胎生哺乳有什么生物学意义
胎生方式为哺乳类的生存和发展提供了广阔前景。它为发育的胚胎提供了保护、营养以及稳定的恒温发育条件,是保证酶活动和代谢活动正常进行的有利因素,使外界环境条件对胚胎发育的不利影响减低到最小程度。这是哺乳类在生存斗争中优于其他动物类群的一个重要方面。
以乳汁哺育幼兽,是使后代在较优越的营养条件和安全保护下迅速成长的生物学适应。乳汁含有水、蛋白质、脂肪、糖、无机盐、酶和多种维生素。生乳作用是通过神经-体液调节方式来完成的。通过吸吮刺激和视觉,反射性地引起丘脑下部——垂体后叶径路分泌,释放催产素,使乳腺末房旁的平滑肌收缩而泌乳;同时还引起丘脑下部分泌生乳素释放激素和生乳素抑制激素,以调节脑垂体分泌生乳素,使排空了的腺泡制造乳汁。
哺乳是使后代在优越的营养条件下迅速地发育成长的有利适应,加上哺乳类对幼仔有各种完善的保护行为,因而具有远比其它脊椎动物类群高得多的成活率。与之相关的是哺乳类所产幼仔数目显著减少。
哺乳植物开展了美满的在陆上繁衍的才能,使子女的成活率大为进步,这是经过胎生和哺乳而完成的。绝大少数哺乳类均为胎生(vivipary),它们的胎儿借一种特别的构造——胎盘(pla-centa)和母体联络并获得养分,在母体内完成胚胎发育进程——怀胎(gestation)而成为幼儿时始产出。产出的幼儿以母兽的乳汁抚育。哺乳类还具有一系列庞大的天性运动来维护抚育中的幼兽。
胎生方法为哺乳类的生活和开展提供了宽广远景。它为发育的胚胎提供了维护、养分以及波动的恒温发育条件,是包管酶运动和代谢运动正常停止的有利要素,使外界情况条
件对胚胎发育的倒霉影响减低到最小水平。这是哺乳类在生活妥协中优于其他植物类群的一个紧张方面。
胎盘是由胎儿的绒毛膜(chorion)和尿囊(allantois),与母体子宫壁的内膜联合起来构成的(图20—1)。胎儿与母体这两套血液循环零碎并欠亨连,而是被一极薄(约2μm厚)的膜所离隔,养分物质和代谢废物是透过膜起弥散作用来交流的。但这又差别于复杂的物理学的弥散,而是有着高度特异的选择性的。普通说来可以容许盐、糖、尿素、氨基酸、复杂的脂肪以及某些维生素和激素经过。大卵白质分子、红血细胞以及其他细胞均不克不及透过。氧和二氧化碳、水和电解质均能自在透过胎膜。电子显微镜研讨标明,胎盘细胞具有很多品种型,以控制母体与胎儿间的物质交流,它们同时具有胎儿临时性的肺、肝、小肠和肾脏的功用,并能发生激素。由于胎盘是含有双亲抗原的胚胎构造,因此它在免疫学方面的意义已被惹起注重。上述这些物质运输,是经过胚胎绒毛膜上的几千个指状突起(绒毛膜绒毛)像树根一样拔出子宫内膜而完成的,绒毛极大地扩展了吸取打仗的外表积。以人的胎儿为例,整个绒毛的吸取外表积约为皮肤外表积的50倍。
哺乳类的胎盘分为无蜕膜胎盘和蜕膜胎盘。前者胚胎的尿囊和绒毛膜与母体子宫内膜联合不严密,胎儿出生时就像手与手套的干系一样易于离开,不使子宫壁大出血。蜕膜胎盘的尿囊和绒毛膜与母体子宫内膜结为一体,因此胎儿发生时需将子宫壁内膜一同撕下产出,形成少量流血。显然蜕膜胎盘的效能高,更有利于胚胎发育,普通以为是属于哺乳类的较初等的范例特性。但是哺乳类的胎盘构造范例并不完全契合躯体构造和地质史研讨所提供的各目标亲缘干系,并且所谓“效能差”的无蜕膜胎盘(比方马、牛)范例的幼仔,可以在产出时发育得非常精良。
哺乳类自卵受精到胎儿产出的限期为怀胎期。各种植物的怀胎期都是较为波动的,可作为分类学的根据之一。胎儿发育完成后产出,称为临盆。差别类群的兽类所产仔兽数是
差别的,普通说来,母兽乳头的对数与产仔个数相干,子女成活率高的类群,所产仔兽数较少。
以乳汁抚育幼兽,是使子女在较良好的养分条件和平安维护下敏捷生长的生物学顺应。乳汁含有水、卵白质、脂肪、糖、无机盐、酶和多种维生素。生乳作用是经过神经-体液调理方法来完成的。经过吸吮安慰和视觉,反射性地惹起丘脑下部——垂体后叶径路排泄,开释催产素,使乳腺末房旁的腻滑肌膨胀而泌乳;同时还惹起丘脑下局部泌生乳素开释激素和生乳素克制激素,以调理脑垂体排泄生乳素,使排空了的腺泡制造乳汁。
哺乳是使子女在良好的养分条件下敏捷地发育生长的有利顺应,加上哺乳类对幼仔有种种美满的维护举动,因此具有远比别的脊椎植物类群高得多的成活率。与之相干的是哺乳类所产幼仔数量明显增加。
胎生、哺乳是生物体与情况临时妥协中的产品。鱼类、匍匐类的一般品种(如鲨鱼和某些毒蛇)已具有“卵胎生”景象。高等哺乳类(如鸭嘴兽)尚遗存卵生繁衍方法,但已用乳汁抚育幼仔。初等哺乳类胎生方法庞大,抚育幼兽举动亦异。这阐明现存品种是各以差别方法、经过差别途径与生活条件作妥协,并在差别水平上获得停顿而保管上去的后嗣。
进步成活率
有利于遗传变异退化与遗传信息的保存
简答羊膜卵在脊椎动物演化史上的意义
羊膜卵外包有石灰或纤维质的硬壳,能维持卵的形状,减少卵内水分蒸发、避免机械损伤和防止病原体侵入;卵壳具有通透性,能保证胚胎发育时进行气体代谢,卵内贮存有丰富的卵黄,保证胚胎在发育中能得到足够的营养。
在胚胎发育早期,胚胎周围的胚膜向上发生环状皱褶,不断向背方生长,包围胚胎,在胚胎外构成两个腔——羊膜腔和胚外体腔,羊膜腔内充满羊水,使胚胎能在液体环境中发育,能防止干燥以及机械损伤。另外,还形成一尿囊,可以收集胚胎发育代谢中产生的废物,另外尿囊与绒毛膜紧贴,其上富有血管,胚胎可通过多孔的卵壳或卵膜,与外界进行气体交换。
羊膜卵的出现,是脊椎动物从水生到陆生进化过程中产生的一个重大适应,它解决了在陆上进行繁殖的问题,使羊膜动物彻底摆脱了水环境的束缚。
从羊膜卵的结构及动物演化来理解:
1.羊膜卵的卵壳可以保护不受损伤并具有一定的通透性,以供胚胎在卵壳内发育时的气体代谢。
2.卵壳所含钙质壳被胚胎的血液吸收以供胚胎建造骨骼。
3.在脊椎动物从水生道路生的慢上进化上,动物体各器官都发生了较大的变化,其中没有羊膜卵的两栖类到爬行动物有羊膜卵是一个重要的飞跃。羊膜卵的结构和发育特点使羊膜动物彻底摆脱了个体发育时期对水的依赖,确保脊椎动物的陆上繁殖。
4.动物获得羊膜卵的特性后,为爬行动物通过辐射适应向干旱分布及开拓新的生活环
境创造了条件。
5.胚胎美的四种胚膜使胚胎在这个近乎密闭的环境中完成呼吸、排泄、营养,可以说,羊膜卵的出现被认为是脊椎动物演化史上的第三块里程碑。
羊膜卵(amniotice egg)的出现(图1-1 )
图1-1 羊膜卵的结构
羊膜卵是早期爬行类适应陆地干燥环境的一个必要条件。它们不再被产于水中,但不会干掉,而且利用空气中的氧气供应胚胎发育。羊膜卵外包以1层保护性的卵壳,或柔韧如皮革、或为坚硬的石灰质壳,以防止卵内水分蒸发,避免机械的或细菌的伤害。卵壳表面有许多小孔,通气性能良好,保证胚胎发育期间的气体代谢。
羊膜卵内有大的卵黄囊(yolk sac),储存卵黄以保证胚胎发育的营养需求。在胚胎发育至原肠期后,胚胎周围产生向上突起的环状褶皱,环绕胚胎生长,最终将胚胎包在一个具有2层膜的囊中,外层为绒毛膜(chorion),内层为羊膜(amnion)。羊膜腔(amniotic cavity)是一个充满羊水的密闭的腔,胚胎浸于其中。这为胚胎提供了一个发育所需要的水环境。
胚胎后肠突出形成尿囊(allantois),位于羊膜和绒毛膜之间,收集胚胎代谢产生的废物尿酸,同时尿囊膜上富于毛细血管,充当胚胎的“肺”,氧气和二氧化碳通过多孔的卵壳在尿囊膜上进行气体交换。
爬行类具有某种类型的交配器官,允许体内受精。体内受精显然需要具壳卵,精子必
须在封闭前进入卵子。从一对精巢出来的精子通过输卵管输送到交配器官,交配器官是一种泄殖胜壁的外翻物。雌性系统由一对卵巢和输卵管组成。输卵管腺壁分泌大型卵的蛋白质和蛋壳。
由于羊膜卵的出现,使脊椎动物完全摆脱了在个体发育中对水的依赖,从而真正适应了陆地生活,成为完全的陆生动物。
1.2 羊膜卵的出现在动物进化上的意义
1)羊膜卵可以产在陆地上并在陆地上孵化。
2)体内受精,受精伤害可无需借助水作为介质。
3)胚胎悬浮在羊水中,使胚胎在自身的水域中发育,环境更稳定,既避免了陆地干燥的威胁,又减少振动,以防机械损伤。
小结:
羊膜卵的出现是脊椎动物演化史上的一个飞跃。
羊膜卵的出现解除了脊椎动物个体发育中对水的依赖,使脊椎动物完全陆生成为可能,使陆生脊椎动物能向陆地的各种不同栖息环境发展。
脊椎动物的进化在石炭纪向前跃进了一大步,这就是羊膜卵的出现。这是脊椎动物史
上一次重大的革新,其意义可与颌的出现以及脊椎动物从水生向陆上生活的转变相媲美。羊膜卵的完善化像过去发生的几次进化上的重大事件一样,为脊椎动物的发展开创了新的纪元。它使陆上生活的脊椎动物的个体生活史完全摆脱了对水的依赖。以羊膜卵进行繁殖的动物,卵在母体内受精,然后产在地上或其他适宜的场所,或是在母体输卵管内停留到幼体孵化时为止。卵内含有一个大的卵黄,为成长中的胚胎供应营养,此外,还有两个囊,即羊膜和尿囊。羊膜中充满着液体,并包裹着胚胎,尿囊收容动物胚体在卵内停留期间排出的废物。最后,在整个结构的外面,包上一层卵壳;卵壳坚韧,足以保护卵体,同时又具有多孔性,可以吸进氧气和排出二氧化碳。这样的卵为胚胎的发育提供了一个保护环境,在效果上,一方面由羊膜提供了一个单独占用的小“水塘”,胚胎可以在其中生长,另一方面坚韧的卵壳庇护着卵不受外界的损伤。动物有了这样的卵才能自由地生活在陆地上,而不必像两栖类那样回到水中繁殖。爬行类就是最早有羊膜卵的动物。爬行类是由两栖类进化来的,确切地说是从某种迷齿两栖类进化形成的。由两栖类过渡到爬行类发生在地质史中的石炭纪,所跨过的最后关口肯定是以具有羊膜卵为标志的,遗憾的是并没有这方面的化石证据。已知最早的羊膜卵发现于北美洲二叠纪早期的沉积物中,而这一时代比爬行动物完善的适应于陆生生活的时代晚很多。不过从化石上我们还是可以看到两栖类向爬行类发展的情形,例如有一些中间类型兼有进步的迷齿类与原始的爬行类的特征。
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