[科普中国]-脊椎动物亚门

脊椎动物亚门（Vertebrata）是动物界中结构最复杂，进化地位最高的类群。形态结构彼此悬殊，生活方式千差万别。该亚门包括：圆口纲、软骨鱼纲、硬骨鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲。各纲的特征虽然有显著差别，但组成躯体的器官系统及其功能基本一致。1

简介脊椎动物亚门（Vertebrata）是动物界中结构最复杂，进化地位最高的类群。形态结构彼此悬殊，生活方式千差万别。除具脊索动物的共同特征外，其他特征还有：出现明显的头部，中枢神经系统成管状，前端扩大为脑，其后方分化出脊髓。大多数种类的脊索只见于发育早期（圆口纲、软骨鱼纲和硬骨鱼纲例外），以后即为由单个的脊椎骨连接而成的脊柱所代替。原生水生动物用鳃呼吸，次生水生动物和陆栖动物只在胚胎期出现鳃裂，成体则用肺呼吸。除圆口纲外，都具备上、下颌。循环系统较完善，出现能收缩的心脏，促进血液循环，有利于提高生理机能。用构造复杂的肾脏代替简单的肾管，提高排泄机能，由新陈代谢产生的大量废物能更有效地排出体外。除圆口纲外，水生动物具偶鳍，陆生动物具成对的附肢。该亚门包括：圆口纲、软骨鱼纲、硬骨鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲。各纲的特征虽然有显著差别，但组成躯体的器官系统及其功能基本一致。1

进化特征出现明显的头部，中枢神经系统成管状，前端扩大为脑，其后方分化出脊髓。大多数种类的脊索只见于发育早期（圆口纲、软骨鱼纲和硬骨鱼纲例外），以后即为由单个的脊椎骨连接而成的脊柱所代替。除圆口纲外，都具备上、下颌。循环系统较完善，出现能收缩的心脏，促进血液循环，有利于提高生理机能。用构造复杂的肾脏代替简单的肾管，提高排泄机能，由新陈代谢产生的大量废物能更有效地排出体外。除圆口纲外，水生动物具偶鳍，陆生动物具成对的附肢。1

运动系统一、 圆口纲

1、 骨骼系统：仅有软骨，无硬骨。 (1)头骨：无上下颌。颅骨不完全。(2)咽骨(咽颅):为一软骨条相编结而成的软骨篮，称鳃笼，与其他脊椎动物的咽弓没有同源关系，鳃笼紧贴在皮下，包在鳃囊外面，不分节;而咽弓是分节的，着生于咽内壁。

2、 脊索：脊索终生保留。

3、 鳍:无偶鳍。具奇鳍 。

4、肌肉保持原始分节，与文昌鱼类似。

二、 鱼纲

1、体形： 纺锤形：适应快速持久游泳 侧扁型：游泳不多但敏捷 平扁形：行动迟缓，底栖生活 河豚型：不善游泳。鳗鲡型：穴居生活 。

2。鳍：奇鳍：背鳍、臀鳍、尾鳍（软骨鱼歪型尾，硬骨鱼正型尾） 偶鳍：胸鳍、腹鳍 ；

3、皮肤和鳞片：皮肤分表皮和真皮，表皮无角质层有大量粘液腺，真皮内有鳞片，皮下组织少鳞片分盾鳞（软骨鱼特有，由基板和棘构成，与齿同源）、硬鳞、骨鳞（分圆鳞和栉鳞）。后两种为硬骨鱼特有，完全来源于中胚层。

4.骨骼系统：中轴骨：头骨、脊柱、肋骨（硬骨鱼较发达）；附肢骨：带骨（肩带、腰带）、鳍骨（胸鳍、腹鳍）、奇鳍骨；

5、肌肉系统：躯干肌（上、下轴肌）、头部肌肉（腮肌）、附肢肌。

三、 两栖纲

1、头骨：脑腔狭小，无眶间隔，脑颅属于平颅型。不高，骨块数目少。蚓螈类骨片大，排列紧凑无大孔洞。 由外枕骨形成。脑颅连接为自接型。失去连接脑颅与咽颅的悬器作用，进入中耳腔，形成传导声波的耳柱骨。舌弓的其它部分和鳃弓的一部分成为舌器支持舌，舌骨体由基舌软骨愈合而成，前角由角舌软骨形成，后角由第1对鳃弓演化成。 成体鳃弓大部分消失，小部分演变为勺状软骨和环状软骨及气管环。蝌蚪有4对鳃弓

2、脊柱：颈椎1枚，呈环状叫寰椎。躯干椎椎体前凹型，盘舌蟾科为后凹型，有尾两栖类为双凹型。椎体为二种类型者叫参差型椎体。 荐椎1枚，椎体前面与躯干椎相关节，后面与尾杆骨相关节。横突发达与髂骨相连。 无尾目尾椎愈合成一根尾杆骨。有尾两栖类尾椎在20枚以上。

3、骨和附肢骨

肩胛骨、乌喙骨、上乌喙骨、锁骨组成。腹面正中有胸骨与肩带连接构成胸廓，肩带与前肢连接处形成肩臼。锁骨为膜性骨。固胸型：肩带的左右上乌喙骨在腹中线处相互平行愈合在一起。弧胸型：两侧肩带的上乌喙骨在腹中线彼此重迭愈合。 胸骨 陆生脊椎动物特有的结构。腰带 由髂骨、坐骨、耻骨构成。三骨相连接处形成凹窝叫髋臼，与股骨相关节。蛙适应跳跃生活，髂骨特别长。

4、附肢骨 五趾型附肢。

前肢：上臂、前臂（桡、尺骨愈合）、腕骨6、掌骨5、指骨4（第1指骨退化）。后肢：股骨、小腿骨（胫、腓骨愈合）、跗骨5、蹠骨5、趾骨5。

5、肌肉系统

由于登陆后运动复杂化：跳跃、爬行、飞翔等，两栖类肌肉有以下特点：原始肌肉分节现象已不明显，肌隔消失，大部分肌节愈合并经过移位，分化成许多形状、功能各异的肌肉。只在腹直肌上可见数条横行的腱划为肌节的遗迹。鲵螈类躯干两侧的轴肌和肌隔仍发达。 附肢肌由于运动的多样性而更为发达。外生肌：肌肉起点在躯干上，止点在附肢上。收缩时使附肢依躯干作整体运动（鱼类已有）。内生肌：肌肉的起、止点都在附肢骨骼上，收缩时附肢各部分可作相应的局部运动（绕肘关节、腕关节、膝关节、踝关节）。蛙、蟾类后肢肌发达。随着鳃消失、鳃弓改造、鳃节肌也发生变化，大部分退化；一部分转为咽喉部肌肉。

两栖类的各种运动很少是一块肌肉完成的，而是由两组或多组作用相反的肌群共同协调起作用。 四、 爬行纲

1、皮肤：本纲动物皮肤无呼吸功能,也绝少皮肤腺,这可以防止体内水分蒸发。真皮富含色素细胞且很薄。角质鳞与鱼类鳞片来源不同，前者来源于表皮。蜥蜴和蛇有双层角质鳞，有蜕皮现象。

2、外形：蜥蜴型、蛇型、龟鳖型。身体分为头、颈、躯干、尾、四肢五部分。

3、骨骼系统：头颅的软骨颅，除鼻软骨囊外，全部骨化，外面更有膜成骨掩覆，以一个主要由基枕骨形成的枕髁与脊柱相关联。脊柱分化为颈椎、胸腰椎、荐椎、尾椎。颈部明显，第1、2枚颈椎骨分别特化为寰椎与枢椎，头部能灵活转动，胸椎连有胸肋，与胸骨围成胸廓以保护内脏。这是动物界首次出现的胸廓。腰椎与两枚以上的荐椎相关联，外接后肢，正如肩带的连接前肢。除四肢消失的种类(如蛇类)外，一般有两对5出的掌型肢（少数的前肢4出），水生种类掌形如桨，指、趾间连蹼以利于游泳，足部关节不在胫跗间而在两列跗骨间,成为跗间关节。四肢从体侧横出,不便直立；体腹常着地面，行动是典型的爬行；只少数体型轻捷的能疾速行进。断尾为某些蜥蜴的尾椎骨上自残部分受外力挤压而断裂的现象。

4.肌肉系统：原始分节现象消失，躯干肌与四肢肌较复杂，具有陆栖动物特有肋间肌与皮肤肌。

五、 鸟纲

1、 肌肉：肌肉集中在身体中部，胸肌发达。另具栖肌和鸣肌，皮下肌也较发达。

2、 骨骼系统：鸟类适应于飞翔生活，在骨骼系统有显著的特化，表现为骨骼轻而坚固，骨骼内具充满气体的腔隙。头骨、脊柱、骨盆、和肢骨有愈合现象。肢骨和带骨有较大的变形，头骨薄而轻且愈合，单枕髁（kē).脊椎分化为颈椎、胸椎、腰椎、荐椎和尾椎五部分。颈椎，为异凹形椎骨，第一枚称寰椎，第二枚称枢椎。胸椎5~6枚，与硬骨质的肋骨和胸骨联合构成胸廓。会飞的鸟类胸骨发达，具龙骨突，有少数胸椎、腰椎、荐椎及一部分尾椎愈合而成。综荐骨，是鸟类所特有的结构。具开放式的骨盆。

鸟的前肢覆盖着初级与次级飞羽和覆羽，从而变成飞翔的构造，尾羽能在飞翔中起定向和平衡作用。现代鸟类的骨骼系统以轻和坚固为主要特征，无牙齿，尾骨退化，无膀胱，可减轻体重；骨腔内充气，头骨、下部脊椎和骨盆愈合，鸟体坚实而轻便，以提高飞行效率。飞行鸟类胸骨极其发达，有龙骨突使胸肌附着，便于迅速驱动翅膀运动。

跗骨与胫骨和跖骨分别愈合成跗胫骨和跗跖骨，足跟离地，增加了起落时的弹性。大多数鸟类4趾。拇趾向后，有利于抓握树枝。由于趾屈肌肌腱的特殊结构，在栖息时，趾不会松脱。鸟类的取食、梳理羽毛、筑巢以及防御活动，均由嘴来完成，因而颈部较长，有多个相连的马鞍形颈骨，运动极为灵活。

六、 哺乳纲

1、骨骼 ：哺乳类的骨路系统十分发达，支持、保护和运动的功能进一步完善化。 脊柱分区明显，结构坚实而灵活。四肢下移至腹面，出现肘(elbow)和膝(knee)，将躯体撑起，适宜在陆上快速运动。

哺乳动物骨骼系统的演化趋向是：①骨化完全，为肌肉的附着提供充分的支持；②愈合和简化，增大了坚固性并保证轻便；③提高了中轴骨的韧性，使四肢得以较大的速度和范围(步幅)活动；④长骨的生长限于早期，与爬行类的终生生长不同，提高了骨的坚固性并有利于骨骼肌的完善。

2、肌肉：与爬行类相似，但更加发达和复杂化。 四肢肌肉发达。

具特有的隔肌，参与形成分隔胸腔和腹腔的横隔，其收缩舒张参与呼吸动作。 皮肤肌发达；在灵长类面部出现表情肌。头部有强大的咀嚼肌附着于颧弓。 腹部的腹直肌仍保留原始分节状态。1

消化系统一、 圆口纲 ：无真正的齿。具角质齿。肛门与泄殖孔分开。出现独立的肝脏。，胰腺细胞散布于肠壁

二、 鱼纲

消化腺：胃腺、肠腺、肝脏和胰腺（后两者大部分硬骨鱼合并）。无唾液腺。消化道：口、口咽腔、食道、胃（有的无）、肠（某些有幽门盲囊或螺旋瓣）、泄殖腔。口中有齿，消化道 分化不明显。

三、 两栖纲

消化道 ：1、口咽腔 牙齿为多出性，同型齿。蛙类具上颌齿（上颌骨边缘）、犁骨齿（口咽腔顶壁，2簇），蟾蜍类无齿，有尾目具犁骨齿；蚓螈目上下颌及犁、腭骨均具齿。鲵螈类具颌齿1-2排。作用为防止食物滑脱。舌位于口咽腔底部，肌肉质。无尾两栖类舌根位于下颌前部，舌尖游离，蛙类有深浅不同的分叉，蟾蜍类无分叉。鲵螈类舌呈垫状，活动性差，后部粘膜有粘液腺和味蕾。颌间腺位于前颌骨和鼻囊之间，开口于口咽腔前部。内鼻孔位于犁骨外侧。耳咽管孔位于口咽腔顶部近口角处。雄黑斑蛙近口角处有声囊孔。喉门为口腔后部一纵裂开口，下通气管。食道开口位于喉门后边。2、食道 短，紧贴椎下肌，与胃相通。3、胃 位于体腔左侧，与食道相连的一端叫贲门，与十二指肠连接的一端叫幽门。胃壁粘膜层含有许多管状胃腺，分泌胃液。胃壁肌肉层很厚，肌肉舒缩胃蠕动。4、小肠 十二指肠、回肠。十二指肠壁上有胆总管开口，输入胆汁、胰液消化蛋白质和脂肪。小肠具吸收机能。5、大肠 粗、短，又叫直肠，直径为小肠的2倍多，与泄直腔相通。功能为吸收水分，聚集、排出食物残渣。消化管内壁有发达程度不同、数目不等的纵褶和腺体。肠的长度与食性有关：肉食性肠短，草食性肠长。成蛙肠的长度为体长的2倍，蝌蚪肠的长度为体长的9倍。6、泄殖腔 壁上有肛门开口、输尿管开口、生殖导管开口，以泄殖孔与外界相通。

消化腺：1、肝脏 位于体腔前部，左、右两大叶和一较小的中叶。左叶有1切迹将其分为前、后两部分。左右两叶间有一绿色球状胆囊，有两根管与之相通，1根与肝管相通将胆汁送入胆囊，1根与胆总管相通，将胆汁由胆囊送入胆总管。2、胰脏 位于十二指肠与胃之间的系膜上，呈不规则分支状的淡黄色腺体。胰脏细胞分泌胰液经胰管送入胆总管与胆汁一起进入十二指肠。

四、 爬行纲

牙齿分侧生齿、端生齿、槽生齿，并有异形齿分化（有的特华为毒牙）。口腔腺体与肌肉质舌发达，出现盲肠的雏形

五、 鸟纲

鸟类主要靠角质喙和灵活的舌部摄取食物，无齿。某些鸟的食道下端膨大，成为贮藏和软化食物的嗉囊，但粉碎食物主要由发达的肌胃来完成。肌胃中常存有砂粒以助研磨。鸟类消化腺发达，消化力强，消化迅速，大肠短，不储存粪便。

六、 哺乳纲

1、消化管

消化管的基本功能是传送食糜、完成机械消化和化学消化以及吸收养分。 直肠直接以肛门开口于体外(泄殖腔消失)是哺乳类与低等脊椎动物的显著区别。 哺乳类胃的形态与食性相关。大多数哺乳类为单胃。

食草动物中的反刍类（ruminant）则具有复杂的复胃(反刍胃)。反刍胃一般由4室组成，即瘤胃(rumen)、网胃(蜂巢胃)(reticulum)、瓣胃(omasum)和皱胃(abomasum)。其中前3个胃室为食道的变形，皱胃为胃本体，具有腺上皮，能分泌胃液。

反刍(rumination) 过程是：当混有大量唾液的纤维质食物(如干草)进人瘤胃以后，在微生物(细菌、纤毛虫和真菌)作用下发酵分解(有时也能进入网胃)。存于瘤胃和网胃内的粗糙食物上浮，刺激瘤胃前庭和食道沟，引起逆呕反射，将粗糙食物逆行经食道入口再行咀嚼。咀嚼后的细碎和比重较大的食物再经瘤胃与网胃的底部，最后达于皱胃。这种反刍过程可反复进行，直至食物充分分解为止。

哺乳类小肠高度分化，小肠粘膜富有绒毛、血管和淋巴管，加强了对营养物质的吸收作用。小肠具乳糜管(1acteal)，为输送脂肪的一种淋巴管，外观呈现乳白色。小肠与大肠交界处为盲肠，草食性种类特别发达，在细菌的作用下，有助于植物纤维的消化。大肠分为结肠与直肠。

2、消化腺 哺乳类的消化腺除口腔的唾液腺以外，在小肠附近尚有肝脏和胰脏，分别分泌胆汁和胰液，注入十二指肠。1

生活习性原生水生动物用鳃呼吸，次生水生动物和陆栖动物只在胚胎期出现鳃裂，成体则用肺呼吸。

繁殖有3种类型：卵生、卵胎生或胎生。1

物种分类圆口纲(Cyclostomata)

软骨鱼纲

硬骨鱼纲

两栖纲(Amphibia)

爬行纲(Reptilia)

鸟纲(Aves)

哺乳纲(Mammalia)。1

本词条内容贡献者为:

郭亮 - 副教授 - 中国海洋大学