Тип Хордовые

Определения и обозначения

Тип Хордовые — группа животных, для которых характерны хорда, спинная нервная трубка, жаберные щели в глотке и постанальный отдел тела. Эти особенности могут быть заметны не всю жизнь: у некоторых животных они выражены прежде всего у зародышей или личинок. Их совокупность помогает отличить хордовых от животных других типов.

Хорда — упругий внутренний осевой скелет, поддерживающий тело хордовых. Она проходит вдоль тела и служит опорой для мышц. Благодаря ей тело сохраняет форму и может сгибаться при движении; у большинства позвоночных хорду позднее заменяет позвоночный столб.

Спинная нервная трубка — расположенный над хордой зачаток центральной нервной системы. Зачаток — структура, из которой в ходе развития формируется орган. Из нервной трубки у хордовых развиваются головной и спинной мозг, поэтому она важна для управления движениями и работой организма.

Жаберные щели — отверстия в стенке глотки, участвующие в дыхании или сохраняющиеся как зачаточные образования. У водных хордовых через них может проходить вода, а у наземных позвоночных они возникают в ходе развития и затем преобразуются. Поэтому жаберные щели важны не только для дыхания взрослых животных.

Как это устроено

Четыре основных признака хордовых связаны с опорой, управлением организмом, устройством глотки и планом строения тела. Важно учитывать их совокупность и стадию развития: отдельный признак не всегда заметен у взрослого животного. Например, у позвоночного хорда может уступить место позвоночнику, а жаберные щели — преобразоваться. Общий план строения помогает распознать родство животных, которые внешне сильно различаются.

Хорда формируется у зародыша как продольный упругий тяж внутри тела. Она поддерживает тело и служит осью, вокруг которой располагаются мышцы, поэтому помогает животному двигаться, изгибая туловище. У позвоночных вокруг хорды постепенно формируются элементы позвоночника. Позвоночный столб становится более прочной опорой и защищает спинной мозг, а хорда обычно сохраняется лишь частично или исчезает.

Нервная трубка у хордовых расположена на спинной стороне тела, над хордой. Такая особенность важна для общего плана строения: из трубки развивается центральная нервная система — головной и спинной мозг. У многих беспозвоночных нервные узлы и цепочки находятся на брюшной стороне, поэтому их нельзя путать со спинной нервной трубкой хордовых. Положение и происхождение нервной системы помогают сравнивать группы животных.

Глотка — начальный отдел пищеварительной системы, расположенный за ротовой полостью. У водных хордовых жаберные щели соединяют её с внешней средой: вода проходит через них, и у ряда животных щели участвуют в дыхании. У наземных позвоночных жаберные щели заметны у зародыша, потому что раннее развитие сохраняет черты общего плана хордовых. Позже они не становятся жабрами, а преобразуются в части органов головы и шеи.

Хордовых делят на ланцетников, оболочников и позвоночных; группы различаются тем, как признаки сохраняются во взрослом состоянии. У ланцетников хорда и спинная нервная трубка остаются на всю жизнь, хотя позвоночного столба у них нет. У оболочников признаки особенно хорошо видны у личинки, а взрослые животные часто прикреплены к поверхности и малоподвижны. У позвоночных есть череп и позвоночный столб, а хорда обычно изменяется или замещается.

Сравнительная характеристика подтипов хордовых

Сравнивайте группы по нескольким признакам сразу: это показывает, что принадлежность к хордовым определяется не наличием позвоночника, а общим планом строения и развития. В таблице указаны типичные особенности групп; отдельные представители могут различаться. Особенно полезно сопоставлять взрослые стадии с личиночными.

Разбор задач

Задача 1

Условие: животное имеет хорду, спинную нервную трубку, жаберные щели и постанальный отдел тела. Нужно определить, к какому типу оно относится. Не требуется выяснять, к какому подтипу принадлежит животное. Сначала проверим, совпадают ли признаки с диагностическими признаками хордовых.

1. Выделяем признаки из условия: хорда, нервная трубка на спинной стороне, жаберные щели и участок тела за анальным отверстием.
2. Сопоставляем их с определением хордовых. Все четыре признака входят в общий план строения этого типа.
3. Делаем вывод о типе, не пытаясь определить подтип по сведениям, которых в условии нет.

Ответ: животное относят к типу Хордовые. Вывод основан на совокупности основных признаков, а не на одном сходстве.

Задача 2

Условие: сравните ланцетника и позвоночное животное и укажите, какие признаки хордовых сохраняются у взрослых особей, а какие изменяются. Для сравнения рассмотрим хорду, нервную трубку, позвоночник и жаберные щели. Эти признаки нужно оценивать именно у взрослых животных, не смешивая взрослую стадию с развитием зародыша.

1. У взрослого ланцетника сохраняются хорда и спинная нервная трубка. Позвоночного столба и черепа у него нет.
2. У позвоночного сохраняется спинной мозг, развившийся из нервной трубки, а хорда обычно замещается позвоночным столбом. У взрослого животного позвоночник выполняет опорную функцию.
3. Сравниваем жаберные щели: у ланцетника они сохраняются и связаны с прохождением воды, а у наземного позвоночного преобразуются в ходе развития. У водных позвоночных органы дыхания могут быть связаны с жаберным аппаратом.

Ответ: у ланцетника хорда и нервная трубка сохраняются во взрослом состоянии; у позвоночного хорда обычно заменяется позвоночником, а нервная трубка представлена спинным мозгом. Судьба жаберных щелей зависит от группы и стадии развития.

Задача 3

Условие: у личинки морского животного есть хорда и спинная нервная трубка, но у взрослой особи они исчезают или сильно изменяются. Нужно определить группу хордовых и объяснить, почему личиночные признаки имеют значение. В условии нет данных о позвоночнике, поэтому нельзя делать вывод только по его наличию или отсутствию.

1. Замечаем, что хорда и нервная трубка выражены у личинки, а у взрослого животного изменяются.
2. Сравниваем этот ход развития с особенностями оболочников. У многих из них личинка обладает основными признаками хордовых, хотя взрослая особь часто малоподвижна.
3. Опираемся на развитие животного: изменение признаков после личиночной стадии не отменяет их наличия на раннем этапе.

Ответ: животное относится к оболочникам. Его принадлежность к хордовым определяется признаками личинки и развитием, а не только строением взрослой особи.

Типичные ошибки

Ошибка: считать хордой позвоночник. Их путают, потому что оба образования расположены вдоль тела и выполняют опорную функцию. Но хорда — упругий осевой тяж, а позвоночник состоит из позвонков; проверьте себя вопросом, из чего образовано рассматриваемое образование.

Ошибка: путать спинную нервную трубку хордовых с брюшной нервной цепочкой беспозвоночных. Такое смешение возникает из-за того, что обе структуры связаны с нервной системой. Сверьте их расположение: у хордовых трубка находится над хордой, на спинной стороне тела.

Ошибка: утверждать, что жаберные щели есть только у рыб. У рыб они заметны и связаны с дыханием, поэтому легко принять их за признак исключительно этой группы. Чтобы проверить себя, вспомните зародышевое развитие наземных позвоночных: у них щели появляются, а затем преобразуются.

Ошибка: считать всех хордовых позвоночными. Это неверно, потому что позвоночные — только одна из групп внутри типа, и наличие позвоночного столба не является обязательным признаком каждого хордового. Проверьте себя на примерах ланцетников и оболочников: у них позвоночника нет, но признаки хордовых есть на определённой стадии развития.

Связь с другими темами

Перед изучением темы полезно повторить уровни организации животных, типы симметрии, ткани и системы органов. Признаки хордовых помогают объяснить строение позвоночных: рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Знание общего плана строения пригодится при изучении эволюции животных, эмбрионального развития и происхождения органов позвоночных. Особенно полезно прослеживать, как структура меняется в ходе развития, а не рассматривать только взрослое животное.

Что запомнить

• Главные признаки хордовых — хорда, спинная нервная трубка, жаберные щели и постанальный отдел тела.
• Хорда выполняет опорную функцию и у позвоночных обычно заменяется позвоночником.
• Спинная нервная трубка расположена над хордой.
• Жаберные щели связаны с устройством глотки и дыханием.
• К хордовым относятся ланцетники, оболочники и позвоночные.
• У оболочников основные признаки хордовых особенно хорошо выражены на личиночной стадии.
• Позвоночные имеют череп и позвоночный столб.