§ 23. ХОРДОВІ, ЇХНІ ОСОБЛИВОСТІ ТА РІЗНОМАНІТНІСТЬ

Пригадайте! Що таке двобічна симетрія, вторинна порожнина тіла, зародкові листки, замкнена кровоносна система?

1 – найбільша тварина на Землі, найгучніша тварина на Землі – синій кит (вага до 150 т); 2 – найшвидша літаюча тварина на Землі – сокіл-сапсан (розвиває швидкість до 320 км/год); 3 – найшвидша бігаюча тварина на Землі – гепард (розвиває швидкість до 110 км/год); 4 – найвища тварина на Землі – жирафа (до 5,5 м). Які ж особливості будови дозволяють цим хордовим тваринам ставити такі рекорди?

Які особливості поширення хордових?

Тип Хордові об’єднує риб, земноводних, плазунів, птахів і ссавців. Існує понад 41 000 видів хордових тварин (в Україні – майже 750), що становить всього 3 % від загальної кількості видів усіх тварин. Але, незважаючи на це, хордові поширені по всій земній кулі й часто живуть в умовах, недоступних для інших тварин. Наприклад, завдяки досконалим механізмам теплорегуляції пінгвіни можуть жити й розмножуватися в Антарктиді при температурі -50 °С.

Представники типу Хордові мають органи, що забезпечують життєдіяльність у найрізноманітніших середовищах існування. Наприклад, кінцівки хордових можуть набувати вигляду плавців, ластів, крил, ніг. Заселяють представники цієї групи водне (наприклад, хрящові й променепері риби, морські черепахи), ґрунтове (риючі ссавці), повітряне (птахи, літаючі ссавці), наземне (земноводні, плазуни) середовища. Є серед хордових і паразити (наприклад, міноги є зовнішніми паразитами риб).

Хордові тварини пересуваються найшвидше від усіх тварин, тому спроможні легко добувати їжу й уникати небезпеки. Про їхню досконалість свідчить і той факт, що вони в ланцюгах живлення є завершальною ланкою. Високий рівень організації дозволяє однаково успішно існувати й процвітати хордовим як дрібних, так і великихрозмірів.

Іл. 88. Мінога українська

Отже, хордові є тваринами з високим рівнем організації, які освоїли в процесі еволюції всі середовища існування.

Які особливості будови хордових?

Хордові – це найбільш високоорганізовані представники царства Тварини. Їхній високий рівень організації є результатом поєднання низки ознак, які дісталися їм від безхребетних, та ознак, що виникли вперше лише в них. Ознаками, які дісталися хордовим від безхребетних тварин є: 1) багатоклітинність (організми побудовані зі спеціалізованих клітин, які об’єднані в різноманітні тканини, органи, системи органів); 2) наявність вторинної порожнини, яка втратила свою опорну функцію й забезпечує захист внутрішніх органів під час рухів; 3) наявність двобічної симетрії тіла, що в багатьох випадках визначає ефективне виконання функцій парними органами; 4) наявність трьох зародкових листків – ектодерми, ендодерми й мезодерми, з яких формуються різні тканини й органи.

Визначальною ознакою хордових тварин є наявність хорди – внутрішнього осьового скелета, який забезпечує організму надійну опору, захист і одночасно легкість. У нижчих хордових (ланцетники, деякі риби) цей утвір зберігається все життя, а у вищих замінюється на хребет. Розвиток хорди є важливою прогресивною ознакою, оскільки завдяки внутрішньому опорному скелету підвищується загальна рухливість тварин.

Хорда – внутрішній осьовий скелет, пружний еластичний тяж, що проходить уздовж всього тіла і є його віссю.

Ще однією особливістю хордових є поява й розвиток у них трубчастої нервової системи. Нервова трубка знаходиться над хордою й має внутрішню порожнину, по якій циркулює рідина. З її допомогою здійснюється ефективна діяльність клітин нервової системи. Передній відділ нервової трубки майже в усіх хордових тварин потовщується й утворює головний мозок, а задній відділ – спинний мозок. Збільшення розмірів головного мозку допомагає хордовим тваринам не лише швидко реагувати на зміни в навколишньому середовищі, а й пристосовуватися впродовж свого життя.

Нервова трубка – зачаток центральної нервової системи хордових тварин, що формується над хордою та має внутрішню порожнину.

Ознаками хордових є й такі особливості, як наявність зябрових щілин у глотці, формування замкненої кровоносної системи з центральним органом кровообігу та низка інших. З удосконаленням органів дихання пов’язане збільшення ефективності процесів окиснення й звільнення з їжі енергії для життєдіяльності. А виникнення характерної для хордових замкненої кровоносної системи з центральним органом кровообігу пришвидшило подачу кисню й поживних речовин до клітин, регуляцію життєвих функцій і стабільність внутрішнього середовища.

Отже, ХОРДОВІ – це двобічносиметричні вториннопорожнинні тришарові тварини, які на ранніх стадіях або протягом усього життя мають хорду й нервову трубку.

Як класифікуються хордові тварини?

Тип Хордові об’єднує три групи: Безчерепні, Личинкохордові та Черепні (Хребетні).

Безчерепні – найбільш примітивні з сучасних хордових, дуже мало відрізняються від своїх предків, спільних для них і для хребетних. Їх характерною ознакою є збереження хорди й нервової трубки впродовж всього життя. У цих тварин немає черепа та будь-яких зачатків хребців. Цю групу представляє ланцетник європейський.

Іл. 89. 1 – ланцетник європейський; 2 – асцидія пурпурова

Личинкохордові (покривники) значною мірою відрізняються від типових хордових і мають їх ознаки лише на личинковій стадії. До цієї групи належать тварини з тілом у вигляді мішка, яке вкрите особливою оболонкою. Загальне уявлення про цих тварин нам може дати асцидія пурпурова.

Черепні, або Хребетні найбільш високоорганізовані хордові, що перейшли до активного способу живлення. До хребетних тварин належать хрящові та променепері риби, земноводні, плазуни, птахи й ссавці.

Хребетні, або Черепні – хордові тварини, які мають осьовий скелет – хребет, що поєднується зі скелетом голови – черепом.

Серед хребетних немає видів, що ведуть прикріплений спосіб життя. Вони постійно переміщуються, активно розшукують їжу й кращі умови для існування. Активні переміщення забезпечують хребетним тваринам можливість зміни середовища залежно від змін умов існування й потреб на різних етапах їхнього життя. У всіх хребетних розвинений головний мозок й вища нервова діяльність, що є основою набутої поведінки. Для хребетних характерна наявність складних органів чуття, що забезпечують швидке сприйняття великої кількості інформації. З розвитком головного мозку й органів чуття пов’язано виникнення черепа, який слугує надійним захистом для цих важливих органів. Як основа скелету, замість хорди у хребетних існує досконаліший і міцніший хребет, що містить у собі спинний мозок. У передньому відділі травної системи формується щелепний апарат, що забезпечує захоплення, утримання та подрібнення їжі. Наявність серця зумовлює швидкий кровообіг, а парні нирки забезпечують швидке видалення з організму збільшеної кількості продуктів обміну.

Навчаємося пізнавати

Розгляньте схему будови хордової тварини і визначте назви позначених елементів будови та їх функції. Заповніть таблицю, пояснивши переваги хордових порівняно з безхребетними.

Таблиця 9. УСКЛАДНЕННЯ ОРГАНІЗАЦІЇ ХОРДОВИХ ТВАРИН

Ознаки ускладнення

Біологічне значення

Наявність зябрових щілин у глотці та формування досконаліших зябер й легень

Замкнена кровоносна система з серцем

Біологія + Геометрія

Іл. 90. Хорда в колі та в серці людини

Термін «хорда» застосовується в декількох галузях науки. У зоології цим терміном називають внутрішній осьовий скелет, а в медицині під хордою розуміють додаткову сполучнотканинну нитку між стінками серця. А що означає це поняття в геометрії? Що спільного між цими поняттями? Які особливості будови хорди забезпечують її функції в тваринному організмі?

Біологія + Хімія

Іл. 91. Асцидія блакитна королівська

У крові асцидій є клітини, що містять ванадій і сульфатну кислоту, концентрація котрої сягає 9 %. Цікаво, що асцидії можуть накопичувати цей елемент, і в Японії їх спеціально вирощують на підводних фермах для отримання Ванадію. Також у крові асцидій є клітини, що містять зелені тільця із Феруму та білкових сполук. У крові та тканинах асцидій містяться також Тітан, Хром, Сіліцій, Натрій, Алюміній, Кальцій, Купрум, Нікель у великій кількості. Запишіть хімічні символи згаданих хімічних елементів. Чому в більшості хордових кров червона?

Запитання для самоконтролю

1. Наведіть приклади хордових тварин. 2. Назвіть середовища існування хордових. 3. Хто такі хордові? 4. Які ознаки є лише в хордових? 5. Що таке хорда? 6. Назвіть основні групи хордових тварин.

7. Які особливості поширення хордових? 8. Які визначальні ознаки хордових тварин? 9. Як класифікують хордових?

10. Поясніть переваги хордових тварин у порівнянні з безхребетними.

Тип Хордові: систематика, походження

Тварини, яких систематика поміщає в тип Хордові (лат. Chordata), дуже різноманітні за своєю зовнішньою і внутрішньою будовою. Тигр, окунь, жаба, примітивний ланцетник — що ж може об’єднувати настільки несхожі організми?

Виявляється, всі вони на певних стадіях раннього розвитку мають хорду — йде уздовж спини еластичний стрижень, до якого прикріплені великі м’язи. У хребетних хорда незабаром замінюється хребетним стовпом, а у нижчих хордових залишається на все життя.

Вивчено понад 60 тисяч видів хордових, і це самий еволюційно просунутий за будовою і функціями тип тварин — адже і людина теж до нього належить.

Тип Хордові включає в себе три підтипи:

1. Хребетні, або черепні — вищий, основний підтип, до нього відносяться 95 відсотків хордових.

2. Безчерепні – найпримітивніший підтип, включає єдиний клас головохордові, куди входять лише представники сімейства ланцетникові.

3. Оболонники, або личинковохордові – включає три класи

Окремо серед хордових стоять безщелепні (круглороті) вважаються надкласом підтипу хребетні. Його представники практично всі вимерли, залишивши лише сто з невеликим видів міног і міксин. Попри відсутність сформованих щелеп, череп у безщелепних цілком розвинений. Хорда у них зберігається на все життя.

Як відбулися нижчі Хордові (ланцетники, асцидії та ін.)?

• Предки їх, найімовірніше, були вільноплаваючими істотами з двосторонньою симетрією, спорідненими предками кільчастих черв’яків і голкошкірих.
• У них було менше зябрових щілин, які розташовувалися симетрично з боків тіла. Не було навколожаберної порожнини, хорда не доходила до головного кінця.
• Першими від загального предка відокремилися оболонники.
• Далі стародавні Хордові роздяглися на дві групи — одна дала початок безчерепним ланцетникам, друга — сучасним хребетним.

Загальні ознаки хордових

• Хордові – вториннопорожнинні тварини, для яких характерна двостороння симетрія.
• Хорді, що розвивається з ентодерми, відведена роль осьового скелета. У хребетних тварин навколо хорди згодом розвивається хрящовий або кістковий хребет.
• Центральна нервова система трубчаста, розташовується в організмі вище хорди. З переднього відділу нервової трубки у представників хребетних виростає головний мозок, частина, що залишилася формує спинний мозок.
• Зяброві щілини “прорізані” в глотковій стінці.
• Кровоносна система замкнута, у більшості хордових є серце на нижній, черевній стороні. У ланцетників серце відсутнє, Кровоносна система частково – замкнута. У асцидій система незамкнута.
• Загалом хордових охоплює все тіло і забезпечений власним епітелієм.
• Органи виділення відносяться до метанефридиальному типу.
• Анамнії (наприклад, риби, земноводні, круглороті) не утворюють зародкових оболонок.
• Амніоти (до них відносяться вищі хребетні) на початкових стадіях розвитку ембріона створюються зародкові оболонки: амніон (захищає від висихання, зберігає запас органічних сполук) і алантоїс (бере участь в газообміні, приймає рідкі відходи зародка).

Загальна характеристика і ознаки хордових тварин

Хордові (Chordata) – тип тварин, який включає хребетних, личинкохордових і безчерепних. Такі хребетні, як міноги, ссавці, птахи, амфібії, рептилії і риби – найбільш відомі, і є підтипом тварин, до якого належать люди.

Хордові мають двосторонню симетрію, що говорить про існування лінії симетрії, делящаа їх тіло на дві половини, які є майже дзеркальним відображенням один одного.

Двостороння симетрія зустрічається не тільки у хордових, а ще у членистоногих і голкошкірих (хоча в разі голкошкірих вони є двосторонньо симетричними тільки під час личинкової стадії їх життєвого циклу, а у дорослих проявляється пентарадіальная симетрія).

У всіх хордових є хорда, яка присутня протягом деякого або всього їх життєвого циклу. Хорда (або спинна струна) являє собою підлозі гнучкий стрижень, до якого кріпляться великі м’язи тварини. Вона також грає важливу роль в передачі сигналів і координації розвитку.

Хорда складається з плоских клітин, укладених в волокнисту оболонку. У хребетних, спинна струна присутній тільки під час ембріональній стадії розвитку, а потім навколо неї розвиваються хребці і формується хребет. У покривників хорда залишається протягом усього життєвого циклу тварини.

У хордових є єдиний порожнистий спинний нервовий тяж, який проходить по спині тварини і у більшості видів утворює мозок в передній частині тіла. Ще вони мають зябровими щілинах, службовцями отворами між глоткової порожниною і зовнішнім середовищем, а також для фільтрування води.

Інша характеристика хордових є структурою, яка називається ендостиль – желобковідний орган, який знаходиться біля стінки глотки, і виділяє слиз, а також ловить дрібні частинки їжі, які потрапляють в глоткову порожнину. Ендостиль присутній у покривників і ланцетників. У хребетних ендостиль замінюється щитовидною залозою – ендокринної залозою, розташованої в шиї.

Основні характеристики

• хорда;
• нервова трубка (тяж);
• зяброві щілини;
• ендостиль або щитовидна залоза;
• м’язовий хвіст.

Видове різноманіття

До типу хордові належать понад 75 000 видів тварин.

Класифікація

Хордові класифікуються в наступній таксономической ієрархії:

Хордові в свою чергу діляться на наступні підтипи:

• Безчерепні (Acrania): зараз налічується близько 32 видів безчерепних. Представники цього підтипу мають хорди, які зберігаються протягом усього їх життєвого циклу.
• Ланцетникові – це єдине сімейство безчерепних, члени якого є морськими тваринами з довгими вузькими тілами. Найраніший відомий викопний ланцетник, Yunnanozoon, жив близько 530 мільйонів років тому під час кембрійського періоду. Викопні скам’янілості цих організмів були також знайдені в знаменитих Сланцях Берджес в Британській Колумбії.
• Личинкохордові , або покривники (Urochordata): в даний час існує близько 1600 видів покривників. Цей підтип підрозділяється на такі класи, як асцидії і аппендікулярії. Покривники є морськими фильтраторами, більшість з яких не пересуваються, а прикріплюються до скель або іншим твердих поверхнях на морському дні.
• Хребетні (Vertebrata) – Сьогодні налічується близько 57 000 видів хребетних тварин. Серед членів цієї групи – міноги, ссавці, птахи, амфібії, рептилії і риби. Під час розвитку, хорда хребетних замінюється хребтом.