Класс Млекопитающие, или Звери

Определения и обозначения

Млекопитающие, или звери, — класс позвоночных животных, для которого особенно характерно вскармливание детёнышей молоком. У многих видов есть волосы, а также хорошо развитые лёгкие и сердце с четырьмя камерами. Эти признаки помогают узнать класс, но для уверенного определения нужно учитывать их совокупность.

Волосяной покров — покров тела из волос, образованных особым веществом — кератином. Волосы могут быть длинными, короткими, густыми или почти незаметными. Они защищают кожу и удерживают возле тела слой воздуха, который замедляет потерю тепла.

Молочные железы — железы, вырабатывающие молоко для питания детёнышей. Молоко содержит необходимые растущему организму питательные вещества. Благодаря этому потомство получает пищу от матери даже тогда, когда ещё не может самостоятельно добывать её.

Диафрагма — широкая мышца, отделяющая грудную полость от брюшной. При её движении меняется объём грудной полости, и воздух входит в лёгкие или выходит из них. Эта мышца помогает млекопитающим эффективно дышать.

Как это устроено

Кожа млекопитающих несёт волосы и разные железы, а под ней часто находится слой жира. Между волосками задерживается воздух, который плохо проводит тепло, поэтому тело остывает медленнее. Подкожный жир тоже уменьшает потерю тепла, а кожные железы помогают выполнять другие задачи: например, потоотделение способствует охлаждению. Вместе эти приспособления помогают поддерживать подходящую для работы организма температуру.

Зубы млекопитающих часто отличаются формой, потому что пищу нужно захватывать, откусывать, разрывать или измельчать. Резцы обычно служат для откусывания, клыки — для захвата и разрывания, а коренные зубы — для пережёвывания. У разных животных группы зубов развиты неодинаково: это связано с тем, какую пищу они добывают и как её обрабатывают. Поэтому по зубам можно судить о привычном питании животного.

Воздух поступает в организм через дыхательные пути и попадает в лёгкие, где кислород переходит в кровь. Диафрагма сокращается и опускается, увеличивая объём грудной полости; при расслаблении она поднимается, помогая выдоху. Так движения дыхательных мышц обеспечивают обновление воздуха в лёгких. Кислород нужен клеткам, чтобы получать энергию из питательных веществ.

Четырёхкамерное сердце разделяет кровь на венозную и насыщенную кислородом, а два круга кровообращения проводят кровь через лёгкие и остальные органы. Благодаря такому разделению ткани получают кровь с большим количеством кислорода. Он поддерживает интенсивную работу клеток и образование тепла. Поэтому постоянная температура тела помогает млекопитающим оставаться активными при изменениях погоды, хотя для её поддержания организму требуется энергия.

Развитие детёныша и последующее кормление молоком дают ему защиту в уязвимый период жизни. Молоко обеспечивает пищей, а забота взрослого помогает детёнышу дольше оставаться рядом с матерью и избегать опасностей. У большинства видов развитие начинается внутри организма матери, но есть исключения — яйцекладущие утконос и ехидна. Их детёныши также питаются молоком, поэтому способ размножения сам по себе не отменяет принадлежность к млекопитающим.

Основные признаки млекопитающих и их значение

В таблице сопоставлены признаки, их проявления и роль для организма. При чтении проследите, как одно строение может выполнять сразу несколько задач, например защищать тело и помогать сохранять тепло. Таблица также помогает отличать признаки, характерные для млекопитающих, от особенностей, встречающихся у других позвоночных.

Разбор задач

Задача 1

Назовите три признака, по которым можно установить, что животное относится к млекопитающим. В условии не указаны ни среда обитания, ни внешний вид животного. Поэтому нужно опираться на особенности строения и размножения, а не на предположение о том, где оно живёт.

1. Вспоминаем признак, связанный с питанием потомства: молочные железы вырабатывают молоко.
2. Выбираем ещё два признака класса: волосяной покров и диафрагма, участвующая в дыхании.
3. Проверяем, что это признаки самого организма, а не его места обитания или образа жизни.

Ответ: вскармливание детёнышей молоком, наличие волосяного покрова и диафрагмы. У отдельных видов волосы могут быть почти незаметны, поэтому лучше учитывать несколько признаков. Наиболее характерный из перечисленных — вскармливание молоком.

Задача 2

Объясните, как шерсть и подкожный жир помогают млекопитающему сохранять тепло. Нужно не просто назвать эти покровы, а связать их строение с потерей тепла. Сравните, что происходит с теплом у поверхности тела и под кожей.

1. Между волосками задерживается воздух; он служит теплоизолирующим слоем и замедляет охлаждение тела.
2. Подкожный жир плохо проводит тепло и уменьшает его передачу от внутренних тканей к окружающей среде.
3. Сочетание двух покровов помогает организму сохранять тепло и поддерживать температуру тела.

Ответ: шерсть удерживает возле тела слой воздуха, а подкожный жир затрудняет отдачу тепла. Оба слоя действуют как теплоизоляция, хотя устроены по-разному. Их эффект особенно важен, когда окружающая среда холоднее тела.

Задача 3

У животного есть лёгкие, четырёхкамерное сердце и молочные железы. Объясните, какие из этих признаков позволяют отнести его к млекопитающим и почему. Не все признаки в условии одинаково характерны для одного класса. Нужно отделить общие особенности позвоночных от более специфичного признака.

1. Лёгкие обеспечивают дыхание воздухом, но встречаются также у других наземных позвоночных.
2. Четырёхкамерное сердце характерно для млекопитающих, однако оно есть и у птиц, поэтому отдельно не доказывает принадлежность к этому классу.
3. Молочные железы вырабатывают молоко для детёнышей; это наиболее характерный признак млекопитающих из перечисленных.
4. Сопоставляем признаки: молочные железы дают основание отнести животное к млекопитающим, а остальные особенности поддерживают вывод, но по отдельности не являются достаточными.

Ответ: наиболее характерный признак здесь — молочные железы и связанное с ними вскармливание молоком. Лёгкие и четырёхкамерное сердце сами по себе не позволяют сделать однозначный вывод, потому что встречаются и у представителей других групп позвоночных. Для классификации полезно рассматривать сочетание признаков.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все млекопитающие покрыты густой шерстью. Так думают, потому что у многих знакомых зверей мех хорошо заметен. На самом деле волосяной покров может быть редким, коротким или почти незаметным. Проверяйте себя: спрашивайте не о густоте шерсти, а о наличии характерных признаков класса в целом.

Ошибка: понимать постоянную температуру тела как неизменную температуру окружающей среды. Путают температуру тела животного с погодой вокруг него. Организм млекопитающего регулирует теплообразование и теплоотдачу, а не делает температуру воздуха постоянной. Проверка простая: меняется ли температура среды? Если да, это не означает, что тело обязано остыть или нагреться ровно так же.

Ошибка: считать лёгкие достаточным доказательством принадлежности к млекопитающим. Лёгкие заметны как важный орган дыхания наземных животных, поэтому их легко принять за уникальный признак. Но они есть и у других групп позвоночных. Проверяйте вывод по совокупности признаков и обращайте особое внимание на вскармливание молоком.

Ошибка: называть молочными железами любые кожные железы. Их объединяет расположение в коже, но функции различаются: одни выделяют пот или кожное сало, другие вырабатывают молоко. Путаница возникает из-за общего названия «железы». Чтобы проверить себя, уточните, какое вещество выделяется и для чего оно нужно: молочные железы питают детёнышей.

Связь с другими темами

Для понимания млекопитающих нужны знания об общих признаках позвоночных и работе их систем органов. Сравнивая классы позвоночных, можно увидеть, какие черты общие, а какие помогают распознать млекопитающих. Строение кожи, дыхание лёгкими и кровообращение удобно сопоставлять с тем, как эти системы устроены у других позвоночных. Позже эти знания помогут изучать отряды млекопитающих, их приспособления к среде обитания и способы заботы о потомстве.

Что запомнить

• Млекопитающие — класс позвоночных животных.
• Характерный признак млекопитающих — вскармливание детёнышей молоком.
• Волосяной покров защищает тело и участвует в сохранении тепла.
• Зубы млекопитающих часто различаются по строению и выполняемым функциям.
• Млекопитающие дышат лёгкими; в дыхании участвует диафрагма.
• У млекопитающих четырёхкамерное сердце и два круга кровообращения.
• Для большинства млекопитающих характерна постоянная температура тела.