§ 30. Хордовые животные

Определения и обозначения

Хордовые — тип животных, у которых на одном из этапов развития формируется хорда. К ним относятся ланцетники и позвоночные животные, хотя внешне они очень разные. Тип определяют по общим признакам строения и развития, а не по сходству внешнего вида. Это помогает отнести к хордовым животное, у которого нужные признаки заметны только у зародыша.

Хорда — упругая осевая опора тела, расположенная вдоль его спинной стороны. Она поддерживает тело и служит местом прикрепления мышц, благодаря которым животное движется. У ланцетника хорда остаётся на всю жизнь. У многих позвоночных она в ходе развития замещается позвоночником.

Нервная трубка — тяж нервной ткани, который располагается над хордой и даёт начало центральной нервной системе. Из её передней части формируется головной мозг, а из остальной — спинной мозг. Такое положение относительно хорды является важным признаком хордовых. Сравнивая эти структуры, можно понять, где находится спинная сторона тела.

Жаберные щели — отверстия в стенке глотки, сообщающие её с внешней средой. У водных хордовых они могут участвовать в дыхании, а у некоторых животных связаны с фильтрацией воды и добыванием пищи. У наземных позвоночных жаберные щели обычно появляются лишь в зародышевом развитии. Их наличие на этой стадии тоже учитывают при определении типа.

Как это устроено

Признаки хордовых не всегда можно увидеть у взрослого животного: в ходе развития часть из них изменяется или исчезает. Например, у наземного позвоночного жаберные щели могут быть заметны у зародыша, но не сохраняются после рождения. Это связано с тем, что органы и структуры зародыша перестраиваются по мере роста. Поэтому принадлежность к типу устанавливают по совокупности признаков на разных стадиях жизни, а не только по внешности взрослой особи.

Хорда проходит вдоль тела и служит внутренней осевой опорой, а нервная трубка лежит над ней. Благодаря хорде тело не является просто мягким мешком: она помогает сохранять форму и передавать усилие от мышц. Расположение нервной трубки выше хорды — ещё одна особенность общего плана строения хордовых. У позвоночных хорда обычно замещается позвоночником, который выполняет опорную функцию и защищает спинной мозг.

Жаберные щели расположены в стенке глотки, поэтому их роль зависит от образа жизни и строения конкретного животного. У рыб вода проходит через жаберную область, и жабры обеспечивают дыхание. У некоторых других хордовых щели помогают фильтровать воду и задерживать частицы пищи. У наземных позвоночных они на ранней стадии развития преобразуются, поскольку взрослое животное дышит иначе; следовательно, одинаковый признак не обязательно выполняет одну и ту же функцию всю жизнь.

Хвостовой отдел хордового находится позади анального отверстия, то есть за местом, где заканчивается пищеварительный тракт. У многих животных хвост помогает двигаться, особенно в воде, где его движения толкают тело вперёд. У некоторых наземных позвоночных хвост имеется у зародыша, но затем уменьшается или исчезает. Поэтому и этот признак оценивают с учётом этапа развития, а не только по внешнему виду взрослого животного.

Хордовые могут отличаться размерами, средой обитания и образом жизни: например, ланцетник живёт в воде и мало похож на рыбу, а птицы и млекопитающие приспособлены к жизни на суше. Их объединяют не одинаковая внешность и не один общий способ передвижения, а сочетание признаков строения и развития. У одних представителей хорда остаётся основной опорой, у других её место занимает позвоночник. Общий план строения помогает сравнивать таких разных животных и понимать их родство.

Основные признаки и проявление у разных хордовых

Сначала сравните каждую строку: так видны признаки, общие для представителей, и различия между ними. В таблице отмечено, что именно сохраняется у взрослого животного, а что встречается только в развитии. Для определения типа учитывайте весь набор признаков, а не одну ячейку.

Разбор задач

Задача 1

У животного обнаружены хорда, расположенная над ней нервная трубка и жаберные щели. Нужно определить его тип. Важно не делать вывод по одному признаку, а проверить, образуют ли они характерную для группы совокупность.

1. Хорда — осевая опора тела, характерная для хордовых хотя бы на одном этапе развития. Значит, первый признак подходит для этой группы. Сам по себе он ещё не заменяет проверку остальных признаков.
2. Нервная трубка находится над хордой, то есть структуры расположены в характерном взаимном порядке. Это подтверждает сходство общего плана строения. Положение важно так же, как наличие самих структур.
3. Жаберные щели дополняют картину, поскольку у хордовых они связаны с глоткой и могут сохраняться на отдельных стадиях. Сопоставляем все три признака, а не пытаемся определить животное по внешности. Полученная совокупность указывает на хордовых.

Ответ: животное относится к хордовым, потому что у него обнаружены хорда, нервная трубка над хордой и жаберные щели. Эти признаки рассматривают вместе. Их сохранность у взрослого животного для такого вывода не обязательна.

Задача 2

Сравните ланцетника и рыбу по наличию хорды, нервной трубки и жаберных щелей. Нужно назвать общий признак и хотя бы одно различие. Сравнение проводят по каждому признаку отдельно, чтобы не смешать общий план строения с особенностями отдельных животных.

1. У обоих животных хорда связана с осью тела, а нервная трубка расположена над ней. Это общий признак, который помогает отнести их к хордовым. Однако судьба хорды у представителей различается.
2. У ланцетника хорда сохраняется всю жизнь. У рыбы она обычно имеется на ранних этапах развития, но затем её опорную роль принимает позвоночник. Поэтому нельзя утверждать, что у взрослой рыбы хорда обязательно сохраняется в исходном виде.
3. У ланцетника жаберные щели связаны с фильтрацией воды и питанием, а у рыбы жабры обеспечивают дыхание. Наличие щелей в области глотки объединяет животных, но их функции различаются. Так можно отличить общий признак типа от особенностей образа жизни.

Ответ: общий признак — хорда и расположенная над ней нервная трубка; жаберная область также есть у обоих. Различаются судьба хорды и роль жаберных щелей: у ланцетника хорда сохраняется, а у рыбы обычно замещается позвоночником, жабры рыбы участвуют в дыхании.

Задача 3

У взрослого животного хорда не видна, но известно, что она была у зародыша. Нужно решить, можно ли отнести животное к хордовым. Здесь важно учитывать не только строение взрослого организма, но и последовательность его развития.

1. Сначала уточняем, на какой стадии существовала хорда. Если она формировалась у зародыша, её отсутствие у взрослого животного не отменяет того, что этот признак был. Структура могла измениться в процессе роста.
2. Затем учитываем, что у многих позвоночных хорда замещается позвоночником. Поэтому у взрослого особи видны позвонки, а исходная хорда может уже не различаться. Это обычное изменение в развитии, а не доказательство отсутствия связи с хордовыми.
3. Проверяем и другие признаки типа, например расположение нервной трубки и наличие жаберных щелей на ранней стадии. В совокупности данные о развитии помогают сделать надёжный вывод. Оценивать только взрослое животное было бы недостаточно.

Ответ: да, животное можно отнести к хордовым, если хорда формировалась у его зародыша. Учитывают признаки развития, даже если у взрослой особи они изменились или исчезли. Вывод подтверждают совокупностью характерных особенностей.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что хорда остаётся у всех хордовых на всю жизнь. Так думают, потому что связывают название типа с постоянно заметной хордой. Однако у многих позвоночных она замещается позвоночником. Проверяйте, была ли хорда на ранних этапах развития, а не только видна ли она у взрослого животного.

Ошибка: распознавать хордовых только по внешности. Животные этого типа сильно различаются, поэтому похожий облик не доказывает родство, а непохожий его не исключает. К тому же важные признаки могут находиться внутри тела или быть заметны только у зародыша. Проверьте внутреннее строение и особенности развития.

Ошибка: путать хорду с позвоночником. Это происходит потому, что обе структуры поддерживают тело и проходят вдоль него. Но хорда — упругий тяж, а позвоночник состоит из отдельных позвонков и у многих животных развивается вместо хорды. Чтобы проверить себя, сравните их строение и не называйте любую осевую опору позвоночником.

Ошибка: думать, что жаберные щели у всех хордовых постоянно служат для дыхания. Такое представление может возникнуть при изучении рыб, у которых жаберный аппарат участвует в газообмене. У других хордовых щели выполняют иные функции либо встречаются лишь у зародыша. Уточняйте, о каком животном и какой стадии развития идёт речь.

Связь с другими темами

Для изучения хордовых нужны знания об основных частях тела животных, нервной системе, глотке и зародышевом развитии. Эти понятия помогают понять, где искать хорду и нервную трубку, а также почему жаберные щели и хвост могут исчезать по мере роста. Далее признаки хордовых пригодятся при изучении позвоночных. Сравнивая рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих, можно увидеть общий план строения и особенности каждой группы.

Что запомнить

• Хордовых объединяет общий план строения и развития.
• Хорда — внутренняя осевая опора тела.
• Нервная трубка располагается над хордой.
• Жаберные щели связаны с глоткой и могут быть заметны только на отдельных стадиях развития.
• У хордовых имеется хвостовой отдел позади анального отверстия хотя бы на одном этапе развития.
• У позвоночных хорда часто замещается позвоночником.