§ 21. Позвоночные животные

Определения и обозначения

Позвоночные животные — животные, у которых есть позвоночник; это одна из крупных групп животного мира. К позвоночным относятся, например, карась, лягушка, ящерица, воробей и кошка. Наличие позвоночника помогает объединить животных с разным внешним видом и образом жизни. Поэтому для определения группы важно искать общие особенности строения, а не только сходство снаружи.

Позвоночник — часть внутреннего скелета, расположенная вдоль спины и состоящая из отдельных костей или хрящей, которые называют позвонками. Он поддерживает тело и защищает важные части организма. Позвоночник не равен всему скелету: у животного есть и другие его части. Это различие помогает точнее описывать строение тела.

Внутренний скелет — опора тела, расположенная внутри организма. К нему относится позвоночник, а также другие части, которые вместе поддерживают тело и служат местом прикрепления мышц. Когда мышцы сокращаются, они приводят части скелета в движение. Так внутренний скелет помогает животному не только сохранять форму, но и двигаться.

Позвоночная хорда — гибкий внутренний опорный тяж, который служит опорой тела. У многих позвоночных животных в ходе развития хорда заменяется позвоночником или его роль принимает позвоночный столб. Хорда и позвоночник связаны общей задачей — поддерживать тело, но это не одно и то же. Понимание этой связи помогает узнать, как устроена внутренняя опора животного.

Как это устроено

Внутренний скелет поддерживает тело, потому что образует прочную опору внутри организма. К его частям прикрепляются мышцы, и при их сокращении тело или отдельные конечности приходят в движение. Позвоночник особенно важен для опоры туловища: он помогает сохранять форму тела и не даёт ему складываться при движении. Поэтому животные с внутренним скелетом могут выполнять разнообразные движения.

Позвоночник служит важным признаком группы, потому что это заметная часть внутреннего устройства тела. Внешность может обманывать: животные с панцирем или раковиной тоже бывают твёрдыми, но такая оболочка не является позвоночником. Если учитывать внутреннюю опору, а не только внешний вид, можно отличить позвоночных от животных без позвоночника. Этот признак также помогает сравнивать представителей разных групп.

Позвоночные освоили разные условия жизни благодаря тому, что их строение помогает решать разные задачи. В воде животному нужно передвигаться и получать кислород из воды, на суше — выдерживать вес тела и дышать воздухом, а летающему животному — подниматься и перемещаться в воздухе. У разных позвоночных по-разному устроены конечности, покровы тела и органы дыхания. Поэтому среди них есть водные, наземные и летающие формы.

Основные группы позвоночных — рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. Их выделяют не по одному случайному сходству, а по характерному сочетанию признаков строения и образа жизни. Например, перья помогают узнать птицу, а выкармливание детёнышей молоком — млекопитающее. Сравнение групп показывает, как позвоночные приспособлены к разным условиям.

Группы отличаются средой обитания, покровами тела и способом дыхания. Рыбы обычно живут в воде, имеют чешую и дышат жабрами; земноводные связаны с водой и сушей и часто дышат лёгкими и кожей. У пресмыкающихся сухая кожа с чешуями, у птиц — перья, а млекопитающих обычно покрывает шерсть или волосы; все три группы дышат лёгкими. Среда обитания может пересекаться: например, кит живёт в воде, но по другим признакам относится к млекопитающим.

Основные группы позвоночных животных

Сравнивайте в таблице сразу несколько столбцов: покровы тела и дыхание часто помогают отличить похожих животных. Среда обитания полезна, но сама по себе не всегда указывает на группу. Например, водная среда встречается и у рыб, и у некоторых млекопитающих.

Разбор задач

Задача 1. Определите, к какой группе позвоночных относится карась. Назовите признак, который поможет это установить.

1. Сначала вспомним, что нельзя опираться только на место жизни: в воде живут представители разных групп.
2. Сравним характерные признаки карася с признаками групп. У рыб есть жабры для дыхания в воде и плавники для передвижения.
3. У карася есть жабры и плавники, поэтому эти признаки позволяют отнести его к рыбам.

Ответ: карась — рыба; это можно установить по жабрам и плавникам, а не только по тому, что он живёт в воде.

Задача 2. Распределите лягушку, ящерицу, воробья и кошку по группам позвоночных и укажите по одному отличительному признаку каждой.

1. Рассмотрим признаки каждого животного, а не будем распределять их только по месту обитания.
2. Лягушка относится к земноводным: у неё влажная кожа. Ящерица — пресмыкающееся, её кожа сухая и покрыта чешуями.
3. Воробей относится к птицам, потому что его тело покрыто перьями. Кошка — млекопитающее: она выкармливает детёнышей молоком.

Ответ: лягушка — земноводное, ящерица — пресмыкающееся, воробей — птица, кошка — млекопитающее. Указанные признаки помогают различить группы, даже если животные встречаются в похожих условиях.

Задача 3. Животное живёт на суше, имеет перья и передние конечности, приспособленные к полёту. Определите его группу и объясните, почему одного признака среды обитания недостаточно для классификации.

1. Отметим, что животное живёт на суше, но этот признак встречается у представителей нескольких групп.
2. Затем обратим внимание на перья. Это характерный покров птиц, а передние конечности, приспособленные к полёту, поддерживают такой вывод.
3. Сопоставим признаки вместе: перья и особенности передних конечностей позволяют определить группу надёжнее, чем одно место обитания.

Ответ: это птица. Среда обитания сама по себе недостаточна, потому что на суше живут, например, и птицы, и пресмыкающиеся, и млекопитающие.

Типичные ошибки

Ошибка: считать позвоночными всех животных с твёрдой оболочкой. Её допускают, потому что панцирь или раковина снаружи кажутся похожими на крепкую опору тела. Но наружная оболочка не доказывает наличия позвоночника внутри. Проверьте себя вопросом: есть ли у животного позвоночник, а не просто твёрдый покров?

Ошибка: путать позвоночник со всем скелетом. Так бывает, когда позвоночник воспринимают как единственную опору тела. На самом деле это только часть внутреннего скелета. Проверьте себя: если речь идёт обо всей опорной системе, используйте слово «скелет», а если о цепочке позвонков вдоль спины — «позвоночник».

Ошибка: определять группу только по месту обитания. Воду населяют не только рыбы, поэтому водная среда ещё не даёт точного ответа. Сравните дыхание, покровы тела и другие особенности животного. Например, кит живёт в воде, но дышит лёгкими и относится к млекопитающим.

Ошибка: смешивать земноводных с пресмыкающимися. Их можно спутать, если учитывать лишь то, что оба типа животных могут передвигаться по суше. Сравните покровы: у земноводных кожа обычно влажная, а у пресмыкающихся сухая и покрыта чешуями. Затем проверьте и другие признаки, например образ жизни и дыхание.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в теме, нужно уметь сравнивать организмы по признакам и знать, что животные различаются строением и условиями обитания. Эти навыки пригодятся при изучении отдельных групп: тогда можно будет объяснить, как их строение связано с образом жизни. Представление о позвоночнике и внутреннем скелете подготовит к изучению органов опоры и движения. Так знание о строении тела помогает понимать, как животные передвигаются и приспосабливаются к среде.

Что запомнить

• Позвоночные животные имеют позвоночник.
• Позвоночник входит во внутренний скелет.
• Позвоночные обитают в воде, на суше и в воздушной среде.
• К основным группам позвоночных относятся рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.
• Группу животного определяют по характерным признакам, а не только по месту обитания.
• Внешнее сходство само по себе не всегда означает принадлежность к одной группе.