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中山大学生命科学学院动物学研究室苗素英副教授miaosy@sysu.edu.cn8生物体结构和功能的统一——以脊椎动物的生活为例8.1脊椎动物的分类和演化8.2鱼类对水生生活的适应8.3动物从水生到陆生的适应8.4鸟类对飞翔生活的适应脊索动物门Chordata尾索动物亚门Urochordata头索动物亚门Cephalochordata脊椎动物亚门Vertebrata圆口纲Cyclostomata鱼纲Pisces两栖纲Amphibia爬行纲Reptilia鸟纲Aves哺乳纲Mammalia脊椎动物的分类脊椎动物各大类群的演化关系怎样快速游泳？怎样浮在水中？怎样呼吸水中的氧气？怎样调节身体的渗透平衡？怎样在水中繁殖？怎样在水中藏匿？•肌肉：具肌隔，分节呈锯齿状排列的躯干部肌肉是游泳前进的主要动力。•皮肤：皮肤分泌的黏液，减轻水流的摩擦力。•运动方式•气体交换面积大•壁薄•丰富的毛细血管•逆流循环鳃弓鳃耙鳃丝鳃小片硬骨鱼的渗透调节淡水鱼类：肾脏排水吸盐细胞吸盐食物摄取盐分海水鱼类：吞入海水泌盐细胞排盐血液中保持2%的尿素软骨鱼的渗透调节卵生——体外受精，体外发育卵胎生体内、外受精，体内发育。鱼类的繁殖海龙目海龙一種在台灣海域珊瑚礁區常見的比目魚，豹紋(Bothuspantherinus)鱼类在水中藏匿淡水鱼类、珊瑚礁鱼类等•从水生到陆生面临的困难有哪些？•怎样通过身体结构的逐步完善来克服困难？1）在陆地上支持体重并完成运动2）呼吸空气中的氧气3）防止体内水分的蒸发4）在陆地繁殖5）维持体内生理生化活动所必须的温度条件6）适应陆地生活的感官和完善的神经系统两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类对陆生生活的逐步适应1）怎样在陆地支撑体重并产生运动？2）怎样呼吸空气中的氧气？3）怎样防止体内水分蒸发？4）怎样在陆地上繁殖？5）怎样在陆地上维持新陈代谢所需温度身体温度？6）感官和神经系统怎样适应陆地环境？在陆地上运动在陆地上防水分蒸发两栖动物在水中繁殖在陆地上繁殖在陆地上保持新陈代谢所需温度鱼类两栖类和爬行类鸟类和哺乳类协调复杂的机能活动和适应多变的环境条件的神经系统大脑和小脑的体积增大，神经细胞层加厚，表面出现沟回。两栖动物的听觉器官哺乳动物的听觉器官•前肢特化为飞翔器官——翼；•具流线型外廓，纺锤型体形、被覆羽毛；•颈长而灵活，后肢强大，弥补前肢变翼后的不便；•躯干结实，尾骨退化，有利于飞行的稳定。2、皮肤•薄而松的皮肤，便于飞翔时肌肉的剧烈运动；•表皮衍生物——羽毛，其着生方式有利于飞翔，构成飞翔器官的一部分，使外廓更呈流线型，减少飞行时的阻力。3、骨骼•骨骼轻而坚固，具充满空气的腔隙和坚固的横梁；•前肢特化为翼；•具有龙骨突起，以增加飞翔肌肉（胸肌）的固着面；•牢固的胸廓，尤其是肋骨；•骨骼的愈合和尾骨的退化，使躯体重心集中于中央，有助于在飞翔中保持平衡；•V形叉骨等4、肌肉•背部肌肉退化，胸部肌肉发达，有利于飞行中保持重心稳定。胸大肌：翼下搧胸小肌：翼上扬5、消化•牙退化，认为是减轻体重的适应•直肠短，不储存粪便，且有吸收水分的能力，有助于减少失水及飞行中的负荷•消化力强，消化迅速，是鸟类活动性强，新陈代谢旺盛的物质基础一般鸟类的每天摄食量为体重的10-30%，有的达200%；一般经1.5小时即可通过消化道，有的仅需30分钟。6、呼吸•气囊式呼吸系统结构和独特的呼吸方式——双重呼吸，与飞翔生活所需的高氧消耗相适应。•气囊除帮助呼吸外，还可减轻身体比重，减少飞翔是肌肉间和内脏间的摩擦，还是快速热代谢的冷却系统。•肺的结构为管道系统。双重呼吸在鸟类连续的呼吸过程中，每一次吸气和呼气，肺内总有连续不断的富含氧气的气体通过，进行气体交换，这种呼吸方式称为双重呼吸。7、循环循环系统适应了鸟类旺盛的气体、营养物质及废物代谢水平•完全的双循环•心脏容量大•心跳频率高•动脉压高•血液循环迅速心脏占体重%心博次数/min蛙0.5722人0.4272鸽1.71135-244金丝雀1.68514蜂鸟2.376158、泄殖系统排泄：排泄尿酸，减少失水肾小管和泄殖腔有重吸收水分的能力，减少水分损失无膀胱，不储尿，以减轻体重生殖：生殖腺活动的季节性，是对飞翔生活的适应9、神经系统和感觉器官•纹状体发达，是鸟类复杂活动和学习的中枢•小脑相对发达，是运动协调和平衡中枢•鸟类的感官视觉器官特别发达，听觉次之，嗅觉退化。与飞翔生活相适应。双重调节：改变晶状体的形状改变晶状体与角膜的距离改变角膜的屈度•鱼类的形态结构是怎样适应水生生活的？•鸟类为什么能够飞翔？•脊椎动物从水生到陆生的演化过程中，身体结构和功能上有哪些主要适应性变化？•你能举出其它的例子来说明生物体的结构和功能的统一吗？