Череп зверей отличается достаточно крупной мозговой коробкой и меньшим числом составляющих его отдельных костей, чем у нижестоящих групп позвоночных. Череп разных видов млекопитающих состоит из одних и тех же костей, но в зависимости от образа жизни его форма у разных видов сильно отличается. Монолитная нижняя челюсть служит крепкой опорой для мощной зубной системы.
Лицевой череп принимает активное участие в захватывании и механической переработке пищи. С актом жевания связано сильное развитие скуловых дуг и вторичного костного неба. Многие кости черепа зверей пневматизированы, т.е. имеют воздушные полости, что облегчает конструкцию черепа без особого ущерба для его прочности. На межчелюстных и верхнечелюстных костях, а также на нижней челюсти располагаются зубы-резцы (incisivi), клыки (canini), предкоренные (praemolares) и коренные (molares). Общее число зубов, наличие тех или иных типов и характер строения значительно отличаются у отдельных групп и видов зверей (рис. 1.5). Эти данные широко используются в систематике млекопитающих. Строение зубной системы изображается в виде зубных формул, в которых группы зубов обозначаются первой буквой их латинского названия, а количество - простой дробью, где в числителе указывается число зубов в одной половине верхней челюсти, а в знаменателе - в соответствующей половине нижней челюсти. Таким образом, общее число зубов равно их удвоенной сумме в формуле. Примеры зубных формул:
белки - i 1/1, р 2/1, т 3/3 = 22;
волка - i 3/3, с 1/1. р4/4, т 2/3 = 42
Рис. 1.5. Строение зубного ряда млекопитающих: а -- насекомоядные (еж); б -- зайцеобразные (пищуха); в -- рукокрылые (вечерница); г -- грызуны (полевка); д - хищники; е -- парнокопытные (северный олень)
Рис. 1.6 Приспособительные особенности скелета млекопитающих: 1 крыло летучей мыши; 2 -- лапа крота; 3 -- задняя нога кенгуру; 4 -- нога лошади; 5 -- рука орангутана; 6 -- ласт дельфина
Особенности строения скелета конечностей связаны с характером локомотаций млекопитающих. Многообразие форм передвижения (бег, прыжки, плаванье, полет и т.д.) оказало влияние на строение плечевого и тазового поясов, скелета свободных конечностей (рис. 1.6).
Млекопитающие имеют совершенную и сложную мускулатуру, что обусловлено необходимостью совершать активные, продолжительные и разнообразные движения. Только для млекопитающих характерны наличие диафрагмы (грудо-брюшной преграды), подкожной и лицевой мускулатуры и сильно развитые жевательные мышцы. Развита подкожная мускулатура, приводящая в движение те или иные участки кожи. У ежей, например, она обусловливает возможность свертывания тела в клубок.
Нервная система и органы чувств. Нервная система млекопитающих слагается из центральной (спинной и головной мозг) и периферической частей (нервы, нервные узлы и сплетения). В состав периферической нервной системы входят вегетативная нервная система, иннервирующая внутренние органы, и органы чувств.
Спинной мозг содержит нервные волокна, проводящие возбуждение, и многочисленные нервные клетки, что делает его важным рефлекторным центром. Существует теснейшая связь между спинным мозгом, мускулатурой и чувствительными рецепторами кожи.
Головной мозг млекопитающих относительно крупных размеров и структурно слагается из пяти отделов: продолговатый мозг (центр дыхания, сосания, жевания, слюноотделения, глотания, секреции желудочного сока, работы сердца и др.); средний мозг (центр «сторожевого рефлекса»), промежуточный мозг (рецепторные и вегетативные центры); мозжечок (центр, регулирующий движение, равновесие тела и мышечный тонус); передний мозг (анализатор внешнего и внутреннего мира организма, центр высшей нервной деятельности). Характерной чертой головного мозга зверей является сильное развитие мозжечка и особенно полушарий переднего мозга, названных И.П.Павловым высшей «центральной станцией», контролирующей работу всего организма в целом и регулирующей самые сложные его функции.
Органы чувств - это периферические отделы анализаторов, доставляющие центральной нервной системе сигналы об изменениях, происходящих во внешней среде или в организме. Их можно разделить на две основные группы: 1) экстерорецепторы, получающие раздражения из внешней среды (химические - через органы вкуса и обоняния и физические - через органы зрения, слуха, осязания, терморецепторы и т.п.); 2) интерорецепторы, воспринимающие раздражения от внутренних органов, сосудов, тканей (в виде чувства голода, сытости, жажды, усталости, полового чувства и т.п.), соответственно которым и строится поведение животного. Разновидность интерорецепторов - проприоре-цепторы сигнализируют о состоянии двигательного аппарата и о перемещениях организма в пространстве.
Органы обоняния достигают у млекопитающих наивысшего развития и служат для ориентирования в пространстве, при добывании пищи, отыскании особей противоположного пола или спасении от опасностей. Орган обоняния расположен в верхне-задней части носовой полости, где в слизистой оболочке имеются особого рода клетки (обонятельные раковины).
По степени развития обоняния различают животных с хорошим чутьем макросматических (большая часть лесных зверей), с плохим чутьем - микросматических (обезьяны) и с полным отсутствием чутья - аносматических (китообразные). Орган обоняния является самым древним из органов чувств.
Орган слуха - это прогрессирующий орган чрезвычайно сложного строения. В его состав, кроме внутреннего и среднего уха, имеющихся у нижестоящих классов, входят еще два отдела: наружный слуховой проход и ушная раковина. Последняя существенно усиливает тонкость слуха и особенно сильно развита у зверей, ведущих ночной образ жизни.
Орган зрения у млекопитающих не имеет существенных особенностей и слабо развит даже у обитателей открытых пространств. Особенно развитое зрение имеют ночные звери. У лесных видов зрение менее острое, на неподвижные предметы лесные звери обращают мало внимания. К стоящему человеку часто вплотную подходят осторожные лисы, зайцы, лоси. У видов, ведущих подземный образ жизни, глаза редуцированы, а в ряде случаев вообще затянуты кожистой пленкой.
Органом осязания у млекопитающих служат осязательные волосы, или вибриссы. Эти очень длинные жесткие волосы расположены чаще на голове (усы), на нижней части шеи, на груди, а у некоторых лазающих древесных форм (например, у белки) на брюхе.
Органы пищеварения. Пищеварительный тракт делится на три отдела: передний - рот с его вспомогательными органами, глотка и пищевод (захват, пережевывание и проглатывание пищи); средний - желудок и тонкая кишка с ее придатками (химическая обработка пищи, переваривание, всасывание); задний - толстая кишка (обработка непереваренных остатков, формирование каловых масс и выведение их наружу).
Характерными особенностями ротовой полости зверей являются: подвижные губы и щеки, сложно устроенные зубы, хорошо развитое твердое нёбо, подвижный мускулистый чувствительный язык. Размеры и строение перечисленных органов зависят от вида пищи и способов ее добывания.
Пройдя через глотку и пищевод, пища попадает в желудок - мешкообразное расширение между пищеводом и тонкой кишкой. Различают простые (однокамерные) и сложные (многокамерные) желудки. Однокамерный желудок имеет большинство млекопитающих. Сложный желудок характерен для жвачных, сирен и некоторых других видов. В пределах сложного желудка выделяют четыре отдела: рубец, сетка, книжка и сычуг (рис. 1.7). Причиной возникновения такого желудка явилась необходимость поглощения большого количества трудноперевариваемой пищи, проглатываемой целиком, без пережевывания. У жвачных произошла специализация кишечного тракта в направлении увеличения удельного веса желудочного пищеварения.
Из желудка пища продвигается в передний отдел тонкого кишечника - 12-перстную кишку. Сюда открываются выводные протоки поджелудочной железы и желчного пузыря; их секреты играют важную роль в процессе пищеварения. Наличие на вогнутой стороне печени желчного пузыря рассматривается как прогрессивный признак. В тонком кишечнике завершается химический процесс пищеварения и начинается процесс всасывания, который в свою очередь завершается в длинной и объемистой толстой кишке. Прямая кишка не у всех млекопитающих оправдывает свое название: у многих растительноядных видов она длинная и извилистая. У растительноядных зверей кишечник длиннее, чем у плотоядных.
Рис. 1.7. Желудок жвачных: 7 -- пилорус; 2 -- поперечный (замыкальный валик); 3 -- сычуг; 4 -- книжка; 5-- пищевод: 6 -- пищеводный желоб; 7-- дорзальный мешок рубца; 8-- вентральный мешок рубца; 9 -- преддверие рубца; 10 -- сетка
Органы дыхания. Дыхание - необходимое условие обмена веществ, нормального роста и развития организма. Процесс дыхания характеризуется двумя составляющими. Внутреннее (тканевое) дыхание представляет собой потребление клетками кислорода и образование углекислого газа вследствие окислительных процессов. Внешнее (легочное) дыхание - газообмен между организмом и окружающей средой. Кислород транспортируется кровью от дыхательных органов к тканям, а углекислота от тканей к органам дыхания.
В функциональном отношении органы дыхания подразделяются на воздухоносные пути и легкие. И те, и другие развиваются в тесной связи с пищеварительной системой, как ее выросты. Характерный перекрест (в области глотки) дыхательных и пищеварительных путей свойственен всем млекопитающим и другим наземным позвоночным.
К воздухоносным путям относятся носовая полость, гортань, трахея и бронхи с их разветвлениями. На пути к легким воздух очищается от пылевых частиц, согревается и увлажняется. В воздухоносных путях помещаются органы обоняния и голосовой аппарат. У зверей воздухоносные пути дифференцированы наиболее сильно.
Легкие состоят из специфического строения ткани, содержащей многочисленные легочные пузырьки - альвеолы, сидящие гроздьями на тончайших бронхиолах (конечных веточках бронхиального дерева). Благодаря эластичности альвеол легкие способны расширяться при вдохе и сжиматься при выдохе.
Форма легких сложна. Они разделены на доли, а по наружной поверхности расчленены на выпуклые и вогнутые участки. Правое и левое легкое отличаются по числу долей, к тому же правое обычно значительно тяжелее. Дольчатость легких сделала возможным двойной тип дыхания: с участием реберной стенки (грудное дыхание) и диафрагмы (брюшное дыхание). У крупных животных преимущественное значение получает брюшное дыхание, у мелких - грудное.
Органы кровообращения. Питание и дыхание органов и клеток организма осуществляются с помощью крови. Кровь в организме осуществляет несколько функций:
ь снабжает ткани питательными веществами, поступающими из пищеварительного тракта, и уносит продукты метаболизма;
ь доставляет клеткам кислород и отводит углекислоту;
ь разносит инкреты желез внутренней секреции;
ь выполняет сложные функции защиты организма;
ь играет огромную роль в распределении тепла в теле;
ь создает однородную среду в смысле осмотического давления и активной реакции.
Сердце - центр кровеносной системы - состоит из четырех камер (двух предсердий и двух желудочков). Правая и левая половины сердца разделены перегородкой. Правая половина наполнена венозной кровью (темно-вишнево-красного цвета), левая - артериальной (ярко-красного цвета) (рис. 1.8). Венозная кровь из правого желудочка направляется по малому кругу кровообращения в легкие, там она окисляется и, превратившись в артериальную, возвращается в левое предсердие. Далее артериальная кровь попадает в левый желудочек, а из него через дугу аорты в большой круг кровообращения, через который артериальная кровь поступает к органам и тканям всего тела. Отдавая кислород и питательные вещества тканям, обогащаясь углекислым газом и продуктами жизнедеятельности клеток, она превращается в венозную. Из капилляров тела венозная кровь собирается сначала в мелкие, затем в крупные вены, несущие кровь в правое предсердие, где и заканчивается большой круг кровообращения.
Рис. 1.8 Кровообращение млекопитающих: белым цветом изображены сосуды с артериальной кровью, черным -- с венозной; 1 -- капилляры печени; 2-- вены, собирающие кровь со всего тела; 3 -- правый желудочек; 4-- правое предсердие; 5 -- легочная артерия; 6 -- капилляры легких; 7 -- легочные вены; 8 -- левое предсердие; 9 -- аорта; 10-- левый желудочек; 11 лимфатические сосуды кишечника; 12 -- кишечник; 13 -- капилляры кишечника, 14 -- лимфатические сосуды; 15 -- капилляры тела
Органы выделения. Жизнедеятельность организма невозможна без постоянного удаления образовавшихся в результате обмена веществ ненужных, а порой и вредных веществ. Экскреция - выделение конечных продуктов обмена веществ. Этот процесс нельзя отождествлять с дефекацией выбрасыванием непереваренных остатков пищи в виде кала.
Основу экскретной системы составляют почки. Однако экскреторную функцию выполняют и другие органы: легкие (выделение углекислого газа), кожа, кишечник. Печень является основным местом образования мочевины, которая выделяется в составе мочи почками. Почки также участвуют в регуляции химического состава крови и водного баланса организма.
Органы размножения. Виды животных существуют благодаря способности составляющих их индивидов к размножению. Структура репродуктивной системы включает: половые железы (гонады), половые протоки (гонодукты) с придатками и совокупительные органы.