鳄雀鳝_图片

鳄雀鳝_图片

中文学名: 鳄雀鳝
拉丁学名:Atractosteus spatula
别 称:幽灵火箭,福鳄,大雀鳝
界 :动物界
门:脊索动物门
亚 门:脊椎动物亚门
纲:辐鳍鱼纲
目:雀鳝目
科: 雀鳝科
属: 大雀鳝属(骨雀鳝属)
种: 鳄雀鳝
亚 种: 无亚种
命名者及年代: Lacépède, 1803
英文名称: Alligator gar
同义学名:Atractosteus adamantinus
同义学名:Atractosteus lucius
同义学名:Esox cepedianus
同义学名:Lepisosteus berlandieri
同义学名:Lepisosteus ferox
同义学名:Lepisosteus spatula
同义学名:Litholepis adamantinus

简介

鳄雀鳝(学名:Atractosteus spatula):是北美7种雀鳝鱼中最大的一种,能长到3米。体延长,上下颌亦长。口裂深,具锐齿。背、臀鳍相对并位于体后部;无脂鳍;腹鳍腹位。各鳍无硬刺。侧线完全。鳔有鳔管与食道背部相联,鳔多分室,形如肺,鳔壁密布微血管,可营气体代谢。体被菱形硬鳞,具后凹椎体及近歪形尾,系低等硬骨鱼。
为大型凶猛鱼类,主要生活于纯淡水,偶入咸淡水。喜单独生活。卵有毒,呈绿色,粘附于水草或砾石上。孵化后幼体仍悬垂在固着物上。鱼肉可食。主要分布在从墨西哥到美国弗罗里达州的墨西哥湾沿岸河流和河口水域,密苏里河和俄亥俄河下游,以至尼加拉瓜境内的两个湖泊。

物种学史
鳄雀鳝是北美洲南部特产淡水巨型食肉鱼,属史前鱼类,在地球上已生存1亿多年。它的名字来源于吻部的外形,全身长硬鳞质的超硬珐琅质鱼鳞(硬度与人的牙齿相当)。化石始自上白垩纪。古时遍布北美、欧洲、印度及非洲,现在仅见于北美东侧、中美和古巴。为大型凶猛鱼类。
起先所有雀鳝目的物种都只分类在雀鳝属中。后来,康斯坦丁·萨缪尔·拉方斯克-舒马茨(Constantine Samuel Rafinesque-Schmaltz)于1818年替福鳄起了Atractosteus adamantinus的学名,并编入大雀鳝属中,不过一路以来,大雀鳝属都被认为是雀鳝属的异名。于1976年,大雀鳝属才正式被确认。
形态特征
鳄雀鳝体长1.2-1.8米,体重45-72千克,雌性比雄性略大,是现存7种雀鳝中体型最大的一种。鱼身呈长筒形,吻部前突,跟鳄鱼一样的短吻和上下颚密布两排匕首般锋利的牙齿,因此得名。身体覆盖着一层菱形釉层的硬磷,像是穿着钢盔铁甲。背部呈褐色或橄榄色,腹部则较为浅色。鳞片是菱形硬鳞,美洲印第安人有时会拿来作为宝石。雌鱼比雄鱼略大,是现存雀鳝目中体型最大的一种。[1]
鳄雀鳝的颜色通常为深橄榄绿色,背两侧是褪色的灰白色,腹部白色。鳞片大而硬,背部中间点缀有不同深浅的伪装黑色,也有浅色金白斑混合期间。背鳍,尾鳍和臀鳍有黑点,大多是橄榄绿色或灰色,而臀鳍和胸鳍一般都是灰白为或白色。翅片,特别是腹部,腹鳞通常具有红粉色色调,这可能与血管饱和有关。[1]
最大的可达3米。体延长,上下颌亦长。口裂深,具锐齿。背、臀鳍相对并位于体后部;无脂鳍;腹鳍腹位。各鳍无硬刺。侧线完全。鳔有鳔管与食道背部相联,鳔多分室,形如肺,鳔壁密布微血管,可营气体代谢。体被菱形硬鳞,具后凹椎体及近歪形尾,系低等硬骨鱼。为大型凶猛鱼类。[2]
栖息环境
鳄雀鳝栖息于热带及亚热带的河流、湖泊、沼泽等淡水环境中,偶尔进入河口或海滨等咸水区活动,单独生活,日行性,白天通常浮在水面上晒太阳,隆冬季节潜入深水区休眠。[1]
生活习性
鳄雀鳝是肉食鱼类,具有极强的破坏性,如若放到天然水域,会对当地的水体生态系统带来灭顶之灾,“只要是水里的活物,它几乎通吃”。而且,它的卵有剧毒。如果人去惹它,或者它受惊了,会出现攻击人类的情况。[3]
鳄雀鳝没有咀嚼的功能,它们进食只能靠吞,最大可以吞下身体1/4的食物,主要以其它鱼类为食。
福鳄被指有凶残攻击人类的倾向,大部分发生在路易斯安娜州的庞恰特雷恩湖中。《新奥尔良报》曾发表文章称福鳄对人类生命的威胁大于“食人鲨”。但是事实上并没有多少证据表明这种鱼类确实对人类具有攻击性。经研究表明,鳄雀鳝没有强劲的咬合力,不会主动功击体形大于自身1/2的猎物或人。

分布范围

鳄雀鳝分布于墨西哥到美国的墨西哥湾沿岸,密苏里河和俄亥俄河,尼加拉瓜。

繁殖方式
鳄雀鳝每年5-8月交配产卵,雌鱼每次产下14-20万枚卵,但只有极少数侥幸躲过天敌成功孵化,卵呈淡绿色,为粘性,粘附于水草或砾石上,孵化期约6-8天,雄性6岁左右性成熟,雌性则长达11年,寿命26-50年,最高记录75年。
种群现状
由于什么都吃的缘故,鳄雀鳝栖息的水域内很少有其它鱼类生存,影响渔民收获,各地政府为了保护水体生态而批准捕猎,只是这种鱼极难捕获,虽然贪吃的鳄雀鳝很容易上钩,但它的满嘴利齿能咬断钢丝做成的鱼线,而且上钩后拼命折腾。但实际鳄雀鳝并不贪吃,就是长达七八米的福鳄,解剖后的胃部大多是空无一物,便可以证明了。由于鳄雀鳝一度被人们误解,遭到当地居民大量屠杀,已濒临灭绝,已被美国动物协会列入濒临灭绝动物。[6]
饲养方法
来到家庭鱼缸里的鳄雀鳝虽然无法长到野生环境的惊人长度,但要破米还是没问题的。它的食量和生长速度较其他雀鳝伙伴都更高一筹,深黑单调的体色则是它区别于其他同胞的标志。另外,如前所说,鳄雀鳝的吻部也不似其他“尖嘴鳄”那样又细又长,而是十分宽阔粗壮,内中生满了利齿,就像真正的鳄鱼一样,这也是“鳄雀鳝”这个名字的由来。[7]
和大多数古老鱼类一样,雀鳝一族都有着良好的适应力——这也是它们能够存活至今的最大本钱——水箱里的环境只要别太次,它们基本上都能是“吃的饱,睡的好”。而饲养鳄雀鳝的乐趣,便是看着它庞大的身躯在水中静静飘过,投射的身影好像一片阴云一般盖住下面的小杂鱼;在最后一刻,尖牙出击,导弹一样的身体迅猛出现在猎物身后,一口收关。如果完整欣赏了以上的捕猎内容,相信您就一定明白“幽灵火箭”这个商品名称是怎么回事了。[7]
相关报导
亚洲鲤鱼作为外来物种入美后,因繁殖力强且当地人不喜食用,泛滥成灾。日前,不堪其扰的美国人终于想到大招:北美巨型食肉鱼鳄雀鳝!几十年前,鳄雀鳝曾因攻击垂钓者遭捕杀,数量大减。如今因为亚洲鲤鱼,这种原本讨人嫌的物种得以咸鱼翻身。
鳄雀鳝是肉食鱼类,具有极强的破坏性,如若放到天然水域,会对当地的水体生态系统带来灭顶之灾,“只要是水里的活物,它几乎通吃”。

雀鳝目

雀鳝目,硬骨鱼纲辐鳍鱼亚纲的1目,本目只有雀鳝科1科,雀鳝属1属共有7种。一般体长1~2米,最大的可达3米。体延长,上下颌亦长。口裂深,具锐齿。背、臀鳍相对并位于体后部;无脂鳍;腹鳍腹位。各鳍无硬刺。侧线完全,侧线鳞50~65。鳔有鳔管与食道背部相联,鳔多分室,形如肺,鳔壁密布微血管,可营气体代谢。体被菱形硬鳞,具后凹椎体及近歪形尾,系低等硬骨鱼。化石始自上白垩统。

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。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。

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。

脊索动物门

脊索动物门是动物界最高等的一门,也是其发展得最成功的一类。其共同特征是在其个体发育全过程或某一时期具有脊索、背神经管和鳃裂(即脊索动物门的三大特征)。
脊索动物包括尾索动物、头索动物和脊椎动物。除以上主要特征外,脊索动物还具有一些次要特征:密闭式循环系统(尾索动物除外),心脏如存在,总位于消化管的腹面;肛后尾,即位于肛门后方的尾,存在于生活史的某一阶段或终生存在;具有胚层形成的内骨胳。至于后口、两侧对称、三胚层、真体腔和分节性等特征则是某些无脊椎动物也具有的。
已知约7万多种,现生的种类有4万多种,分3个亚门:尾索动物亚门(Urochorda),如异体住囊虫(Oikopleura dioica)、柄海鞘(Styela clava);头索动物亚门Cephalochordata,如文昌鱼(Branchiostoma belcheri);脊椎动物亚门(Vertebrata),为此门最重要和最多的类群,包括圆口纲(Cyclostomata)、软骨鱼纲(Chondrichthyes)、硬骨鱼纲(Osteichthyes)、两栖纲(Amphibia)、爬行纲(Reptilia)、鸟纲(Aves)和哺乳纲(Mammalia)。

生物起源

脊索动物无疑是由无脊椎动物起源的。而其中的棘皮动物和半索动物与脊索动物的亲缘关系较近的观点为大多数人所接受。
经推测,脊索动物的祖先可能类似于尾索动物的幼体,它向两个方向发展,一是经过变态,成体为固者生活,具鳃裂作为取食和呼吸器官;另一个方向是幼体期延长并适应新的生活环境,不再变态,产生生殖腺并进行繁殖(即幼体性成熟),进而发展出新的一类动物,即具有脊索、背神经管和鳃裂的自由运动的脊索动物;之后分化为有颌类(鱼类祖先)和无颌类。[1]

形态特征

共同特征
脊索
位于消化道和神经管之间的一条棒状结构,具有支持功能,所有脊索动物的胚胎期具有脊索,但在以后的生活中或终生保留(尾索动物亚门、头索动物亚门),或退化并被脊柱(vertebral column)代替。
脊索来源于胚胎期的原肠背壁,即脊索中胚层。经加厚、分化、外突,最后脱离原肠而成脊索。脊索由富含液泡的脊索细胞组成,外面围有脊索细胞所分泌而形成的结缔组织性质的脊索鞘(notochordal sheath)。脊索鞘常包括内外两层,分别为纤维组织鞘(fibrous sheath)和弹性组织鞘(elastic sheeth)。充满液泡的脊索细胞由于产生膨压,使整条脊索既具弹性,又有硬度, 从而起到骨骼的基本作用。
低等脊索动物中,脊索终生存在或仅见于幼体时期。高等脊索动物只在胚胎期间出现脊索,发育完全时即被分节的骨质脊柱(vertebral column)所取代。组成脊索或脊柱等内骨骼(endoskeleton)的细胞,都能随同动物体发育而不断生长。而无脊椎动物则缺乏脊索或脊柱等内骨骼,通常仅身体表面被有几丁质等外骨骼(exoskeleton)。脊索的出现在动物演化史上具有重要意义。表现在:
①脊索(以及脊柱)构成支撑躯体的主梁,是体重的受力者,也是内脏器官得到有力的支持和保护。
②运动肌肉获得坚强的支点,在运动时不致由于肌肉的收缩而使躯体缩短或变形,因而向“大型化”发展。同时,脊索的中轴支撑作用也能使动物体更有效地完成定向运动,对于主动捕食及逃避敌害都更为准确、迅速。
③脊椎动物头骨的形成、颌的出现以及椎管对中枢神经的保护,都是在此基础上进一步完善化的发展。
脊髓(dorsal tubular nerve cord)
位于脊索背面中空管状的中枢神经系统。脊椎动物神经管前端膨大成脑,脑后部分形成脊髓。
由胚体背中部的外胚层内陷形成。背神经管在高等种类中前、后分化为脑和脊髓。神经管腔(neurocoele)在脑内形成脑室(cerebral ventricle),在脊髓中成为中央管(centralcanal)。无脊椎动物神经系统的中枢部分为一条实性的腹神经索(ventral nerve cord),位于消化道的腹面。[1]
鳃裂
咽部两侧一系列左右成对排列的裂缝,直接或间接与外界相通。低等脊索动物及鱼类的鳃裂终生存在,其他脊椎动物仅在胚胎期有鳃裂。来源于外胚层和内胚层
低等脊索动物在消化道前端的咽部两侧有一系列左右成对排列、数目不等的裂孔,直接开口于体表或以一个共同的开口间接地与外界相通,这些裂孔就是咽鳃裂。低等水栖脊索动物的鳃裂终生存在并附生着布满血管的鳃,作为呼吸器官,陆栖高等脊索动物仅在胚胎期或幼体期(如两栖纲的蝌蚪)具有鳃裂,随同发育成长最终完全消失。无脊椎动物的鳃不位于咽部,用作呼吸的器官有软体动物的栉鳃以及节肢动物的肢鳃、尾鳃、气管等。[1]
肛尾
尾在肛门后方。肛后尾在所有的脊索动物中出现,至少在胚胎期(如人类)出现。
以上的前3个特征是脊索动物的主要3大特征,此外的肛后尾及闭管式循环系统(尾索动物除外);心脏位于消化道腹面;胚胎期原肠胚的发育类型为原口;分节的肌节,附着在不分节的躯干上等特征为脊索动物的次要特征。
无脊椎动物的肛孔常开口在躯干部的末端。[1]
循环系统
位于消化道的腹面,循环系统为闭管式。无脊椎动物的心脏及主动脉在消化道的背面,循环系统大多为开管式。
在上述特征中,具有脊索、背神经管和咽鳃裂是区别脊索动物和无脊椎动物最主要的3个基本特征。此外,脊索动物还有一些性状同样也见于高等无脊椎动物的,例如三胚层、后口、存在次级体腔、两侧对称的体制、身体和某些器官的分节现象等。这些共同点表明脊索动物是由无脊椎动物进化而来的。[1]
尾索动物
1、体壁:柄海鞘的体壁即是包藏内部器官的外套膜(mantle),外套膜除了表面一层外胚层的上皮细胞外,还参杂着来源于中胚层的肌肉纤维,以支配身体及出、入水孔的伸缩和开关。体壁能分泌一种化学成分类似植物纤维素的被囊素(tunicin),并由此形成包围在动物体外的被囊,这就是被囊动物名称的由来。在整个动物界中,体壁能分泌被囊素的动物,至今仅发现于尾索动物和少数原生动物。外套膜在入水孔和出水孔的边缘处与被囊汇合,汇合处有环形括约肌控制管孔的启闭。内部器官中只有咽的上缘及腹面的一部分与外套膜愈合。柄海鞘的被囊表面通常不易被其它动物所附着,但是同种个体却能重叠附生,这对种群的繁衍显然是有积极意义的。[2]
2、消化和呼吸系统:入水孔的底部有口,通过四周长有触手的缘膜就是宽大的咽,咽几乎占据了身体的大半部(3/4),咽壁被许多细小的鳃裂所贯穿。从口进入咽内的水流经过鳃裂,到达围着咽外的围鳃腔中,然后 经出水孔排出。围鳃腔是由身体表面陷入内部所形成的空腔,因其不断扩大,从而将身体前部原有的体腔逐渐挤小,最终在咽部完全消失。由于鳃裂的间隔里分布着丰富的毛细血管,因此当水流携带着食物微粒通过鳃裂时就能进行气体交换,完成呼吸作用。咽腔的内壁生有纤毛,其背、腹侧的中央各有一沟状结构,分别称为背板(dorsal lamina或咽上沟epipharyngeal groove)和内柱(endostyle),沟内有腺细胞和纤毛细胞;背板和内柱上下相对,在咽的前端以围咽沟(peripharyngeal groove)相连,腺细胞能分泌粘液,使沉入内柱的食物粘聚成团,由沟内的纤毛摆动,将食物团从内柱推向前行,经围咽沟沿背板往后导入食道、胃及肠进行消化。肠开口于围鳃腔,不能消化的残渣通过围鳃腔,随水流经出水孔排出体外。[2]
3、循环方式和排泄器官:心脏位于身体腹面靠近胃部的围心腔(pericardial cavity)内,藉围心膜的伸缩而搏动。心脏两端各发出一条血管,前端一条为鳃血管,沿咽腹发出分支到鳃裂间的咽壁上;后端一条称肠血管,分支到各内脏器官并注血进入器官组织的血窦之间,所以是开管式的血液循环。柄海鞘具有特殊的可逆式血液循环流向,即心脏收缩有周期性间歇,当它的前端连续搏动时,血液不断地由鳃血管压出至鳃部,接着心脏有短暂的停歇,容纳鳃部的血液流回心脏,然后于其后端开始搏动,将血液注入肠血管而分布到内脏器官的组织间。因此,柄海鞘的血管既无动脉和静脉之分,血液也无固定的单向流动方向,这种独特的血液循环方式在动物界中是绝无仅有的。[2]
柄海鞘无专门的排泄器官,仅在肠附近有一堆具排泄机能的细胞,称为小肾囊(renal vesicles),其中常含尿酸结晶。
4、神经:柄海鞘的成体营固着生活,神经系统和感觉器官均甚退化,中枢神经只是一个没有内腔的神经节(nervus ganglion),圆而坚硬,状如小瘤,位于入水孔和出水孔之间的外套膜壁内,由此分出若干神经分支到身体各部,神经节旁有一无色透明而略为膨大的神经腺(neural gland,相当高等动物的脑下腺hypophy-sis)。无专门的感觉器官,仅于入水管孔、出水管孔的缘膜和外套膜上有少量散在的感觉细胞。
5、生殖系统:雌雄同体,生殖腺位于肠环间和外套膜内壁上。精巢大,呈分支状,为乳白色颗粒状小块;卵巢长管状,呈淡黄色,内含许多圆形的卵细胞;两者紧贴重叠,分别以单根生殖导管(gonoduct)将成熟的性细胞输入围鳃腔,然后经出水管孔排至体外,或在围鳃腔内与另一海鞘的生殖细胞相遇受精。[2]
头索动物
1、皮肤:皮肤薄而半透明,由单层柱形细胞的表皮和冻胶状结缔组织的真皮两部分构成,表皮外覆有一层角皮层(cuticle)。表皮外在幼体期生有纤毛,成长后则消失殆尽。
2、骨骼:文昌鱼尚未形成骨质的骨骼,主要是以纵贯全身的脊索作为支持动物体的中轴支架。脊索外围有脊索鞘膜,并与背神经管的外膜、肌节之间的肌隔、皮下结缔组织等连续。脊索细胞呈扁盘状,其超显微结构与双壳类软体动物的肌细胞比较相似,收缩时可增加脊索的硬度。此外,在口笠触须、缘膜触手、轮器内部也都有角质物支持,奇鳍和鳃裂的鳍条(fin rays)及鳃条(gill bar)由结缔组织支持。
3、肌肉:文昌鱼背部的肌肉厚实而腹部比较单薄,与无脊椎动物周身体壁厚薄均匀的情况不同。全身主要的肌肉是60多对按节排列于体侧的较原始的"V"字形肌节(myomere),尖端朝前,肌节间被结缔组织的肌隔(myocomma)所分开。两侧的肌节互不对称,便于文昌鱼在水平方向作弯曲运动。此外,还有分布在围鳃腔腹面的横肌和口缘膜上的括约肌等,控制围鳃腔的排水及口孔的大小。[3]
4、消化和呼吸器官:文昌鱼靠轮器和咽部纤毛的摆动,使带有食物微粒的水流经口入咽,食物被滤下留在咽内,而水则通过咽壁的鳃裂至围鳃腔,然后由腹孔排出体外。作为收集食物和呼吸场所的咽部极度扩大,几乎占据身体全长的1/2,咽腔内的构造与尾索动物相似,也具有内柱、咽上沟和围咽沟等。文昌鱼幼体的鳃裂直接开口于体表,后来形成围鳃腔,以腹孔作为咽部鳃裂的总出水口。该摄食方式为被动滤食摄食。[3]
咽内的食物微粒被内柱细胞的分泌物粘结成团,再由纤毛运动使它从后向前流动,经围咽沟转到咽上沟,往后推送进入肠内。肠为一直管,向前伸出一个盲囊,突入咽的右侧,称为肝盲囊(hepatic diverticulum),能分泌消化液,与脊椎动物的肝脏为同源器官。食物团中的小微粒可进入肝盲囊,被肝盲囊细胞所吞噬,营细胞内消化,大微粒在肠内分解成小微粒后,也转到肝盲囊中进行细胞内消化,未消化的物质由肝盲囊重返肠中,在后肠部进行消化和吸收。肠的末端开口于身体左侧的肛门。[3]
咽腔是文昌鱼完成呼吸作用的部位。咽壁两侧有60多对鳃裂,彼此以鳃条分开,鳃裂内壁布有纤毛上皮细胞和血管。水流进入口和咽时,藉纤毛上皮细胞的纤毛运动,通过鳃裂,并使之与血管内的血液进行气体交换,最后,水再由围鳃腔经腹孔排出体外。有人认为文昌鱼纤薄的皮肤也具有直接从水中摄取氧气的能力。[3]
5、血液循环文昌鱼循环系统属于闭管式,即血液完全在血管内流动,这种情形与脊椎动物基本相同。无心脏,但是具搏动能力的腹大动脉(ventral aorta),因而被称为狭心动物。由腹大动脉往两侧分出许多成对的鳃动脉(branchial arteries)进入鳃隔,鳃动脉不再分为毛细血管,它在完成气体交换的呼吸作用后,于鳃裂背部汇入2条背大动脉根。背大动脉根内含多氧血,往前流向身体前端,向后则由左、右背大动脉根合成背大动脉(dorsal aorta),再由此分出血管到身体各部。血液无色,也没有血细胞和呼吸色素,动脉中的血液通过组织间隙进入静脉。从身体前端返回的血液通过体壁静脉(parietal vein)注入一对前主静脉(anterior cardinal vein);尾的腹面有一条尾静脉(caudal vein),收集一部分身体后部回来的血液,进入肠下静脉(subintestinal vein),大部分血液则流进2条后主静脉(posterior cardinal vein)。左、右前主静脉和两条后主静脉的血液全部汇流至一对横形的总主静脉(common cardinal vein),或称居维叶氏管(ducts Cuvieri)。左、右总主静脉会合处为静脉窦(sinus venosus),然后通入腹大动脉。从肠壁返回的血液由毛细血管网集合成肠下静脉,尾静脉的部分血液也注入其中;肠下静脉前行至肝盲囊处血管又形成毛细管网,由于这条静脉的两端在肝盲囊区都形成毛细血管,因此称作肝门静脉(hepatic portal vein)。由肝门静脉的毛细血管再一次合成肝静脉(hepatic vein)并将血液汇入静脉窦内。[1]
脊椎动物
脊椎动物亚门(Vertebrates)
1、生活史某个时期具有脊索动物的三大特征(其中咽鳃裂陆生脊椎动物出生后没有)
2、神经系统发达,脑与脊髓分化,感觉器官发达,适应环境的能力更强
3、脊柱代替脊索成为支撑身体的中轴,更加坚固、灵活
4、具有心脏,加速血液循环
5、具有较完善的排泄器官(陆生动物比水生动物发达),更有效排除代谢废物
6、具有成对附肢(圆口纲除外)扩大生活范围,提高摄食、求偶、避敌的能力[1]
脊椎动物亚门,脊索或多或少被脊柱所代替,脑和感觉器官集中于前端,形成明显头部,称为有头类(Craniata)。