Тип Хордовые

Определения и обозначения

Тип Хордовые — группа животных, у которых хотя бы на одной стадии развития есть хорда, спинная нервная трубка, глоточные щели и хвостовой отдел позади анального отверстия. У взрослого животного отдельные признаки могут исчезнуть или измениться. Поэтому для определения группы учитывают развитие организма, а не только его взрослый облик. Совместное присутствие этих особенностей указывает на общий план строения хордовых.

Хорда — эластичный внутренний осевой скелет, который поддерживает тело. Она проходит вдоль тела и служит опорой для мышц, помогая сохранять его форму при движении. У большинства позвоночных хорда позднее частично или полностью заменяется позвоночником. У бесчерепных она сохраняется всю жизнь.

Спинная нервная трубка — полый тяж нервной ткани, расположенный над хордой. Из неё развивается центральная нервная система: у позвоночных — головной и спинной мозг. Такое положение связано с осью тела и отличает хордовых от многих беспозвоночных, у которых нервные узлы или нервная цепочка расположены на брюшной стороне. Трубчатое строение важно для формирования нервной системы.

Глоточные щели — отверстия или щелевидные образования в передней части пищеварительной трубки. У одних хордовых они помогают фильтровать пищевые частицы, у других участвуют в дыхании. В ходе развития некоторых животных эти структуры преобразуются и участвуют в образовании других органов. Поэтому щели не следует считать только жабрами.

Как это устроено

Четыре признака хордовых считают основными, потому что вместе они описывают общий план строения тела. У разных животных этот план может меняться по мере роста и приспособления к образу жизни. Например, у зародыша позвоночного заметны хорда и хвост, хотя у взрослой особи они могут выглядеть иначе или исчезнуть. Значит, классификация учитывает весь ход развития, а не только то, что можно увидеть у взрослого животного.

Хорда проходит вдоль тела под спинной нервной трубкой и образует его внутреннюю ось. Такое расположение помогает телу сохранять форму, а мышцам — действовать вокруг опоры. При сокращении мышц ось не даёт телу бесконтрольно сгибаться и участвует в движениях. У позвоночных опорную роль со временем принимает более прочный позвоночник, который также защищает спинной мозг.

У позвоночных хорда нужна прежде всего на ранних этапах развития, когда формируется ось тела. Затем вокруг неё и нервной трубки развиваются элементы позвоночника, и хорда обычно уменьшается или сохраняется лишь частично. Позвонки дают более надёжную опору и позволяют защищать спинной мозг. У бесчерепных позвоночник не формируется, поэтому хорда остаётся опорой и у взрослого животного.

Спинная нервная трубка возникает как полая структура на спинной стороне тела. В процессе развития её передняя часть у позвоночных образует головной мозг, а остальная — спинной мозг. Это центральные органы, которые обрабатывают сигналы и координируют работу организма. У многих беспозвоночных нервная система устроена иначе: например, нервная цепочка может проходить по брюшной стороне, а не над осевым скелетом.

Глоточные щели находятся там, где пищеварительная трубка сообщается с внешней средой. У некоторых хордовых вода проходит через них вместе с мелкими пищевыми частицами, что помогает фильтрации пищи. У водных позвоночных щели связаны с дыханием и могут образовывать жаберный аппарат. У других позвоночных они на определённых стадиях развития преобразуются, поэтому у взрослого животного не обязательно выглядят как открытые отверстия.

Сравнение бесчерепных и позвоночных хордовых

В таблице сопоставлены две группы хордовых по опоре тела, нервной системе и глоточным щелям. Сравнивайте их по каждой строке: один признак не заменяет всю совокупность отличий. Так проще увидеть, что позвоночные имеют череп и позвоночник, а бесчерепные сохраняют хорду без этих образований.

Разбор задач

Задача 1

У животного обнаружены хорда, расположенная над ней спинная нервная трубка, глоточные щели и хвост позади анального отверстия. Требуется определить тип животного. Здесь перечислена совокупность признаков, характерных для хордовых. Проверим, достаточно ли данных для вывода.

1. Сопоставляем перечисленные особенности с основными признаками хордовых.
2. Находим все четыре признака: хорду, нервную трубку над ней, глоточные щели и хвостовой отдел.
3. Учитываем, что для определения типа важна именно совокупность, а не один признак.

Ответ: животное относится к типу Хордовые. Все перечисленные особенности совпадают с его основными признаками. Для определения подтипа данных задачи недостаточно.

Задача 2

Сравните ланцетника и рыбу по сохранению хорды, наличию позвоночника и развитию нервной системы. Затем укажите, к каким подтипам относятся эти животные. Нельзя делать вывод только по тому, что оба организма имеют признаки хордовых. Нужно выяснить, какие опорные и нервные структуры у каждого развиваются.

1. У ланцетника хорда сохраняется всю жизнь, позвоночника и черепа нет, а нервная трубка не образует головной мозг, как у позвоночных.
2. У рыбы хорда связана с ранним развитием, но у взрослого животного опорой служит позвоночник; нервная трубка развивается в головной и спинной мозг.
3. Сопоставляем признаки с таблицей: отсутствие позвоночника указывает на бесчерепных, наличие позвоночника и черепа — на позвоночных.

Ответ: ланцетник относится к подтипу Бесчерепные, а рыба — к подтипу Позвоночные. У ланцетника хорда сохраняется в течение жизни. У рыбы формируются позвоночник и более развитая центральная нервная система.

Задача 3

У неизвестного животного хорда есть только у зародыша, а у взрослой особи заменена позвоночником. Нервная трубка развивается в головной и спинной мозг. Нужно объяснить, почему животное относят к хордовым и позвоночным. Здесь важно разделить два уровня классификации: тип и подтип.

1. Проверяем признаки на разных этапах жизни: хорда присутствует у зародыша, поэтому животное проявляет признак хордовых.
2. Учитываем развитие нервной трубки: из неё образуются головной и спинной мозг.
3. Проверяем опору взрослого животного: наличие позвоночника указывает на подтип Позвоночные.

Ответ: животное относится к типу Хордовые, потому что хорда появляется хотя бы на одной стадии развития. Оно относится к подтипу Позвоночные, поскольку у взрослой особи есть позвоночник. Развитие нервной трубки в головной и спинной мозг согласуется с этим выводом.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что хорда должна сохраняться у взрослого позвоночного. Её обычно заменяет позвоночник, а сам признак может быть заметен только у зародыша. Такую ошибку допускают, если судят только по внешнему виду взрослого животного. Проверяйте, какие структуры возникают в ходе развития: наличие хорды хотя бы на одной стадии соответствует признаку хордовых.

Спинную нервную трубку хордовых иногда путают с брюшной нервной цепочкой беспозвоночных. Причина ошибки — считать все нервные образования одинаковыми и не учитывать их расположение. Сравните положение нервной системы с хордой: у хордовых трубка находится над ней, на спинной стороне. Это помогает отличить её от брюшной нервной цепочки.

Наличие жабр само по себе не означает, что животное — хордовое. Жабры есть у представителей разных групп, поэтому одного такого признака недостаточно. Ошибку предотвращает проверка нескольких особенностей сразу. Ищите сочетание хорды, спинной нервной трубки, глоточных щелей и хвостового отдела на одной из стадий развития.

Глоточные щели ошибочно принимают только за жабры. Так происходит, если учитывать лишь функции щелей у знакомых водных животных и не сравнивать разные группы хордовых. В действительности они могут участвовать в фильтрации пищи, дыхании или преобразовываться в другие структуры. Чтобы проверить себя, выясните, какую роль эти образования выполняют у конкретного животного и на какой стадии развития они присутствуют.

Связь с другими темами

Для изучения хордовых пригодятся знания об уровнях организации тела животных и основных системах органов. Также важно различать беспозвоночных и позвоночных: эти группы отличаются устройством опоры и нервной системы. Дальше признаки хордовых помогут разбираться в классах рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Сравнение хорды и позвоночника показывает, как в эволюции менялись опорные структуры и усложнялась нервная система.

Что запомнить

• Главные признаки хордовых — хорда, спинная нервная трубка, глоточные щели и хвостовой отдел тела.
• Хорда выполняет функцию внутреннего осевого скелета.
• У позвоночных хорда обычно заменяется позвоночником.
• Спинная нервная трубка расположена над хордой.
• Позвоночные имеют череп и позвоночник.
• У бесчерепных хорда сохраняется на протяжении всей жизни.
• Признаки хордовых могут проявляться только на эмбриональной стадии.