Позвоночные животные

Определения и обозначения

Позвоночные животные — животные, имеющие позвоночник и внутренний скелет. К ним относятся пять крупных групп животных. Это понятие помогает отличать их от беспозвоночных, у которых позвоночника нет.

Позвоночник — ось скелета, состоящая из позвонков и поддерживающая тело. Позвонки соединены так, чтобы тело могло сгибаться и двигаться. Позвоночник также образует защиту для спинного мозга.

Внутренний скелет — опора тела, расположенная внутри организма и защищающая важные органы. К нему относятся не только позвоночник, но также череп и другие кости. Скелет служит местом прикрепления мышц и помогает животному двигаться.

Группы позвоночных — рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие, различающиеся строением и образом жизни. У каждой группы есть характерные сочетания признаков. По ним можно определить животное, даже если его место обитания или способ движения сбивает с толку.

Как это устроено

Позвоночник служит главной опорой тела, потому что проходит вдоль его оси и соединяет части скелета. К позвонкам и другим костям прикрепляются мышцы, поэтому их сокращение приводит тело в движение. Вместе с черепом и костями конечностей позвоночник составляет внутренний скелет. Такая опора поддерживает тело, но при этом позволяет ему менять положение.

Внутренний скелет связан с движением, ростом и защитой органов. Мышцы тянут кости, а суставы позволяют конечностям сгибаться, поэтому животное может ходить, плавать или летать. Скелет позвоночных растёт вместе с организмом, а кости меняются по мере его развития. Череп защищает головной мозг, а позвоночник окружает спинной мозг, который передаёт сигналы между мозгом и телом.

Позвоночные освоили разные среды, потому что их строение помогает решать задачи, возникающие в конкретных условиях. В воде плавники и обтекаемая форма тела помогают перемещаться, а жабры извлекают кислород из воды. На суше конечности поддерживают тело и помогают передвигаться по опоре; у летающих животных передние конечности стали крыльями. Различия в строении формировались как приспособления к условиям жизни и добыванию пищи.

Пять групп отличаются по покровам, дыханию, передвижению и размножению. У рыб обычно есть чешуя и жабры, у земноводных — влажная кожа, у пресмыкающихся — сухие чешуйчатые покровы. Птиц отличают перья и крылья, а млекопитающих — шерсть и вскармливание детёнышей молоком; при этом типичный способ размножения у птиц — откладывание яиц, а у большинства млекопитающих рождаются живые детёныши. Эти признаки связаны с образом жизни: например, защитные покровы помогают уменьшить потерю воды, а жабры позволяют дышать под водой.

Внешнее сходство или общий способ передвижения не всегда указывают на одну группу. Крылья есть у птиц, но похожие по назначению органы встречаются и у других животных, а плавать умеют не только рыбы. Например, кит живёт в воде и хорошо плавает, но дышит лёгкими и выкармливает детёнышей молоком. Поэтому при определении животного сравнивают покровы тела, дыхание и размножение, а не опираются на один заметный признак.

Основные группы позвоночных животных и их признаки

В таблице приведены типичные признаки, но внутри каждой группы встречаются исключения. Сначала сравнивайте покровы тела и органы дыхания, затем проверяйте размножение и способ передвижения. Чем больше признаков совпадает, тем надёжнее определение группы.

Разбор задач

Задача 1. Распределить по группам животных: щука, лягушка, ящерица, воробей, ёж. Нужно определить не просто среду обитания или способ движения, а характерные признаки каждого животного. Для этого последовательно соотнесём названия с группами позвоночных. После проверки получим полный список.

1. Щука живёт в воде, дышит жабрами и имеет плавники. Это рыба.
2. Лягушка связана с водой и сушей, имеет влажную кожу. Это земноводное.
3. Ящерица имеет сухие чешуйчатые покровы и дышит лёгкими. Это пресмыкающееся.
4. У воробья есть перья и крылья. Это птица.
5. Ёж покрыт иглами, которые являются видоизменёнными волосами, и выкармливает детёнышей молоком. Это млекопитающее.

Ответ: щука — рыбы, лягушка — земноводные, ящерица — пресмыкающиеся, воробей — птицы, ёж — млекопитающие.

Задача 2. Сравнить лягушку и ящерицу по среде обитания, покровам тела, дыханию и размножению. Сначала выпишем признаки, важные для каждого пункта сравнения. Затем объясним, как они помогают животным жить в разных условиях. Нельзя ограничиваться тем, что оба животных могут находиться на суше.

1. Лягушка живёт и на суше, и в воде; ящерица преимущественно обитает на суше.
2. Кожа лягушки голая и влажная, а тело ящерицы покрыто сухими чешуями. Влажная кожа участвует в дыхании, а сухие покровы уменьшают потерю воды.
3. Взрослая лягушка дышит лёгкими и кожей, ящерица — лёгкими. Значит, лягушке особенно важно сохранять кожу влажной.
4. Лягушки обычно откладывают икру в воде, где развиваются личинки. Ящерицы обычно откладывают яйца на суше.

Ответ: лягушка — земноводное, её жизнь тесно связана с водой; ящерица — пресмыкающееся, лучше приспособленное к жизни на суше. Различия в коже, дыхании и размножении объясняют эту связь.

Задача 3. Определить животное по описанию: тело покрыто перьями, передние конечности превращены в крылья, детёнышей выкармливает молоком. Описание содержит признаки, характерные для разных групп. Чтобы не принять противоречивые сведения за единый набор, разберём каждую часть отдельно и проверим, может ли она относиться к одной группе.

1. Перья — характерный покров птиц.
2. Передние конечности-крылья также подходят птице, хотя сами по себе крылья ещё не доказывают, что животное относится к птицам.
3. Вскармливание детёнышей молоком — признак млекопитающих, а не птиц.
4. Сопоставляем признаки: первые два указывают на птицу, последний — на млекопитающее. Вместе они противоречат друг другу в обычной классификации позвоночных.

Ответ: определить одно животное по такому описанию нельзя: в нём соединены признаки птицы и млекопитающего. Вероятно, в условии есть ошибка; для проверки группы нужно уточнить описание.

Типичные ошибки

Ошибка: считать позвоночными всех животных с твёрдой оболочкой. Её допускают, потому что панцирь или раковина кажутся похожими на скелет. Но наружный панцирь насекомого и раковина моллюска не являются позвоночником. Проверь себя: есть ли у животного ось из позвонков внутри тела?

Ошибка: определять группу только по месту обитания. Вода — среда для рыб, но в ней живут также киты, лягушки и беспозвоночные животные. Путаница возникает, когда среду принимают за единственный признак группы. Проверь себя по покровам, дыханию и размножению животного.

Ошибка: считать земноводных исключительно водными животными. Так думают, потому что их развитие и размножение часто связаны с водой. Однако взрослые земноводные могут жить на суше, а их кожа и дыхание помогают сохранять связь с обеими средами. Проверь себя: учитывай разные этапы жизни, а не только место, где животное откладывает икру.

Ошибка: путать птиц и млекопитающих, принимая полёт или лёгкие за главный отличительный признак. Полёт возможен у животных разных групп, а лёгкие есть не только у птиц и млекопитающих. Чтобы избежать ошибки, сравни характерные признаки: у птиц есть перья, а млекопитающие выкармливают детёнышей молоком. Проверь вывод по нескольким признакам сразу.

Связь с другими темами

Для этой темы нужны знания о животных, органах, скелете и среде обитания: они помогают понимать, что именно сравнивают учёные. Она связана с темой о приспособлениях организмов, потому что покровы, конечности и органы дыхания соответствуют образу жизни. Позже эти знания пригодятся при изучении экосистем, цепей питания и охраны животных. Они также помогают разбираться в эволюции и строении организма человека.

Что запомнить

• Позвоночные имеют позвоночник и внутренний скелет.
• Позвоночник поддерживает тело и защищает спинной мозг.
• К позвоночным относятся рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.
• Строение позвоночного животного связано со средой его обитания и способом передвижения.
• Покровы тела, дыхание и размножение помогают различать группы позвоночных.
• Нельзя определять группу животного по одному внешнему признаку.