§ 34. Наши морские предки

Определения и обозначения

Хордовые — животные, у которых хотя бы на одном этапе развития есть хорда и нервная трубка на спинной стороне тела. Эта группа шире, чем позвоночные: к ней относят и животных без позвоночника. Признаки могут быть заметны не всю жизнь, поэтому при определении родства учитывают развитие организма.

Хорда — упругая внутренняя ось тела, которая поддерживает его форму. Она проходит вдоль тела и служит опорой для мышц. Хорда важна для сравнения животных, потому что помогает распознать хордовых, но сама по себе не является позвоночником.

Ланцетник — небольшое морское животное, сохраняющее основные признаки хордовых на протяжении всей жизни. У него есть хорда и расположенная над ней нервная трубка, но нет позвоночника. Его строение удобно изучать, чтобы увидеть основные признаки хордовых у взрослого животного.

Оболочники — морские хордовые, у которых признаки хорды и нервной трубки особенно заметны на личиночной стадии. Личинка свободно плавает, а взрослое животное обычно прикрепляется к поверхности. Сравнение этих стадий показывает, почему для определения группы важно изучать не только взрослых особей.

Как это устроено

Хорда и нервная трубка находятся не снизу, а на спинной стороне тела: хорда располагается внутри, а нервная трубка — над ней. Такое расположение служит одним из главных признаков хордовых, потому что позволяет отличить их общий план строения от строения животных других групп. Хорда поддерживает тело и связана с работой мышц, а нервная трубка относится к нервной системе. Если эти структуры обнаружены хотя бы на одной стадии жизни, животное относят к хордовым.

У ланцетника вытянутое тело, вдоль которого тянется хорда, а над ней проходит нервная трубка. Эти признаки сохраняются у него и во взрослом состоянии, поэтому его можно распознать как хордовое даже без позвоночника. Ланцетник живёт в море, часто зарывается в песок, оставляя снаружи переднюю часть тела. Он получает пищу из воды, а не ловит крупную добычу: мелкие пищевые частицы задерживаются при фильтрации.

Вода поступает в рот ланцетника, проходит через глотку и выходит через жаберные щели в околожаберную полость, а затем наружу. Глотка покрыта слизью, к которой прилипают мелкие частицы пищи. Движение ресничек помогает перемещать слизь с пищей к кишечнику. Поэтому ток воды нужен одновременно для фильтрации пищи и удаления воды из тела; он не означает, что ланцетник просто заглатывает весь поток целиком.

Личинка оболочника плавает в воде и имеет заметные признаки хордового: хорду и нервную трубку. Позже она прикрепляется к поверхности и превращается во взрослое животное, у которого эти структуры сильно изменяются или исчезают. Такой переход объясняет, почему взрослый оболочник может выглядеть совсем не так, как животное с привычными признаками хордовых. Если изучать только взрослую особь, важные сведения о её развитии и родстве останутся незамеченными.

Ланцетник и личинка оболочника показывают, что у разных морских хордовых есть общие черты строения и развития. Сравнение помогает учёным выделять признаки, которые могли быть у древних общих предков хордовых. При этом нельзя считать современный вид точной копией такого предка: нынешние животные тоже долго эволюционировали. Поэтому морские хордовые дают материал для сравнения и помогают представить ранние этапы эволюции позвоночных, но не превращаются в доказательство прямого происхождения одного современного вида от другого.

Сравнение морских хордовых

Сравнивайте животных по одному признаку за раз: так легче увидеть и сходства, и различия. Особое внимание обращайте на стадию развития, потому что у оболочников признаки хордовых заметнее у личинки. Таблица показывает общий план сравнения, а не то, что все представители каждой группы устроены совершенно одинаково.

Разбор задач

Задача 1. У животного есть хорда и нервная трубка на спинной стороне тела. Объясните, почему его относят к хордовым.

1. Сначала выясняем, какие признаки названы в условии. Здесь указаны хорда и нервная трубка, причём трубка расположена на спинной стороне. Это основные признаки хордовых.
2. Затем проверяем, нужно ли животному иметь позвоночник. Нет: хорда — достаточный ориентир для распознавания хордового плана строения, а позвоночник есть только у позвоночных. Значит, отсутствие позвоночника не отменяет принадлежность к хордовым.
3. Сравниваем признаки с определением группы. Оба нужных признака присутствуют, поэтому животное относят к хордовым. Для этого вывода не требуется, чтобы оно внешне походило на позвоночное.

Ответ: животное относят к хордовым, потому что у него есть хорда и нервная трубка на спинной стороне тела; наличие позвоночника не является обязательным условием.

Задача 2. Ланцетник пропускает через глотку воду с частицами пищи. Опишите путь воды и объясните, как животное получает пищу.

1. Восстанавливаем направление движения воды: она поступает через рот, проходит в глотку и выходит через жаберные щели в околожаберную полость, а затем наружу. Значит, путь воды проходит через участок, где расположены фильтрующие структуры. Он не заканчивается тем, что весь поток попадает в кишечник.
2. Теперь определяем, что происходит с частицами пищи. Они задерживаются на слизи в глотке, а реснички перемещают слизь с частицами дальше, к кишечнику. Так пища отделяется от воды.
3. Связываем строение и функцию. Глотка участвует в фильтрации, поэтому движение воды помогает доставить к ней пищевые частицы. Это фильтрационное питание, а не охота на крупных животных.

Ответ: вода проходит через рот и глотку, выходит через жаберные щели и далее наружу; частицы пищи задерживаются слизью и перемещаются в кишечник.

Задача 3. У взрослого оболочника хорда не выражена, но у его личинки она есть. Объясните, почему оболочников всё же относят к хордовым и что это говорит об их развитии.

1. Сначала учитываем, что животное проходит несколько стадий жизни. Признак, отсутствующий у взрослой особи, может быть хорошо заметен у личинки. Поэтому оцениваем не только строение взрослого оболочника.
2. Проверяем признаки личинки. У неё есть хорда и нервная трубка на спинной стороне, то есть характерные особенности хордовых присутствуют на одной из стадий развития. Этого достаточно, чтобы отнести оболочников к этой группе.
3. Затем делаем вывод о развитии. При превращении личинки во взрослое животное строение меняется, и некоторые признаки становятся незаметными или исчезают. Значит, развитие может заметно изменить облик животного, не отменяя его родства.

Ответ: оболочники относятся к хордовым, потому что у их личинок есть характерные признаки группы; развитие показывает, что эти признаки могут исчезать у взрослого животного.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что хорда бывает только у позвоночных. Так думают, потому что хорда и позвоночник выполняют опорную роль и названия могут казаться похожими. Проверьте себя: среди хордовых есть ланцетник, у которого позвоночника нет, но хорда присутствует.

Ошибка — называть хорду позвоночником. Хорда представляет собой внутреннюю опорную ось, а позвоночник — отдельную структуру из позвонков у позвоночных. Их путают из-за сходной функции поддержки тела. Проверка проста: выясните, о какой именно структуре говорится, и не подменяйте один термин другим.

Ошибка — считать ланцетника прямым предком современных позвоночных. Он помогает изучать признаки хордовых, но сам является ныне живущим животным, которое тоже изменялось в ходе эволюции. Такое предположение возникает из-за упрощённого представления о «лестнице» от простого животного к сложному. Проверьте себя: родство и сходство с предполагаемыми древними формами не доказывают прямого происхождения.

Ошибка — исключать оболочников из хордовых, потому что у взрослого животного хорда не выражена. Причина ошибки — внимание только к заметному облику взрослой особи. Чтобы проверить вывод, изучите стадии развития: у личинки признаки хордовых хорошо заметны. При классификации учитывают весь жизненный цикл, а не одну его часть.

Связь с другими темами

Чтобы разбираться в родстве животных, нужно знать, что виды объединяют в типы по общим признакам и плану строения. Понятия хорды и хордовых пригодятся при изучении позвоночных и их эволюции: они помогают сравнивать группы, не смешивая хорду с позвоночником. Различия между личинкой и взрослым оболочником связаны с индивидуальным развитием животных. Поэтому здесь соединяются сведения о классификации, строении и жизненном цикле.

Что запомнить

• Хордовые имеют хорду и нервную трубку на спинной стороне тела хотя бы на одной стадии развития.
• Хорда служит внутренней опорой тела.
• Ланцетник — морское животное, сохраняющее признаки хордовых во взрослом состоянии.
• Ланцетник добывает пищу, фильтруя воду через глотку.
• У оболочников признаки хордовых особенно заметны у личинок.
• Сравнение морских хордовых помогает понять происхождение и родство позвоночных.