动物多样性的进化
动物多样性的进化·
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动物 是真核、多细胞、无细胞壁的异养生物。4个特征区分于其他生物：真核（≠原核）、多细胞（≠多数原生生物）、异养（≠植物/藻类）、无细胞壁（≠植物/真菌/藻类）。已知种类超150万种。
动物的其他特征·
- 吞食营养：将其他生物吞入消化管，分泌水解酶消化后吸收（≠真菌体外消化）。
- 肌细胞和神经细胞：使动物能自由运动（至少某一阶段），增强摄食、交配、御敌能力。
- 有性生殖和复杂胚胎发育：受精卵经桑葚胚→囊胚→原肠胚→中胚层与体腔发生，出现外、内、中三个胚层。许多有 幼虫期，经 变态（metamorphosis） 转为成体。
动物种系的发生·
动物有共同祖先·
证据：①所有动物 5S和18S rRNA相同；②都有相同的 细胞外基质（ECM）分子（构成结缔组织、上皮基膜）。动物共同祖先很可能从远古 群体原生生物 进化而来。寒武纪初期动物迅速多样化，现今主要体型均已出现。
动物进化的5个标志 ★重点·
- ① 是否有真正的组织：将 多孔动物（海绵） 与其他动物区分（海绵无上皮组织等）。
- ② 体型对称性：辐射对称（刺胞动物，多浮游/固着）vs 两侧对称（其他动物，适应快速运动，头部形成神经中枢）。
- ③ 体腔（coelom）：体内充满体液的空间，使内部器官能独立生长活动。无体腔（扁形动物）→假体腔（线虫，未完全被中胚层覆盖）→真体腔（从中胚层中间发展，完全被中胚层覆盖）。
- ④ 分节（metamerism）：身体沿纵轴分成相似体节，运动更灵活、功能分工。
- ⑤ 原口与后口：原口动物（口由原肠胚胚孔发育）vs 后口动物（胚孔发育成肛门，另一端发育成口；含棘皮动物和脊索动物）。
无脊椎动物多样性的进化·
多孔动物（海绵）——身体结构简单·
多细胞，绝大多数海生，全部固着生活。体壁两层细胞：外层 皮层（扁平细胞+孔细胞）、内层 胃层（领细胞，鞭毛形成水流、吞噬细菌），中间 中胶层（变形细胞、骨针）。无神经细胞和组织，可视为原生动物群体。无性生殖（出芽、芽球），有性生殖精子随水流受精。被认为是多细胞动物进化中的一个侧支。
刺胞动物——辐射对称·
固定的辐射对称，有 水螅型（固着）和 水母型（漂浮）两种形态。开始出现 组织分化，可能是多细胞动物中最原始的一类。
- 体壁：外胚层+内胚层+中胶层（2胚层）。外胚层4种细胞：上皮肌细胞、腺细胞、间细胞、刺细胞（cnidoblast）（有刺丝囊，射毒液捕食）。
- 消化循环腔：细胞外消化，残渣由口吐出。网状神经系统（神经细胞互相联络成网）。现存11000余种。
扁形动物——最简单的两侧对称动物·
两侧对称，有 3个胚层，体壁与消化管间 无体腔，出现器官系统。
- 背腹扁平；消化系统有口咽肠但 无肛门（绦虫消化系统完全退化）；体表扩散呼吸；出现原始排泄系统和 原始中枢神经系统（脑+3对神经索）、眼点等感官。
- 代表：平角涡虫（自由生活）、日本血吸虫（钉螺为中间寄主，我国南方危害）、猪带绦虫（头部吸盘小钩，体表吸收养分，无消化器官）。
线虫动物——具假体腔和完整消化管·
假体腔动物典型代表。与无体腔扁形动物比：肠道与体壁间有 假体腔（充满体腔液，简单流动循环）；体壁有中胚层肌肉层，运动加强；有完整消化管（口+肛门），残渣固定由肛门排出。排泄系统仍原始，无循环系统和呼吸器官。体表有角质层，多寄生。
软体动物——出现真体腔·
两侧对称（或不对称），3胚层+真体腔，原口动物，器官系统发达。主要3纲：腹足纲、双壳纲、头足纲。
- 身体4部分：头、足、内脏团、外套膜（mantle）（分泌石灰质形成贝壳，与内脏团鳃足间为 外套腔）。
- 消化：有齿舌；呼吸靠鳃或"肺"；循环有 开管式和闭管式（头足类闭管式适应快速捕食）；排泄器官有内外两开口。已记录约11.5万种，是仅次于节肢动物的第二大类群。
环节动物——身体同律分节·
出现 分节——头部外各体节基本相同、内部器官依体节重复排列，即 同律分节（homonomous metamerism）；出现 疣足（parapodium）（原始附肢，蚯蚓退化仅保留刚毛）。
- 两侧对称，3胚层，发达 真体腔，闭管式循环（血液不入组织间隙，运输效率高），腹部 链状神经系统（脑+咽下神经节+围咽神经环+腹神经索，每体节一对神经节）。排泄器官为 后肾。代表：沙蚕、蚯蚓、蚂蟥。
节肢动物——身体分节附肢也分节 ★·
种类最多（超120万种，约占动物界84%），是无脊椎动物中 唯一真正适应陆生 的动物。
- 异律分节（heteronomous metamerism）：体节愈合成头、胸、腹等体区，完成不同机能。有 带关节的附肢（口器、触角、足）。
- 几丁质外骨骼（分上、外、内表皮3层），防水分散失，但限制生长故有 蜕皮 现象。混合体腔，开管式循环。
- 呼吸器官：水生用 鳃/书鳃；陆生用 书肺（体壁内陷折叠如书页）或 气管（tracheae）（体壁内陷分支，直接将氧输送到细胞）。
- 昆虫变态3型 ★
①无变态（衣鱼，幼虫成虫差别小，成虫仍蜕皮）；②不完全变态——渐变态（若虫，如蝗虫）、半变态（稚虫，环境习性不同，如蜻蜓蜉蝣）；③完全变态（有蛹期，幼虫成虫差别大，占88%昆虫，如家蚕蜜蜂）。
- 主要6纲：三叶虫纲（已灭绝，最原始）、肢口纲（鲎）、蛛形纲（4对步足无触角）、甲壳纲（2对触角）、多足纲（蜈蚣马陆）、昆虫纲（头胸腹，1对触角，3对足，多2对翅，超100万种）。
棘皮动物——内骨骼和五辐对称的后口动物·
后口动物（原肠孔形成肛门，另一端形成口）。成体 五辐射对称——因底栖固着生活形成的 次生性辐射对称（幼虫两侧对称，与刺胞动物原始辐射对称不同）。
- 骨骼起源于 中胚层（钙质骨片，形成棘刺）。有由部分真体腔形成的 水管系统（液压系统，控制管足运动），中央神经环+辐神经。全部海生，现存6000多种。
脊索动物多样性的进化·
脊索动物是有脊索（或退化被脊椎取代）的动物，动物界最高等，含 尾索动物、头索动物、脊椎动物 三亚门。与棘皮动物、半索动物亲缘更近。
脊索动物的三大特征 ★·
- ① 脊索（notochord）：背部消化管与神经管之间的中胚层棒状结缔组织，坚韧有弹性支撑身体。所有脊索动物胚胎期都有，高等成体部分保留或被 骨质脊柱 取代。
- ② 背神经管（dorsal tubular nerve cord）：脊索背面中空管状中枢神经，脊椎动物中分化为脑和脊髓。
- ③ 鳃裂（gill slits）：咽部成对裂缝，低等脊索动物为呼吸器官，其他脊椎动物仅胚胎期存在。
- 次要特征：肛后尾、闭管式循环、心脏位于腹面。
无上下颌的低等脊索动物·
- 尾索动物（原索动物、无头类）：脊索仅存幼体尾部；幼体自由生活，成体固着，脊索退化只留鳃裂。代表海鞘。
- 头索动物：脊索纵贯全身并伸到最前端。代表 文昌鱼——无成对偶鳍、无心脏（闭管式循环）、神经管无脑脊髓分化，保留原始特化结构，是 前脊椎动物的原始类群。
- 圆口纲：现存脊椎动物中 最低等最原始，有圆口盘、角质齿，营寄生/半寄生。无上下颌、无偶鳍；背神经管分化为脑（大脑、间脑、中脑、小脑、延髓5部分）和脊髓；心脏分一心房一心室一静脉窦。脊索终生存在但已有 雏形脊椎骨（软骨弧片）。代表七鳃鳗、盲鳗。
有颌并适应水生的鱼类·
身体流线型、具鳞、鳃呼吸，出现 上下颌（最重要进化特征，能主动摄食）。脊柱取代脊索 成主要支持结构。
- 分 软骨鱼纲（鲨鳐，约800种）和 硬骨鱼纲（占90%以上，鲤鱼中华鲟）。以鳔或脂肪调节浮力，靠肌节波浪收缩和尾摆推进。出现真正牙齿、食管胃肠分化。现生约22000多种。
从水生向陆生转变的过渡动物——两栖动物 ★·
脊椎动物从水生向陆生过渡的重要类群，初步完成转变但 不能完全脱离水。
- 皮肤 薄、多黏液腺保湿、轻微角质化；
- 呼吸：肺、鳃、皮肤呼吸并存，幼体鳃呼吸、成体肺呼吸；
- 循环：心房出现分隔，不完全双循环（多氧血缺氧血不完全分开），变温；
- 骨骼：脊柱分颈椎、躯干椎、荐椎、尾椎4部分，出现 五趾型四肢；
- 排泄 对陆生适应不完善，肾小管重吸收水能力弱，不能久离水；
- 繁殖：受精卵必须在水中发育，孵化出似鱼的蝌蚪（鳃呼吸、单循环、无四肢），经 变态 成成体。现存约4300种。
适应陆生的变温动物——爬行动物 ★·
真正适应陆地生活，由原始两栖类演化而来。关键是出现 羊膜卵，繁殖完全摆脱水的束缚。
- 羊膜卵（amniotic egg）结构 ★
外有石灰质/纤维质卵壳（防损伤、失水、微生物，表面微孔换气）；内有 卵黄囊（储卵黄）、绒毛膜（外层）、羊膜（内层，包胚于充满羊水的 羊膜腔，提供水环境）、尿囊（储代谢废物，膜上毛细血管换气）。
- 表皮高度角质化成 角质鳞片 防蒸发；脊柱分颈、胸、腰、荐、尾5部分，出现 胸廓；血液循环仍 不完全双循环（心室分隔不完全，鳄类完全），变温；排泄物为难溶于水的 尿酸（保水）。现存约6300种。
适应飞翔的恒温动物——鸟类 ★·
全身羽毛、适于飞行的 恒温 脊椎动物。
- 飞行适应：前肢变翅膀（符合空气动力学）；流线型身体；角质喙无牙齿减重；蜂窝状骨骼、雌鸟减一卵巢减重。
- 双重呼吸：肺+4对气囊辅助，吸气呼气时均有新鲜空气进肺交换，满足高耗氧。
- 消化：有嗉囊（储软化食物）、腺胃（分泌消化液）、肌胃（机械消化），消化力强速度快，排泄物主要为尿酸。
- 循环：心脏完全分左右心房心室，多氧血缺氧血完全分开；体温40~42℃恒定。现存约9700种。
高等脊椎动物——哺乳动物 ★·
全身被毛、多胎生、有哺乳育幼能力、有汗腺，发达神经系统和感官，被认为是最进化最高等的类群。
- 胎生：受精卵植入子宫壁，绒毛膜、尿囊膜与子宫内膜结合成 胎盘，通过胎盘传递营养氧气废物。母兽全程保护提高成活率（单孔类鸭嘴兽例外为卵生）。
- 哺乳：乳腺（高度特化的汗腺）泌乳育幼，维系母子社会联系。
- 皮肤：表皮真皮加厚、角质层发达，衍生物（毛、皮肤腺、蹄、角）功能多样。
- 骨骼 简化灵活，椎间有软骨椎间盘缓冲；消化系统完善（食虫、食肉、食草、杂食4类）；血管简化、循环效率高、肺有肺泡、有 肌肉质横膈 助呼吸；大脑特别发达（沟回、神经元多），感官灵敏，行为复杂。现存4600多种。