Интересные факты о хордовых животных

Хордовые животные (Chordata) – тип организмов, которые обладают скелетной структурой, называемой хордой, по крайней мере, на некоторой стадии своего развития. Предлагаем вашему вниманию самые поразительные факты о хордовых организмах.

Хордовые возникли более 590 миллионов лет назад

Их ранние представители были мягкотелыми и поэтому практически не оставили летопись окаменелостей. Самая старая из известных ископаемых хордовых – это пикайя (Pikaia gracilens), примитивное головохордовое животное, датируемое примерно 505 миллионами лет назад. Существуют разногласия между учеными по поводу того, могут ли более старые организмы, такие как юннанозун (Yunnanozoon lividum) и хайкоуэлла (Haikouella), оба датируемые 530 миллионами лет назад и обладающие несколькими хордовыми чертами, считаться хордовыми организмами. Обширная летопись окаменелостей имеется у позвоночных. Началась она около 400 миллионов лет назад.

Фото: Kanrei

Эмбриологические данные относят хордовых к вторичноротым организмам

Вторичноротые – это билатерально симметричные животные, чей рот не возникает из бластопора. К этой группе также относятся полухордовые (Hemichordata) и иглокожие (Echinodermata). Некоторые систематики включают сюда еще и щетинкочелюстных (Chaetognatha).

Ближайшими родственниками хордовых, вероятно, являются полухордовые, поскольку у этих животных есть жаберные щели и другие особенности, не встречающиеся у других типов животных. Несколько более отдаленное родство с иглокожими основано на сходстве личинок в некоторых группах полухордовых и иглокожих. О происхождении хордовых от некоторых ископаемых иглокожих ученые спорят из-за наличия у них нескольких особенностей, например, схожих с жаберными щелями органов. Были предложены теории, которые связывают их происхождение от других типов организмов (например, кольчатые черви, немертины, членистоногие), но у таких теорий мало современных сторонников.

Фото: Smithsonian Institution

Существует три подтипа хордовых

Хордовые включают в себя следующие подтипы:

• оболочники (подтип Tunicata). Оболочники – маленькие животные, обычно длиной от одного до пяти сантиметров, с минимальной длиной тела около одного миллиметра и максимальной длиной чуть более 20 сантиметров. Они могут образовывать колонии до 18 метров в длину. Описано свыше 1 000 видов оболочников.
• головохордовые (подтип Cephalochordata). Головохордовые – крошечные морские рыбообразные организмы. Длина головохордовых колеблется от одного до трех сантиметров. У них хорошо развита мускулатура, и они могут быстро плавать, раскачивая тело. Насчитывается около 30 видов головохордовых.
• позвоночные (подтип Vertebrata). Позвоночные животные различаются по размеру от крошечных рыбок до гигантских китов, самых больших животных в мире. Это наиболее высокоразвитый подтип хордовых.

Фото: Bio Master

Ранее к хордовым также относились полухордовые организмы, но теперь они классифицируются как отдельный тип животных.

Всех хордовых объединяет общая черта – наличие хорды

Как следует из названия, в какой-то момент жизненного цикла хордовые организмы обладают жестким спинным поддерживающим стержнем (хордой). Она простирается на большую часть длины тела в полностью развитом состоянии. Располагаясь дорсально по отношению к кишечнику, но вентрально по отношению к центральной нервной системе, хорда укрепляет тело и действует как опора во время передвижения.

Хрящевой материал поддерживает жабры и другие части тела оболочников и головохордовых. Скелет незрелых позвоночных обычно состоит в основном из хряща, который с возрастом становится все более костным.

Фото: www.en.wikipedia.org

Другие общие характеристики хордовых включают следующие:

• двусторонняя симметрия;
• сегментированное тело, включая сегментированные мышцы;
• одиночный, дорсальный, полый нервный тяж, обычно с увеличенным передним концом (головным мозгом);
• хвост, выступающий за пределы заднего прохода на некоторой стадии развития;
• вентральное сердце с дорсальными и вентральными кровеносными сосудами и закрытой кровеносной системой;
• глоточные мешки присутствуют на определенной стадии развития;
• полная пищеварительная система;
• эндостиль;
• костный или хрящевой эндоскелет присутствует хотя бы на одной из стадий развития.

Жизненный цикл хордовых начинается с оплодотворения яйцеклетки

В примитивном виде оплодотворение происходит извне, в воде. Бесполое размножение происходит у оболочников и у ряда позвоночных (самки некоторых рыб и ящериц могут размножаться без оплодотворения). Гермафродитизм (обладание как мужскими, так и женскими репродуктивными органами) встречается у оболочников и некоторых рыб, но в остальном полы различны.

Личинки по строению отличаются от личинок нехордовых животных. Внутреннее оплодотворение, живорождение (рождение детенышей, прошедших эмбриологическое развитие) и родительская забота обычны для оболочников и позвоночных.

Хордовые распространены во всех основных местообитаниях

Фото: Alexander Semenov

Оболочники – это морские животные, бентосные (обитатели дна) или пелагические (обитатели открытых водоемов), которые часто образуют колонии путем бесполого размножения. Их личинки либо ищут место, где они могут прикрепиться и трансформироваться во взрослую особь, либо развиваются во взрослых особей, плавая в открытой воде. Головохордовые развиваются в открытой воде, но взрослые особи частично или полностью живут в морском песке и гравии.

С вторжением позвоночных в пресную воду, а затем на сушу произошел сдвиг в способах дыхания – с жабр на легкие. Дальнейшая эволюция привела к разделению позвоночных на амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Все эти позвоночные животные намного сложнее прочих хордовых и, в соответствии с их более активным способом добывания пищи, сильно различаются по своему ареалу обитания.

Нервная система хордовых занимает высшее место среди всех живых организмов

Фото: Sciepro

Передний конец главного нервного тяжа у хордовых расширен, чтобы сформировать, по крайней мере, видимость мозга, но мозг хорошо развит только у позвоночных животных. У оболочковых личинок органы зрения чувствительны к свету, а органы чувств – к направлению силы тяжести. Пигментные пятна и световые рецепторы в нервном канатике ланцетников обнаруживают резкие изменения интенсивности света. Глаза и другие органы чувств позвоночных более сложны.

Наличие у головохордовых и позвоночных нервной системы с сегментарно повторяющимися нервами, отходящими от дорсального полого нервного канатика, наводит на мысль об их общем происхождении. Нервная система оболочников не имеет сегментно повторяющихся нервов. Мозг всех позвоночных значительно увеличен и разделен на функционально специализированные области.

У позвоночных самая сложная система пищеварения

И оболочники, и головохордовые являются фильтраторами мелких частиц пищи, взвешенных в воде. Удары ресничек (волосковидные клеточные отростки) на жаберных щелях втягивают поток воды в рот и через глотку, где находится слой слизи, выделяемый эндостилем (железа, расположенная ниже двух рядов жаберных щелей). Затем взвешенные частицы пищи отфильтровываются. Реснички, покрывающие глотку, перемещают богатый пищей слой слизи вверх через жаберные щели, а затем скручивают и направляют его в заднюю часть кишечника. Поток воды проходит в предсердие и выходит через предсердное отверстие.

Фото: Ricardo R. Fernandez

Нечто подобное происходит у позвоночных в стадии личинки, в частности у примитивных бесчелюстных рыб, называемых миногой. Разница между ними заключается в том, что потребляемая ими пища состоит из несколько более крупных частиц и направляется не ресничками, а глоточной мускулатурой, перекачивающей воду и частицы пищи через жаберные щели. С развитием челюстей у позвоночных появилась возможность захватывать более крупные пищевые продукты.

Нижний пищеварительный тракт примитивных хордовых представляет собой простую трубку с мешочком, похожим на желудок. У них есть только зачатки специализированных органов пищеварения, таких как печень и поджелудочная железа, которые встречаются у позвоночных.

Система кровообращения у хордовых имеет характерный рисунок

Фото: Ugreen/Getty Images

У оболочников и позвоночных кровь качается отдельным сердцем; у головохордовых – за счет сокращения кровеносных сосудов. Неоксигенированная кровь продвигается вперед по сосуду, называемому брюшной аортой. Затем она проходит через серию жаберных артерий в жабрах, где происходит газообмен, и насыщенная кислородом кровь течет к телу, большая часть которой возвращается к своему источнику через дорсальную аорту. Кровь позвоночных проходит через ткани с помощью крошечных сосудов, называемых капиллярами. У оболочников и головохордовых капилляры отсутствуют, и вместо этого кровь проходит через промежутки в тканях.

Вы знали?

• Учеными описано свыше 60 000 разновидностей хордовых.
• Позвоночные животные – высший подтип хордовых животных, на которых приходится до 95% представителей данной группы.
• Хордовые способны на определенном этапе жизни передвигаться с помощью мышечных движений. У оболочковых личинок это достигается с помощью хвоста; у головнохордовых – волнами тела; а у позвоночных – общими движениями тела (как у угрей и змей) и действием плавников у рыб, крыльев у птиц и конечностей у млекопитающих.
• Хордовые вступают в самые разные симбиотические отношения и особенно примечательны как хозяева паразитов. Семейные группы и социальные отношения, как в широком, так и в узком смысле, особенно хорошо развиты у позвоночных животных, в первую очередь из-за их сложной нервной системы. Это явление наблюдается в косяках рыб, стаях птиц и стадах млекопитающих, а также в ассоциациях приматов и людей.