20. Тип Хордовые

Определения и обозначения

Тип Хордовые — группа животных, у которых хотя бы на одной стадии развития образуется хорда. К хордовым относятся очень разные по строению животные: от небольшого ланцетника до рыб, птиц и млекопитающих. Их объединяет не внешний вид, а общий план строения. Поэтому признаки типа ищут не только у взрослого животного, но и у его зародыша.

Хорда — упругий внутренний осевой скелет в виде продольного тяжа. Она поддерживает тело и помогает ему сохранять форму, а у животных с гибким телом участвует в движении. У некоторых хордовых хорда сохраняется всю жизнь. У позвоночных она обычно заменяется позвоночником — осевым скелетом из позвонков.

Нервная трубка — продольная структура, расположенная над хордой. Она формируется в ходе развития зародыша. У позвоночных из нервной трубки развивается центральная нервная система: головной и спинной мозг. Её положение помогает отличить план строения хордовых от планов строения многих других животных.

Жаберные щели — отверстия в стенке глотки, которые появляются у хордовых на определённой стадии развития. У водных животных они могут быть связаны с дыханием. У многих наземных позвоночных щели хорошо заметны только у зародыша, а затем преобразуются. Поэтому их отсутствие у взрослого животного не означает, что оно не хордовое.

Как это устроено

Три главных признака хордовых — хорда, нервная трубка над ней и жаберные щели в глотке — складываются в единый план строения. Такой набор признаков важен именно в сочетании: отдельная похожая структура сама по себе ещё не доказывает принадлежность к типу. У разных представителей признаки могут возникать или сохраняться не одинаково долго. Это связано с тем, что в ходе развития организм меняется и приспосабливается к своему образу жизни.

Хордовые занимают разные места обитания и по-разному передвигаются, но их родство проявляется в устройстве тела. У ланцетника основные признаки хорошо различимы у взрослой особи, а у наземного позвоночного некоторые из них заметны только в зародыше. Взрослый организм может выглядеть совсем иначе, потому что его органы и ткани развились и изменились. Поэтому для определения типа важно знать не только, как животное устроено после рождения, но и как оно развивается.

Хорда проходит вдоль тела и служит его внутренней опорой. Благодаря ей тело не теряет форму, а мышцы получают основу, относительно которой могут работать при движении. У ряда хордовых эта опора сохраняется на всю жизнь. У позвоночных формируется более сложный осевой скелет — позвоночник; он принимает на себя роль опоры, поэтому исходная хорда обычно исчезает или остаётся лишь в изменённом виде.

Нервная трубка находится со спинной стороны тела, то есть над хордой. Такое взаимное расположение — один из ориентиров общего плана строения хордовых. У позвоночных нервная трубка развивается в центральную нервную систему, которая получает и обрабатывает сигналы, а также управляет работой организма. Таким образом, это не просто соседняя с хордой структура: она даёт начало важнейшим органам управления телом.

Жаберные щели связаны с глоткой и сообщают её полость с внешней средой. У водных животных через них может проходить вода, что позволяет участвовать в дыхании. У наземных позвоночных они не становятся жабрами взрослого животного: на ранних этапах развития эти структуры преобразуются и участвуют в формировании других частей организма. Так объясняется, почему один из характерных признаков хордовых может исчезнуть из поля зрения, когда животное вырастает.

Основные признаки хордовых и их проявление у разных животных

Сравнивайте сначала расположение структур, а затем отмечайте, сохраняются ли они у взрослого животного или меняются при развитии. Таблица показывает общий план, но не означает, что у всех представителей группы детали развития полностью одинаковы. Особенно внимательно проследите за тем, что происходит с хордой и жаберными щелями.

Разбор задач

Задача 1. В описании животного указаны хорда, нервная трубка над ней и жаберные щели в глотке. Определите, к какому типу оно относится.

1. Выделим признаки, названные в условии: хорду, нервную трубку и жаберные щели.
2. Проверим их взаимное положение: нервная трубка лежит над хордой, а жаберные щели находятся в глотке.
3. Сопоставим набор с основными признаками хордовых. Совпадают все три признака, поэтому описание указывает на этот тип.

Ответ: животное относится к типу Хордовые. Решение основано на совокупности признаков, а не на внешнем сходстве с каким-либо знакомым животным.

Задача 2. У взрослого животного не обнаружили жаберных щелей, но они были у его зародыша. Объясните, почему это не исключает принадлежность к хордовым.

1. Уточним, на какой стадии жизни признак существовал: он был у зародыша, значит, возникал в ходе развития.
2. Вспомним правило определения хордовых: достаточно, чтобы характерные признаки образовывались хотя бы на одной стадии жизни.
3. Учтём дальнейшие изменения: у многих наземных позвоночных жаберные щели зародыша преобразуются и не сохраняются у взрослой особи.

Ответ: отсутствие щелей у взрослого животного не исключает принадлежность к хордовым. Для вывода важно учитывать зародышевую стадию и остальные признаки типа.

Задача 3. Сравните строение ланцетника и позвоночного по положению хорды, нервной трубки и жаберных щелей; объясните, какие признаки общего плана строения у них сохраняются.

1. Сначала сравним положение: у обоих животных нервная трубка располагается над хордой, а жаберные щели связаны с глоткой.
2. Затем проследим судьбу структур. У ланцетника хорда сохраняется у взрослого животного; у позвоночного она обычно заменяется позвоночником.
3. Учтём стадию жизни позвоночного: жаберные щели и хорда могут быть наиболее заметны у зародыша, тогда как у взрослого сохраняются их преобразованные результаты.

Ответ: общий план выражен взаимным расположением хорды и нервной трубки, а также наличием жаберных щелей в глотке на определённой стадии. Различие состоит в том, что у ланцетника эти признаки сохраняются заметными у взрослого, а у позвоночного часть из них меняется в процессе развития.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что хорда обязательно сохраняется у взрослого животного. Так думают, если запоминают признак без его связи с развитием. У многих позвоночных хорду сменяет позвоночник, поэтому проверьте, к какой группе относится животное и на какой стадии рассматривается его строение.

Ошибка: ожидать, что все три признака хордовых заметны у взрослой особи. Это происходит потому, что признаки типа иногда представляют как неизменные части тела. У многих наземных позвоночных некоторые из них видны только у зародышей; для проверки нужно рассматривать развитие, а не только взрослый организм.

Ошибка: путать хорду с позвоночником. Оба образования служат осевой опорой, поэтому их легко принять за одно и то же. Но хорда — упругий тяж, а позвоночник состоит из позвонков и формируется у позвоночных; проверьте строение и судьбу каждой структуры.

Ошибка: считать жаберные щели исключительно органами дыхания взрослых животных. Такое представление возникает при знакомстве с рыбами, у которых щели связаны с дыханием. У других хордовых они могут выполнять иные роли или быть заметны только на ранней стадии; уточните группу животного и этап его развития.

Связь с другими темами

Чтобы понять тему, полезно знать основные уровни организации животных, устройство скелета и нервной системы. Эти знания помогают представить, где расположены хорда и нервная трубка и чем осевая опора отличается от органов управления организмом. Также важно различать взрослое животное и зародыш: их строение может заметно отличаться.

Признаки хордовых станут основой для изучения позвоночных и сравнения их групп. С ними удобно обсуждать происхождение животных и выяснять, какие особенности строения указывают на родство. Тема также связана с эмбриональным развитием — изменениями, которые происходят с организмом до рождения или выхода из яйца.

Что запомнить

• Хордовые объединены общим планом строения, а не одинаковым внешним видом.
• Основные признаки типа — хорда, нервная трубка над ней и жаберные щели в глотке.
• Хорда может сохраняться всю жизнь или заменяться позвоночником.
• Нервная трубка лежит над хордой.
• У многих позвоночных признаки хордовых особенно заметны на зародышевой стадии.
• Жаберные щели у разных хордовых могут иметь разное значение.