哺乳动物
作者:雅风斋字数:76394状态:连载
第二章
认识一下真实的哺乳动物 哺乳动物是动物发展进化的最高阶段,它拥有其他动物,如爬行动物、两栖动物、鸟类、鱼类,所没有的高等特征。所以,认识了哺乳动物,也就是全面了解了动物的进化流程。 哺乳动物有哪些先进性表现 哺乳动物是动物进化的最高阶段,它在很多方面都要超过爬行动物、两栖动物和鱼类。主要表现在以下方面。 有高度发达的神经系统和感官,能协调复杂的技能活动和适应多变的环境条件,在智力和对环境的反应上远远超过其他类群。 恒温(约为25~37℃),完善的血液循环系统,优良隔热性能的体表毛被和其他体温调节的机制,提供了稳定的内环境,减少了对外界环境的依赖,区别于冷血动物。 胎生哺乳,除最原始的单孔类卵生外,都是胎生。高级种类在胚胎与子宫壁之间形成母子营养交换的组织(即胎盘)。母兽对仔兽进行较长期的哺乳和抚育,从而使后代有较高的成活率,仔兽还可通过学习,获得适应技能。 出现口腔咀嚼和消化,大大提高了对能量的摄取。 具有在陆地上快速运动的能力。 已经开始形成较为稳固的社会形态和道德体系。 具有学习能力,相应开始出现教育体系,便于知识与经验的传承。 形成了语言,开始能够进行多方面全方位的沟通。 捕猎或抗拒捕食形态开始具有军事化形态,并由高级灵长目完善成为战争。 具有领地领土意识,个别社会性属目开始具有政治意识。 开始出现使用工具。 当中生代末地壳运动加剧,环境发生重大改变时,恐龙等爬行动物难以适应和生存,而哺乳类则显示了很强的竞争能力。哺乳动物有很好的适应环境的能力,身体恒温,具有乳腺,可对幼仔哺乳,脑发达,能够支配行动,胎生(单孔类除外),有利于延续后代等等。 所有这些,都为它们的壮大发展提供了自身的优势。进入新生代后,有胎盘类成为哺乳动物大家族的主流,化石和现生哺乳动物的绝大多数都属于有胎盘类。在有胎盘类哺乳动物中,人们熟知的就有食肉目(如猫科动物)、啮齿目(如各种鼠类)、偶蹄目(如猪、牛、羊等)、奇蹄目(如马、驴等)、灵长目(如猴和猿类等)、翼手目(如蝙蝠等)、长鼻目(如象等)和鲸目(如海豚等)。 哺乳动物的皮毛 毛皮或毛发,是绝大部分哺乳动物身上都长有的附生物,也是识别它们的重要特征之一。 它们的毛皮和毛发不仅可以挡住太阳光,保护哺乳动物的皮肤不受伤害,还可以帮助它们保存体内的热量,抵挡外界的潮湿。同时,它们毛皮的颜色和花样还为它们提供了伪装。 哺乳动物的毛发是由角质构成的,属于皮肤的一种衍生物。而且,在自然界的所有动物中,哺乳动物也是唯一长着毛皮的动物,鱼类、两栖动物、爬行动物都没有毛皮或毛发。 皮毛的作用 哺乳动物每根毛发的根部都长着小块的肌肉,可以使皮毛竖起或倒下,令空气在皮毛中流通,并以此调节体温。有时皮肤上起的鸡皮疙瘩,就是因为肌肉绷紧毛发裹住空气用以保暖的原因造成的。 像一些生活在寒冷地区的哺乳动物,体表常附生着深密的皮毛。例如北极熊,身上不仅长有非常厚的皮毛,而且在下水捕食时,还能够保持皮肤的干爽,非常令人感到惊奇。这是由于哺乳动物的毛皮能够分泌一种皮脂油性物,并以此包住毛发,可以有效的起到防水作用,因此才能起到很好的保暖和保持皮肤干爽的作用。 水生哺乳动物的皮毛 皮脂不仅仅是一种分泌物,有时还能起到一些特殊的作用。像海狸等水生哺乳动物,它们的皮肤不仅能够通过这种皮脂使皮毛防水,还能做为它们触觉的一部分利用。还有,就是像猫等一些哺乳动物的嘴边,长有比普通毛发长而且硬的毛,我们管它叫“触须”或“胡须”,这些触须也是它们很好的便利工具。而像鼹鼠的触须能察觉地下的震动,水獭能够用触须发现身边游动的鱼等。 哺乳动物的牙齿 牙齿是一种高度钙化的组织,它比骨头还要坚硬。 哺乳动物的牙齿是颔骨上的附生物。哺乳动物牙齿的齿根一般都很发达,深植于齿槽里,也叫做槽生齿,上端叫做齿冠。 经过漫长的进化,哺乳动物的牙齿已分化为门齿、犬齿、前臼齿和臼齿等,统称异型齿。门齿长于口的前端,齿冠呈凿状,这样可以有效的切割食物。犬齿位于门齿两边,齿冠呈锥状,可以有效的将食物撕碎。而前臼齿和臼齿则位于口腔的后侧,齿冠呈臼状,可以有效的磨碎食物。 在哺乳动物的一生里,包括我们人类,一般会有两套牙齿,一套为乳齿,一套为恒齿。乳齿只是暂时性的牙齿,便于早期的进食,在脱落之后就会长出恒齿,终生不会再脱换,这种类型叫做再生齿。 极富特色的大象牙齿 在哺乳动物的牙齿里,大象的牙齿是最有特色的了。 大象一天到晚都在进食,食量极大,平均每天要花20小时来摄取、吞食50千克,甚至超过100千克的食料。对于大象来说,牙齿的任务就是昼夜不停地咀嚼杂草、芦苇、果实、树叶和树枝等。 为了胜任如此繁重的工作,大象让自己的牙齿轮流上岗,除了前面的一对长长伸出体外的长牙外,大象上、下牙床每边各有6个臼齿,这样上下左右共有24个臼齿。 有趣的是,这24个臼齿不是一齐长出、同时使用的,而是上下左右各1个,4个一套依次长出,轮换使用。 也就是说,在一段时间里,上、下、左、右的牙床上,都只有1个臼齿在工作。这个牙齿磨损了,下面一个便取而代之。大象在60岁左右会长出最后一个臼齿,此后就不再换牙了。 哺乳动物的骨骼 哺乳动物的骨骼十分发达,脊柱的分区十分明显,结构也非常的坚实而且灵活。四肢位于腹部下方,分化出了肘和膝,能够将躯体撑起,适宜在陆地上快速运动。头骨高度发达而有较大的特化,头骨上共有颈椎7枚,下颌由单一的齿骨构成,头骨具有2个枕骨髁和牙齿异型。 哺乳动物骨骼进化的趋向主要是:①骨化完全,为肌肉的附着提供了充分的支持;②愈合和简化,增大了骨骼的坚固性并且保证了轻便;③增强了中轴骨的韧性,使四肢能够在较大的范围内和速度下进行活动;④长骨的生长只限于生长的早期,提高了骨骼的坚固性。 哺乳动物的头骨 哺乳动物的头骨,由于脑以及其他感官的发达和口腔咀嚼的产生,而发生了显著变化。脑颅和鼻腔扩大和发生次生腭,头骨的一些骨块消失,并且发生变形和愈合。骨骼并因此而获得更大的扩展可能性,使头骨发生了较大的变形:枕骨顶部形成明显的“脑杓”用以容纳脑髓,枕骨大孔则移至头骨的腹侧。 哺乳动物的下颌由单一的齿骨构成,这是头骨的一个标志性特征。齿骨与头骨的颞骨鳞状部直接关节,从关节所处的位置和关节来看,加强了咀嚼的能力。由颌骨与颞骨的突起以及颧骨本体所构成的颧弓,可以作为咀嚼肌的起点。而且,生物医学家们也常把颧弓的特点作为一种分类的依据。 哺乳动物的脊柱 哺乳动物的颈椎数目大多为7枚,这是哺乳类特征之一。第一、二枚颈椎特化为寰椎和枢椎,这种结构使寰椎与头骨间除可作上下运动外,寰椎还能与头骨一起在枢椎的齿突(枢突)上转动,提高了头部的运动范围,这对于哺乳动物来说,可以充分地利用感官,猎捕食物和防卫。 哺乳动物的脊椎骨与宽大的椎体相联结,构成双平型椎体,这种椎体能够更好的提供脊柱的负重能力,并且与相邻的椎体之间的软骨构成椎间盘。椎间盘坚韧而富有弹力,能够很好的缓冲运动时对脑及内脏的震动,大大提高了它们活动的范围。 哺乳动物的胸椎一般为12~15枚,两侧与肋骨相关节。胸廓由肋骨及胸骨构成,能够有效的保护内脏,保持呼吸动作的完成和间接地支持前肢的运动。荐椎一般为3~5枚,并切大多呈现出愈合的现象,并以此构成对后肢带骨的稳固支持。尾椎的数目不定而且有退化的现象。 哺乳动物的肌肉 哺乳类的肌肉系统与爬行类基本相似,但其结构与功能均进一步完善。所以,哺乳动物的运动速度要远远超过同为陆地生活的两栖动物和爬行动物。 哺乳动物的肌肉系统主要特征是:四肢及躯干的肌肉具有高度可塑性,非常强大。为适应其不同运动方式出现了不同的肌肉模式,如适应于快速奔跑的有蹄类及食肉类四肢肌肉强大。 (1)皮肤肌发达。 (2)具有一种特殊的膈肌,主要起于胸廓后端的肋骨缘,止于中央腱,并且在胸腔与腹腔之间形成了一层隔膜。胸腔容积是在神经系统的调节下完成的,同时也是呼吸运动的重要组成部分。 (3)咀嚼肌强大。头部还具有粗壮的颞肌和嚼肌,分别起自颅侧和颧弓,止于下颌骨。这为它们的捕食和防御,以及咀嚼食物密切相关。 哺乳动物的角和爪 角是哺乳动物头部表皮及真皮特化的产物。表皮产生角质角,如牛、羊的角质鞘及犀的表皮角,真皮形成骨质角,如鹿角。哺乳类的角可分为洞角、实角、叉角羚角、长颈鹿角、表皮角等五种类型。 洞角,由骨心和角质鞘组成,角质鞘即习称之为角,成双着生于额骨上,终生不更换,有不断增长的趋势。洞角为牛科动物所特有。 实角,为分叉的骨质角,无角鞘。新生角在骨心上有嫩皮,通称为茸角,如鹿茸。角长成后,茸皮逐渐老化、脱落,最后仅保留分叉的骨质角,如鹿角。鹿角每年周期性脱落和重新生长,这是鹿科动物的特征。除少数两性具角如驯鹿,或不具角如麝、獐之外,一般仅雄性具角。 叉角羚角,是介于洞角与鹿角之间的一种角型。骨心不分叉而角鞘具小叉,分叉的角鞘上有融合的毛,毛状角鞘在每年生殖期后脱换,骨心不脱落。这种角型为雄性叉角羚所特有,而雌性叉角羚仅有短小的角心而无角鞘。 长颈鹿角,由皮肤和骨所构成,骨心上的皮肤与身体其他分的皮肤几乎没有差别。 表皮角,完全由表皮角质层的毛状角质纤维所组成,无骨质成分,为犀科所特有。角的着生位置特殊,在鼻骨正中,双角种类的两角呈前后排列,前角生于鼻部,后角生长在颔部。 爪、甲和蹄:均属皮肤的衍生物,是指(趾)端表皮角质层的变形物,只是形状功能不同。爪,为多数哺乳类所具有,从事挖掘活动的种类爪特别发达。 食肉类的爪十全锐利,如猫科动物的爪锐利且能伸缩,是有效的捕食武器。甲,实质为扁平的爪,是灵长类所特有。蹄,为增厚的爪,有蹄类特别发达,并可不断增生,以补偿磨损部分。 哺乳动物的消化系统 哺乳动物的消化系统由空腔、食道、胃、肠等构造,但是由于各种食性的不同,它们消化系统的各个器官,在构造和功能上也有明显的区别。 牛、羊、兔等草食性哺乳动物,食物主要是不易消化的粗纤维植物,因此它们的门齿和臼齿都很发达,门齿用来切割植物的茎叶,臼齿则用来咀嚼切碎的茎叶。 此外,它们的盲肠很发达,而且消化管也很长,这可以增大消化面积,提高对食物的利用率。有的具有分成3室或4室的复杂的胃,食物在胃里反复消化、分解,得到充分吸收。 猫、狗、虎、狮等肉食性哺乳动物,它们的犬齿特别发达,利于撕咬、捕获动物,它们的食物比草食性动物更精细些,易于消化,而且含热量高,因此进食量相对来讲比较少,这样减少了消化系统的工作量,消化管的长度大大缩短。 哺乳动物的呼吸系统 哺乳动物的呼吸系统十分发达,特别在呼吸效率方面,相比其他纲的动物有了显著的提高。空气经外鼻孔、鼻腔、喉、气管进入肺部。 哺乳动物的鼻腔分为上端的嗅觉部分和下端的呼吸通气部分。鼻腔的上端有发达的鼻甲,其黏膜内布满嗅觉神经末梢。有伸入到头骨骨腔内的鼻旁窦,增强了鼻腔对空气的温暖、湿润和过滤作用。鼻旁窦同时还是发声的共鸣器。 喉由喉盖和喉腔组成,会厌软骨组成喉盖,甲状软骨和环状软骨形成喉腔。食物和水经会厌上面进入食道,可防止食物和水误入气管。在平时喉口开启,是空气进出气管的门户。甲状软骨和环状软骨之间的黏膜皱褶构成声带,是哺乳类的发声器官,声带紧张程度的改变以及呼出气流的强度可调节音量。 气管主要位于食道的腹面,在进入到胸腔后,分成一对支气管通入两片肺叶中。气管和支气管的管壁由许多不相衔接的软骨环支持,从而保证了空气的畅通。在气管壁上的黏膜,具有纤毛和黏液腺,可以对空气进行过滤,空气中的尘粒会在纤毛的推动下移至喉口,经鼻或口排出。 哺乳动物肺由复杂的“支气管树”构成,支气管分枝的盲端就是肺泡。肺泡的数量非常多,这也大大增加了呼吸时的表面积,如马的肺泡达500平方米,羊的肺泡总面积可达50~90平方米,人的肺泡为70平方米等,显著地提高了气体交换的效果。肺泡之间还分布有一种弹性纤维,能够在呼吸作用的配合下使肺被动地回缩。 胸腔容纳肺,而且是只有哺乳动物才具有的腔体。由于哺乳动物的胸腔与腹腔有一道分隔的横隔膜,因此,在进行呼吸活动时可以改变胸腔的容积,再加上肋骨的升降可以扩大或缩小胸腔的容积,能够帮助肺被动地扩张和回缩,更好地完成呼吸。 哺乳动物的高智商 除了我们人类,哺乳动物中的黑猩猩已经可以达到人类5~7岁孩子的智商,据说训练过的黑猩猩能弹钢琴,能认识到5位数。哺乳动物中的海豚和大象智商也非常高。 哺乳动物神经系统高度发达,尤其大脑变得更加复杂,爬行动物出现的新脑皮被哺乳动物高度发展,形成高级神经活动中枢。和身体的大小相比,哺乳动物有比其他的脊椎动物更大的大脑,能够更好地控制自己的思维。 哺乳动物的神经元数量大增,两大脑半球之间出现了互相连接的横向神经纤维,即胼胝体。而且小脑发达,首次出现小脑半球。 哺乳动物大脑皮层空前发达,这为运算、逻辑提供了必要的基础。这在哺乳动物之前的所有动物是不具备的。故哺乳动物的智商高于其他非哺乳动物。 灵长类动物,包括猴子、猩猩和人类中的智商更是突出,它们不但拥有更大容量的脑子,可以做比其他动物更复杂的行为,而且它们还会不断的学习,进而改变自己的行为,来适应外界环境的变化。 哺乳动物的感官 哺乳动物靠高度发达的感官来发现食物,躲避敌害,以及寻找合适的栖息环境,同时也是种类间通讯联系和一系列行为反应不可分的器官。 当然,并非所有的类群感官都达到高度发展的水平,有些种类在许多方面处于退化状态,而在某一方面却高度特化。如哺乳类中视力退化的某些种类,快速运动时,还发展了特殊的高、低频声波脉冲系统,借听觉和声波回音来定位,蝙蝠即以高频声波回声定位,海豚以高频及低频两种水内声波回声定位。这在仿生学研究中有重要意义。 哺乳动物的感官高度发达,主要体现在它们的视觉、听觉和嗅觉构造的完善。 (1)嗅觉。 哺乳动物多数具有扩大的鼻腔和发达的鼻甲骨,嗅觉灵敏。如食肉类、偶蹄类和啮齿类嗅觉即相当发达。但鲸类、灵长类脑的嗅觉部分不发达,故其嗅觉不灵敏,海豚和鼠海豚则缺乏嗅觉器官。 (2)视觉。 哺乳动物的视觉器官与大多数羊膜动物相似。多数哺乳类的眼球发育良好。但一些营地下生活的食虫类、啮齿类和鲸类眼球则极度退化,甚至有些种类只保持区别亮与暗的能力。总的来说,哺乳类对光波的感觉灵敏,但对色觉的感受力差,这与大多数的兽类均为夜间活动有关。灵长目的辨色能力及对物体大小和距离的判断均较准确。 (3)听觉。 大多数哺乳动物都有长在外部的耳朵,可以使声音直接进入大脑。如猫的漏斗形的耳廓可以把声波导入内耳,让猫迅速地捕捉到声音,并做出反应。而犬科动物为代表的许多哺乳动物都具有很好的听觉,它们能把耳朵竖起来,转向声音的方向,发现正在接近的敌人或猎物,也可以听到自己同伴发出的呼唤。 哺乳动物的耳朵还有特别的妙用,大象的耳朵不但可以用来扇风降温,而且其耳部血管丰富,可以在夏季使热量迅速散失。 哺乳动物的繁殖 所有哺乳动物的受精都是在母体内进行。受精卵经过多次分裂,最终成为胎儿。在胎盘类哺乳动物中,受精卵在子宫里通过脐带以及和子宫壁连在一起的胎盘获取养料。母体通过向胎盘供血,给受精卵提供食物和氧气,并把废物带走。胎儿在子宫里成长,直至出生。
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