каковы особенности строения головного мозга млекопитающих

Каковы особенности строения головного мозга млекопитающих? Анатомия млекопитающих

Головной мозг — это один из органов, составляющих центральную нервную систему млекопитающих. Он служит основным регулятором работы организма. Для понимания его функционирования важно ответить на вопрос о том, каковы особенности строения головного мозга у млекопитающих. А также имеет смысл проследить этапы его эволюционного развития.

Общая характеристика головного мозга млекопитающих

Мозг млекопитающих состоит из тех же отделов, что и мозг остальных позвоночных. Каковы особенности строения головного мозга млекопитающих в сравнении с другими позвоночными? Для млекопитающих характерен большой объем и сложнейшее устройство полушарий переднего мозга (прозэнцефалона). Нередко встречается ошибочное мнение о том, что кора головного мозга впервые появилась у млекопитающих. Это не так — впервые она появилась у пресмыкающихся, а вот интенсивно развиваться начала лишь у млекопитающих. У млекопитающих, обладающих высоким уровнем организации, кора образует множество борозд и извилин. За счет этого ее площадь значительно увеличена. Также существенное развитие получили средний мозг и мозжечок головного мозга. Это объясняется с тем, что для млекопитающих характерны высокая моторная активность, сложная система как рефлексов, так и органов чувств.

Эволюция головного мозга млекопитающих

Общее направление в эволюционном развитии мозга позвоночных — увеличение объема, особенно переднего мозга, и специализация высших мозговых центров, согласовывающих деятельность органов, сложного поведения и функционирование всего организма. Мозг млекопитающих крупный за счет увеличения коры, а именно складчатости его плаща. Появились структуры, обеспечивающие взаимосвязи коры и других отделов ЦНС. Для связи мозжечка и больших полушарий в заднем мозге возникает варолиев мост. Появившаяся новая кора берет на себя выполнение функций высших сенсорных систем. У высших млекопитающих большая часть коры — ассоциативные зоны, выполняющие интегративную функцию. У приматов очень развиты извилины коры полушарий мозга. В извилинах локализованы двигательные, ассоциативные, чувствительные центры, регулирующие высшую нервную деятельность. Для приматов характерно сложнейшее поведение. Homo sapiens, относящийся к отряду приматов, имеет развитые большие полушария, где расположены центры речи и второй сигнальной системы, связанной с сознанием и абстрактным мышлением.

Строение головного мозга

Продолговатый мозг

В полости черепа спинной мозг без особого морфологического изменения переходит в продолговатый мозг. В противоположность спинному мозгу он не имеет сегментированного и повторяемого строения. В продолговатом мозге серое вещество располагается в переключательных черепно-мозговых ядрах и в ретикулярной формации. Ретикулярной формацией (или сетчатым веществом) называется группа нервных клеток с отростками, расположенных по всей длине спинного, продолговатого и промежуточного мозга.

Варолиев мост

Содержит ядра черепно-мозговых нейронов, образованных из серого вещества. Проводящие пути варолиева моста соединяют продолговатый мозг и мозжечок с большими полушариями.

Функции варолиева моста:

Средний мозг

Включает две ножки и крышу и связывает задний и промежуточный мозг. На его крыше (пластинке четверохолмия) находятся:

Выполняет важную функцию регуляции тонуса мышц, сохранения пространственного положения тела и является центром ориентировочных рефлексов.

Передний мозг

Включает промежуточный мозг и конечный, состоящий из больших полушарий мозга.

Промежуточный — состоит из гипоталамуса, таламуса, метаталамуса и эпиталамуса. Передний мозг — это наиболее развитый отдел головного мозга у млекопитающих

Метаталамусом называют подкорковый центр слуха и зрения, а эпиталамусом — надбугорную часть промежуточного мозга.

В эпиталамус входит эпифиз (другое название — шишковидная железа), выполняющий эндокринные функции.

Таламус (зрительные бугры) — подкорковый центр различных видов чувствительности, кроме обоняния. В таламусе осуществляется первичная обработка информации об ощущениях, например, впервые осознается изменение температуры, зрительных, слуховых образов и т.д.

Гипоталамус образован скоплениями нейронов, имеющих следующие особенности:

Функции гипоталамуса следующие:

Мозжечок

Конечный мозг

Включает два полушария, занимает примерно 80% массы всего головного мозга, покрывая сверху другие отделы. Полушария являются самыми развитыми отделами мозга млекопитающих. Большие полушария головного мозга у млекопитающих разделяются щелью. В ее углублении находится мозолистое тело, соединяющее их.

В состав больших полушарий входит серое вещество, из которого образуются кора полушарий, подкорковые ядра, а также белое вещество, формирующее проводящие нервные пути.

Полушария делятся тремя бороздами, центральной, боковой и затылочно-теменной, на четыре доли: теменную, затылочную, лобную и височную.

Исходя из выполняемых функций, кора головного мозга разделена на три зоны:

Масса мозга

Уникальность строения мозга человека

Каковы особенности строения головного мозга млекопитающих, мы в общих чертах выяснили. Чем же отличается от прочих мозг гоминоидов, к которым относится человек?

Исследователям всегда было интересно, с чем связано то, что мозг человека в ходе развития формирует новые возможности. Как выяснилось, он с точки зрения анатомии не имеет исключительно человеческих структур. Таким образом, новая функция возникает, но структуры, ответственной за нее, нет. Уникальность заключается в том, что человеческий мозг очень пластичен. Пластичность проявляется на двух уровнях. Первый уровень состоит в восприимчивости к новой информации и отсутствии предопределенности поведения. Второй — в пластичности нейронов головного мозга. Пример подобной пластичности — реабилитация после инсульта с восстановлением способностей.

При изучении форм черепов исследователями было обнаружена интересная закономерность: черепа взрослых людей схожи с черепами детенышей человекообразных обезьян, таких как шимпанзе и гориллы. После этого наблюдения палеонтолог, биолог-эволюционист Стивен Гулд высказал предположение о том, что, возможно, причина заключается не в костях, а в том, что мозг человека даже в зрелом возрасте не утрачивает инфантильных характеристик. Таким образом сохраняется поведенческая гибкость, свойственная обезьянам юного возраста, которую они утрачивают, взрослея. Поэтому человек может обучаться новому в течение всей жизни. Ему многое интересно и он имеет больше социальных связей.

Источник

Рост мозга у древних млекопитающих был связан с развитием обоняния

Американские палеонтологи при помощи компьютерной рентгеновской томографии изучили эндокасты (мозговые полости) двух раннеюрских маммалиаформ — животных, переходных между зверозубыми рептилиями цинодонтами и первыми млекопитающими. Исследование показало, что становление млекопитающих сопровождалось значительным увеличением мозга, которое проходило в три этапа. На первом этапе увеличились отделы мозга, отвечающие за обоняние и сенсомоторные функции (осязание и координацию движений); два последующих этапа отражают дальнейшее совершенствование обоняния.

Эволюционная история наземных позвоночных (тетрапод) началась с того, что в конце девонского периода (380–360 млн лет назад) одна из групп древних лопастепёрых рыб дала начало первым амфибиям. В следующем, каменноугольном периоде от амфибий произошли рептилии, которые вскоре подразделились на несколько эволюционных линий. Важнейшую роль в последующей истории наземной фауны сыграли две из них: диапсиды (см. также Diapsid) и синапсиды (см. также Synapsid). Диапсидные рептилии подразделилась на архозавров (к которым относятся, в частности, динозавры и произошедшие от них птицы) и лепидозавров (ящерицы, змеи и другие). Синапсидные рептилии были многочисленны и разнообразны в пермском и триасовом периодах, но потом мало-помалу вымерли, за исключением одной группы, которая дала начало млекопитающим.

Эволюционный переход от синапсидных рептилий к млекопитающим был длительным и постепенным; изучен он весьма подробно (см.: маммализация териодонтов). Древнейшие ископаемые находки животных, которых палеонтологи безоговорочно считают «настоящими млекопитающими», имеют позднетриасовый возраст (немногим более 200 млн лет назад). Непосредственных предков первых млекопитающих относят к группе «маммалиаформ», которые, в свою очередь, представляют собой одну из ветвей цинодонтов. Цинодонты являются одной из групп териодонтов, или зверозубых ящеров, а териодонты — это одна из эволюционных ветвей синапсид.

Палеонтологи детально реконструировали основные этапы эволюционных преобразований зубов и скелета териодонтов по мере их «маммализации» — постепенного эволюционного движения в сторону млекопитающих. Об эволюции мозга известно значительно меньше. Между тем очевидно, что именно прогрессивное развитие мозга во многом предопределило эволюционный успех млекопитающих.

Мозг млекопитающих радикально отличается от мозга рептилий, в том числе цинодонтов, не только своим размером, но и строением. В частности, у млекопитающих развилась так называемая «новая кора» — неокортекс (см. также Neocortex), отвечающая за сенсомоторные функции, резко увеличились обонятельные луковицы и отделы коры, связанные с обонянием, а также мозжечок. Но о том, когда и в какой последовательности произошли эти изменения в ходе эволюционного становления млекопитающих, до сих пор было известно очень мало.

Изучение мозга маммалиаформ и первых млекопитающих затруднялось, во-первых, редкостью находок хорошо сохранившихся черепов, во-вторых — тем обстоятельством, что для изучения эндокаста (слепка мозговой полости, по которому можно судить о размере и форме мозга) череп, как правило, нужно было разрушить.

Статья американских палеонтологов, опубликованная в последнем номере журнала Science, в значительной мере заполняет этот досадный пробел. При помощи компьютерной рентгеновской томографии авторам удалось, не разрушая драгоценных черепов, получить детальные трехмерные изображения эндокастов двух маммалиаформ, живших в начале ранней юры (200–190 млн лет назад) на территории нынешнего Китая.

Изученные маммалиаформы Morganucodon oehleri и Hadrocodium wui — ближайшие родственники первых «настоящих» млекопитающих. По строению скелета они представляют собой классические переходные формы между «еще рептилиями» и «уже млекопитающими». При этом Morganucodon стоит ближе к «базальным» (примитивным) цинодонтам, а Hadrocodium настолько близко подошел к млекопитающим, насколько это возможно, оставаясь формально за пределами группы. Исследование показало, что по строению мозга эти животные тоже занимают промежуточное положение между типичными цинодонтами и их потомками — млекопитающими.

Ранее были изучены эндокасты базальных цинодонтов Thrinaxodon и Diademodon. Выяснилось, что мозг у них был еще вполне «рептильный» по своему размеру и строению.

Мозг Morganucodon, как выяснилось, был гораздо больше похож на мозг млекопитающего. По объему он в полтора раза превосходит мозг базальных цинодонтов (EQ = 0,32). Сильнее всего увеличились обонятельная луковица и обонятельная кора. Это со всей очевидностью указывает на развитое обоняние. Полушария переднего мозга стали выпуклыми благодаря развитию неокортекса; они закрывают средний мозг и эпифиз при взгляде сверху, как у млекопитающих. Передний мозг Morganucodon шире мозжечка, хотя мозжечок тоже заметно вырос по сравнению с базальными цинодонтами.

Увеличение мозжечка говорит об улучшенной координации движений. На это же указывает и более толстый, чем у базальных цинодонтов, спинной мозг.

Развитие неокортекса у древних млекопитающих было связано в первую очередь с совершенствованием соматосенсорных функций (см. Somatosensory system). Значительная часть неокортекса у примитивных млекопитающих, таких как опоссум, — это так называемая соматосенсорная кора, которая отвечает за сбор и анализ сигналов, приходящих от многочисленных механорецепторов, рассеянных по всему телу. Особенно много таких рецепторов приурочено к волосяным фолликулам.

По мнению многих палеонтологов, волосы выполняли сначала тактильную (осязательную) функцию, а для терморегуляции стали использоваться позже, когда у предков млекопитающих начала развиваться гомойотермия (теплокровность). У Morganucodon и Hadrocodium достоверных остатков волосяного покрова пока не обнаружено, однако их близкий родственник — похожий на бобра маммалиаформ Castorocauda — был покрыт густым мехом, состоявшим, как у современных зверей, из осевых волос и подшерстка (см.: Скелет удивительного водоплавающего зверя обнаружен в юрских отложениях Китая, «Элементы», 12.03.2006). Это позволяет предположить, что Morganucodon и Hadrocodium тоже были покрыты шерстью. По мнению авторов, появление неокортекса у маммалиаформ было тесно связано с развитием волосяного покрова и осязания.

Мозг Morganucodon, базального представителя маммалиаформ, иллюстрирует первый этап прогрессивной эволюции мозга в ходе становления млекопитающих. На этом этапе увеличение мозга было обусловлено развитием обоняния, осязания и координации движений. Изменения в строении внутреннего уха свидетельствуют также о возможном улучшении слуха.

Hadrocodium, продвинутый представитель маммалиаформ и ближайший родственник «настоящих» млекопитающих, иллюстрирует второй этап развития мозга. Коэффициент энцефализации у Hadrocodium равен 0,5, то есть мозг увеличился еще в полтора раза по сравнению с Morganucodon и достиг размеров, характерных для некоторых настоящих млекопитающих. Мозг вырос в основном за счет обонятельных луковиц и обонятельной коры. Таким образом, второй этап прогрессивной эволюции мозга тоже был связан с развитием обоняния.

Косточки среднего уха (молоточек и наковальня) у Hadrocodium отделены от нижней челюсти, что является одним из главных определительных признаков млекопитающих. У Morganucodon, как и у всех остальных рептилий, эти косточки входят в состав нижней челюсти (см.: Новая палеонтологическая находка проливает свет на раннюю эволюцию млекопитающих, «Элементы», 17.03.2007). Авторы, однако, полагают, что отделение молоточка и наковальни от нижней челюсти вряд ли было связано с радикальным улучшением слуха, потому что строение внутреннего уха у Hadrocodium такое же, как у Morganucodon. Авторы также намекают, ссылаясь на данные по эмбриональному развитию опоссума, что это важное изменение черепа могло быть просто побочным следствием разрастания обонятельной коры переднего мозга.

Третий этап прогрессивной эволюции мозга соответствует переходу от высших маммалиаформ, таких как Hadrocodium, к настоящим млекопитающим. На этом этапе обоняние становится еще более тонким, о чём свидетельствуют специфические изменения решетчатой кости: на ней образуются носовые раковины, поддерживающие разросшийся обонятельный эпителий.

Новые данные показывают, что потребность в тонком чутье была, по-видимому, главным стимулом развития мозга в ходе становления млекопитающих. У млекопитающих, как известно, обоняние развито намного лучше, чем у всех остальных наземных позвоночных. Скорее всего, это изначально было связано с приспособлением к ночному образу жизни (см.: Обоняние и цветное зрение в эволюции млекопитающих развивались в противофазе, «Элементы», 18.06.2008). К концу триаса — началу юры синапсиды окончательно проиграли диапсидам конкуренцию за «дневные» ниши, и выжить удалось только тем из них, кто сумел «уйти в ночь», выработав совершенное обоняние для ориентации в потемках.

Источник: Timothy B. Rowe, Thomas E. Macrini, Zhe-Xi Luo. Fossil Evidence on Origin of the Mammalian Brain // Science. 2011. V. 332. P. 955–957.

Источник

Общая характеристика млекопитающих животных и их строение

Млекопитающие на сегодняшний день являются самым распространенным классом животных, отличительная черта которых ясна из названия — эти существа выкармливают своих детенышей молоком. Несмотря на видовое многообразие, млекопитающие животные имеют схожее строение, обладают рядом общих характеристик и принадлежат к одному классу.

Кто такие млекопитающие

Млекопитающие — это животные, которые выкармливают потомство молоком. Эти звери являются самыми высокоорганизованными и распространенными на планете, что объясняется хорошо развитой нервной системой, и, как следствие, высокими адаптивными способностями. При этом сама физиология животных этого класса принципиально не отличается от физиологии других позвоночных животных.

Другими признаками животных данного класса является наличие волосяного покрова, четырехкамерное сердце, теплокровность и особое строение головного мозга.

Происхождение

По мнению специалистов, первые млекопитающие произошли от рептилий палеозойского периода, имеющих признаки амфибий: определенное расположение сочленений конечностей, наличие кожных желез. Этот класс предков млекопитающих называется подкласс звероподобные.

В период с конца триаса до первой половины третичного периода существовали так называемые многобугорчатые млекопитающие. На коренных зубах этих зверей располагалось множество бугорков, отсюда и произошло их название.

Собой они представляли небольшого размера животных, схожих с современными грызунами. Ученые полагают, что многобугорчатые являются предками однопроходных млекопитающих.

Истинным же началом эволюции класса млекопитающих считается период с середины юрского до мелового. Этим периодом специалисты датируют найденные остатки так называемых трехбугорчатых животных.

Высшие плацентарные животные, вероятно, произошли также от трехбугорчатых, развиваясь параллельной ветвью с сумчатыми. Древнейшие останки плацентарных млекопитающих были обнаружены в верхнемеловых отложениях Монголии.

Признаки млекопитающих

Представителей этого класса можно встретить во всех природных зонах мира, на всех континентах и во всех сферах. Животных, относящихся к данному классу, объединяет несколько общих черт.

Список особенностей млекопитающих:

Ароморфозы

Ароморфоз — термин биологический. Наука определяет ароморфоз как способность живого организма приспосабливаться к изменениям условий окружающей среды, при этом приобретаются новые характеристики.

К крупнейшим ароморфозам млекопитающих относятся:

По мнению специалистов, в мире насчитывается около 5 000 видов современных млекопитающих. А общее их количество, включая вымершие виды, составляет около 20 000. Существует несколько классификаций представителей этого класса.

Общепринятым на сегодняшний день является разделение класса животных на отряды, представленные в таблице.

Отряд яйцекладущие

Яйцекладущие во многом схожи с рептилиями. В настоящее время этот отряд представлен всего двумя видами животных — ехидной и утконосом. В отличие от других млекопитающих яйцекладущие не рождают живых детенышей. Они откладывают яйца, которые хранятся либо в специально построенном для них гнезде, либо в сумке матери. Из яиц вылупляются детеныши, которых самка выкармливает молоком, при этом она не имеет сосков, а молочные протоки открываются прямо на кожу.

Утконос — пример представителя отряда яйцекладущих

Сумчатые

Детеныши сумчатых находятся в утробе матери очень непродолжительное время, а новорожденные звери очень слабые и недоразвитые. Развитие продолжается в сумке мамы, детеныши располагаются там, прикрепившись к соску. В настоящее время насчитывают около 250 видов таких животных.

Кенгуру — пример представителя отряда сумчатых

Описанные выше отряды стоят особняком и являются очень специфичными. Самыми многочисленными являются плацентарные млекопитающие. К ним относятся отряды, описанные ниже.

Насекомоядные

Самые примитивные млекопитающие. Кора мозга не имеет извилин, система зубов не дифференцирована. Используют в пищу насекомых, членистоногих, более мелких зверей. Отряд включает около 450 видов. Среди них кроты, ежи, землеройки, выхухоль.

Грызуны

Данный отряд включает огромное разнообразие видов — около трети всех млекопитающих относится к данному виду. Встретить грызунов можно во всех частях света. Отличительной особенностью являются хорошо развитые клыки (по две пары на каждой челюсти). Острые зубы этим животным жизненно необходимы, в процессе жизнедеятельности они постоянно затачиваются.

Парнокопытные

Отличительная черта этих животных — копыта представляет собой изменения в виде ороговения второго и третьего пальца. Остальные пальцы животного редуцированы или недоразвиты. Питаются исключительно растительностью. Все представители этого отряда — крупные или средне-крупные животные.

Отряд представлен двумя сотнями видов, среди которых олени, лоси, бараны, жирафы, свиньи, коровы и прочие, и подразделяется на жвачных и нежвачных животных. Нежвачные имеют однокамерный желудок, тогда как у жвачных он двухкамерный.

Непарнокопытные

Немногочисленный отряд, всего к нему относятся около семнадцати видов, в том числе зебры, лошади, носороги, ослы, тапиры. У них развит лишь средний палец, который и являет собой копыто. Питаются только растительной пищей.

Рукокрылые

Отряд, к которому относятся лишь летучие мыши. Строение их скелета практически не отличается от скелета птиц, поэтому они могут летать. Вопреки всеобщему мнению, летучие мыши — не хищники, большая часть видов питается фруктами и другими плодами.

Хоботные

К этому отряду относится африканский и индийский слон. Все пальцы этих животных покрыты маленькими копытцами. Хобот является отростком между носом и верхней губой. Слоны являются самыми крупными сухопутными млекопитающими, пищу употребляют только растительную.

Хищники

Отряд включает несколько семейств: медвежьи, псовые, кошачьи и прочие. Характерная черта всех представителей — развитые клыки. Количество видов, относящихся к отряду — около 300. Представители: волки, медведи, тигры, рыси и т. д.

Ластоногие

Очень немногочисленный отряд (всего около 30 видов). Представители обитают преимущественно в холодных морях, приспособлены к жизни в воде. Передние конечности представляют собой ласты. Волосяной покров очень скудный, под кожей находится толстый слой жира. Питаются более мелкими морскими обитателями. Представители: моржи, тюлени и т. д.

Китообразные

Насчитывают около 100 разновидностей, к ним относятся различные виды китов и дельфинов. Обитают только под водой, при этом имеют легкие, поэтому вынуждены выныривать на поверхность, чтобы получить свежую порцию воздуха. Питаются крилем и рыбой.

Отряд приматы

Одним из членов данного отряда является человек разумный. Кроме него, сюда относится около 400 видов различных обезьян и лемуров. Представители обладают наиболее развитой корой больших полушарий и, как следствие, наиболее организованным поведением. Большая часть этих животных приспособлена к жизни на деревьях. Один из пальцев противопоставлен остальным, а когти заменены ногтями.

Внешние особенности и строение

Внешние особенности млекопитающих выражены в строении их тела, которое имеет четко выраженные отделы: голова, туловище и хвост. Их тело имеет волосяной покров (причем он может сильно отличаться в зависимости от видовой принадлежности животного: стоит только вспомнить густую гриву льва и редкие волосы моржа).

Все системы организма млекопитающих животных совершенствовались в процессе эволюции в течение тысячелетий. Эти процессы сделали млекопитающих практически совершенными животными, обладающими сложным строением. Их общая характеристика изложена ниже.

Покровы тела

Покровы тела представителей класса, несмотря на очень большое разнообразие внешних признаков, обладают одинаковым строением у всех животных этого класса.

Кожа состоит из верхнего слоя — надкожицы (эпидермиса) и собственно кожи.

Надкожица покрыта ороговевшим слоем. Из него образуются волосы, врастающие корнями в основной более глубокий слой. Длинные волосы называются осевыми, короткий и более густой пушок — подшерстком, он помогает зверю сохранять тепло.

Волосяные покровы представителей различных видов сильно отличаются друг от друга. Чаще всего это связано с образом жизни животного и его средой обитания. Например, рысь, которая обитает в суровых условиях таежной зимы, имеет плотную шерсть и густой подшерсток. Иглы ежа — тоже волосы, они защищают его от врагов и помогают добывать пищу.

Кроме волос, из верхнего слоя кожи образованы и ороговевшие части тела: рога, когти, ногти, копыта. Эти части тела животных имеют разнообразные формы и строение в зависимости от их предназначения, образа жизни животного.

Например, когти хищных кошек имеют очень заостренную форму, копыто северного оленя плоское, так как ему приходится часто ходить по заболоченному грунту.

Скелет

Скелет млекопитающих состоит из нескольких отделов, количество костей представителей этого класса превышает количество костей остальных представителей животного мира в несколько раз. Это обеспечивает гибкость и силу животного. Скелеты представителей различных отрядов могут обладать специфическими признаками. Например, у копытных животных развиты кости конечностей, это делает их отличными бегунами. Кенгуру имеет мощный хвостовой отдел позвоночника, что позволяет ему передвигаться с помощью этой части тела.

Тем не менее скелет любого млекопитающего состоит из следующих отделов:

Мышцы

Мускулатура млекопитающих очень хорошо развита и представляет собой практически сплошной подкожный слой.

Общее количество мускулов этих животных составляет несколько сотен.

Специфической особенностью строения мышечной системы является наличие диафрагмы. Это мышца, разделяющая полость тела на брюшной и грудной отделы. Функция диафрагмы — изменение объемов грудной клетки при дыхательных движениях.

Также для представителей млекопитающих характерно высокое развитие мышц конечностей и их поясов.

Пищеварение

Строение пищеварительной системы отличается у различных животных класса млекопитающих, однако для всех из них характерен высокий уровень развития пищеварительного тракта. Отличие в строении обусловлено различием используемой животными пищи.

Дыхание

Основной орган дыхания — легкие — имеют самый высокий уровень развития относительно других типов животных. В процессе дыхания участвуют трахеи, от которых, многократно ветвясь, отходят бронхи. Сам дыхательный процесс представляет собой сложный механизм, в котором задействовано несколько групп мышц и грудная клетка. Весь процесс регулируется дыхательным центром, расположенным в головном мозге. С помощью дыхания организм животного насыщается кислородом, поэтому дыхание — процесс жизненно важный.

Появление диафрагмы — один из признаков принадлежности животного к классу млекопитающие. Она состоит из мышечной ткани и регулирует дыхательный процесс.

Выделительная система

Выделительная система млекопитающих не имеет выраженных отличий от систем других позвоночных животных.

Она состоит из следующих основных органов:

Основную функцию выполняют почки животного — они очищают кровь от продуктов распада с помощью сложных химических реакций. Анатомия почки довольна сложна, общее ее строение представлено на схеме ниже.

Схема строения выделительной системы кошки представлена ниже.

Кровеносная система

Кровеносная система играет важнейшую роль в обеспечении процессов жизнедеятельности млекопитающих. По сравнению с аналогичными системами других живых организмов кровеносная система млекопитающих имеет ряд особенностей и более сложное строение.

Два предсердия и два желудочка — характерная особенность кровеносной системы млекопитающих.

Сердце имеет специальный клапан, который открывается только в одну сторону и не позволяет крови возвращаться назад по кровеносному руслу. Кровь переносит по организму кислород и энергию, возвращая углекислый газ с помощью газообмена.

Движение крови происходит по кругу, образуя замкнутый контур.

У млекопитающих выделяется большой и малый круг кровообращения. Это является одним из характерных признаков класса.

Схема строения кровеносной системы представлена на рисунке.

Нервная система

Представляет собой сложнейшую систему, которая осуществляет регуляцию функций всего организма, обуславливает сложное поведение животных, высшие психические функции: память, внимание, мышление. Это ставит млекопитающих на самую высокую ступень развития.

Включает в себя центральную и периферическую систему.

Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга.

Головной мозг млекопитающих имеет пять отделов:

Особо развит передний мозг и его кора. Сам термин кора в отношении мозга имеет условное значение: он не несет защитной функции, а является полноценным органом, в котором расположены нервные центры.

Сложность поведения животного напрямую зависит от количества борозд и извилин головного мозга.

Спинной мозг располагается в позвоночном канале, он выполняет проводящую и рефлекторную функцию. Иными словами, он передает импульсы от мозга к органам и в обратном направлении.

Кроме центральной, млекопитающие имеют периферическую нервную систему. Она образована всеми нервами и нервными окончаниями, не входящими в систему: 31 пара нервов, исходящих от спинного мозга, и 12 пар нервов — от головного.

Органы чувств

Разные отряды млекопитающих обладают особенностями органов чувств. У обитателей открытых пространств более других млекопитающих развито зрение, у ночных и сумеречных животных, а также животных, обитающих в водоемах или лесных кустарниках, хорошо развиты обоняние и слух.

Зрение

Животные, обитающие в открытых пространствах и ведущие преимущественно дневной образ жизни, большую часть информации воспринимают через зрительный канал.

Обитатели лесов, травянистых насаждений имеют менее острое зрение, а у зверей, живущих в норах, зрение вовсе перестает функционировать, а глаза зарастают кожей.

Глаза млекопитающих располагаются либо по бокам головы, обеспечивая тем самым почти круговой обзор, либо фронтально, создавая широкое поле бинокулярного зрения. Первый вариант расположения глаз встречается чаще у копытных и грызунов, которым необходимо остерегаться нападения на них хищников. Второй тип расположения глаз чаще встречается у приматов, которым нужно четко определять расстояние между деревьями для прыжка, и у хищников, которые должны четко определять расстояние до жертвы.

Слух и способность издавать звуки играет в жизни животных важную роль. С помощью звуков животные добывают пищу, узнают об опасности, общаются с детенышами и другими представителями своего вида.

Орган слуха млекопитающих представлен тремя отделами: наружним, средним и внутренним ухом.

Наружнее ухо представляет собой специализированную биологическую антенну-фильтр, с помощью которой животное улавливает важные шумы, а посторонние ослабляет. Оно состоит из ушной раковины и наружнего слухового прохода.

Обоняние

Обоняние млекопитающих развито намного больше, чем у других представителей животного мира. Это обусловлено анатомией обонятельных органов. Хеморецепторы обладают высокой разрешающей способностью,благодаря чему млекопитающие могут отличать специфичные запахи, а также группы запахов.

Различные отряды обладают неодинаковым уровнем развития обоняния. Большинство хищников, парнокопытных, сумчатых животных превосходят в этом других представителей. Они используют эту способность для поиска пищи и ориентации в пространстве. У приматов, наоборот, обоняние развито значительно слабее.

Размножение

Оплодотворение млекопитающих внутреннее. Яйцеклетка, созрев, поступает в парные яйцеводы, где происходит процесс оплодотворения. Яйцевод напрямую соединен со специальным органом — маткой, имеющейся только у самок.

Матка представляет собой мышечный орган, способный очень сильно растягиваться. Оплодотворенная яйцеклетка прикрепляется к стенке матки, где и происходит развитие плода. В месте соединения яйцеклетки и матки начинает развиваться плацента, внутри которой находятся кровеносные сосуды.

Значение плаценты заключается в питании плода, это происходит с помощью пуповины, которая расположена здесь же и соединяет организм малыша с организмом мамы. Именно появление плаценты делает репродуктивную систему млекопитающих наиболее совершенной относительно других типов, имеющихся у остальных представителей животного мира.

В зависимости от способа размножения все млекопитающие делятся на три группы:

Особенности поведения

Представители класса млекопитающие обладают высоким уровнем развития мозга и нервной системы в целом. Физиологией высшей нервной деятельности обусловлено их сложное поведение.

К особенностям поведения этих животных, отличающих их от остальных представителей, относятся следующие:

Биологическое значение млекопитающих

Значение млекопитающих в экосистеме обусловлено большим разнообразием видов и сложностью их поведения. Кроме того, животные этого класса населяют все природные зоны, независимо от климатических условий: моржи и тюлени населяют экстремально-холодный материк и являются там крупным звеном пищевой цепочки, парнокопытные зебры живут на самом жарком материке планеты и играют аналогичную роль.

Итак, роль млекопитающих в природных системах:

1. Истинными предками млекопитающих являются:

а. Трехбугорчатые животные.

б. Древние земноводные.

2. Основной особенностью млекопитающих является:

а. Способность выкармливать детенышей молоком.

в. Способность рождать несколько детенышей.

3. Сердце млекопитающих:

4. Кровеносная система млекопитающих имеет:

а. Один круг кровообращения.

б. Два круга кровообращения.

в. Три круга кровообращения.

5. Дыхательная система млекопитающих оснащена органом, наличие которого отличает их от других представителей животного мира. Этот орган:

6. Сложное поведение млекопитающих обусловлено высоким уровнем развития их:

б. Кровеносной системы.

7. Верно ли, что млекопитающие откладывают яйца:

в. Только древние млекопитающие.

8. Особый мышечный орган, в котором развивается зародыш млекопитающего:

9. Кроме головного мозга, в центральную нервную систему входит:

б. Периферические нервы.

10. Наиболее острым зрением обладают животные:

Видео

Интересное видео о млекопитающих представлено ниже.

Источник