28. Подтип Черепные, или Позвоночные

Определения и обозначения

Черепные, или позвоночные, — подтип хордовых животных, у которых головной мозг защищён черепом. Название «черепные» указывает на этот признак, а название «позвоночные» — на позвоночник, характерный для большинства представителей. Оба названия используют для одной группы, подчёркивая разные особенности её строения.

Череп — часть внутреннего скелета, которая окружает и защищает головной мозг и органы чувств. Он предохраняет эти важные органы от повреждений. Поэтому череп — не просто опора для головы, а защитная часть скелета.

Позвоночник — осевой отдел скелета, состоящий из отдельных костных или хрящевых позвонков. Он поддерживает тело и защищает спинной мозг, проходящий внутри него. Позвоночник также помогает сохранять подвижность туловища.

Внутренний скелет — опорная система, расположенная внутри тела, к которой прикрепляются мышцы. В отличие от наружной оболочки, он растёт вместе с организмом. Благодаря скелету тело сохраняет форму, а мышцы могут приводить его части в движение.

Как это устроено

У хордовых осевую опору тела образует хорда — гибкий внутренний тяж. У большинства черепных вокруг хорды развивается позвоночник, который постепенно берёт на себя её опорную роль. У одних животных хорда замещается полностью, у других сохраняется частично или остаётся на протяжении жизни. Поэтому нельзя считать, что у каждого взрослого позвоночного хорда исчезла.

Череп окружает головной мозг, а позвоночник образует защитный канал для спинного мозга. Вместе эти части скелета предохраняют центральную нервную систему — головной и спинной мозг — от повреждений. Головной мозг обрабатывает информацию от органов чувств и помогает выбирать ответ на изменения среды. Чем лучше животное воспринимает сигналы и координирует движения, тем эффективнее оно может искать пищу и избегать опасности.

Внутренний скелет поддерживает тело, а прикреплённые к нему мышцы при сокращении перемещают его части. Так возникают движения тела и конечностей. Форма и расположение конечностей связаны с тем, как животное передвигается: например, плавники помогают двигаться в воде, а конечности наземных животных служат для ходьбы, бега или прыжков. Поэтому скелет и мышцы работают как единая система опоры и движения.

Активному организму нужно снабжать органы кислородом и питательными веществами и удалять продукты обмена. У черепных кровеносная система замкнутая: кровь движется по сосудам, а сердце обеспечивает её движение. Для дыхания служат специальные органы, например жабры или лёгкие; органы выделения удаляют ненужные вещества. Пищеварительная система перерабатывает пищу, из которой организм получает вещества и энергию для роста и работы.

Черепные освоили водную и наземную среды, а некоторые виды связаны сразу с обеими. В воде движение и дыхание устроены иначе, чем на суше, поэтому у разных групп отличаются органы дыхания и передвижения. Например, у многих водных животных есть жабры и плавники, а у наземных — лёгкие и конечности, приспособленные к опоре на поверхность. Такие различия связаны с условиями жизни, а не отменяют общих признаков подтипа.

Основные признаки подтипа Черепные

При работе с таблицей сначала найдите признак, а затем сопоставьте строение с его значением для организма. Так легче увидеть, что особенности скелета, органов и движений связаны между собой. Помните, что отдельная особенность может различаться у разных групп черепных.

Разбор задач

Задача 1. У животного есть череп, позвоночник и внутренний скелет. Определите, к какому подтипу оно относится. Нужно опираться на сочетание характерных признаков, а не на наличие скелета само по себе.

1. Выделим признак «череп»: он защищает головной мозг и характерен для черепных.
2. Проверим наличие позвоночника — осевого скелета из позвонков. Он подтверждает, что перед нами представитель позвоночных.
3. Учтём, что внутренний скелет поддерживает тело и служит местом прикрепления мышц, но один этот признак не определяет подтип.

Ответ: животное относится к подтипу Черепные, или Позвоночные, потому что у него сочетаются череп и позвоночник.

Задача 2. Сравните роль хорды у ланцетника и позвоночника у взрослого представителя черепных. Важно определить, что общего у этих структур и чем различается их роль в строении разных животных.

1. У ланцетника хорда служит гибкой осевой опорой тела и сохраняется у взрослого животного.
2. У черепных позвоночник также поддерживает тело и образует его ось, но состоит из позвонков.
3. У многих позвоночных он развивается вокруг хорды и частично или полностью её замещает; у некоторых хорда сохраняется.

Ответ: хорда ланцетника остаётся основной осевой опорой, а у многих черепных эту роль принимает позвоночник. Однако считать, что хорда исчезает у всех взрослых позвоночных, нельзя.

Задача 3. Объясните, почему у активно движущегося животного развиты внутренний скелет, мышцы, органы чувств и кровеносная система. Нужно связать движение с управлением и обеспечением работы организма.

1. Скелет поддерживает тело, а мышцы, прикреплённые к нему, создают движения.
2. Органы чувств воспринимают изменения среды, а головной мозг помогает управлять ответными движениями.
3. При активности органы расходуют больше веществ и нуждаются в их доставке; сердце и замкнутые сосуды обеспечивают движение крови.
4. Значит, перечисленные системы работают согласованно: скелет и мышцы двигают тело, нервная система управляет действиями, а кровообращение поддерживает работу органов.

Ответ: активное движение требует опоры, силы мышц, восприятия сигналов и снабжения органов веществами. Поэтому развитие этих систем связано с образом жизни животного.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что у всех взрослых позвоночных хорда полностью исчезает. Так думают, потому что у многих видов её роль действительно переходит к позвоночнику. Проверьте себя: в определении учитывайте, что хорда может сохраняться частично или на протяжении всей жизни.

Ошибка: путать череп и позвоночник. Это происходит потому, что обе части относятся к скелету и защищают нервную систему. Проверка простая: череп окружает головной мозг, а позвоночник защищает спинной мозг и служит осевой опорой.

Ошибка: считать, что внутренний скелет есть только у позвоночных. Такой вывод делают, принимая один признак за достаточный для определения группы. Чтобы проверить себя, ищите сочетание признаков черепных, прежде всего череп и позвоночник, а не только внутреннюю опору.

Ошибка: предполагать, что все черепные живут на суше. Возможно, так кажется из-за знакомства с наземными животными, но среди черепных много водных видов. Уточняйте среду обитания и связывайте с ней органы дыхания и движения: например, жабры и плавники часто характерны для водных животных.

Связь с другими темами

До изучения черепных нужно знать общие признаки хордовых и понимать роль хорды как осевой опоры. Эта тема помогает сравнивать классы позвоночных: у них различаются органы дыхания, конечности и способы передвижения в зависимости от среды. Позже знания о внутреннем скелете и мышцах пригодятся при изучении опорно-двигательной системы человека. Связь строения с функцией помогает понять, почему органы разных животных устроены неодинаково.

Что запомнить

• Черепные — подтип хордовых; их также называют позвоночными.
• Головной мозг защищён черепом, спинной мозг — позвоночником.
• У позвоночных хорда может сохраняться или замещаться позвоночником.
• Внутренний скелет служит опорой и местом прикрепления мышц.
• Кровеносная система черепных замкнутая и включает сердце.
• Черепные освоили водную и наземную среды.