Половая система и размножение
Млекопитающие раздельнополы, размножаются живорождением. Половые органы парные и сложного строения. Оплодотворение внутреннее, имеются совокупительные органы. Развивающийся эмбрион находится в особом образовании – матке, где он хорошо защищён от влияний внешней среды и получает всё необходимое из организма матери через детское место, или плаценту (у клоачных животных она отсутствует).
Семенники самцов расположены либо в брюшной полости (клоачные, неполнозубые, хоботные, носороги, китообразные и ряд других) либо вне её, в особом образовании – мошонке (сумчатые, хищные, копытные, приматы). Мошонка представляет собой кожистый вырост, который сообщается с брюшной полостью паховым каналом.
Возле семенника лежит придаток семенника – остаток мезонефроса (рис. 76 А). Он представляет собой систему семенных канальцев, по которым половые продукты из семенников поступают в половой канал (семяпровод). Функцию семяпровода выполняет вольфов канал, в нижней части которого формируются семенные пузырьки, участвующие в образовании спермы.
Рис. 76. Мочеполовая система крысы. А – самец; Б – самка:
1 – почка, 2 – мочеточник, 3 – мочевой пузырь, 4 – надпочечник, 5 – семенник, 6 – придаток семенника, 7 – семяпровод, 8 – семенной пузырек, 9 – предстательная железа, 10 – куперова железа, 11 – половой член, 12 – яичник, 13 – яйцевод, 14 – воронка яйцевода, 15 – рог матки, 16 – матка, 17 – влагалище, 18 – мочеполовое отверстие
Выводные отверстия семяпроводов впадают в общий мочеполовой канал, находящийся в совокупительном органе. У основания полового члена находится предстательная железа, секретирующая жидкую часть спермы. К половой системе самцов имеют отношение и другие железы – куперовы и препуциальные. Куперова железа, как и предстательная, вырабатывает жидкий секрет. Секрет препуциальных желез, имеющий запаховые вещества, играет роль в привлечении особей противоположного пола при размножении.
Яичники самок прикреплены брыжейкой к спинной стороне брюшной полости. Яйцеводы (гомологи мюллеровых каналов) открываются воронками, снабжёнными реснитчатым эпителием, в полость тела, рядом с яичниками (рис. 76 Б.). Яйцеводы длинные и не одинаковые на своём протяжении по диаметру и назначению. Верхний отдел яйцеводов тонкий, извитой и называется «фаллопиевой трубой». В ней происходит оплодотворение яйцеклетки, попавшей из полости тела в воронку яйцевода.
Нижний расширенный отдел яйцевода – матка, предназначенная для развития оплодотворённой яйцеклетки и формирования эмбриона. У высших животных нижние части яйцеводов образуют непарное влагалище, которое переходит в короткий мочеполовой синус (преддверие влагалища), куда имеет выход и проток мочевого пузыря.
Матка и плацента отличаются у разных зверей строением и степенью сложности.
Варьирует и количество детёнышей в помёте. Наибольшей плодовитостью обладают мелкие короткоживущие животные (грызуны), рождающие по 10–15 особей. Продолжительность беременности также отличается: у домовой мыши она составляет 18 дней, у сурков – 30–40, бурого медведя – 200. Наиболее длительные сроки вынашивания потомства у видов, детёныши которых способны практически сразу следовать за матерью: у копытных (150–290 дней); ластоногих (200 дней); китов (270–365 дней); у слонов – более 600.
Нервная система и органы чувств
Центральная нервная система млекопитающих отличается высокой степенью сложности. Головной мозг (рис. 78) имеет большой объём за счёт резкого увеличения полушарий переднего мозга. Поверхность мозга значительно увеличена образованием извилин, количество которых отличается у животных разного уровня организации. У примитивных животных имеется лишь одна извилина (сильвиева борозда), разделяющая лобную долю от височной доли. У высших млекопитающих число борозд резко увеличено (приматы).
Основная часть мозгового вещества находится в его крыше (коре). Крыша переднего мозга образуется разрастанием нервного вещества в области стенок боковых желудочков и формированием вторичного свода – неопаллиума. Оба полушария мозга соединяются между собой мозолистым телом, или комиссурой, состоящей из белых волокон.
|
|
|
Рис. 78. Головной мозг кролика сверху (А), снизу (Б) и сбоку (В): 1 – большие полушарии переднего мозга, 2 – обонятельные доли, 3 – зрительный нерв, 4 – эпифиз, 5 – промежуточный мозг, 6 – средний мозг, 7 – мозжечок, 8 – продолговатый мозг, 9 – гипофиз, 10 – варолиев мост
|
Промежуточный мозг сравнительно небольшой и прикрыт разросшимися
полушариями переднего мозга. В этом отделе имеется третий желудочек и зрительные бугры, где осуществляется первичная переработка зрительной информации. В крыше отдела расположен эпифиз, а на дне, носящем название гипоталамуса, – воронка с эндокринной железой – гипофизом. Гипоталамус управляет процессами метаболизма и механизмами терморегуляции. Гормоны гипофиза регулируют сложные реакции, связанные с сезонными изменениями в окружающей среде (линька, спячка, кочёвки и миграции, размножение и проч.).
От этого отдела мозга отходит II-я пара головных нервов – зрительные, образующие перекрест (хиазму).
Средний мозг небольшой, в виде «четырёххолмия», которое формируется в его крыше за счёт поперечных борозд. Передние бугры этого образования имеют отношение к зрительной информации, а задние выполняют функцию слухового центра. От среднего мозга отходят две пары нервов – глазодвигательные (III-я) и блоковые (IV-я).
Мозжечок крупный, состоит из червячка и полушарий, расположенных по обе стороны от него. Оба полушария связывает варолиев мост, состоящий из клеточных и волокнистых структур. Он имеет значение в координирующей деятельности головного мозга: через него проходят проводящие пути, соединяющие головной и спинной мозг. Хорошее развитие мозжечка связано с большой активностью млекопитающих и сложностью их движений. Он контролирует равновесие, мышечный тонус, движения различных участков тела.
Продолговатый мозг содержит центры пищеварения, дыхания, сердечной деятельности и др. функций систем организма. В области четвёртого желудочка (ромбовидной ямки) образуются пучки нервных волокон, которыми он соединяется с мозжечком, формируя его особые выросты («задние ножки»).
Продолговатый мозг связан с другими отделами головного мозга и со спинным мозгом. От этого отдела отходит большинство головных нервов (с V по XII пары): тройничный, отводящий, лицевой, слуховой, языкоглоточный, блуждающий, добавочный и подъязычный соответственно. Добавочный (ХI-я пара нервов), иннервирующий плечевой пояс, хорошо развит только у млекопитающих.
Спинной мозг с помощью белого вещества (проводящие пути) поддерживает связь с двигательным центром переднего мозга, который координирует работу опорного аппарата. Соотношение головного и спинного мозга у млекопитающих, особенно высших, значительно возрастает, по сравнению с другими позвоночными.
Головные и спинномозговые нервы участвуют в образовании вегетативной нервной системы. Парасимпатическая нервная система сформирована нервами продолговатого мозга и спинномозговыми нервами крестцового отдела. Симпатическая система состоит из нервных узлов спинномозговых нервов шейного, грудного и поясничного отделов.
Органы чувств млекопитающих значительно варьируют по степени развития у видов разных сред обитания и образа жизни. У ночных животных преобладают слух и обоняние; обитатели открытого пространства имеют хорошее зрение в сочетании с обонянием и слухом; водные млекопитающие ориентируются, полагаясь в основном на слух (у некоторых из них хорошо развита эхолокация).
В целом, у большинства зверей очень хорошо развито обоняние, которое помогает в ориентации на местности при кочёвках и миграциях, поиске корма, поддержании границ индивидуальной территории, защите от опасности и т. д.
Более острое обоняние характерно для большинства копытных, хищных зверей, сумчатых, насекомоядных и других групп. Многие из них способны запоминать и распознавать огромное количество запаховых оттенков. Эту способность зверей использует человек в своей практической деятельности (нюх собак). Менее чутким обонянием обладают приматы и некоторые другие животные.
Органы обоняния парные и располагаются в носовой полости, где, наряду с дыхательным отделом, имеется обонятельный. Полость обонятельного отдела увеличена за счёт сложной системы выступов (раковин), выстлана эпителием, который снабжён рецепторными клетками с волосками.
Большое значение в жизни млекопитающих имеет орган слуха, который обладает высокой разрешающей способностью. Он состоит из трёх отделов – наружного, среднего и внутреннего. Наружное ухо в виде хрящевой ушной раковины предназначено для увеличения поверхности улавливания звуков, которые передаются по наружному слуховому проходу на барабанную перепонку. За барабанной перепонкой лежит полость среднего уха, заключённая в костный барабан. Среднее ухо имеет три слуховых косточки (молоточек, наковальня и стремечко), передающие звуки на мембрану внутреннего уха. Костный барабан имеет камеры-резонаторы, способствующие усилению воспринимаемых звуков.
Внутреннее ухо включает вестибулярный аппарат и слуховой отдел. Вестибулярный аппарат, выполняющий функцию пространственной ориентации и органа равновесия, представляет собой три полукружных канала и овальный мешочек. Слуховой отдел сформирован из круглого мешочка, связанного с улиткой, в которой находится кортиев орган, предназначенный для первичного анализа поступающих звуков. Обработанная в нём информация передаётся в слуховой центр головного мозга.
Основу улитки составляет спирально изогнутая трубка, окружённая костным футляром и заполненная эндолимфой. В центральной части улитки расположена базальная мембрана, на которой натянуты слуховые струны (фибриллы). К ним прилегает кортиев орган, содержащий чувствующие клетки, воспринимающие колебания мембран. Воспринятая ими информация передаётся по слуховому нерву в головной мозг.
С органом слуха связано звукоиздавание животных, имеющее большое значение в системе внутривидовых отношений. Издавание звуков обеспечивается работой голосового аппарата гортани, а также другими способами – стуками рогов, копыт, клацанием зубов и др. Известна способность ряда млекопитающих к эхолокации (летучие мыши, дельфины), которая заключается в издавании звуков и быстром улавливании их в виде отражённых сигналов с помощью слухового органа. Это помогает животным безошибочно ориентироваться в полной темноте и лоцировать добычу.
Зрение играет также существенную роль в ориентации млекопитающих. Его роль особенно значима для дневных видов и животных открытого пространства. В меньшей степени зрение важно для обитателей лесных, кустарниковых сообществ и густого травостоя. Орган зрения утрачивает функции у подземных видов, в результате чего глаза подвергаются редукции (кроты, златокроты, слепыши, слепушонки). Относительная величина глаз выше у ночных зверей и животных с хорошо развитым зрением.
В сравнении с другими амниотами глаз млекопитающих отличается рядом особенностей. Снаружи он одет склерой, состоящей из волокнистой ткани. Под ней залегает сосудистая оболочка, обеспечивающая питание глаза. Кпереди она образует радужину и ресничное тело, определяющее изменение формы хрусталика и аккомодацию глаза. Радужная оболочка играет роль диафрагмы, регулирующей поступление света через зрачок глаза.
Острота зрения зависит от количества палочек и колбочек. Считается, что цветовое восприятие зверей выражено слабее, чем у птиц. Этим объясняется и более «скромная» окраска млекопитающих. Однако у них хорошо развиты зрительные анализаторы, позволяющие воспринимать изображения и «считывать» информацию по изменению контуров, движений, мимики. Эта особенность восприятия связана с перемещением зрительного центра из среднего мозга в полушария переднего мозга.
Осязательная функция зверей обеспечивается кожными рецепторами, которые расположены на разных участках тела. Особое значение имеют вибриссы, корни которых связаны с нервными окончаниями.