21. Позвоночные

Определения и обозначения

Позвоночные — животные, у которых есть позвоночник и внутренний скелет. У беспозвоночных позвоночника нет, поэтому это главное отличие двух больших групп животных. Скелет позвоночных находится внутри тела, а не снаружи, как твёрдый покров у некоторых беспозвоночных. Наличие позвоночника помогает понять, к какой группе относится животное.

Позвоночник — часть скелета, состоящая из отдельных частей, которые называются позвонками. Он проходит вдоль спины животного и служит опорой для тела. Позвонки соединены так, чтобы позвоночник поддерживал тело, но при этом мог сгибаться. Это помогает животному сохранять форму и двигаться.

Внутренний скелет — опора тела, расположенная внутри него. Он поддерживает тело и защищает некоторые внутренние органы, а к его частям прикрепляются мышцы. Когда мышцы сокращаются, они тянут части скелета и помогают животному двигаться. Поэтому скелет важен не только для опоры, но и для движения.

Череп — часть скелета, которая защищает головной мозг и органы чувств. Он окружает мозг, снижая риск его повреждения при движении и ударах. В черепе также находятся защищённые места для органов зрения, слуха и других чувств. Благодаря этому важные органы головы меньше подвержены повреждениям.

Как это устроено

Внутренний скелет поддерживает тело, потому что его части образуют прочную основу, к которой прикрепляются мышцы. Мышцы тянут кости или другие части скелета, и животное может сгибать тело, двигать конечностями или плавниками. Если бы у тела не было опоры, оно не сохраняло бы нужную форму и двигалось бы иначе. Поэтому строение скелета и мышц вместе определяет, какие движения доступны животному.

Череп защищает головной мозг, а позвоночник образует защиту вокруг спинного мозга, который проходит внутри него. Головной и спинной мозг относятся к нервной системе: она помогает организму получать сигналы и управлять действиями. Эти органы мягкие и важные, поэтому им нужна защита твёрдых частей скелета. Так скелет выполняет не только опорную, но и защитную роль.

Строение позвоночных связано с тем, где они живут и как передвигаются. Например, рыбы двигаются в воде с помощью плавников и тела, а птицам крылья помогают летать. Покровы тела тоже соответствуют образу жизни: перья помогают птицам сохранять тепло и участвуют в полёте, а чешуя защищает тело рыб. Особенности строения складываются не случайно: они помогают животным справляться с условиями окружающей среды.

Среди позвоночных выделяют пять больших групп: рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Их различают по совокупности признаков: где они живут, чем покрыто тело, как дышат и как размножаются. Рыбы в основном связаны с водой, птиц узнают по перьям, а млекопитающих — по шерсти и кормлению детёнышей молоком. При этом отдельный признак не всегда достаточен: для определения группы полезно проверить сразу несколько особенностей.

Представители всех пяти групп могут сильно отличаться внешне и жить в разных условиях, но их объединяют общие особенности строения. У них есть позвоночник и внутренний скелет, а тело устроено на основе общего плана: скелет поддерживает его и связан с мышцами. Различия между группами показывают, как этот общий план приспособился к разным условиям жизни. Поэтому рыба, птица и млекопитающее относятся к одной большой группе животных, хотя выглядят и передвигаются по-разному.

Основные группы позвоночных и их особенности

Чтобы пользоваться таблицей, сравнивайте не один, а несколько признаков животного. Например, сначала отметьте покровы тела, затем проверьте органы дыхания и размножение. Совпадение нескольких особенностей помогает надёжнее определить группу, чем одно только место обитания.

Разбор задач

Задача 1. У животного обнаружены позвоночник и череп. Нужно объяснить, к какой большой группе животных оно относится и на какие признаки можно опереться. Череп помогает уточнить, что у животного есть части внутреннего скелета. Но для основного вывода достаточно проверить, есть ли позвоночник.

1. Позвоночник — главный признак, по которому животных относят к позвоночным.
2. Условие сообщает, что позвоночник найден, значит, животное не относится к беспозвоночным.
3. Череп подтверждает наличие скелета и защищает мозг, но сам по себе не указывает на одну из пяти групп.

Ответ: животное относится к позвоночным. Основание — наличие позвоночника; череп является частью его скелета, но по нему нельзя выбрать, например, птицу или млекопитающее.

Задача 2. Сравните рыбу и земноводное: назовите два различия и свяжите их со средой обитания. Рыба постоянно живёт в воде, а многие земноводные проводят часть жизни на суше. Нужно сравнить покровы и дыхание, поскольку эти признаки помогают понять, как животные существуют в разных условиях.

1. У рыбы тело обычно покрыто чешуёй и слизью, а у земноводного кожа голая и влажная.
2. Рыба дышит жабрами, получая кислород из воды; взрослое земноводное обычно дышит лёгкими и кожей.
3. Влажная кожа земноводного участвует в дыхании, поэтому она должна оставаться влажной; рыбьи жабры приспособлены к жизни в воде.

Ответ: рыба и земноводное различаются покровами тела и дыханием. Эти особенности связаны с тем, что рыбы живут в воде, а земноводные связаны и с водной, и с наземной средой.

Задача 3. Животное покрыто перьями, имеет крылья и откладывает яйца. Определите его группу среди позвоночных и обоснуйте ответ несколькими признаками. Нельзя делать вывод только по наличию крыльев: передние конечности с похожей формой могут быть и у других животных. Проверим, какие признаки вместе указывают на нужную группу.

1. Перья — характерный покров птиц и самый сильный признак в условии.
2. Крылья помогают подтвердить предположение, хотя сами по себе не всегда означают, что животное умеет летать.
3. Откладывание яиц подходит птицам, но встречается и у представителей других групп, поэтому учитываем этот признак вместе с перьями.

Ответ: это птица. Вывод основан на сочетании перьев, крыльев и размножения с откладыванием яиц, а не на одном общем признаке.

Типичные ошибки

Ошибка — считать позвоночных и млекопитающих одной группой. Так думают, потому что многие знакомые человеку животные — кошки, собаки и люди — млекопитающие, и эта группа кажется самой важной. Но млекопитающие — только одна из пяти групп позвоночных. Проверьте себя: рыба имеет позвоночник, но не является млекопитающим.

Ошибка — называть позвоночником весь внутренний скелет. Её допускают, потому что позвоночник — самая заметная опорная часть и название группы животных связано с ним. Однако он является лишь частью скелета, куда входят и другие элементы, например череп. Чтобы проверить ответ, спросите себя, обозначает ли слово одну часть или всю опорную систему тела.

Ошибка — считать, что все позвоночные живут на суше. Такое представление возникает из повседневных наблюдений за птицами и наземными животными. Но рыбы постоянно живут в воде, а некоторые млекопитающие, например киты, тоже обитают в водной среде. Проверяйте это утверждение примерами разных групп, а не только животными, которых чаще видите рядом.

Ошибка — определять группу только по месту обитания. В воде живут не только рыбы: там бывают земноводные, некоторые пресмыкающиеся и млекопитающие. Место жизни подсказывает возможные приспособления, но не всегда показывает группу однозначно. Сверьте покровы, дыхание и размножение, чтобы проверить вывод.

Связь с другими темами

Чтобы изучать позвоночных, нужно понимать, что животные составляют большую группу живых организмов, а позвоночные отличаются от беспозвоночных наличием позвоночника. Знание частей скелета пригодится при изучении опорно-двигательной системы человека и других животных: мышцы работают вместе со скелетом. Сравнение групп помогает замечать, как животные приспосабливаются к среде обитания. Позже эти знания позволят объяснять, почему строение связано со способом передвижения и образом жизни.

Что запомнить

• Позвоночные имеют позвоночник и внутренний скелет.
• Череп защищает головной мозг.
• Позвоночник состоит из позвонков.
• К позвоночным относят рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.
• Группы позвоночных различаются строением и приспособлениями к образу жизни.
• Среда обитания связана с особенностями строения животных.