§ 60. Класс млекопитающие (звери)

Определения и обозначения

Млекопитающие — класс позвоночных животных, для которых характерны волосяной покров и вскармливание детёнышей молоком. К ним относятся, например, кошки, летучие мыши, киты и утконосы. Ни место обитания, ни внешний вид сами по себе не определяют принадлежность к классу. Поэтому признаки млекопитающих рассматривают в совокупности.

Волосяной покров — совокупность волос на коже млекопитающего. Волосы удерживают тепло и помогают животному не переохлаждаться. У некоторых видов они также защищают кожу или воспринимают прикосновения и движения воздуха. Например, чувствительные усы помогают ориентироваться в темноте.

Молочные железы — железы самок млекопитающих, вырабатывающие молоко для питания детёнышей. Молоко содержит питательные вещества, необходимые растущему организму. Благодаря кормлению детёныш получает пищу от матери в период, когда ещё не может самостоятельно добывать её. Молочные железы не следует путать с молочными зубами.

Диафрагма — мышечная перегородка между грудной и брюшной полостями, участвующая в дыхательных движениях. Она изменяет объём грудной полости, помогая воздуху входить в лёгкие и выходить из них. Работа диафрагмы согласована с движениями межрёберных мышц. Так лёгкие регулярно вентилируются.

Как это устроено

Волосяной покров помогает млекопитающим сохранять тепло, потому что между волосками задерживается слой воздуха, который медленно остывает. Это особенно полезно животным, активным в холодную погоду или ночью. Шерсть может быть густой зимой и более редкой в тёплый сезон. В воде у некоторых млекопитающих тепло сохраняет не шерсть, а толстый слой жира, поэтому покровы связаны с образом жизни по-разному.

Млекопитающие получают кислород из воздуха с помощью лёгких. Для работы органов нужен постоянный приток кислорода, поэтому лёгкие должны регулярно обновлять воздух. Межрёберные мышцы двигают грудную клетку, а диафрагма меняет объём грудной полости: при её сокращении он увеличивается и воздух поступает внутрь. Когда мышцы расслабляются, объём уменьшается и воздух выходит; так происходит вентиляция лёгких.

Четырёхкамерное сердце состоит из двух предсердий и двух желудочков, поэтому потоки крови, богатой кислородом, и крови, бедной кислородом, не смешиваются. Такое разделение позволяет доставлять к органам кровь с высоким содержанием кислорода. Кислород нужен клеткам для получения энергии, необходимой для движения и работы внутренних органов. Эффективное кровоснабжение особенно важно для активных животных, которым приходится поддерживать температуру тела.

Пища бывает разной, поэтому зубы млекопитающих приспособлены к разным способам её обработки. Резцами удобно откусывать куски, клыками — захватывать или разрывать добычу, а коренными — измельчать пищу. У хищников обычно хорошо развиты клыки, помогающие удерживать добычу, и острые зубы для разрывания мяса. У растительноядных животных важную роль играют коренные зубы с широкой поверхностью, которыми перетирают растительную пищу.

Молоко обеспечивает детёнышей пищей, пока они растут и ещё не могут прокормиться сами. Забота родителей — защита, согревание и кормление — повышает шансы потомства выжить. У большинства млекопитающих детёныши развиваются в организме матери и рождаются живыми. Однако утконос и ехидны откладывают яйца; после появления детёнышей они тоже выкармливают их молоком.

Признаки млекопитающих и других наземных позвоночных

Сравнивайте животных по одной строке за раз: так легче заметить сходства и различия. Таблица показывает общие признаки групп, но отдельные виды могут иметь особенности. Например, у некоторых млекопитающих волосяной покров развит слабо.

Разбор задач

Задача 1. Как распознать млекопитающее?

Условие. Назовите два признака, по которым можно распознать млекопитающее, и объясните, почему одной шерсти недостаточно для полного описания класса. Нужно назвать именно характерные признаки, а не только среду обитания или внешний вид. Проверим, какие особенности отличают эту группу животных.

1. Вспоминаем основные признаки класса: волосяной покров и молочные железы, с помощью которых самки выкармливают детёнышей. Это две особенности, связанные и со строением тела, и с размножением.
2. Проверяем, почему нельзя ограничиться шерстью: волосяной покров — важный признак, но о классе также говорит вскармливание детёнышей молоком. Кроме того, у отдельных млекопитающих волосы заметны слабо.
3. Формулируем ответ через сочетание признаков, а не через один внешний признак. Такой способ помогает не спутать описание группы с описанием только её покровов.

Ответ. Млекопитающих можно распознать по волосяному покрову и вскармливанию детёнышей молоком. Одной шерсти недостаточно, потому что полный набор характерных признаков включает и молочные железы с их функцией.

Задача 2. Как диафрагма помогает дышать?

Условие. У животного хорошо развиты лёгкие, но при дыхании грудная клетка почти неподвижна. Объясните, какую роль может играть диафрагма. Чтобы решить задачу, нужно проследить, как меняется объём грудной полости и что из-за этого происходит с воздухом.

1. Вспоминаем, что диафрагма — мышца между грудной и брюшной полостями. Она может сокращаться и расслабляться, даже если движения грудной клетки слабо заметны.
2. При сокращении диафрагма смещается и увеличивает объём грудной полости. Давление в ней уменьшается, поэтому воздух поступает в лёгкие.
3. При расслаблении диафрагмы объём грудной полости сокращается, и воздух выходит. Значит, диафрагма может обеспечивать вентиляцию лёгких при небольшом движении грудной клетки.

Ответ. Диафрагма меняет объём грудной полости: при сокращении помогает вдоху, а при расслаблении — выдоху. Поэтому она участвует в вентиляции лёгких и у животного с почти неподвижной грудной клеткой.

Задача 3. Чем отличаются зубы хищника и растительноядного животного?

Условие. Сравните зубы хищного и растительноядного млекопитающего и свяжите различия с питанием. Необходимо объяснить не только, какие зубы заметнее, но и зачем они нужны. Сначала соотнесём форму зубов с обработкой пищи.

1. У хищника пищу нужно схватить, удержать и разорвать. Поэтому у него обычно хорошо развиты острые клыки, а зубы для разрезания мяса помогают разделывать добычу.
2. Растительную пищу нужно долго перетирать, чтобы её части стали мельче. Поэтому у растительноядных особенно важны широкие коренные зубы с поверхностью, приспособленной к измельчению.
3. Резцы у обоих типов животных могут откусывать куски, но соотношение разных групп зубов различается. Сравнение функций объясняет, почему зубной ряд связан с рационом.

Ответ. У хищников обычно сильнее развиты клыки и острые зубы для удержания и разрывания добычи. У растительноядных важнее коренные зубы, которыми перетирают растения.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все млекопитающие рождают живых детёнышей. Так думают, потому что живорождение характерно для большинства представителей класса. Однако утконос и ехидны откладывают яйца, а после вылупления детёныши получают молоко. Проверяйте себя вопросом: существуют ли яйцекладущие млекопитающие?

Ошибка: думать, что шерсть нужна только от холода. Теплоизоляция — её важная функция, поэтому легко забыть о других возможностях волос. Они также могут защищать кожу и воспринимать прикосновения, например усы. Чтобы проверить ответ, назовите не только роль в сохранении тепла, но и хотя бы одну другую функцию.

Ошибка: путать молочные железы с молочными зубами. Слова похожи, поэтому их назначение можно случайно смешать. Молочные железы вырабатывают молоко, а молочные зубы — временный комплект зубов, который сменяется постоянным. Самопроверка простая: спросите себя, относится ли термин к кормлению или к строению зубного ряда.

Ошибка: считать температуру тела совершенно неизменной. Обычно у млекопитающих температура поддерживается на сравнительно постоянном уровне, но это не значит, что организм никак не реагирует на условия. Терморегуляция — работа механизмов, которые помогают сохранять подходящую температуру. Проверяйте себя: речь идёт о постоянстве благодаря регулированию, а не об абсолютной неизменности.

Связь с другими темами

Чтобы изучать млекопитающих, нужно знать общий план строения позвоночных и понимать, как работают дыхательная и кровеносная системы. Эти знания помогают объяснить связь между строением органов и образом жизни животного. Например, становится понятнее, зачем организму нужны лёгкие и эффективное кровообращение.

Сравнение млекопитающих с птицами и пресмыкающимися показывает, что у разных групп позвоночных есть общие черты и различия. По покровам тела, дыханию, кровообращению и размножению можно увидеть приспособление к условиям среды. Такое сопоставление также помогает изучать эволюцию позвоночных.

Знание строения зубов помогает понять, как устроено питание животных и чем отличаются представители разных групп. Особенности размножения и заботы о потомстве пригодятся при изучении разнообразия отрядов млекопитающих. Эти признаки помогают не просто запоминать названия, а объяснять образ жизни животных.

Что запомнить

• Млекопитающие — позвоночные животные с характерными волосяным покровом и молочными железами.
• Самки выкармливают детёнышей молоком.
• Диафрагма участвует в дыхательных движениях.
• Сердце млекопитающих четырёхкамерное.
• Зубы обычно разделены на резцы, клыки и коренные.
• Большинство млекопитающих рождает живых детёнышей, но существуют исключения.