50. Размножение, развитие и происхождение млекопитающих

Определения и обозначения

Живорождение — развитие зародыша в организме матери и рождение уже сформировавшегося детёныша. При откладывании яиц зародыш развивается в яйце вне тела матери. Это понятие помогает отличать большинство млекопитающих от однопроходных.

Плацента — временный орган, через который зародыш получает от матери кислород и питательные вещества, а отдаёт продукты обмена. Она соединяет организм зародыша с организмом матери, но их кровь обычно не смешивается напрямую. Благодаря плаценте зародыш может долго развиваться в матке.

Сумчатые — млекопитающие, детёныши которых рождаются недоразвитыми и обычно завершают развитие, прикрепившись к соскам в сумке. Сумка защищает маленького детёныша и помогает ему получать молоко. Поэтому рождение у сумчатых не означает окончания развития.

Плацентарные — млекопитающие, у которых зародыш развивается в матке и связан с организмом матери через плаценту. Внутри матки он получает необходимые вещества до рождения. К этой группе относятся собака, человек, лошадь, кит и многие другие животные.

Как это устроено

У млекопитающих оплодотворение внутреннее: сперматозоид встречается с яйцеклеткой в организме самки. Такой способ повышает вероятность встречи половых клеток и защищает ранний зародыш от высыхания, холода и механических повреждений. Поэтому размножение млекопитающих не зависит от обязательного попадания половых клеток во внешнюю воду.

У плацентарных зародыш развивается в матке, где условия более устойчивы, чем во внешней среде. Плацента обеспечивает обмен между матерью и зародышем: приносит кислород и питательные вещества, а уносит углекислый газ и продукты обмена. Это позволяет зародышу постепенно расти и формировать органы до рождения.

У сумчатых беременность обычно короткая, поэтому детёныш появляется на свет очень маленьким и слабо развитым. После рождения он добирается до соска и продолжает питаться молоком матери, часто находясь в сумке. Такой способ развития позволяет самке раньше закончить беременность, но основная часть роста детёныша проходит уже после рождения.

Однопроходные откладывают яйца, и зародыш развивается внутри яйцевых оболочек, а не в матке, как у плацентарных. После вылупления детёныши всё равно получают молоко, поэтому относятся к млекопитающим. Это показывает, что наличие молочных желёз и выкармливание молоком важнее для выделения класса, чем обязательное живорождение.

Происхождение млекопитающих связывают с древними звероподобными пресмыкающимися, а не с современными ящерицами или крокодилами. В ходе длительной эволюции у их потомков постепенно закреплялись шерсть, молочные железы, более совершенная регуляция температуры и особенности строения скелета. Разные линии предков дали начало однопроходным, сумчатым и плацентарным.

Размножение и развитие основных групп млекопитающих

В таблице сначала определите, где развивается зародыш, а затем сравните состояние детёныша и способ его питания. Так легче увидеть, что молочное вскармливание объединяет все группы, а способ появления потомства у них различается.

Разбор задач

Задача 1

Сравните развитие утконоса и собаки: укажите, кто откладывает яйца, а у кого зародыш развивается в матке. Нужно определить не только способ появления детёныша, но и группу каждого животного. Для этого сопоставим признаки животных с особенностями трёх групп млекопитающих.

1. Утконос относится к однопроходным, потому что эта группа откладывает яйца.
2. Следовательно, его зародыш развивается в яйце, а не в матке.
3. Собака относится к плацентарным, поэтому её зародыш развивается в матке и получает вещества через плаценту.

Ответ: утконос откладывает яйца, а у собаки зародыш развивается в матке. После появления потомства оба животных выкармливают детёнышей молоком. Различие связано с тем, что они принадлежат к разным группам млекопитающих.

Задача 2

У кенгуру детёныш рождается очень маленьким и продолжает развитие в сумке. Объясните, почему это животное относят к сумчатым. Главным признаком здесь является не сама сумка, а сочетание короткой беременности и продолжения развития после рождения.

1. Кенгуру рождает живого детёныша, значит, оно не относится к однопроходным.
2. Детёныш появляется недоразвитым и после рождения прикрепляется к соску.
3. Развитие в сумке и питание молоком соответствуют признакам сумчатых.

Ответ: кенгуру относят к сумчатым, потому что его детёныш рождается недоразвитым и завершает развитие после рождения, обычно в сумке. Сумка защищает его, а молоко обеспечивает рост. Сам факт наличия сумки связан с особенностями развития этой группы.

Задача 3

У двух млекопитающих зародыш развивается в матке, но у одного обмен с организмом матери обеспечивается плацентой, а у другого детёныш после рождения развивается в сумке. Определите группы животных и сравните их развитие. В условии специально даны признаки плацентарного и сумчатого способов развития.

1. Связь зародыша с матерью через плаценту прямо указывает на плацентарных.
2. Продолжение развития детёныша в сумке после рождения характерно для сумчатых.
3. У плацентарных внутриутробное развитие обычно длительнее, а у сумчатых беременность короче и значительная часть развития проходит после рождения.

Ответ: первое животное — плацентарное, второе — сумчатое. Оба имеют внутреннее оплодотворение и начальное развитие зародыша в организме матери. Но у плацентарного детёныш дольше развивается в матке, а у сумчатого после раннего рождения продолжает расти в сумке.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все млекопитающие рождают живых детёнышей. Так думают из-за того, что большинство известных млекопитающих живородящие, но утконос и ехидна откладывают яйца. Проверка простая: вспомните три группы и отдельно назовите однопроходных.

Ошибка: называть сумку местом внутриутробного развития. Зародыш сумчатого сначала развивается в организме матери, а в сумке детёныш растёт уже после рождения. Проверяйте себя вопросом: родился ли детёныш до или после того, как оказался в сумке?

Ошибка: считать, что плацента есть у всех млекопитающих. Плацента характерна для плацентарных, тогда как у сумчатых основное развитие продолжается после рождения, а однопроходные откладывают яйца. Если животное названо, сначала определите его группу.

Ошибка: представлять происхождение млекопитающих как происхождение от современных пресмыкающихся. Речь идёт о древних звероподобных пресмыкающихся, от которых произошли разные эволюционные линии. Для самопроверки различайте современных родственников и древних общих предков.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о строении половой системы, половом размножении и развитии зародыша. Внутреннее оплодотворение объясняет, как начинается развитие нового организма у млекопитающих. Представления об этапах индивидуального развития помогают понять разницу между рождением и окончанием формирования органов.

Эти сведения позволяют сравнивать млекопитающих с другими позвоночными. По способу размножения можно объяснить, почему одни животные откладывают яйца, а другие рождают детёнышей. По особенностям заботы о потомстве видно, как животные приспосабливаются к разным условиям жизни.

Тема связана с эволюцией позвоночных и происхождением основных групп животных. Сравнение однопроходных, сумчатых и плацентарных показывает, что современные особенности складывались постепенно. Изменения способов развития помогали потомкам древних форм осваивать новые условия.

Что запомнить

• У млекопитающих оплодотворение внутреннее.
• Однопроходные откладывают яйца и выкармливают детёнышей молоком.
• У сумчатых детёныши рождаются недоразвитыми и продолжают развитие после рождения.
• У плацентарных зародыш развивается в матке и связан с организмом матери через плаценту.
• Молоком детёнышей выкармливают представители всех групп млекопитающих.
• Млекопитающие произошли от древних звероподобных пресмыкающихся.