Что общего между акулой, земляной жабой, питоном, голубем, дельфином и человеком? На первый взгляд, ничего, настолько разительны отличия организмов друг от друга, как внешне, так и в том, чем они питаются и где обитают. Как же объясняет их единство наука биология?
Хорда – это орган, образующийся в процессе эмбриогенеза у всех вышеперечисленных обитателей Земли. Из чего он возник? Каковы функции хорды и у каких животных она встречается? На прозвучавшие сейчас вопросы мы найдем ответы в данной статье. Примеры, приведенные далее, проиллюстрируют разнообразие хордовых и их ведущую роль в природных экосистемах.
Характеристика осевого органа позвоночных животных
Все особенности строения и жизнедеятельности, присущие 42 тысячам видов живых существ, относящихся к типу Хордовые, изучает биология. Хорда - это главный анатомический критерий, который объединяет эти организмы в единую систематическую единицу. Она представляет собой упругий шнур, состоящий из клеток соединительной ткани, обеспечивающий опору всему организму. Хорда размещается вдоль тела и сохраняется в течение всей жизни у некоторых биологических видов, называемых низшими хордовыми. Это представители надкласса Бесчелюстные: миноги и миксины. У хрящевых рыб, акул и скатов, весь скелет состоит из соединительной ткани и имеет такое же строение, как и хорда. Она же, в свою очередь, сохраняется у этих организмов всю жизнь.
К чему привело появление внутреннего скелета
Каково же значение хорды? Биология считает ее появление у ланцетников, а затем и других животных важнейшим ароморфозом. Он привел к развитию системы опоры и движения, появившейся у первых наземных животных. Это позволило им получить максимальные преимущества в завоевании суши и противостоять, прежде всего, негативному влиянию силы земного притяжения и других неблагоприятных факторов среды обитания.
У обширной группы животных, названных позвоночными, хрящевой тяж заменяется осевой структурой, которая состоит из костных элементов – позвонков. К ним относятся представители большинства классов наземных животных, например, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. К водным обитателям, имеющим позвоночник, можно отнести отряды костных рыб: карпообразные, сельдеобразные, окунеобразные и т. д.
В процессе эволюции все вышеназванные группы животных заняли господствующее положение в фауне планеты. Это подтверждают исследования, которые проводит наука биология. Хорда – это орган, позволивший животным успешно конкурировать с представителями беспозвоночных в борьбе за существование.
Первое хордовое животное
Многие ученые-зоологи хотели обнаружить животное, чье строение можно было бы считать связующим звеном между беспозвоночными и позвоночными организмами. В середине XIX века русский эмбриолог А. Ковалевский описал зародышевое развитие ничем не примечательного обитателя Черного моря – ланцетника обыкновенного.
Полупрозрачное существо длиной до 8 см и похожее на рыбу без головы сохраняло хорду в течение всей своей жизни. Ланцетник оказался переходной формой, существование которой так долго искала биология. Хорда – это структура, появление которой наилучшим образом подтверждает эволюционный путь развития природы. Особенности зародышевого строения (наличие трех зародышевых листков) и онтогенеза ланцетника подтвердили предположение о том, что предками хордовых животных являются организмы, не имеющие внутреннего скелета.
Закладка осевого скелета
Формирование хорды у разных организмов осуществляется примерно одинаково, хотя интервал времени, в который это происходит, может быть различным. Например, у зародыша человека соединительнотканный тяж появляется в более раннем периоде эмбрионального развития, а его закладка протекает быстрее, чем у рыб или других позвоночных животных. У зародышей спинная ось образуется под нервной трубкой. Из участка первичного кишечника, называемого хордомезодермальным отростком, развивается хорда позвоночных.
Биология и медицина детально изучют процессы, происходящие в фазу гаструляции, что позволяет выявить нарушения внутриутробного развития, которые могут повлечь за собой снижение жизнеспособности, появление патологий и гибель эмбриона. Сбой в механизмах закладки осевых органов: нервной трубки, хорды, кишечника — является наиболее опасным, поэтому нормальное протекание беременности в первые три месяца очень важно для здоровья будущего ребенка.
Многообразие и значение типа хордовые
Представители этой большой группы организмов настолько хорошо адаптированы к различным факторам среды, что заняли все существующие на Земле экологические ниши. В гидросфере обитают более 20 тыс. видов рыб, считающихся самыми древними хордовыми, поверхность и глубины литосферы наполнены огромным количеством форм амфибий, рептилий и млекопитающих, а наземная и воздушная среда заселена более 8 тыс. видов птиц. К типу хордовых относятся и человеческие популяции, чья жизнедеятельность коренным образом изменила облик нашей планеты.
