Размножение и развитие животных. Эмбриональное развитие млекопитающих

Размножение млекопитающих значительно отличается от размножения других позвоночных. Огромное количество зверей живородящие . Наблюдаемая у некоторых пресмыкающихся, земноводных и даже рыб живородность существенным образом отличается от живородности млекопитающих.

Оплодотворенные яйца низших позвоночных задерживаются в яйцеводах самки, а зародыш получает все необходимые питательные вещества из запасов яйца. В противоположность этому мелкие яйца млекопитающих имеют ничтожное количество питательных веществ. Оплодотворение у млекопитающих внутреннее. Созревшие яйцевые клетки поступают в парные яйцеводы, где происходит их оплодотворение. Оба яйцевода открываются в особый орган женской половой системы - матку. Матка - мускульный мешок, стенки которого способны сильно растягиваться. Оплодотворенная яйцеклетка прикрепляется к стенке матки, где происходит развитие плода. В месте прикрепления яйцеклетки к стенке матки развивается плацента или детское место. Зародыш соединен с плацентой пуповиной , внутри которой проходят его кровеносные сосуды. В плаценте через стенки сосудов из крови матери в кровь зародыша поступают питательные вещества и кислород, удаляется углекислый газ и другие, вредные для зародыша продукты жизнедеятельности. В момент рождения у высших зверей плацента отделяется от стенки матки и выталкивается наружу в виде последа.

Особенности размножения н развития млекопитающих позволяют разделить их на три группы:

• яйцекладущие
• сумчатые
• плацентарные

Яйцекладущие живоные

К яйцекладущим относятся утконос и ехидна , обитающие в Австралии. В строении тела этих животных сохранилось много особенностей, свойственных пресмыкающимся: они откладывают яйца, а их яйцеводы открываются в клоаку, как мочеточники и кишечный канал. Яйца у них крупные, содержащие значительное количество питательного желтка. В яйцеводе яйцо покрывается еще слоем белка и тонкой пергаментнообраэной оболочкой. У ехидны в период кладки яиц (длиной до 2 см) кожа на брюшной стороне образует выводковую сумку, куда открываются протоки млечных желез, не образуя сосков. В этой сумке помещается яйцо и вынашивается

Сумчатые животные

У сумчатых , зародыш сперва развивается в матке, однако связь между зародышем и маткой недостаточна, гак как плацента отсутствует. В результате этого детеныши рождаются недоразвитыми и очень маленькими. После рождения они помещаются в особую сумку на брюхе матери, где расположены соски. Детеныши настолько слабы, что сначала неспособны сами сосать молоко, и оно периодически впрыскивается им в рот под действием мышц млечных желез. Детеныши остаются в сумке до тех пор, пока не станут способны к самостоятельному питанию и передвижению. К сумчатым относятся животные имеющие разнообразные приспособления к условиям жизни. Например, австралийский кенгуру передвигается прыжками, имея для этого сильно удлиненные задние конечности; другие приспособлены к лазанию по деревьям - медведь коала . К сумчатым относятся еще сумчатый волк , сумчатые муравьеды и другие.

Эти две группы животных относят к низшим млекопитающим животным, а систематики выделяют два подкласса: подкласс яйцекладущие и подкласс сумчатые .

Плацентарные животные

Наиболее высокоорганизованные млекопитающие относятся к подклассу плацентарные животные, или настоящие звери. Их развитие полностью происходит в матке, причем оболочка зародыша срастается со стенками матки, что и ведет к образованию плаценты, отсюда и название подкласса - плацентарные. Именно такой способ развития зародыша является наиболее совершенным.

Следует отметить, что у млекопитающих хорошо развита забота о потомстве. Самки выкармливают детенышей молоком, согревают их своим телом, защищают от врагов, учат искать пищу и т. д.

Большинство млекопитающих относятся к подклассу плацентарных . Их насчитывается свыше 4000 видов, обитающих в самых различных условиях: на суше, в воде, в почве, в воздухе. Они имеют для этого различные приспособления, особые черты, как во внешнем, так и внутреннем строении, в способах передвижения и добывания пищи, месте и образе жизни, способах питания и значении для человека. Учитывая вышеназванные признаки, плацентарные млекопитающие объединены в большое количество отрядов. Наиболее широко распространены представители таких отрядов, как насекомоядные , рукокрылые , грызуны , зайцеобразные , хищники , ластоногие , китообразные , парно и непарнокопытные , хоботные и приматы .

Среди множества животных бесполым путем размножаются только так называемые беспозвоночные животные . Позвоночные животные - такие как млекопитающие, рыбы, пресмыкающиеся, птицы и земноводные - размножаются половым путем: сперматозоиды и яйцеклетки, несущие типичный для данного вида животных наследственный материал, при оплодотворении соединяются. Оплодотворенное яйцо называется эмбрионом.

В зависимости от вида животных эмбрион может развиваться как в теле матери, так и вне его. Постепенно из оплодотворенных яиц в соответствии с заложенными в нем генетическими указаниями развиваются маленькие детеныши. Многие, например лягушки, проходят еще одну стадию развития, прежде чем стать совершенно взрослыми.

От яйца через личинку к взрослому животному

Улитки живут на суше, в проточной воде и морях. Морские слизни откладывают яйца в морскую воду, которые после прилива застревают между скалами. Из оплодотворенных яиц появляются личинки (велигеры), которые умеют плавать. Они плывут по течению и, наконец, опускаются на скалистое дно, где и превращаются во взрослых ползающих моллюсков .

Оплодотворенное яйцо

Красное пятнышко в середине яичного желтка - это трехдневный зародыш курицы. Через неделю зародыш уже приобретает форму цыпленка. Через месяц цыпленок уже полностью развит и покрыт нежным пухом. Яйцевым зубом, имеющимся у него на клюве, он разбивает скорлупу яйца и выходит на свет. Цыпленок распет и становится взрослым без какой-либо дополнительной стадии развития.

От яйца до головастика

Во время брачного сезона многие лягушки собираются большими шумными группами. Самки реагируют на громкие призывы самцов. Лишь немногие виды лягушек рожают на свет живых детенышей; большинство видов откладывают яйца (икру) в воду или около воды. Количество икринок зависит от вида лягушек и колеблется от одной до двадцати пяти тысяч. Как правило, икринки оплодотворяются вне тела лягушки и остаются предоставленными сами себе. Когда икринка созревает, из нее выклевывается маленький головастик. Головастики живут в воде и дышат жабрами, как рыбы. Лишь у немногих видов лягушек самки заботятся о своем потомстве.

Лягушки и жабы

В отличие от взрослой лягушки головастики растительноядны и питаются водными растениями и водорослями. Через определенное время в развитии головастика наступает удивительное превращение (метаморфоз): появляются передние и задние конечности, исчезает хвост, развиваются легкие и глазные веки, а также новая систем пищеварения, предназначенная для переваривания животной пищи.

Скорость превращения различна у разных видов, главным фактором здесь становится температуры воды. У одних жаб и лягушек метаморфоз осуществляется за несколько дней или недель, а у других занимает несколько месяцев. Головастик североамериканской лягушки-быка полностью развивается лишь через год и более.

Лягушки и жабы относятся к классу земноводных животных и к одной группе бесхвостых амфибий, однако различаются внешним видом и образом жизни. У лягушек мягкая кожа, и они хорошо прыгают, а жабы покрыты бородавками и, как правило, ползают. На земле существует более 3500 видов лягушек и жаб. Исключая Антарктику, их можно найти на всех континентах. Предпочитают они жить в тропических и субтропических зонах, где обитает более 80% всех видов. Но где бы они ни жили, в пустынях или горах, саваннах или тропических дождевых лесах, для продолжения рода они должны возвращаться к воде.

Что такое метаморфоз

В своем развитии лягушки проходят три стадии: от яйца к головастику, а затем к взрослой лягушке. Этот процесс развития называется метаморфозом. Стадию личинок проходят в своем развитии и многие беспозвоночные. Однако самые удивительные изменения происходят в жизни насекомых: бабочек и жуков, мух и ос. Их жизнь разделена на четыре этапа, очень сильно отличающихся друг от друга по способу питания и среде обитания: яйцо, личинка, куколка, взрослое насекомое. Личинка выглядит совершенно иначе, чем взрослое насекомое, и у нее нет крыльев. Ее жизнь полностью сосредоточена на росте и развитии, а не на продолжении рода. Только после того, как личинка окуклится, из нее получается взрослое насекомое.

Все млекопитающие выкармливают детенышей молоком. Оно содержит все необходимые для развития организма вещества и очень легко усваивается. В зависимости от особенностей размножения и развития млекопитающие делятся на три группы.

Яйцекладущие или первозвери

Яйцекладущие, или первозвери, не рождают живых детенышей, а откладывают яйца. Кроме того, у них, как у пресмыкающихся и птиц, имеется клоака. К ним относятся утконос и ехидны, обитающие в Австралии и на прилегающих островах.

Рисунок: Яйцекладущие млекопитающие - утконос, ехидна

Утконос - совершенно своеобразное животное. Величиной он с кролика, а спереди у него роговой выступ, подобный утиному клюву (отсюда его название). Когда впервые чучело его привезли в Европу, то ученые приняли его за подделку и решили, что утиный клюв пришит к какому-то зверю. Еще более изумились все, когда выяснилось, что утконос... откладывает яйца и насиживает их! Кто же он: птица или млекопитающее? Однако оказалось, что детеныш его после вылупления питается все же молоком. Млечные железы не имеют сосков. Поэтому молоко, как пот, выделяется на шерсть, с которой детеныш слизывает его.

Ехидны по внешности несколько напоминают ежа с очень длинными иглами. Они тоже откладывают яйца, но не насиживают их, а вынашивают в сумке на брюхе. Так же как у утконоса, детеныши слизывают молоко, выделяющееся по всей поверхности живота.

Температура тела у яйцекладущих колеблется в пределах 25-30 °С.

Сумчатые млекопитающие

Сумчатые - это млекопитающие, у которых детеныши рождаются очень маленькими, слабыми и беспомощными (например, у кенгуру ростом в 2 м детеныш рождается длиной всего 3 см). Поэтому долгое время такого детеныша мать донашивает в сумке на брюхе. В сумке находятся млечные железы с сосками. Новорожденный детеныш обычно висит на соске, не выпуская его изо рта. Подрастая, он начинает вылезать из сумки и питаться той же пищей, что и взрослые животные. Однако еще долго детеныш в случае опасности прячется в сумку и опять подкрепляется молоком, хотя в это время на другом соске уже может висеть его младший братец.

Рисунок: Сумчатые млекопитающие - кенгуру, сумчатая мышь, коала

Распространены сумчатые в Австралии и Америке. Всего известно около 270 видов. Среди них наиболее известны кенгуру. Они передвигаются, прыгая на задних ногах, а передние ноги служат только для пододвигания ко рту травы и веток.

Плацентарные млекопитающие

Плацентарные - такие млекопитающие, у которых маленькое яйцо после оплодотворения развивается в особом органе - матке , а зародыш прикрепляется к стенке матки плацентой . В плаценте через пуповину происходит тесное соприкосновение кровеносных сосудов матери и зародыша. К зародышу из крови матери поступают все необходимые питательные вещества и кислород, а обратно в кровь матери выделяются продукты обмена.

Рисунок: Вынашивание зародыша внутри организма у плацентарных млекопитающих

Процесс внутриутробного развития зародыша живородящих животных и человека называют беременностью . Сроки беременности у млекопитающих различны. Как правило, у мелких она короткая (например, у некоторых мышевидных грызунов 11-15 суток), у зверей средней величины несколько месяцев, у крупных - год и более. Кроме того, на эти сроки влияет и образ жизни. У тех, которые рождают детенышей в норах, дуплах и других укрытиях, беременность короткая. Их детеныши рождаются слепыми, беспомощными, в числе 5-6 у зверей средней величины и 8-12 у мелких. У тех зверей, которые живут не прячась в норы и быстро передвигаясь, беременность длительная. Детеныши у таких млекопитающих рождаются крупные, хорошо развитые и уже через несколько часов могут следовать за матерью. Количество их, в связи с большой величиной, всего 1-2.

Частота размножения также находится в связи с величиной животного и сроками беременности: чем беременность короче, тем чаще повторяется размножение. Так, у мелких мышевидных грызунов может быть 5-8 пометов в год, крупные размножаются раз в несколько лет.

Выкармливание детенышей молоком

Выкармливание детенышей молоком - одна из самых характерных особенностей всех млекопитающих (отсюда и название этого класса). Молоко образуется в млечных железах самки, которые обычно расположены на груди или на брюхе. Протоки млечных желез открываются наружу маленькими отверстиями на конце сосков, число которых бывает различным (от 2 до 22) и зависит от плодовитости вида. У домашней собаки, которая приносит 3-8 щенков, имеется 8 сосков.

Молоко обладает очень высокой питательностью и содержит все необходимые вещества для роста и развития детенышей: воду, жиры, белки, углеводы, витамины и минеральные соли. Белый цвет молока зависит от того, что входящий в его состав жир имеет вид микроскопически маленьких капелек. Такой жир легко переваривается и усваивается в организме детеныша.

Первое время самка кормит свое потомство только одним молоком. Подросшие детеныши переходят на обычный корм.

164. Рассмотрите рисунок. Подпишите названия частей кожного покрова млекопитающих, обозначенных цифрами.

I - эпидермис

2. сальная железа

3. потовая железа

165. Какие органы чувств имеют млекопитающие?

Органы осязания - рецепторы кожи, орган обоняния - носовая полость, орган вкуса - язык, орган зрения - глаза, орган слуха - уши.

166. Изучите таблицу "Класс Млекопитающие. Строение кролика". Рассмотрите рисунок. Напишите названия костей скелета млекопитающих, обозначенных цифрами.

2. шейные позвонки

3. грудные позвонки

4. хвостовые позвонки

5. тазовые кости

9. грудная клетка

10. предплечье

13. лопатка

167. Перечислите кости, составляющие плечевой и тазовый пояс млекопитающих.

Плечевой пояс: парные лопатки и ключицы.

Тазовый пояс: парные подвздошные, седалищные и лобковые кости.

168. Перечислите особенности строения скелета, связанные с наземным образом жизни.

1. Появление полноценных конечностей - лап, построенных по принципу рычагов, оканчивающихся кистью с цепкими пальцами - обеспечивают эффективное передвижение по суше. Появляются пояса конечностей, к ним крепятся мышцы, обеспечивающие движения лап.

2. Появление шейного отдела позвоночника - позволяет двигать головой в разные стороны, что способствует лучшей ориентации в пространстве.

3. Кости становятся трубчатыми - это дает повышенную прочность и одновременно облегчает скелет.

4. Развитие челюстного аппарата. И у растительноядных, и у хищников появляется потребность в более тщательной переработке пищи. В связи с этим появляются дифференцированные зубы.

5. Число шейных позвонков постоянно и рвно семи, череп более объемный, что связано с большими размерами головного мозга. Кости черепа срастаются довольно поздно, что обеспечивает возможность увеличения головного мозга по мере роста животного.

6. Конечность пятипалая. Способы передвижения млекопитающих различны - ходьба, бег, лазание, полет, копание, плавание, - что отражает в строении конечностей.

169. Каковы особенности строения головного мозга млекопитающих?

Головной мозе млекопитающих имеет те же отделы, что и мозг других позвоночных, но отличается большими размерами и очень сложным строением полушарий переднего мозга. Наружный слой их состоит из нервных клеток, образующих кору мозга. Именно в коре полушарий происходят основные процессы высшей нервной деятельности. У более высокоорганизованных видов млекопитающих кора мозга образует многчисленные извилины и борозды, что резко увеличивает ее площадь. Мозжечок и средний мозг хорошо развиты, так как для млекопитающих характерны высокая двигательная активность и сложные рефлексы. Органы чувств отличается большей сложностью и совершенством.

170. Изучите таблицу "Класс Млекопитающие. Строение кролика". Рассмотрите рисунок. Напишите названия внутренних органов кролика, обозначенных цифрами.

4. желудок

6. мочевой пузырь

7. толстый кишечник

8. тонкий кишечник

9. диафрагма

171. Что такое диафрагма? Каковы ее функции?

Диафрагма - это непарная широкая мышца, разделяющая грудную и брюшную полости, служащая для расширения легких. Условно ее границу можно провести по нижнему краю ребер. Образована системой поперечнополосатых мышц. Свойственная только млекопитающим.

172. Заполните таблицу.

СИСТЕМЫ ОРГАНОВ МЛЕКОПИТАЮЩИХ.

Система внутренних органов млекопитающих	Органы	Функции
мышечная	мышцы, диафрагма	активный образ жизни и передвижение
органы чувств	глаза, уши, носовая полость, язык, кожа и вибрисы	взаимосвязь с окружающей средой
пищеварительная система система	ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, 12-ти перстная кишка, кишечник, прямая кишка, анальное отверстие	переваривание пищи
дыхательная система	носовая полость, гортань, трахея, бронхи, альвеолярные легкие	газообмен
кровеносная система	четырехкамерное средце, артерии, вены, капилляры	циркуляция крови, которая переносит питательные вещества и кислород к органам
выделительная система	почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал	выведение продуктов обмена из организма
половая система	семенники, семяпроводы/ яичники, матка, влагалище	воспроизведение себеподобных

173. Опишите работу почек млекопитающих.

Почки млекопитающих состоят из наружного и внутреннего слоев. В корковом слое извитые канальцы, берущие начало из боуменовых капсул, внутри которых находятся клубочки кровеносных сосудов. В них осуществляется фильтрационный процесс, и в почечные канальцы профильтровывается плазма крови - образуется первичная моча. Почечные канальцы образуют несколько колен, в них происходит обратное всасывание из первичной мочи воды, сахара и аминокислот - образуется вторичная моча, поступающая в собирательные трубочки, образующие мозговое венщество. Конечный продукт белкового обмена - мочевина. Моча поступает в мочеточники, далее в мочевой пузырь и затем через мочеиспускательный канал наружу.

174. Зарисуйте схему строения сердца млекопитающих, подпишите его основные части.

175. Пользуясь рисунком в учебнике на странице 236, опишите. как осуществляется движение крови по сосудам у млекопитающих.

Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке легочным стволом. Венозная кровь по легочному стволу идет по легочным артериям в легкие. Обогащаясь кислородом в легких, кровь возвращается по легочным венам в левое предсердие, а оттуда поступает в левый желудочек.

Большой круг кровообращения начинается аортой, выходящей из левого желудочка. Оттуда кровь поступает в крупные сосуды, направляющиеся к голове, туловищу и конечностям. Крупные сосуды ветвятся на мелкие, которые переходят на внутриорганные артерии, а затем в артериолы и капилляры. Посредством капилляров осуществляется постоянный обмен веществ между кровью и тканями. Капилляры объединяютя и сливаются в венулы и вены, которые сливаются в крупные венозные сосуды, образуя верхнюю и нижнюю половую вены. По ним кровь возвращается в правое предсердие.

176. Какая кровь поступает в правое предсердие?

Венозная кровь.

177. Рассмотрите рисунок и подпишите его. Опишите, как происходит развитие детеныша в матке.

Оплодотворение внутреннее, происходит в яйцеводах. Во время развития в матке формируется плацента, с помощью которой устанавливается связь между эмбрионом и организмом матери. В результате обеспечивается газообмен в теле зародыша, его питание и удаление продуктов обмена. Продолжительность беременности зависит от многих факторов: размеров тела, готовности потомства к самостоятельной жизни и т.п. У некоторых животных детеныши рождаются бемпомощными, у некоторых - готовыми к активным действиям.

178. Что такое плацента? Каково ее биологическое значение?

Плацента - это эмбриональный орган у всех самок плацентарных млекопитающих, некоторых сумчатых и ряда других групп животных, позволяющих осуществлять перенос материала между циркуляционными системами ребенка и матери.

Газообменная;

Выделительная;

Гормональная;

Защитная.

179. Каково значение половой системы млекопитающих?

Половая система у самцов состоит из парных семенников, семявыводящих протоков, придаточных желез и совокупительного органа. Семенники (в них образуются и созревают сперматозоиды) у большинства видов располагаются в специальном мешочке - мошонке.

У самок половая система состоит из парных яичников, яйцеводов, матки и влагалища. В яичниках образуются яйцеклетки. По мере созревание они выделяются и попадают вначале в верхние участки яйцеводов, где, как правило, и происходит их оплодотворение. Оплоотворенная яйцеклетка перемещается в матку, где при дальнейшем развитии зародыша образуется плацента.

180. Привидите доказательства того, что млекопитающие произошли от древних пресмыкающихся.

Млекопитающие имеют многие черты сходства с пресмыкающимися, особенно в эмбриональном развитии, строении скелета, роговеющих покровах (шерсть, рога, копыта, ногти, когти). Это позволяет утверждать, что млекопитающие произошли от древних рептилий. Наличие чешуй на хвостах у крыс, мышей, бобров сходных с чешуей рептилий.

181. Верно ли утверждение, что первозвери ближе к пресмыкающимся, чем другие млекопитающие? Почему?

Верно. В Австралии и на прилегающих к ней островах живут яйцекладущие млекопитающие, которые по своему строению и особенностям размножения занимают промежуточное положение между пресмыкающимися и млекопитающими. К ним относятся прозвери: утконос и ехидна.

Сходство с пресмыкающимися:

При размножении они открадывают яйца, покрытые толстой оболочкой, защищающей содержимое от высыхания.

Кишечник и мочеполовое отверстие открывается в клоаку.

Соски отсутствуют (но есть молочные железы).

Плечевой пояс сходен с аковым у пресмыкающихся.

Низкая температура тела.

Челюсти покрыты роговым клювом.

182. Назовите представителей сумчатых. Что для них характерно?

Сумчатые: коала, кенгуру, сумчатый волк, опоссум.

Черты: плацента отсутствуют, детеныши рождаются недоразвитыми и очень мелкими, вынашиваются в сумке; мозг очень примитивен; температура ниже, чем у плацентраных и непостоянна.

183. Назовите основные признаки плацентарных млекопитающих, которые указывают на их более высокую организацию по сравнению с первозверями и сумчатыми.

Плацентарные, или высшие звери - наиболее распространенный инфракласс млекопитающих, считающихся наиболее высокоразвитыми. Отличительным признаком плацентарных является рождение в относительно развитой стадии. Это возможно благодаря наличию плаценты, через которую эмбрион получает от матери питательные вещества и антитела и избавляется от продуктов жизнедеятельности. Зародыш их развивается в матке матери, покрыт плацентой и питается, дышит через пуповину. У плацентарных хорошо развит мозг, особенно передний и мозжечок, харакрено сложное поведение, забота о потомстве.

184. К каким отрядам относятся: бурозубка, крылан, рысь, бегемот?

бурозубка - отряд Землеройкообразные;

крылан - отряд Рукокрылые;

рысь - отряд Хищные;

бегемот - отряд Парнокопытные.