Внешнее строение и скелет млекопитающих

В теле млекопитающих различают те же отделы, что и у других наземных позвоночных животных: голову, шею, туловище, хвост и две пары конечностей. Конечности имеют типичные для позвоночных отделы: плечо (бедро), предплечье (голень) и кисть (стопу). Ноги располагаются не по бокам, как у земноводных и пресмыкающихся, а под туловищем. Поэтому туловище приподнято над землей. Это расширяет возможности в использовании конечностей. Среди зверей известны лазающие по деревьям, стопоходящие и пальцеходящие звери, прыгающие и летающие.

Особенности строения млекопитающих позволяют им совершать многообразные движения, развивать большую скорость при беге, что свидетельствует о давнем обитании зверей на суше, освоении ими разнообразных условий.

На голове хорошо различаются лицевой и черепной отделы. Спереди располагается ротовое отверстие, окруженное мягкими губами. На конце морды имеется покрытый голой кожей нос с парой носовых отверстий. Ближе к боковым поверхностям головы расположены глаза, защищенные подвижными веками, по наружным краям которых находятся длинные ресницы. Хорошо развиты слезные железы, секрет которых омывает глаза и обладает бактерицидным действием. По бокам головы выступают крупные ушные раковины, которые поворачиваются в сторону источника звука и позволяют направленно улавливать его.

У большинства млекопитающих хорошо развит шерстный покров, защищающий организм от резких перепадов температур – от охлаждения и перегрева. В шерсти различают более жесткие и длинные ости и короткие мягкие волоски, образующие подшерсток. Длинные жесткие волоски, расположенные на морде и выполняющие осязательную функцию, называются вибрисами. Звери периодически линяют, меняется густота и окраска шерсти.

Зимой шерсть более густая, а у зверей, обитающих на снежном покрове, становится белой. Летом шерсть более редкая и окрашена в защитные темные тона. Нижний конец каждого волоса погружен в кожу, вокруг него имеется волосяная сумка, к ней подходят небольшие мышцы, поэтому шерсть может подниматься так, как у испуганной кошки или лающей собаки. У основания волоса находятся сальные железы. Их секрет смазывает шерстный покров, придавая ему эластичность, уменьшая смачиваемость и слипаемость шерсти.

Шерсть млекопитающих происходит из тех же самых кожных зачатков, что и чешуи рептилий. Об общем их происхождении свидетельствуют роговые чешуйки, расположенные на хвосте крыс, мышей, бобров. Это один из признаков, подтверждающих родственные отношения млекопитающих и рептилий.

В зависимости от условий обитания шерстный покров видоизменяется. Так, у роющих зверьков шерсть не имеет остевых волосков, она у них короткая и ровная, может укладываться в любом направлении, не мешая зверькам двигаться под землей. У ежей и дикобразов ости видоизменены в жесткие острые иглы, служащие для защиты. К роговым образованиям кожи млекопитающих относятся когти, ногти, рога и копыта.

В коже млекопитающих много желез. Кроме сальных, о которых уже говорилось, имеются потовые железы. Выделяемый ими пот испаряется, охлаждая организм животного. У многих зверей развиты пахучие железы. Их выделения служат для мечения своей территории, что облегчает встречи особей своего вида, помогает защищаться от врагов.

У многих парнокопытных (олени, антилопы, овцы) есть предглазничные железы, у козлов – копытные железы и т.д.

Важное значение имеют млечные железы. Они представляют собой видоизменения потовых желез и имеют трубчатое строение, протоки их сливаются вместе и открываются на вершине сосков. Количество млечных желез обычно соответствует числу детенышей. В млечных железах вырабатывается молоко – высококалорийный полноценный продукт, которым матери выкармливают детенышей. По этому признаку и произошло название всего класса – Млекопитающие.

Приспособленность млекопитающих к среде обитания и образу жизни

Внешний облик млекопитающих зависит от условий среды обитания и образа жизни. Различают зверей наземных, подземных, водных, летающих.

Наиболее распространён тип наземных зверей (отличительный признак – высокие ноги, расположенные под туловищем). Локтевой сустав направлен назад, коленный – вперёд. Шейный отдел хорошо развит, а хвостовой отдел развит не всегда.

В пределах этой группы можно выделить типично наземных зверей (волк, лошадь, заяц, гепард), наземнодревесных (соболь, белка, чёрный медведь), полуводных (ондатра, бобр, выхухоль).

У обитателей почвы туловище вытянутое, шея короткая, хвост и конечности укорочены, приспособлены к копанию. Водные звери имеют рыбообразную форму тела и конечности, видоизменённые в ласты или плавники. Для защиты от холода у этих млекопитающих имеется либо густо смазанный жиром шёрстный покров, либо толстый слой жира под кожей.

Различные приспособления (адаптации) позволили млекопитающим широко расселиться по всей Земле. Чтобы разобраться в огромном наборе приспособлений (адаптаций) млекопитающих, учёные выделили их типы.

Есть адаптации, значимые для всего класса Млекопитающие (такие адаптации называются ароморфозами: от греч. airo – поднимаю и morphosis – вид, форма). К самым значимым для млекопитающих адаптациям, определившим развитие класса Млекопитающие (то есть ароморфозам), относят теплокровность, живорождение и выкармливание детёнышей молоком.

Другой тип адаптаций важен только для отдельных групп млекопитающих (такие адаптации называются идиоадаптациями: от греч. idios – особый, своеобразный и лат. adaptare – приспособлять). Рассматривая изменения в соотношении размеров разных частей тела у водных, наземных и подземных млекопитающих, мы наблюдали как раз идиоадаптации (например, конечности-ласты, роющие конечности и т.д.).

Скелет млекопитающих, подобно скелету прочих позвоночных, образован черепом, позвоночником, поясами конечностей искелетом свободных конечностей.

Череп млекопитающих, как и у прочих позвоночных, разделяется налицевую и мозговую части; первая служит костной основой морды и несет зубы; вторая - вместилищем головного мозга. По сравнению с птицами или рептилиями, увеличивается доля мозговой части - это связано с увеличением объема мозга. Другая особенность млекопитающих - уменьшение числа костей в черепе. Нижняя челюсть, например, состоит с каждой стороны из единственной кости, тогда как у рептилий - из нескольких. Также для всех млекопитающих характерно образование твердого костного неба, которое отделяет носовую полость от ротовой, благодаря чему животное может спокойно дышать во время пережевывания пищи.

Позвоночник млекопитающих образован несколькими отделами:

· шейный - у большинства в нем семь позвонков, и у кита, и у жирафа, так что длина шеи определяется не количеством позвонков, а их размерами. С черепом соединяются первые позвонки не одним, как у рептилий, а двумя мыщелками

· грудной - здесь чаще 12-15 позвонков, к которым прикрепляются ребра, соединенные спереди грудиной; ребра и грудина образуют грудную клетку, защищающие внутренние органы - сердце и легкие

· поясничный - от 2 до 5 позвонков

· крестцовый - образован 4-10 сросшимися позвонками, образующими крестец

· хвостовой - от 3 до 49 позвонков в зависимости от длины хвоста

Пояс передних конечностей, служащий для связи собственно конечности с телом, образован с каждой стороны лопатками иключицами; ключицы соединены с грудиной, лопатки - с костями конечности. Воронья кость, или коракоид, свойственная птицам и рептилиям, у млекопитающих исчезает. У видов бегающих и прыгающих исчезают и ключицы.

Пояс задних конечностей образован тазом - образованием из трех пар сросшихся костей и присоединен к крестцовому отделу позвоночника.

В передней конечности выделяют плечо, предплечье и кисть, которую, в свою очередь, разделяют на запястье, пясть и фаланги пальцев. Плечо образовано единственной плечевой костью, предплечье - двумя костями, лучевой и локтевой. В запястье исходно насчитывается 9 мелких костей, расположенных в три ряда - количество может быть различным в зависимости от количества пальцев. В пясти исходно пять костей - по одной на палец, в фалангах - две кости у большого пальца, по три - у остальных.

В задней конечности, аналогично, выделяют бедро, голень и стопу, которую делят на предплюсну, плюсну и также фаланги пальцев. Бедро, как и плечо, образовано единственной костью - бедренной; в голени, как в предплечье - две кости: большая и малая берцовые. В предплюсне исходно семь мелких костей, однако в зависимости от числа пальцев их число может быть уменьшено. Плюсна и фаланги пальцев устроены аналогично пясти и фалангам пальцев у передней конечности.

Размеры и строение конечностей у млекопитающих разнообразны и зависят от способа перемещения, у некоторых водоплавающих (китообразные) остаются только передние конечности.