13 真正陆生的变温、羊膜动物——爬行纲（Reptilia）.ppt

第1页：爬行纲概述与羊膜动物

• 真正陆生的变温、羊膜动物——爬行纲（Reptilia）爬行纲是在两栖纲的基础上进一步适应陆地生活，完全摆脱了对水生环境的依赖，因而是真正适应陆栖生活的变温脊椎动物。
• 爬行纲不仅成体的结构有对陆生的适应，而且在繁殖方式上也有别于两栖类：在陆地上产卵，在陆地上孵化；在胚胎发育过程中，产生羊膜、尿囊等胚膜，使胚胎有可能脱离水域而在陆地干燥环境下发育。
• 这是和高等的鸟类和哺乳类所共有的特点，因而爬行纲、鸟纲和哺乳纲总称为羊膜动物（Amniota）。

第2页：爬行纲的生物学特征

• 生物学特征1。
• 体表被以角质鳞，皮肤缺少皮肤腺2。
• 具典型五指（趾）型四肢，指、趾端具爪3。
• 头骨具单一枕髁，有颞窝形成，出现完整或不完整的次生腭4。
• 荐椎和颈椎数目增多，胸廓出现5。
• 完全以肺呼吸，血液仍为不完全双循环，但心室已出现不完全分隔6。
• 大脑开始出现新脑皮，脑神经为12对7。
• 鼓膜下陷形成外耳道。

第3页：羊膜卵的结构

• 8。
• 成体以后肾执行泌尿功能，尿以尿酸为主9。
• 雄性一般具交配器，体内受精，产具有钙质或革质壳包裹的羊膜卵（发育中出现3种胚膜，即羊膜、绒毛膜、尿囊膜）10。
• 和无羊膜动物一样，仍为变温动物。
• 爬行类对陆生的进一步适应1．羊膜卵的出现（图）l羊膜卵结构：（1）外包1层钙质或革质的保护性卵壳（防止卵内水分蒸发，避免机械或细菌损伤），卵壳表面有小孔通气性能良好（保证胚胎发育期间的气体代谢）。
• （2）卵内有大的

第4页：羊膜卵的进化意义

• 卵黄囊（储存卵黄保证胚胎发育的营养需求）。
• （3）在胚胎早期发育过程中，胚胎最终包在一个具有2层膜的囊中，外层为绒毛膜，内层为羊膜。
• 密闭的羊膜腔充满羊水，使胚胎浸于其中。
• （4）在羊膜形成的同时，胚胎后肠突出形成尿囊。
• 尿囊外壁与绒毛膜紧贴，其上富有血管，为胚胎的呼吸和排泄器官。
• 在动物进化上的意义：由于有羊膜卵的出现，使脊椎动物完全摆脱了在个体发育中对水的依赖，而真正适应了陆地生活，成为完全的陆生脊椎动物。

第5页：

第6页：角质鳞与干燥皮肤

• 2．覆以角质鳞的干燥的皮肤（图）l皮肤干燥，具有来源于表皮的角质鳞片（角质鳞片的相邻部分以薄层相连，因而构成完整的鳞被）或兼有来源于真皮的骨质板。
• 角鳞及骨板的形态和数目为爬行类分类的一种依据。
• 爬行类的蜕皮现象特别明显。
• 蜕皮次数与生长速度有关。
• 皮肤色素细胞发达，在植物性神经系统和内分泌（脑下垂体后叶、肾上腺素）的调节下能迅速变色，具有调温及保护色的功能。
• 缺乏腺体，仅在一些种类的大腿基部内侧具有股腺（分泌物在繁殖期硬化成刺，交配时有把

第7页：股腺与香腺

握住雌性的作用），一些种类的泄殖腔孔附近具有香腺（分泌物可吸引异性）。

第8页：骨骼系统与颞窝

• 3。骨骼和肌肉系统
• 骨骼系统：脊柱分区明显、颈椎有寰椎和枢椎的分化、躯干部具有发达的肋骨和胸骨、很多种类的头骨具有颞窝和眶间隔、具单一枕骨髁。头骨具有颞窝（在头骨两侧、眼眶后部有1-2个孔洞，由周围的一定骨片形成的颞弓围成）。颞窝是颞肌附着部位，它的出现与咀嚼肌有效地执行咀嚼功能有关，并为更加发达的咀嚼肌的收缩提供足够的空间。颞窝主要有3种类型：A.无颞窝类（Anapsida）：无颞窝存在。古杯龙类属于此类。传统分类观点认为现代龟鳖类头骨属无颞窝类，但有些种类也出现次生性孔洞。B.双颞窝类（Diapsida）：头骨每侧有2个颞窝，大多数古代

第9页：颞窝的三种类型

颞窝的三种类型：下表列出相关数据。

第10页：次生腭的出现

l头骨有次生腭（由前颌骨、上颌骨、腭骨的腭突和翼骨愈合而成）出现：完整的次生腭使内鼻孔的位置后移，口腔和鼻腔完全隔开，呼吸通道畅通，不影响动物吞食活动。鳄类有完整的次生鳄，其他多数爬行类的次生腭并不完整（图）。l

第11页：脊柱分化、胸廓与四肢

• l脊柱进一步分化为颈椎、胸椎、腰椎、荐椎和尾椎，其中颈椎和荐椎数目增多，第一、二枚颈椎分化为寰椎和枢椎（头部转动灵活，是陆生脊椎动物的重要特征）。
• 首次出现胸廓：由胸椎、胸骨围成（保护内脏，增强肺呼吸）。
• 腰带骨之间出现孔洞：耻骨和坐骨之间出现大的耻坐孔（减轻重量，增强运动速度）。
• 具典型的五指（趾）四肢，指（趾）端具爪。

第12页：肌肉系统与消化系统

• •肌肉系统肋间肌和皮肤肌出现，躯干肌复杂化。
• 肋间肌（包括肋间外肌和肋间内肌）的运动牵引肋骨改变胸廓容积以完成呼吸动作。
• 皮肤肌连接角质鳞片，其收缩可牵引鳞片辅助爬行。3。
• 消化系统进一步复杂化l与两栖类相比，消化道有更多的分化：尤其口腔中的齿、舌、口腺等结构均进一步复杂化。
• 由于次生腭的出现，消化道和呼吸道分开，使动物在取食时不妨碍呼吸。

第13页：牙齿的着生类型

牙齿的着生类型：下表列出相关数据。

第14页：

第15页：口腔腺、盲肠与肺呼吸

• l口腔底部有发达的肌肉质舌。
• 很多种类的舌除完成吞咽的基本功能外，还特化为捕食器（避役）及感觉器（蛇）。
• 具有发达的口腔腺。
• 包括唇腺、腭腺、舌腺和舌下腺。
• 毒蛇的毒腺是变态的唇腺，而毒蜥的则是变态的舌下腺。
• 消化道中开始出现盲肠，泄殖腔孔是消化道通向体外的出口。
• 4．肺呼吸进一步完善l成体的呼吸功能由肺来完成。
• 肺内壁具有复杂的分隔，与空气交换面积

第16页：肺呼吸的进一步完善

• 更加扩大。
• 口腔和呼吸道由于次生腭出现而明显分开，气管和支气管明显分化（支气管是从爬行类才开始出现的）。
• 声带较为简单，除少数种类外，爬行类一般不发声。
• 除象两栖类一样借助口底运动吞吐空气外，主要借助胸廓的扩张和缩小，使肺内和呼吸道中的气压与外界大气压产生差别，而将气体吸入或排出。
• 水生爬行类的咽壁和泄殖腔壁富有毛细血管，可辅助呼吸

第17页：不完全双循环与动脉系统

• 5．血液循环仍为不完全双循环l心脏包括2心房1心室和退化的静脉窦。
• 心房除具完全的分隔外，心室也出现了不完全的室间隔（鳄的室间隔比较完全）。
• 因而，心脏中的多氧血和缺氧血的混合程度较两栖类降低。
• 动脉系统的主要特点是：动脉圆锥已完全消失。
• 相当于原始形态的腹大动脉与动脉圆锥一起纵裂为三条动脉：肺动脉弓（右侧）、左体动脉弓（中央）和右体动脉弓连颈动脉弓（左侧），分别与心室的右、中和左侧联结。
• 循环的结果是：左右体动脉弓的血液全是多氧血。
• 只有由心室右部发出的肺动脉内含有缺氧血。l

第18页：静脉系统与后肾排泄

• 静脉系统的基本模式似两栖类，包括1对前腔静脉、1条后腔静默、1条肝门静脉和1对肾门静脉，同时仍保留1对侧腹静脉。
• 但相比之下，肺静脉与后腔静脉有较大发展，而肾门静脉趋于退化，血液回心脏的流动速度和血压增大。
• 6．具有羊膜动物式的排泄器官——肾脏l肾脏在系统发生上为后肾。
• 肾单位的数目已比中肾大而增加，而且通过单独的输尿管将尿输至泄殖腔排出。
• 某些爬行类泄殖腔腹面具有膀胱（有吸收水分的功能），另有许多种类在鼻部或眼部附近具有盐腺（能排出浓度很高的盐溶液）。l

第19页：体内受精与羊膜卵

大多数排泄尿酸，其含氮废物主要

是尿酸或尿酸盐。7．体内受精、产羊膜卵l雄性精巢1对，输精管是由中肾管（吴氏管）演变而来，除楔齿蜥外，雄性皆有交配器。雌性卵巢1对，1对输卵管各以一个大的裂缝状喇叭口开口于体腔，其末端开口于泄殖腔。大多为卵生。多数毒蛇和一些蜥蜴类为卵胎生（受精卵不在体外发育，而是在母体输卵管内发育，至完成发育成为幼体时始产出）。8．神经系统和感觉器官

第20页：神经系统与视觉

• （1）神经系统：大脑半球显著，在大脑表层的新脑皮开始聚集成神经细胞层。
• 中脑视叶仍为高级中枢，但已有少数神经纤维自丘脑达于大脑。
• 间脑顶部的颅顶体发达，在很多爬行类并发展成顶眼（具有感光作用）。
• 中脑及小脑均比两栖类发达。
• 已开始具有12对脑神经。
• （2）感觉器官l视觉：出现泪腺，并有能活动的上下眼睑。
• 晶体较扁，角膜凸出，晶体与角膜的间距较大。
• 睫状肌的收缩不仅使晶体与角膜之间的间距改变，并可改变晶体凸度，以调节视觉。
• 有些种类的顶眼具有角膜、晶体和视网膜，但仅能感光，不能分辨物体形状，与动物感觉光照强度、时间，

第21页：听觉、嗅觉与红外线感受器

• 调节体温和生物节律有关。
• 听觉：由中耳和内耳组成。
• 鼓膜开始下陷形成外耳道；中耳仍仅有1块听小骨（耳柱骨）。
• 真正感受听觉的瓶状囊更为发达。
• 蛇类的鼓膜和中耳腔均退化。
• 嗅觉：犁鼻器发达（龟鳖类和鳄类退化）。
• 红外线感受器：颊窝（蝰科的蝮亚科鼻孔与眼之间的陷窝）和唇窝。
• 顶凹器官：蛇和蜥蜴类在角鳞之间或鳞片顶端具有感觉小凹，可接受外界机械刺激。
• 现代爬行动物的分类

第22页：现代爬行动物的四个目

现代爬行动物的四个目：下表列出相关数据。

第23页：龟鳖目与鳄目

• 龟鳖目（Chelonia）：龟和鳖的身体包在骨质板形成的壳中，脊椎骨与肋骨均与骨质板愈合在一起。
• 四肢的带骨位于壳内。
• 颌缘的角质鞘代替齿。
• 海龟的内脏系统相对原始。
• 代表动物海龟。
• 鳄目（Crocodilia）：鳄类是目前仅存的初龙亚纲的动物。
• 初龙亚纲曾经还包括恐龙、翼龙及其他生活在中生代、现已经绝灭的爬行动物。
• 鳄目动物皮肤外覆盖着骨板，骨板外有角质鳞。
• 肺比其他爬行动物中简单的囊要复杂。
• 心室几乎完全被分隔开，成为更发达的四腔心脏。
• 颅骨结构与“恐龙”一族和鸟类的颅骨相似。
• 代表动物是扬子鳄。
• 起源及适应辐射

第24页：羊膜动物的起源

l羊膜动物

是起源于古生代末期的一个单系类群。绝大多数古生物学家同意羊膜动物在古生代石炭纪末期起源于类似两栖类的、四足类的一个类群的观点。在石炭纪和二叠纪，四足类中有2类动物即荚椎类和炭螈类，其头骨结构更接近羊膜动物。而炭螈类被认为最可能是羊膜动物的姐妹群。在石炭纪末期羊膜动物已经分成3大支系：第1支系是无颞窝类，其头骨无颞窝，而被覆以真皮骨。传统观点认为这一类群的现生代表为龟鳖类；第2支系是合颞窝类，是似哺乳爬行动物，其特征是在头骨有1对颞窝。这是羊膜动物的第一个分化类群，后经盘龙类、兽孔类，最后演化出哺乳类；

第25页：羊膜动物的三大支系

• 第3支系为双颞窝类，进化出所有的爬行动物类群和鸟类，其特征是在头骨有2对颞窝。
• 双颞窝类又分为3个类群，即有鳞类，包括已绝灭的鱼龙类和所有现代有鳞目种类及喙头目动物。
• 更进化的初龙类，由恐龙类、现生的鳄类和鸟类组成，较小的第3类是鳍龙类，包括已经绝灭的几种水生动物类群，其中的代表动物是大型、长颈的蛇颈龙类。
• 中生代爬行动物种类极大繁盛，被称为爬行动物时代。
• 古代的爬行动物代表性的有海生爬行动物（如鱼龙、蛇颈龙等），飞翔的爬行动物（如翼龙等）和陆地上的爬行动物——恐龙（包括蜥龙目、鸟龙目等）。

第26页：爬行纲小结

小结l爬行类在系统发生上

是起源于古生代末期的古两栖类。l3亿年前出现真正适应陆生的脊椎动物，其成功主要归于羊膜卵的进化。羊膜卵不仅具有坚硬的壳，重要的是胚胎发育得到卵内3层膜（羊膜、绒毛膜和尿囊膜）的保护，使爬行类彻底脱离了水的束缚。具有干燥的、有角质鳞片保护的皮肤，以及进步的骨骼支持、循环、呼吸、排泄、体内受精和神经系统等，使爬行类真正生活在陆地。l

第27页：三大分支与颞窝的区别

爬行类在古生代末期的3大分支即无颞窝类、合颞窝类和双颞窝类是以头骨上出现的颞窝数目来区别的。