昌鱼外形 腹褶 腹孔 臀前鳍 肛门 脊索 肌节 背鳍 触须 生殖腺 尾鳍 肌隔
文昌鱼通过咽部的横切面
胚胎发育和变态 受精卵 —桑椹胚 —囊胚 —原肠胚 —神经胚 幼体 成体 孵化 变态
文昌鱼的胚胎发生
(三)头索动物的分类 仅一纲: 头索纲 仅一科: 鳃口科 科内二属:文昌鱼属 偏文昌鱼属
(四)头索动物在动物进化中的意义 其身体结构和胚胎发育特点,为脊 索动物的起源和演化提供有力证据。