爬行动物

爬 行 纲 (Reptilia)- 真 正 陆 生 的 变 温 、 羊 膜 动 物

生 物 学 特 征体 表 被 角 质 鳞 , 缺 少 皮 肤 腺 ; 具 典 型 五 指( 趾 ) 型 四 肢 , 指 端 具 爪 ; 头 骨 有 颞 窝 , 出 现 完整 或 不 完 整 的 次 生 腭 ; 荐 椎 和 颈 椎 数 目 增 多 , 胸廓 出 现 ; 以 肺 呼 吸 ; 心 室 出 现 不 完 全 分 隔 , 仍 为不 完 全 双 循 环 ; 出 现 新 脑 皮 , 脑 神 经 为 12 对 ; 鼓膜 下 陷 形 成 外 耳 道 ; 后 肾 为 排 泄 器 官 , 排 泄 物 以尿 酸 为 主 ; 体 内 受 精 , 具 羊 膜 卵 ; 变 温 。

进 化 地 位仍 为 变 温 动 物 ; 成 体 结 构 进 一 步 适应 陆 地 生 活 ; 繁 殖 脱 离 了 水 环 境 , 与 鸟类 、 哺 乳 类 共 称 为 羊 膜 动 物 。

进 一 步 适 应 陆 生 和 进 化 的 特 征1 体 内 受 精 ; 羊 膜 卵2 表 皮 角 质 层 的 分 化 , 缺 少 皮 肤 腺3 骨 骼 的 进 一 步 分 化 ; 胸 廓 出 现4 神 经 系 统5 排 泄 方 式 和 排 泄 物6 循 环 系 统

1 羊 膜 卵 (amniotic egg)卵 壳卵 黄 囊绒 毛 膜羊 膜尿 囊 膜羊 膜 腔尿 囊 腔

2 皮 肤 干 燥 , 具 角 质 鳞– 皮 肤 由 多 层 的 表 皮 和 真 皮 组 成 。– 表 皮 高 度 角 质 化 , 在 表 面 产 生 角 质 鳞 片 , 防止 水 分 蒸 发 。– 皮 肤 干 燥 , 皮 肤 腺 极 少 。

3 骨 骼 支 持 和 肌 肉 系 统(1) 头 骨 特 点• 具 颞 窝无 颞 窝 类 : 无 颞 窝 。 古 杯 龙 类 属 。双 颞 窝 类 : 头 骨 每 侧 有 2 个 颞 窝 。合 颞 窝 类 : 头 骨 每 侧 有 1 个 颞 窝 。

• 出 现 次 生 腭次 生 腭 使 口 腔 和 鼻 腔 分 隔 , 内 鼻 孔后 移 , 使 呼 吸 通 畅 , 效 率 提 高 , 在 吞 食大 型 食 物 时 可 正 常 呼 吸 。鳄 类 有 完 整 的 次 生 腭 , 鼻 腔 和 口 腔完 全 分 隔 。• 单 枕 髁

(2) 脊 柱 进 一 步 分 化颈 椎 、 胸 椎 、 腰 椎 、 荐 椎 、 尾 椎椎 体 : 低 等 双 凹 型 , 其 余 后 凹 或 前 凹 ;

颈 椎 : 数 目 加 多 , 第 一 为 环 椎 、 第 二 为 枢 椎 , 颈 椎数 目 不 定 。 环 椎 孔 被 一 韧 带 为 上 下 两 部 , 上 部 通 过脊 髓 , 下 部 容 纳 齿 突 。荐 椎 :2 块 , 加 强 、 承 重 , 横 突 发 达 , 通 过 腰 带 关 节使 后 肢 承 受 体 重 的 机 能 加 强 。

• (3) 出 现 胸 廓 : 胸 椎 、 肋 骨 、 胸 骨 围成 , 保 护 内 脏 , 增 强 了 肺 呼 吸 。• (4) 肩 带 与 两 栖 基 本 相 同 , 腰 带 ( 两栖 : 坐 骨 、 耻 骨 ; 爬 行 : 髂 骨 、 坐 骨 、 耻骨 ); 腰 带 骨 间 出 现 孔 洞 。 耻 骨 和 坐 骨 之间 出 现 耻 坐 孔 , 减 轻 腰 带 重 量 , 不 影 响 承重 能 力 。

(5) 四 肢 骨 结 构 和 运 动 特 点– 具 有 典 型 的 五 趾 ( 指 ) 型 四 肢– 四 肢 骨 与 中 轴 骨 呈 横 向 直 角 关 系 , 不能 将 身 体 抬 离 地 面 , 运 动 时 以 爬 行 为主 要 方 式

• (6) 肌 肉 系 统 : 躯 干 肌 复 杂 化 , 肋 间 肌和 皮 肤 肌 出 现 。 肋 间 肌 ( 包 括 肋 间 外 肌和 肋 间 内 肌 ) 的 运 动 牵 引 肋 骨 改 变 胸 廓容 积 以 完 成 呼 吸 动 作 。 皮 肤 肌 连 接 角 质鳞 片 , 其 收 缩 可 牵 引 鳞 片 辅 助 爬 行 , 蛇类 尤 其 发 达 。

4 消 化 道 进 一 步 复 杂 化– 次 生 腭 的 出 现 使 消 化 道 和 呼 吸 道 分 开– 具 有 广 泛 着 生 , 无 咀 嚼 作 用 的 牙 齿 , 牙 有 端生 齿 、 侧 生 齿 、 槽 生 齿 。 多 为 同 型 齿 。– 口 腔 和 咽 明 显 分 化 , 食 道 延 长 。– 消 化 道 中 出 现 了 盲 肠 。– 泄 殖 腔 孔 是 消 化 道 通 向 体 外 的 出 口 。

5 肺 呼 吸 进 一 步 完 善肺 内 壁 具 有 较 两 栖 类 复 杂 的 分 隔 , 与 空 气 交换 面 积 扩 大 ; 口 腔 和 呼 吸 道 由 于 次 生 腭 出 现 而明 显 分 开 ; 气 管 和 支 气 管 明 显 分 化 ; 声 带 较 为简 单 , 一 般 不 发 声 。靠 胸 廓 的 扩 张 和 缩 小 , 使 肺 内 和 呼 吸 道 中 的气 压 与 外 界 大 气 压 产 生 差 别 , 而 将 气 体 吸 入 或排 出 。

6 血 液 循 环 仍 为 不 完 全 双 循 环– 心 脏 : 2 心 房 和 1 心 室 , 心 室 出 现 不 完 全 分隔 , 鳄 类 心 室 室 分 隔 只 留 有 一 孔 。 多 氧 血 和缺 氧 血 仍 不 能 完 全 分 开 。– 动 脉 和 静 脉 : 动 脉 圆 锥 消 失 , 静 脉 窦 退 化 。

7 具 有 羊 膜 动 物 式 的 排 泄 器 官 - 后 肾后 肾 完 全 失 去 体 腔 联 系 , 以 血 管 收集 废 物 , 后 肾 管 输 尿 。排 泄 产 物 为 尿 酸 。 爬 行 类 中 的 蜥 蜴和 龟 鳖 类 具 有 尿 囊 基 部 扩 大 形 成 的 膀胱 , 在 干 旱 地 区 的 种 类 膀 胱 具 有 吸 收 水分 的 功 能 。 许 多 种 类 在 鼻 部 或 眼 部 附 近具 有 盐 腺 , 能 排 出 浓 度 很 高 的 盐 溶 液 。

8 生 殖• 受 精 在 母 体 内 进 行 。• 卵 生 ( 羊 膜 卵 , 少 数 卵 胎 生 , 将 卵 产 于 温 暖 潮湿 、 阳 光 充 足 的 地 方 ; 或 有 营 巢 习 性 , 如 多 数毒 蛇 和 一 些 蜥 蜴 类 )。雄 性 均 有 交 配 器 ( 楔齿 蜥 除 外 )。 蛇 与 蜥 蜴 的交 配 器 为 半 阴 茎 ( 泄 殖 腔壁 突 起 形 成 )。 龟 鳖 类 和鳄 类 为 一 个 阴 茎 , 内 有 阴茎 海 绵 体 , 属 真 正 的 交 配器 。

9 神 经 系 统 和 感 觉 器 官(1) 神 经 系 统大 脑 开 始 有 新 脑 皮 出 现由 于 纹 状 体 增 大 而 使 大 脑 体 积 增 大脑 神 经 12 对

(2) 感 觉 器 官感 觉 器 官 更 趋 发 达 。视 觉 :听 觉 : 内 耳 、 中 耳嗅 觉 : 犁 鼻 器其 它 感 受 器 :红 外 线 感 受 器 颊 窝 、 唇 窝顶 凹 器 官

二 、 现 生 爬 行 动 物 的 分 类现 存 爬 行 类 约 6,300 多 种 , 分为 喙 头 目 、 龟 鳖 目 、 有 鳞 目 和 鳄目 。• 喙 头 目 : 现 存 爬 行 类 中 最 古 老 的类 群 , 仅 留 1 属 1 种 , 即 喙 头 蜥( 楔 齿 蜥 )。 双 颞 窝 类 , 生 活 在新 西 兰 的 30 多 个 小 岛 屿 上 。 仍 保留 一 系 列 最 原 始 的 特 性 , 如 顶眼 。 寿 命 达 300 年 之 久 。

• 有 鳞 目 :双 颞 窝 类 , 体 被 角 质 鳞 片 , 约 6000 种 , 分 布 广泛 , 适 应 干 旱 贫 瘠 的 生 活 环 境 。– 蜥 蜴 亚 目 : 具 发 达 四 肢 , 趾 指 端 具 爪 , 有 长尾 , 具 有 能 活 动 的 眼 睑 和 外 耳 , 少 数 四 肢 退化 。 颞 上 窝 保 留 , 颞 下 窝 却 失 。 约 3,000 种 。– 蛇 亚 目 : 身 体 细 长 , 四 肢 、 胸 骨 、 肩 带 均 退化 , 以 腹 部 贴 地 爬 行 。 围 颞 窝 的 骨 片 全 部 失去 , 无 颞 窝 。 脊 椎 骨 数 目 多 , 可 达 500 多 块 ,犁 鼻 器 发 达 。 约 3000 种 。

• 鳄 目 :双 颞 窝 类 。 体 被 角 质 鳞 片 , 背 部 鳞 片 下 有 骨 质板 。 具 完 整 的 次 生 腭 , 心 室 已 有 几 近 完 全 的 分隔 , 胸 腔 和 腹 腔 完 全 分 开 , 具 有 槽 生 齿 , 齿 已有 大 、 小 的 分 化 。 小 脑 发 达 。 全 世 界 约 有 21种 。

三 、 爬 行 类 的 起 源 和 古 代 爬 行 类• 羊 膜 动 物 是 起 源 于 古 生 代 末 一 个 单 系 类 群 。• 石 炭 纪 和 二 叠 纪 四 足 类 中 的 荚 椎 类 和 炭 螈 类 头骨 结 构 更 接 近 羊 膜 动 物 。 其 中 炭 螈 类 最 可 能 是羊 膜 动 物 的 姐 妹 群 。

• 石 炭 纪 末 期 羊 膜 动 物 有 三 支 :– 无 颞 窝 类 : 眼 眶 后 部 无 颞 窝 。 一 般 认 为 这 一类 群 的 现 生 代 表 为 龟 鳖 类 , 具 有 原 始 和 特 化的 特 征 , 自 三 叠 纪 发 现 它 们 的 化 石 以 来 很 少变 化 。1999 年 “Science” 发 表 对 龟 鳖 类 起 源 的 分子 系 统 学 研 究 文 章 认 为 : 对 爬 行 类 的 线 粒 体DNA 及 基 因 的 分 析 , 龟 鳖 类 可 能 属 于 双 颞窝 类 的 羊 膜 类 。 将 龟 鳖 类 从 传 统 爬 行 动 物 分类 中 的 低 等 地 位 , 提 升 为 最 高 等 的 位 置 。

– 合 颞 窝 类 : 颊 部 有 一 对 颞 窝 。 经 盘 龙 类 、 兽 孔类 , 最 后 演 化 出 哺 乳 类 。– 双 颞 窝 类 : 头 骨 有 两 对 颞 窝 , 进 化 出 所 有 的 爬行 动 物 类 群 和 鸟 类 。• 有 鳞 类 : 包 括 已 绝 灭 的 鱼 龙 类 和 所 有 现 代 有鳞 目 种 类 及 喙 头 目 动 物• 初 龙 类 : 由 恐 龙 类 、 现 生 的 鳄 类 和 鸟 类 组 成• 鳍 龙 类 : 包 括 已 经 绝 灭 的 大 型 长 颈 蛇 颈 龙 类等 水 生 动 物 类 群

• 石 炭 纪 末 期 的 造 山 运 动 , 气 候 干 、 寒 , 植物 发 生 演 替 。 出 现 更 适 应 陆 地 生 活 的 爬 行类 。 中 生 代 ( 距 今 2.25 亿 年 至 6500 万 年 )爬 行 类 繁 盛 , 大 约 历 经 了 500 万 代 。• 爬 行 类 繁 盛 结 束 于 白 垩 纪 末 期 。

总 结• 具 羊 膜 卵 , 真 正 适 应 陆 生 的 脊 椎 动 物 , 使 胚 胎发 育 脱 离 了 水 环 境 ;• 具 角 质 鳞 片 保 护 的 皮 肤 , 有 效 防 止 水 分 蒸 发 ;• 脊 柱 进 一 步 分 化 , 具 有 颞 窝 , 次 生 腭 ;• 肺 呼 吸 进 一 步 完 善 , 胸 廓 出 现 ;• 心 脏 分 为 2 心 房 和 1 心 室 , 心 室 出 现 不 完 全 分隔 , 仍 为 不 完 全 的 双 循 环 ;• 出 现 新 脑 皮 , 大 脑 体 积 增 加 , 脑 神 经 为 12 对 ;

思 考 题1 阐 述 爬 行 动 物 对 陆 地 生 活 的 适 应 。2 何 为 颞 窝 ? 类 型 及 意 义 ?3 羊 膜 卵 的 结 构 ? 进 化 意 义 ? 羊 膜 动 物 和 无 羊 膜动 物 在 泄 殖 系 统 上 有 何 重 要 不 同 ?4 列 举 首 次 出 现 在 爬 行 动 物 中 的 结 构 , 说 明 进 化和 适 应 上 的 意 义 ?5 试 述 现 代 爬 行 动 物 的 分 类 特 征 及 代 表 动 物