脊椎动物

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脊椎动物亚门
化石时期:寒武纪-现今[1] 520–0 Ma[2]
科学分类 编辑
界: 动物界 Animalia
门: 脊索动物门 Chordata
演化支 嗅球類 Olfactores
亚门: 脊椎动物亚门 Vertebrata
Cuvier, 1812
演化支

见内文

脊椎动物英語vertebrate)是脊索动物门脊椎亚门学名Vertebrata)下属所有物种的统称,是脊索动物门最大也最多樣化的一个冠群亚门,也是后口动物总门最大最成功的一个演化支,在所有動物界生物多样性仅次于节肢动物软体动物。与節肢動物長在体表外骨骼和軟體動物依赖体腔内压的静水骨骼不同,脊椎动物拥有以取代了脊索脊椎为核心、由矿化组织硬骨软骨)和致密结缔组织韧带)组成的内骨骼负责支持身体结构,并将负责调控接收各体节周边神经脊髓保护在由椎骨排列形成的椎管里面,同时依赖附着在中轴骨骼附肢骨骼外表的骨骼肌来驱动关节活动产生运动保障行动性

除了骨骼结构外,脊椎动物普遍拥有髓鞘包裹轴突神经系统中枢神经功能高度集权头部内,并拥有以心脏收缩泵动富含血红蛋白血液流动的封闭式循环系统向全身各处输送代谢所需的氧气养分脂肪組織也是絕大多數脊椎動物特有的構造,可以使之一段時間不進食,而不會能量耗竭而死。内骨骼系统的“肉包骨”结构带来的是同等骨骼重量和体积下可支撑更大的体型、更强的骨骼稳健性和更高的关节灵活度,配合敏捷可变的神经系统与高效可靠的循环系统,使得脊椎动物的运动形态更多样化、生存适应能力更强,因此可以演化出远比无脊椎动物更大更强的身体,认知能力的进阶演化也成为可能。

目前所知最早的脊椎動物是中國雲南省昆明發現的豐嬌昆明魚,出现于距今約5.2億年前的寒武纪,在之后的奥陶纪时期辐射形成了以牙形石甲胄鱼为代表的无颌类脊椎动物生物群。在志留纪,一些脊椎动物将第一对鳃弓对折演化成了可以迅速开合的,这些有颌类凭借啃咬能力逐渐竞争演替掉了角石板足鲎古生代早中期的霸主,从泥盆纪后就占领了各个生态环境食物网的中上层生态位成为水域陆地生态系统的优势类群

词源[编辑]

脊椎动物亚门的学名Vertebrata和英文称呼vertebrate都来自于老普林尼博物志》中的拉丁文vertebratus,意为“脊柱关节”。源自同一拉丁文词根的还有临床医学解剖学中常用的vertebra,指脊椎骨

演化[编辑]

脊索动物门除了脊椎动物外还有头索动物尾索动物,但脊椎动物的脊索矿化组织取代形成了脊柱残余的脊索演化成了椎间盘为脊柱提供额外的灵活度。而且脊椎动物的背神经索进一步发展成了中空的神经管,并在前端出现了泡状隆大(脑泡)最终形成了和保护脑部的头骨,因此脊椎动物亚门还有一个同义词称呼——有头动物亚门(Craniata)。

2003年初,中国古生物学舒德干等人通过研究海口鱼标本发现,它一方面开始演化出原始脊椎骨和眼睛等重要头部感官,另一方面却保留着无头类的原始性器官。因此是已知最古老的脊椎动物。

特征[编辑]

脊椎动物一般左右对称,全身分为头、躯干、尾三部分。一條硬骨管貫穿體長,中間有空腔包覆神經組織,並且下半部貼近內臟[3]。有比较完善的感觉器官、运动器官和高度分化的神经系统。大多数的脊柱动物的骨架包括头骨脊柱

分类[编辑]

根据传统的林奈分类学,脊椎动物可分为鱼类两栖类爬行类鸟类哺乳类五大类,曾经各自被定义为独立的。但因为现代分子生物学的应用和系统分类学(特别是支序分类学)的普及,所有两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类(统称四足类)都被看作是由鱼类发展出的演化支,因此广义上鱼类代表了脊椎动物,而狭义上(即通俗意义上)的“鱼类”则是一个排除了所有四足类后的并系群称呼,如今被分为无颌总纲(现仅存圆口纲一支)和有颌下门(现存软骨鱼纲辐鳍鱼总纲肉鳍鱼总纲三支),“鱼纲”的称呼早已废弃不用。

而所有现生和已灭绝的四足类都是由肉鳍鱼下属的肺鱼四足纲演化出来,分两栖类(现仅存滑体类一支)和羊膜类两大类,羊膜类又分蜥形纲合弓纲两大支,前者包括所有现生的爬行类和鸟类,后者仅存哺乳类一支。因为现生的这些四足类分支在新生代成功利用白垩纪末大灭绝后空出的生态位发展出了繁盛的物种多样性,都被升级定义成为独立的纲,所以通常还是会用林奈式的两栖纲爬行纲鸟纲哺乳纲分类阶元称呼来形容。

现存物种数量[编辑]

下表列出了2014年IUCN濒危物种红色名录》所估计每种脊椎动物类别的现存物种数量[4]

脊椎动物类别 图例 类别 估计
已描述的物种数量[4]
总计[4]
非羊膜动物 无颌类 鱼类 盲鳗类 32,900
七鳃鳗类
有颌类 软骨鱼类 900
辐鳍鱼类
肉鳍鱼类
四足类 两栖类 7,302 34,837
羊膜动物 哺乳类 6,399
爬行类 10,711
鸟类 10,425
已描述物种总计 67,737

物种数据库[编辑]

以下数据库或多或少包括脊椎动物的物种信息:

脊椎动物亲缘分支分类法[编辑]

參考文獻 [编辑]

  1. ^ Shu; et al. Lower Cambrian vertebrates from south China. Nature. 1999-11-04, 402: 42–46. doi:10.1038/46965. 
  2. ^ Peterson, Kevin J.; Cotton, James A.; Gehling, James G.; Pisani, Davide. The Ediacaran emergence of bilaterians: congruence between the genetic and the geological fossil records. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 27 April 2008, 363 (1496): 1435–1443. PMC 2614224可免费查阅. PMID 18192191. doi:10.1098/rstb.2007.2233. 
  3. ^ Waggoner, Ben. Vertebrates: More on Morphology. UCMP. [13 July 2011]. (原始内容存档于2018-10-10). 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 The World Conservation Union. 2014. IUCN Red List of Threatened Species, 2014.3. Summary Statistics for Globally Threatened Species. Table 1: Numbers of threatened species by major groups of organisms (1996–2014)页面存档备份,存于互联网档案馆).