§ 48. Тип Хордовые

Определения и обозначения

Тип Хордовые — группа животных, у которых есть хорда, спинная нервная трубка, глоточные щели и хвостовой отдел позади анального отверстия. Эти признаки могут проявляться не одновременно и не обязательно сохраняются у взрослого животного. Именно общий план строения, а не сходство внешнего вида или места обитания, объединяет хордовых.

Хорда — упругий внутренний осевой тяж, выполняющий опорную функцию; у большинства позвоночных позднее она заменяется позвоночником. Проще говоря, это продольная опора внутри тела, к которой могут крепиться мышцы. Хорда помогает телу сохранять форму и участвует в движении.

Нервная трубка — полый тяж нервной ткани, расположенный на спинной стороне тела; у позвоночных из неё развиваются головной и спинной мозг. Такое положение отличает её от нервной цепочки на брюшной стороне, характерной, например, для членистоногих. Нервная трубка координирует работу органов и помогает животному воспринимать сигналы.

Глоточные щели — отверстия в стенке глотки, участвующие у некоторых животных в дыхании или фильтрации воды. У наземных позвоночных они сохраняются главным образом на стадии зародыша и связаны с развитием органов головы и шеи. Поэтому их наличие не означает, что взрослое животное дышит жабрами.

Как это устроено

Хордовых относят к одному типу не потому, что все они выглядят одинаково, а потому, что у них повторяется единый план строения. В него входят хорда, нервная трубка на спинной стороне, глоточные щели и хвост позади анального отверстия. Сходство этих основных структур у разных животных указывает на родство и позволяет сравнивать их развитие. У некоторых видов признаки особенно заметны у зародыша или личинки, поэтому взрослую форму недостаточно просто осмотреть снаружи.

Расположение осевой опоры и нервной системы помогает отличить хордовых от ряда беспозвоночных. У хордовых нервная трубка находится над хордой, на спинной стороне тела, а у членистоногих нервная цепочка проходит по брюшной стороне. Такое расположение — не случайная деталь: оно входит в общий план организации этих групп. Поэтому при сравнении животных важно смотреть не только на наличие нервной системы, но и на то, где она расположена.

В ходе развития позвоночного животного хорда сначала служит осевой опорой зародыша. Позже вокруг неё формируются элементы позвоночника, и у большинства позвоночных позвоночный столб заменяет хорду или остаются лишь её небольшие остатки. Позвоночник поддерживает тело и защищает спинной мозг, а хорда показывает, что на раннем этапе развития животное обладает общим признаком хордовых. Значит, отсутствие заметной хорды у взрослой рыбы или человека не исключает их из этого типа.

Глоточные щели встречаются у разных хордовых, потому что они связаны с устройством глотки и развитием животного. У водных хордовых через них может проходить вода: так щели участвуют в дыхании или фильтрации частиц пищи. У наземных позвоночных взрослые животные обычно не дышат через жабры, но на зародышевой стадии закладываются структуры, связанные с дальнейшим формированием органов головы и шеи. Поэтому один и тот же общий признак может выполнять разные роли или сохраняться только временно.

В тип Хордовые входят оболочники, головохордовые и позвоночные. У оболочников и головохордовых строение в целом проще, и позвоночника у них нет; пример головохордового — ланцетник. У позвоночных развиты череп и позвоночник, а нервная система устроена сложнее. Несмотря на различия, представители всех этих групп относятся к хордовым благодаря общим признакам, проявляющимся хотя бы на одной стадии развития.

Основные признаки хордовых и их значение

В таблице сопоставлены строение признака и его роль или дальнейшее изменение. Используйте её, чтобы отличать общие признаки всех хордовых от особенностей только позвоночных. Например, позвоночник и череп характерны для позвоночных, а хорда встречается у хордовых на определённой стадии развития.

Разбор задач

Выбор представителей типа

Задача: из списка «дождевой червь, ланцетник, окунь, рак, жаба» выберите хордовых и назовите признаки, по которым сделан выбор. Не следует выбирать животное только потому, что оно живёт в воде или имеет конечности. Нужно проверить, подходит ли оно под общий план строения хордовых. Сравните каждого кандидата по характерным признакам типа.

1. Вспомним основные признаки: хорда, спинная нервная трубка, глоточные щели и хвостовой отдел позади анального отверстия. Они могут быть заметны на разных стадиях развития.
2. Ланцетник подходит: у него сохраняется хорда и есть остальные признаки хордового плана. Окунь и жаба тоже относятся к хордовым, но входят в подтип позвоночных.
3. Дождевой червь и рак к хордовым не относятся. У них нет общего плана строения с хордой и спинной нервной трубкой; у рака нервная цепочка расположена на брюшной стороне.

Ответ: хордовые — ланцетник, окунь и жаба. Выбор сделан по общим особенностям строения, а не по среде обитания. Окунь и жаба — позвоночные хордовое, а ланцетник — хордовое без позвоночника.

Сравнение ланцетника и рыбы

Задача: укажите не менее трёх общих признаков хордовых у ланцетника и рыбы, а затем назовите два различия в их строении. Сначала нужно отделить признаки, общие для типа, от тех, что характерны для позвоночных. Это не позволит ошибочно принять позвоночник за обязательный признак каждого хордового. Сравнивать следует по строению, а не по тому, что оба животных живут в воде.

1. К общим признакам отнесём хорду, спинную нервную трубку и глоточные щели. У обоих животных также есть хвостовой отдел позади анального отверстия.
2. У рыбы есть череп и позвоночник, а у ланцетника позвоночника и черепа нет. Это различие показывает, что рыба принадлежит к позвоночным, а ланцетник — к головохордовым.
3. У рыбы сформированы более сложные органы и системы, включая развитые органы чувств. Ланцетник имеет более простое строение; его нервная система не образует такого сложного головного мозга, как у рыбы.

Ответ: общие признаки — хорда, спинная нервная трубка, глоточные щели и хвостовой отдел. Различия — наличие у рыбы позвоночника и черепа, которых нет у ланцетника. Значит, рыба — позвоночное, а ланцетник сохраняет более простое строение.

Признаки в развитии зародыша

Задача: у животного во время эмбрионального развития обнаружены хорда, спинная нервная трубка и глоточные щели, а во взрослом состоянии хорда заменяется позвоночником. Определите, к какой группе относится животное, и объясните ответ. Здесь ключевое слово — «эмбрионального»: признаки типа могут присутствовать не всю жизнь. Нужно также понять, у каких хордовых формируется позвоночник.

1. Хорда, спинная нервная трубка и глоточные щели — признаки общего плана хордовых. Значит, животное относится к типу Хордовые.
2. Позвоночник, который развивается и заменяет хорду, указывает на подтип Позвоночные. У оболочников и головохордовых позвоночника нет.
3. Сопоставим оба вывода: животное является хордового типа и принадлежит к позвоночным. Замена хорды позвоночником не опровергает принадлежность к хордовым.

Ответ: это позвоночное животное, относящееся к типу Хордовые. Его эмбриональные признаки подтверждают принадлежность к типу, а последующее формирование позвоночника указывает на группу позвоночных. По приведённым данным определить конкретный класс животного нельзя.

Типичные ошибки

Ошибка — считать хорду позвоночником. Их путают потому, что обе структуры поддерживают тело и проходят вдоль него. Хорда представляет собой упругий тяж, а позвоночник состоит из позвонков; проверьте себя вопросом: есть ли у животного отдельные позвонки? У большинства позвоночных позвоночник позднее заменяет хорду.

Ошибка — утверждать, что позвоночник есть у всех хордовых. Такое мнение возникает, если знакомые представители типа — рыбы, птицы и млекопитающие — кажутся единственными примерами. Но ланцетник относится к хордовым и позвоночника не имеет. Чтобы проверить себя, разделите общие признаки типа и признаки его подтипа Позвоночные.

Ошибка — путать расположение нервной системы у хордовых и членистоногих. У тех и других нервная система состоит из нервных структур, поэтому легко не заметить разницу в их положении. У хордовых нервная трубка находится на спинной стороне, у членистоногих нервная цепочка — на брюшной. Проверьте себя, определив, где проходит нервный тяж относительно тела.

Ошибка — считать глоточные щели только жабрами. Так думают, потому что у водных животных щели могут участвовать в дыхании. У наземных позвоночных они обычно заметны в эмбриональном развитии и связаны с формированием органов головы и шеи. Чтобы не ошибиться, учитывайте стадию жизни и функцию структуры у конкретного животного.

Связь с другими темами

Перед изучением хордовых полезно знать общие признаки животных, двустороннюю симметрию и основные типы беспозвоночных. Эти знания помогают сравнить положение нервной системы и понять, какие признаки являются общими, а какие отличают конкретные группы. Тема подготавливает к изучению позвоночных и классов рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Общий план строения хордовых помогает объяснять происхождение и усложнение органов позвоночных животных.

Что запомнить

• Хордовые имеют хорду хотя бы на одной стадии развития.
• У хордовых нервная трубка расположена на спинной стороне тела.
• Глоточные щели являются общим признаком хордовых.
• Хвостовой отдел у хордовых находится позади анального отверстия.
• У большинства позвоночных хорда заменяется позвоночником.
• К хордовым относятся оболочники, головохордовые и позвоночные.