Министерство образования и науки Российской Федерации

Сибирский федеральный университет

Основы палеонтологии Позвоночные

Учебно-методическое пособие

Красноярск

СФУ

2012

УДК 566

О753

Составитель: О.В.Сосновская

О753 Основы палеонтологии. Позвоночные: учебно-методическое пособие [Текст] / сост. О.В.Сосновская. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. - 56 с.

Приведены краткие сведения по строению, систематике, образу жизни и стратиграфическому значению животных подтипа Позвоночные.

Для студентов, обучающихся по специальности 130101.65 «Прикладная геология».

УДК 566

Ó Сибирский

федеральный

университет, 2012

Введение

Позвоночные животные, ископаемые и современные, объединяются в подтип Vertebrata (Позвоночные или Черепные). Вместе с подтипами Tunicata (Оболочники), Conodontochordata (Конодонты) и Acraniata (Бесчерепные) они входят в состав типа Chordata (Хордовые). К этому типу относятся вторичноротые двусторонне (билатерально) симметричные животные с вторичной полостью тела и посегментным расположением главнейших систем органов (спинномозговых нервов, мускулатуры, осевого скелета и пр.).

Характерные особенности хордовых:

1. Наличие внутреннего осевого скелета – хорды, составляющей опору тела. У одних животных хорда сохраняется в течение всей жизни, у других – присутствует только на ранней стадии развития и замещается во взрослом состоянии позвонками.

2. Центральная нервная система имеет вид трубки и расположена на спинной стороне над хордой.

3. Наличие жаберных отверстий (от округлых до щелевидных). У наземных позвоночных они только закладываются у зародышей.

4. Дыхательная система - производной пищеварительной системы.

Хордовые имеют пищеварительный канал, который расположен под осевым скелетом. Канал начинается ротовым отверстием и заканчивается анальным. В брюшной полости расположены органы пищеварения, выделения и размножения. Газообмен и пищеварение непосредственно связаны друг с другом (легкие развиваются как полость, которая отшнуровывается от пищевода). Центральный орган кровообращения - сердце.

Хордовые животные обладают хорошей приспособляемостью: они обитают на земле, в воде и освоили воздушное пространство.

Наиболее вероятными предками хордовых считают червей и личинки древних иглокожих. Самые древние хордовые обнаружены в кембрии. К ним относятся юннаньзоон (Yunnanozoon) и хайкоуэлла (Haikouella) из нижнего кембрия Китая, пикайя (Pikaia) (рис.1) из среднего кембрия Канады и др.

Рис. 1. Пикайя (Pikaia) – хордовое животное из среднего кембрия [46]

Позвоночные – самая высокоорганизованная и сложно построенная группа среди хордовых животных. В ее истории большое значение имело прогрессивное развитие головного мозга и органов чувств, благодаря чему эти животные заняли господствующее положение на Земле.

Среди позвоночных нет видов, ведущих сидячий (прикрепленный) образ жизни. Они перемещаются в широких пределах, активно разыскивая и захватывая пищу, находя для размножения особей другого пола, спасаясь от преследования врагов. В связи с активным образом, у беспозвоночных хорошо развиты органы передвижения. Органы дыхания – жабры или легкие, у значительной части позвоночных существенное значение в дыхании имеет кожа. Жаберный аппарат представляет собой систему парных, обычно симметрично расположенных, щелей, служащих для сообщения глотки с наружной средой. Легкие в схеме представляют собой пару мешков, открывающихся в глотку через гортанную щель. Орган слуха объединен с органом равновесия. Кровеносная система замкнутая. Они относятся к раздельнополым животным.

Тело позвоночных покрыто кожей, состоящей из эпидермиса и собственно кожи. Из эпидермиса развиваются роговая чешуя пресмыкающихся, перья птиц, волосы, ногти, копыта и роговые чехлы млекопитающих. Собственно кожа дает начало чешуе, кожным зубам, кожным костям.

Скелет позвоночных может быть костным или хрящевым, внутренним и наружным. Внутренний скелет состоит из осевого скелета (хорда, позвоночник), который тянется от хвоста и заходит в голову, черепа и конечностей. Внешний скелет состоит из кожных или накладных костей на голове и плечевом поясе или имеет вид чешуйчатого покрова на остальном теле.

Скелет позвоночных достаточно полно отражает строение мягкого тела и всего организма в целом, поэтому по его остаткам можно изучить и представить не только внешний вид всего ископаемого животного, но и функции отдельных частей тела. Кроме того, развитие подтипа протекало непрерывно от начала палеозоя до наших дней, благодаря чему родственные связи между отдельными классами беспозвоночных устанавливаются более точно, чем в других группах животных. Все это явилось причиной того, что ископаемые представители подтипа использовались для изучения путей и закономерностей эволюционного развития всех животных.

Среди позвоночных выделяют две группы (раздела): анамнии (низшие позвоночные) – без зародышевых оболочек, и амниоты (высшие позвоночные) – с зародышевыми оболочками. В первую группу объединены инфратип Бесчелюстные, надкласс Рыбы (4 класса) и один класс Амфибии надкласса Четвероногие. В амниоты включены остальные классы.

По наличию или отсутствию челюстей (а также другим признакам) позвоночные подразделяют на два инфратипа: Бесчелюстные – Agnata (€-Q) и Челюстноротые – Gnathostomata (S-Q). У бесчелюстных рот работает как сосуще-всасывающий аппарат, у вторых как капкан.

Классификация позвоночных приведена ниже.

Тип Chordata Хордовые.

Подтип Vertebrata. Позвоночные (черепные).

Раздел Anamnia. Низшие позвоночные.

Инфратип Agnatha. Бесчелюстные.

Инфратип Gnatostomata. Челюстноротые.

Надкласс Pisces. Рыбы.

Класс Placodermi. Пластинокожие.

Класс Acanthodei. Акантоды

Класс Chondrichthyes. Хрящевые.

Класс Osteichthyes. Костные.

Надкласс Tetrapoda. Четвероногие.

Класс Amphibia. Земноводные (амфибии).

Раздел Amniota. Высшие позвоночные.

Класс Reptilia. Пресмыкающиеся (рептилии).

Класс Aves. Птицы.

Класс Mammalia. Млекопитающие (звери).

Предками позвоночных считаются низшие хордовые (оболочники, бесчерепные). Древнейшие позвоночные известны из отложений кембрия. Одним из них считается, например, хайкуихтис (рис. 2). В юресуществовали все известные ныне классы позвоночных. Общее число современных видов около 40 тыс.

Рис. 2. Реконструкция представителя хордовых хайкуихтиса (Haikouichthys, €₂) [25].

Первоначально предки позвоночных жили в море, впоследствии некоторые из них заходили в пресные воды. Собственно позвоночные возникли в пресных водах и прошли здесь первые этапы эволюции. Благодаря развитой двигательной системе, водные позвоночные, главным образом, рыбы, широко расселились по водоёмам и проникли в море. Обитание в водоёмах, особенно с недостатком кислорода, подготовило их выход на сушу в девоне.

По сравнению с беспозвоночными, позвоночные имеют меньшее стратиграфическое значение. Однако с успехом используются остатки рыб для разработки стратиграфии девона, амфибий – континентальных отложений перми и триаса, млекопитающих – кайнозойских отложений и т.д. Ископаемые позвоночные широко применяются для палеогеографических реконструкций.