KRĘGOWCE: CHARAKTERYSTYKA, KLASYFIKACJA, PRZYKŁADY, SYSTEMY - BIOLOGIA - 2025

Do kręgowców są zwierzęta z kręgosłupem, stąd nazwa. Należą do podtypu zwanego Vertebrata, znanego również jako Craniata, który należy do gromady Chordata królestwa Animalia.

Do tej grupy zalicza się wiele najbardziej znanych i przebadanych zwierząt w królestwie zwierząt, między innymi gady, ptaki, płazy i ssaki.

Zdjęcie krokodyla (zdjęcie S.Hermann & F. Richter na www.pixabay.com)

Kręgowce stanowią najliczniejszy podtyp z trzech tworzących gromadę Chordata: Cephalochordata, Urochordata i Vertebrata.

Ta przewaga nie jest jednak ani najbardziej zróżnicowaną, ani najliczniejszą grupą wśród zwierząt, przynajmniej jeśli chodzi o liczbę gatunków; chociaż może zająć czwarte miejsce po stawonogach, nicieniach i mięczakach, wszystkich bezkręgowcach.

Pomimo powyższego, musimy powiedzieć, że grupa kręgowców to ta, która ma największe i najbardziej kolorowe zwierzęta na naszej planecie i która jest najbardziej znana ludziom.

Charakterystyka kręgowców

Kręgowce odróżnia się od innej dużej grupy zwierząt, bezkręgowców (dużo liczniejszych i bardziej zróżnicowanych), rozwojem kręgosłupa i towarzyszących mu kręgów. Jednak wiele innych elementów charakteryzuje te zwierzęta:

Złożony z komórek eukariotycznych

Podobnie jak wszystkie organizmy, które uważamy za „zwierzęta”, kręgowce składają się z komórek eukariotycznych, które mają błoniaste jądro, w którym zamknięty jest DNA, i które mają inne podstawowe organelle wewnętrzne, takie jak:

- mitochondria

- Lizosomy

- Peroksysomy

- Retikulum endoplazmatyczne

- kompleks Golgiego

Organizmy heterotroficzne

Są to organizmy heterotroficzne, to znaczy ich komórki nie są zdolne do syntezy własnej żywności i muszą ją pozyskiwać z materii organicznej wyekstrahowanej z innych organizmów żywych, czy to pochodzenia roślinnego (roślinożerne), czy zwierzęcego (mięsożerne).

Ciało

Wszystkie kręgowce mają dobrze określoną głowę, obszar klatki piersiowej lub „tułowia” oraz część ogonową lub „ogonową”.

Na ogół osiągają duże rozmiary dzięki obecności podskórnego szkieletu wewnętrznego (kości lub chrząstki).

Ten endoszkielet umożliwia wsparcie Twoich narządów wewnętrznych i jest powiązany z mięśniami i stawami, które umożliwiają ruch i inne czynności motoryczne, a także ochronę delikatnych narządów.

- W rejonie głowy (głowa) znajduje się mózg i trzy narządy zmysłów: węch, wzrok i słuch.

- Tułów lub obszar klatki piersiowej składa się z obustronnej jamy (która po przecięciu na pół tworzy dwie prawie identyczne części) zawierającą wnętrzności.

- Zwykle część ogonowa zawiera ujścia układu pokarmowego i wydalniczego (na kał i mocz).

Wszystkie kręgowce mają również:

- struna grzbietowa lub grzbietowa (sztywny „pręt”, który rozciąga się na całym ciele w zarodkach i jest często zastępowany kręgosłupem)

- rozszczepy gardłowe

- Tarczyca

- wydrążony grzbietowy sznur nerwowy, który tworzy centralny układ nerwowy

- ogon poporodowy, reprezentujący tylne wydłużenie, które rozciąga się poza odbyt

Niektóre z tych cech są obecne tylko krótko podczas rozwoju embrionalnego, a inne trwają do dorosłości zwierzęcia, ale są wspólne dla wszystkich kręgowców, a także ogólnie dla strunowców.

Kręgosłup

Główne różnice między grupą kręgowców w stosunku do innych grup akordów i bezkręgowców dotyczą oczywiście kręgosłupa oraz rozwoju czaszki i głowy.

Kręgosłup składa się z szeregu kości oddzielonych blokami chrząstki, które są mocno połączone ze sobą jak kolumna, która wyznacza główną oś ciała. Pomiędzy każdym kręgiem znajdują się krążki lub „podkładki uciskowe” zwane krążkami międzykręgowymi.

Każdy kręg jest w rzeczywistości cylindrycznym ciałem, które „otacza” to, co nazywamy struną grzbietową, w której jest zamknięty kręgosłup i niektóre naczynia krwionośne.

Siedlisko

Podtyp kręgowców to zróżnicowana grupa zwierząt pod względem wielkości, kształtu, żywienia, nawyków i cyklu życiowego. Zajmują środowiska morskie, słodkowodne, lądowe, a nawet powietrzne, prezentując w ten sposób szeroki wachlarz stylów życia.

Reprodukcja

Wszystkie kręgowce rozmnażają się poprzez rozmnażanie płciowe, więc nie jest powszechne obserwowanie klonalnych populacji kręgowców, czyli organizmów identycznych z ich przodkami.

Różnorodność wśród kręgowców

Szacuje się, że w tej grupie znajduje się około 45 tysięcy gatunków zwierząt, z których wiele jest rozproszonych od Arktyki lub Antarktydy do tropikalnych regionów planety.

Jedyne miejsce, w którym kręgowce nie zostały wykryte, znajduje się we wnętrzu Antarktydy, w chłodniejszych obszarach Grenlandii oraz w „pakiecie lodowym” bieguna północnego, ale znajdują się one praktycznie we wszystkich ekosystemach biosfery.

Klasyfikacja (rodzaje) kręgowców

Zobaczmy, jakie są główne klasy kręgowców:

- Koścista ryba (C lase Osteichthyes)

Fotografia ryb koi (zdjęcie: Pexels na Pixabay.com)

Ta grupa zawiera większość znanych nam ryb. Wszystkie mają częściowo lub całkowicie skostniałe szczęki i szkielety.

Mają pęcherz pławny, równe płetwy, skrzela pokryte kościstym wieczkiem, łuski, układ „bocznej linii” (narząd czuciowy) i prawie wszystkie są jajorodne z zapłodnieniem zewnętrznym, chociaż są jajożerne i żyworodne.

Ta klasa jest również podzielona na dwie klasy: Actinopterygii i Sarcopterygii. Actinopterygians to „ryba płetwiasta”, a sarcopterygii to ryba płetwiasta.

- Płazy (C lase Amphibia)

Zdjęcie żaby, gatunek płazów (Zdjęcie: Chalupský na www.pixabay.com)

To zwierzęta zmiennocieplne. Mogą oddychać za pomocą płuc, skrzeli, powłok (skóry) lub wyściółki jamy ustnej. Charakteryzują się występowaniem larw wodnych lub wewnątrz jaja. Ich skóra jest wilgotna i ma wiele gruczołów śluzowych, nie mają łusek.

Są to czworonogi, to znaczy mają cztery kończyny. Mogą zamieszkiwać zbiorniki słodkiej wody lub żyć na ziemi. Mają różne płci, zewnętrzne zapłodnienie, niektóre z wewnętrznym rozwojem; mogą być jajorodne lub żyworodne.

Do tej klasy należą rzędy Aponda, do których należą kątnice kątowe, rząd Anura, w którym znajdują się żaby i ropuchy, oraz rząd Caudata, który zawiera salamandry.

- Gady (klasa Reptilia)

Zdjęcie kameleona, rodzaj gada (Zdjęcie: PublicDomainPictures na www.pixabay.com)

Są też organizmami zimnokrwistymi, ale w trakcie rozwoju nie mają stadium larwalnego. Używają płuc do oddychania i mają dobrze skostniałe szkielety. Ich skóra jest sucha, z łuskami, ale bez gruczołów.

Jego kończyny mają 5 palców i zwykle mają pazury. Podczas ich rozmnażania następuje zapłodnienie wewnętrzne i rozwijają się one bezpośrednio, mogą być jajorodne i jajożerne.

Klasa jest podzielona na podklasy Anapsida (żółwie wodne i żółwie wodne), Lepidosauria (jaszczurki z łuskami) i Archosauria. Obejmuje również podklasy Synapsida, Ichthyopterygia i Synaptosauria, ale pochodzą one z gatunków wymarłych.

- Ptaki

Zdjęcie typu gołębia, ptaka (Zdjęcie: Ray Miller www.pixabay.com)

Są to zwierzęta stałocieplne, których „przednie” kończyny są wyspecjalizowane do lotu. Kończyny tylne mają 4 lub mniej palców u nóg, a ich ciała pokryte są piórami, z wyjątkiem nóg, które mają łuski.

Zamiast zębów mają zrogowaciałe dzioby, wszystkie są jajorodne z wewnętrznym zapłodnieniem. Rozpoznawane są dwie podklasy: podklasa Archaeornithes (wymarłych ptaków) i podklasa Neornithes, zwana także „prawdziwymi ptakami”.

- Ssaki (klasa Mammalia)

Zdjęcie krowy i jej cielęcia (zdjęcie: Francesco Pitarresi na www.pixabay.com)

Są to zwierzęta stałocieplne, które charakteryzują się obecnością gruczołów mlecznych i żuchwy zbudowanej z pojedynczej kości. Mają włosy, dobrze rozwinięty mózg i skórę pokrywającą je gruczołami i włosami.

Młode osobniki żywią się mlekiem wytwarzanym przez gruczoły mleczne i powstają w wyniku zapłodnienia wewnętrznego. Z nielicznymi wyjątkami jest to grupa zwierząt żyworodnych.

Dzieli się na podklasy Prototheria i Theria. Pierwsza to „prymitywna” klasa ssaków, które składają jaja, ale mają gruczoły sutkowe (bez sutków) i włosy. Drugi przedstawia ssaki z gruczołami sutkowymi i sutkami, z funkcjonalnymi zębami, macicą i pochwą, wszystkie żyworodne.

- Agnatos (klasa Agnatha)

Zdjęcie czarownicy (Źródło: User: (WT-shared) Pbsouthwood at wts wikivoyage / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Są to bezszczękowe ryby, lepiej znane jako „czarownica” i minogi. Są uważani za grupę „prymitywną”, ponieważ nie mają kości. Żyją wyłącznie w środowisku morskim, mają miękką, gruczołową i oślizgłą skórę i brakuje im prawdziwych łuków skrzelowych.

- Chondrichthyes (klasa Chondrichthyes)

Zdjęcie grupy manty, ryb chrzęstnych (zdjęcie: Mary Gasaway na www.pixabay.com)

Nazywa się je również rybami chrzęstnymi. Mają szczęki, a nawet płetwy, różne płcie (samce i samice), mogą być jajorodne, jajożerne lub żyworodne. Do tej grupy należą rekiny i płaszczki.

Klasa jest podzielona na dwie podklasy: podklasę Elasmobranchii i podklasę Holocephali. Pierwsze to rekiny i płaszczki, charakteryzujące się obecnością licznych zębów, 5 do 7 szczelin skrzelowych, łusek, kloaki, oddychających przetchlinek itp.

Holocephalos, zwane także „chimerami”, to ryby chrzęstne, które nie mają łusek, kloaki ani przetchlinek. Ich zęby są zrośnięte z „kościstymi” płytkami i żyją w umiarkowanych wodach morskich.

Przykłady gatunków kręgowców

- Rekiny

Zdjęcie okazu Carcharodon carcharias (źródło: Sharkdiver68 / domena publiczna, za pośrednictwem Wikimedia Commons)

W grupie ryb znajdują się rekiny, które są ważnymi drapieżnikami morskimi o zaskakujących zdolnościach łowieckich. Ciało tych zwierząt ma aerodynamiczną konstrukcję, która pozwala im zmniejszyć opór wody, a tym samym mogą pływać z dużą prędkością.

Mają grube, trójkątne, ząbkowane zęby, dzięki czemu mogą wyglądać dość przerażająco. Popularnym przykładem tej grupy jest żarłacz biały, którego nazwa naukowa to Carcharodon carcharias, szeroko rozpowszechniony w oceanach świata, wysoce zagrożony lub uważany za wrażliwy.

- Płazy

Zdjęcie okazu Phyllobates terribilis (źródło: H. Krisp / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) via Wikimedia Commons)

Wśród płazów są bardzo małe zwierzęta, ale niezwykle niebezpieczne, przykładem są jadowite żaby. Wśród nich wyróżniają się niektórzy przedstawiciele rodziny Dendrobatidae, w szczególności rodzaj Phyllobates.

Złocista jadowita żaba, Phyllobates terribilis, to endemiczny gatunek kolumbijskiego wybrzeża, który stoi naprzeciw Pacyfiku i mimo pięknego wyglądu jest uważany za najbardziej toksyczne zwierzę na świecie.

- Ssaki

Zdjęcie kąpiącego się słonia azjatyckiego (źródło: Basile Morin / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) via Wikimedia Commons)

W przeciwieństwie do wspomnianej już żabki, w kręgowcach występują także największe i kolosalne zwierzęta świata, wśród których wymienić można słonie.

Elephas maximus to gatunek słonia azjatyckiego z rodziny Elephantidae, uważany za największego ssaka w całej Azji. Został udomowiony i wykorzystany przez człowieka do budowy i transportu, a także do rozrywki, ale dziś jest zagrożony wyginięciem.

Układ nerwowy kręgowców

Układ nerwowy człowieka, kręgowca. Medium69, Jmarchn / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Centralny układ nerwowy wszystkich strunowców znajduje się w pozycji grzbietowej, w strukturze rurowej, która ma pochodzenie naskórkowe. Struktury zmysłów obejmują sparowane narządy węchu, wzroku i słuchu, które znajdują się w dobrze zdefiniowanym obszarze głowy, to jest w głowie.

W czaszce, która tworzy głowę, znajduje się jeden z najbardziej zaawansowanych i złożonych narządów żywych istot: mózg. Organ ten pełni rolę ośrodka przechowywania informacji, ośrodka decyzyjnego oraz ośrodka przetwarzania bodźców.

Pęcherzyk nosowy jest otwarty na środowisko, więc jego komórki czuciowe przypominają te, które tworzą kubki smakowe jamy ustnej. Oczy są bardzo złożonymi narządami i odpowiadają bocznej „kieszeni” na przednim końcu rurki mózgowej.

System linii bocznej i narządy zmysłów ryb kostnych są unikalne dla kręgowców.

Układ krążenia kręgowców

Zamknięty układ krążenia

Większość zwierząt należących do tej grupy charakteryzuje się zamkniętym układem krążenia, w którym krew pompowana jest przez dobrze zdefiniowane serce poprzez naczynia krwionośne.

Posiadają wyspecjalizowaną tkankę krwi, z komórkami różnego typu, które są odpowiedzialne za transport tlenu i dwutlenku węgla, a także składników odżywczych i innych ważnych związków do obrony organizmu przed czynnikami zakaźnymi lub „obcymi”.

To w tej grupie rozwija się funkcja odpornościowa komórek krwi, chociaż istnieje wiele różnic między grupami.

Układ pokarmowy i wydalniczy kręgowców

Schemat układu pokarmowego człowieka. Mariana Ruiz (wersja hiszpańska); Użytkownik: Bibi Saint-Pol, Jmarchn (wersja hiszpańska, tłumaczenie użytkownika: AlvaroRG) - Opracowanie własne; przetłumaczone z Image: Digestive system diagram en.svg, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2900210

Układ pokarmowy kręgowców składa się na ogół z jamy ustnej, przełyku, który rozciąga się od gardła do jamy (żołądka) oraz jelita, które zaczyna się od żołądka i kończy w odbycie.

Jak widać, system ten ma dość złożoną strukturę, ale spełnia te same funkcje, co każdy układ pokarmowy każdego zwierzęcia.

Jama ustna służy do wstępnego przetwarzania żywności, która jest transportowana przez przełyk do żołądka, bardziej rozszerzonej jamy, w której wydzielane są niektóre kwasy i enzymy trawienne, które rozpoczynają się od rozkładu i trawienia tych pokarmów.

W proces ten biorą udział inne narządy, takie jak wątroba i trzustka, które charakteryzują się ich funkcjami wydzielniczymi. To, co wynika z trawienia żołądka, przedostaje się następnie do jelit, gdzie następuje wchłanianie substancji odżywczych w postaci białek i lipidów oraz wody i soli.

Wszystko, co nie jest trawione lub przetwarzane, jest wydalane z kałem. Niektóre kręgowce mają kanały ściekowe, w których zbiegają się stałe odpady żywnościowe i odpady płynne, takie jak mocz, podczas gdy inne mają różne kanały ewakuacyjne.

Odnośnie systemu wydalniczego

Kręgowce mają system wydalniczy, który składa się z nefronów , struktur zdolnych do filtrowania krwi i usuwania odpadów poprzez procesy wydzielania i reabsorpcji.

W niektórych przypadkach jelito grube działa jako pomocniczy narząd wydalniczy, podobnie jak skrzela ryb i gruczoły potowe powłoki ssaków.

Układ oddechowy kręgowców

Układ oddechowy człowieka

Komórki ciała każdego kręgowca muszą uzupełniać tlen, który wydobywają z otaczającego ich środowiska i pozbywać się produktów wtórnych, które gromadzą się podczas reakcji metabolicznych, których potrzebują do życia.

Do tego potrzebują zarówno układu krążenia, który transportuje różne pierwiastki przez organizm, jak i układu oddechowego, który jest odpowiedzialny za wymianę gazów między ciałem a otoczeniem. Można uznać, że oba systemy uczestniczą w „przyspieszeniu” procesu dyfuzji.

Dyfuzję definiuje się jako przypadkowy ruch cząsteczek z miejsca, w którym są silnie skoncentrowane, do innego, w którym są mniej. W przypadku gazów dyfuzję bada się zwykle pod względem ciśnienia, a nie stężenia.

Na ogół tlen występuje w środowisku w większej ilości niż w organizmie zwierzęcia, więc ma tendencję do dyfuzji w jego kierunku; podczas gdy dwutlenek węgla, jeden z produktów oddychania, jest bardziej skoncentrowany w organizmie niż w środowisku, więc musi „wychodzić” w kierunku tego ostatniego.

Specjalistyczne pompy i konstrukcje

Oddychanie działa w ten sposób, że gazowy tlen ze środowiska (mówiąc o kręgowcach lądowych) lub rozpuszczony w wodzie (dla kręgowców wodnych) jest transportowany do organizmu, a konkretnie do płuc (istnieją różne urządzenia, które uczestniczą w różnych zwierzętach ).

U kręgowców lądowych „pompą” odpowiedzialną za ten transport jest klatka piersiowa, podobnie jak pompa, która przemieszcza krew, to serce. Obie pompy są odpowiedzialne za utrzymanie gradientów ciśnienia gazu niezbędnych do wymiany z otoczeniem.

Wiele kręgowców ma płuca i te, które nie mają skrzeli. Ale są inne zwierzęta, które używają skóry jako systemu wymiany gazowej.

W tych strukturach ułatwiona jest dyfuzja tlenu do krwi i dwutlenku węgla do środowiska, niezależnie od tego, czy jest to zwierzę wodne, czy lądowe.

Bibliografia

1. Hickman, CP, Roberts, LS, Hickman, FM i Hickman, CP (1984). Zintegrowane zasady zoologii (nr Sirsi) i9780801621734).
2. Jollie, M. (2019). Encyclopaedia Britannica. Pobrano 18 kwietnia 2020 r. Ze strony www.britannica.com/animal/vertebrate
3. Kardong, KV (2006). Kręgowce: anatomia porównawcza, funkcja, ewolucja (nr QL805 K35 2006). Nowy Jork: McGraw-Hill.
4. O'Hare, T. (2005). Płazy: Płazy. Wydawnictwo Carson-Dellosa.
5. Prasad, SN, & Kashyap, V. (1989). Podręcznik zoologii kręgowców. New Age International.