简介

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地球上一百多万种动物中,大多数都是无脊椎动物,也就是没有脊椎的动物。脊骨的缺失是无脊椎动物与动物的主要特征脊椎动物或有脊椎的动物。然而,除了没有脊梁之外,无脊椎动物群体之间几乎没有共同之处;相反,他们组成了一个高度多样化和基本不相关的群体动物.龙虾、昆虫、蜘蛛、蠕虫、水母、蛤蜊、螃蟹、海星、海胆和海绵是一些最常见的无脊椎动物。

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除了没有脊椎,无脊椎动物与脊椎动物的区别还在于其他关键特征,比如身体对称。径向对称是许多无脊椎动物群体的特征,但在脊椎动物中不存在。在径向对称中,物体围绕一个中心点(如口)组成相等的部分。这与双侧对称形成了鲜明的对比,在双侧对称中,身体沿着沿中心纵向延伸的轴被组织成两个相匹配的半部分。虽然双侧对称在一些无脊椎动物中被发现,但它是所有脊椎动物的一个关键特征。

科学的分类

现存的无脊椎动物大约有35个门(门的复数,或主要类群)。一些无脊椎动物门只有几个已知的种类,但有些,如节肢动物-有成千上万的活着的代表。

©Science Faction Images-SuperStock /age fotostock

其中最大和最重要的无脊椎门是孔虫门(海绵)、刺胞虫(水母珊瑚,海葵)、扁形蠕虫、线虫(蛔虫)、软体动物类蜗牛双壳类鱿鱼,章鱼),环节动物(分节蠕虫),节肢动物门(马蹄蟹,蜘蛛螃蟹蜈蚣,千足虫,昆虫)和棘皮病(海星而且海胆).尾索动物亚门及头索动物亚门(海文昌鱼)属于脊索动物门,也被认为是无脊椎动物。所有这些组将在接下来的部分中讨论。其他常见的无脊椎动物包括栉水母(栉水母门)、棘头虫(棘头动物门)、灯壳(腕足动物门)、苔藓动物(苔藓动物门)和水熊(缓步动物门)。

海绵

©Christian Schoettler/Fotolia

海绵(门)是最简单的无脊椎动物之一。海绵可以被描述为执行身体功能的特殊细胞的有组织的团块。大多数海绵生活在海洋中,但也有少数生活在淡水中。大约有5000种已被描述。

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海绵有一个幼虫那就是自由游泳。成虫阶段是固定的,也就是说,它是固定的,附着在一个表面上,比如海底。身体缺乏有组织的消化系统、循环系统和神经系统。一些物种显示径向对称,尽管许多没有明显的对称,被描述为不对称。海绵的身体没有胚芽层-层层的组织在发展过程中形成。然而,它确实有专门的细胞组织在一个系统的管道和腔,执行不同的功能。在主体腔内排列的是囊泡细胞,或称颈圈细胞。这些细胞有鞭状结构,称为鞭毛,伸入体腔。鞭毛的运动形成水流,将水中微小的食物颗粒推向细胞。然后,细胞的项圈状突起捕获食物颗粒。内部结构支持是由另一种特化细胞分泌的称为针状体的微小晶体结构提供的。

类动物

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刺胞动物门包括约九千种水母一再出现的问题海葵,珊瑚.刺胞动物是放射状对称的动物,没有循环、呼吸和排泄器官。它们有网状的神经细胞,可以对触摸和化学线索做出反应,但这不是真正的神经系统。

刺胞动物的身体有两个胚层:外胚层和内胚层。夹在两层之间的是一层果冻状的层,称为中胶层,它为动物提供了体积和支撑。

汤姆·麦克休/摄影研究人员
罗马·维什尼亚克档案馆,纽约国际摄影中心,玛拉·维什尼亚克·科恩提供

大多数刺胞动物的生命周期有两种不同的身体形式——一种是自由游动的水母,另一种是无梗的珊瑚虫。在水母形态中,身体呈钟状,长长的触须从钟的边缘向下垂下。水母有性繁殖,也就是说它产生卵子和精子。在不游泳的水螅阶段,这种动物有一个柄状的形态,附着在表面,如海底或岩石上。在一些动物中,息肉在外观上几乎是植物状的,具有分枝状的部分。水螅期是无性的,通过出芽繁殖。每个芽都能发育成水母。

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根据刺胞动物的种类,一种体型可能比另一种更突出。例如,水母中水母水母是更明显的阶段,而水螅在大多数水螅中占主导地位。珊瑚是独特的,因为它们只表现为珊瑚虫形式,没有水母阶段。每只珊瑚都分泌一种钙质(含钙)骨架,以提供结构。珊瑚群居,群居后形成珊瑚礁。

©Boris Pamikov/Shutterstock.com

刺胞动物在热带水域最为丰富。它们在所有海洋环境中都能找到,有些种类栖息在淡水中。刺丝动物特有的一个特征是被称为刺丝囊的有毒刺细胞。这些细胞嵌在长长的触须中,用来捕捉被刺丝囊毒素麻痹的猎物。刺丝囊也是一种防御手段。一些物种,如葡萄牙军舰,可能会对包括人类在内的大型脊椎动物造成伤害甚至致命。

扁虫

雅克·六

顾名思义,扁虫(扁形蠕虫门)是扁平的,细长的蠕虫.科学家估计有超过2万种扁形虫。他们中的一些人是自由生活的;然而,绝大多数扁虫都是寄生虫它们生活在其他生物体上或体内,并从中获取营养。最大和最重要的寄生扁虫是吸虫(吸虫)和绦虫(绦虫)。这两种寄生虫都寄生在人类和家畜身上。

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扁虫是双侧对称的,这意味着它们的身体有两个相同的部分。许多扁虫的外表面有纤毛(可移动的毛状结构),有助于运动和进食。扁虫有三个发育良好的胚层——外胚层、内胚层和中胚层。它们有一个头部区域,包围着一簇感觉器官和神经组织,构成了一个基本的大脑。神经从这一簇延伸到全身,形成一个网络,形成一个原始的神经系统。扁虫缺乏专门的呼吸、骨骼和循环系统。在简化的消化系统中,纤毛将食物颗粒转移到形成口状开口的特殊细胞中。然后这些细胞吃掉食物颗粒。

扁虫表现出各种各样的形式,占据许多栖息地。自由生活的扁虫大部分是海洋生物,尽管一些生活在淡水中,还有一些是陆地生物。的真涡虫扁形虫是最著名的自由生活扁形虫之一,在基础生物课上被用来研究生命的一些基本功能。

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吸虫是一种寄生扁虫,通过吸盘附着在寄主身上获取营养。像许多寄生虫一样,吸虫具有复杂的生命周期,可能涉及两个或两个以上的动物宿主。虫卵由主要寄主排泄,然后被第二个寄主摄取并在其中发育。当一个主要宿主物种的成员吃掉一个被吸虫感染的二级宿主物种的成员并被感染时,吸虫就完成了它的生命周期。在亚洲和非洲部分地区,血吸虫病是一种传播最广泛的人类疾病,由一种吸虫引起,这种吸虫在水生蜗牛中孵化,然后钻入人体皮肤并进入血液。肝吸虫(肝片吸虫)会感染食用含有寄生虫幼虫的水草的羊和牛,导致严重的疾病。人类也可以通过食用携带幼虫的植物而被感染。

梅·梅尔文博士/疾病控制和预防中心(图片编号:1515)

其他重要的寄生扁虫是绦虫。成虫寄生在所有类型的脊椎动物以及一些无脊椎动物的肠道中。蠕虫通过其头部的钩子或吸盘附着在肠壁上,并在宿主的食物通过肠道时直接通过细胞壁吸收营养。绦虫体由一系列独立的生殖囊组成,称为胚囊。数量众多的黄体虫产生精子和卵子,这些精子和卵子被释放到宿主的排泄物中。一些绦虫有几英尺长,发育大量的子代,一生中产生数百万个卵。像吸虫一样,一些绦虫的生命周期包括两个或两个以上不同的物种作为宿主。

蛔虫

蛔虫,或线虫,构成线虫门,其中包括大约2万个物种。自由生活(非寄生)的物种在从土壤到淡水和海洋栖息地的一系列环境中被发现。有些是在不寻常的地方发现的,比如醋里,甚至在地壳深处充满水的裂缝里。寄生虫形式的蛔虫寄生在大多数植物和动物物种中,具有相当大的医疗、兽医和农业重要性。

美国贝尔茨维尔农业研究中心农业部

蛔虫的身体两侧对称,包裹在坚韧的非细胞层中,称为角质层。角质层表面光滑,缺乏纤毛或其他附属物。与扁虫不同,蛔虫有一个完整的消化道,有嘴和肛门。他们通常有更先进的器官和系统,包括原始的神经系统,尽管没有循环或呼吸器官。

Javier Palaus Soler/Ostman Agency

蛔虫寄生是一个世界性的问题。园艺和农业因线虫和为防止虫害而采取的措施造成的损失每年达数十亿美元。钩虫、蛲虫、鞭虫、丝虫虫和蛔虫都是哺乳动物最重要的寄生虫。蛔虫会导致许多人类疾病,包括蛔虫病和旋毛虫病,后者可因食用未煮熟的猪肉或其他肉类而感染。丝虫病会引起几种严重的传染病,包括象皮病和河盲症。丝虫病Dirofilaria巨细胞原因犬恶丝虫病这对猫狗来说可能是致命的。(另请参阅蠕虫.)

软体动物

Mary Tyler-Mary Rumpho/缅因大学

软体动物(软体动物门)由大约10万个现存物种组成,其中大多数都有壳。软体动物在室内一般都很重要食物链作为生态系统.某些物种对人类具有商业甚至医学意义。蜗牛、蛞蝓、蛤蜊、章鱼和鱿鱼都是我们熟悉的软体动物。

所有软体动物都有三层胚层,身体结构两侧对称。这个群体的一个主要特征是一个肌肉发达的大脚,帮助他们在陆地或海底移动。

软体动物的一个重要特征是体腔的存在,体腔是身体的一个中心腔,包含消化道和重要器官,如心脏和肝脏。腔内排列着中胚层组织。体腔的存在使那些看似简单的动物拥有了发育良好的消化、排泄、呼吸、循环和神经系统。从进化的角度来看,体腔的存在被认为是一种高级特征;因此,它是其他“高级”无脊椎动物群体的特征,如环节动物、棘皮动物、节肢动物和脊索动物,以及脊椎动物。

雅克·六

软体动物中最大的群体是腹足类动物;腹足类动物包括陆生和水生的多种形式蜗牛,有壳,和蛞蝓,这些都没有。水生腹足类动物有鳃,而陆生蜗牛有肺状结构。这种结构位于地幔内,地幔是一种排列在壳上的肉质层(在带壳的物种中),并在自身和动物身体之间形成一个地幔腔。腹足类动物用一种被树刺覆盖的舌头觅食,这种舌头被称为radula,用来刮去岩石和其他表面的藻类和植物物质。

©Sebastien Burel/Fotolia

双壳类软体动物构成了第二大软体动物群,包括牡蛎扇贝贻贝,.双壳类动物有一对铰链状的壳,可以为了保护而关闭,但为了进食而打开。大多数双壳类生物是海洋生物,尽管也有一些淡水物种。一般来说,双壳类动物在成年期不会到处走动,如果有的话。它们通过鳃过滤水并提取悬浮颗粒来获取食物。它们产卵的数量惊人。微小的幼虫随着水流漂流,经常在离父母几英里远的地方长大。

Contunico©ZDF Enterprises GmbH,美因茨
©rodho / Shutterstock.com

虽然只有几百种,但这群软体动物被称为头足类动物包括许多令人印象深刻的大小和习惯的成员。头足类动物中有鱿鱼章鱼墨鱼和鹦鹉螺。头足类动物的头部被触手包围,用来捕捉鱼类和其他猎物。在大多数头足类动物中,典型的软体动物壳很小或没有。诺第留斯是个例外;它们有一个盘绕的、发育完全的壳。在有腔鹦鹉螺(属成员)中鹦鹉螺),对shell进行分区。头足类动物有发达的神经系统,包括大脑和大而复杂的眼睛。头足类动物的体型差异很大。有腔鹦鹉螺壳的平均直径约为10英寸(25厘米)。大多数章鱼的腕足长度很少超过几英尺,尽管北太平洋大章鱼(Enteroctopus dofleini)的跨度可达30英尺(9米)。巨型鱿鱼(属的成员)大王乌贼属)是现存最大的无脊椎动物;有些个体可以达到大约60英尺(18米)长,包括延伸的触须。所有头足类动物都生活在海洋栖息地。

汉斯Hillewaert

另一小群软体动物是舟足动物,通常被称为象牙壳动物。这个群体包括大约350个物种;所有物种都是生活在深水中的海洋软体动物。长牙壳是一种细长的动物,两端有管状、长牙状的壳。在外壳的前端是一个可伸展的脚和一个带有细长触角的头。成虫静止不动,但幼虫自由游动。

蠕虫

©D.Copy / Shutterstock.com

的分割蠕虫(环节动物门)由约9,000种自由生活和寄生形式组成。环节动物在世界各地的各种生境中都有发现,特别是在海水、淡水和潮湿的土壤中。最常见的环节动物包括蚯蚓和水蛭。最大的环节动物群体是多毛类,这是一种大多数人不熟悉的海洋形式。许多多毛类动物生活在海底,而其他物种则漂浮在水面附近;一些物种在沿着海岸线的泥土和沙子中挖洞。所有环节动物都是两侧对称的,这是它们与其他蠕虫、节肢动物和脊椎动物共同的特征。人体有三个胚层和一个发育良好的体腔。

©Vinicius Tupinamba/Fotolia

环节动物比扁虫和蛔虫表现出一定的进化进步。环节动物的身体是分节的,或分成一系列独立但本质上等价的部分。在节肢动物和脊椎动物中也发现了分割,它是一种优势,因为它允许在体内发育专门的区域。环节动物的节段呈环状。身体被一层薄而灵活的角质层所覆盖,使节段能够轻易地移动和弯曲。可移动的刚毛,被称为刚毛,是大多数环节动物的特征。这些微小的结构从每个节段伸出来,帮助动物锚定在它正在穿越的表面上。

另一个重要的进步是一个封闭循环系统的存在。血液在环节动物体内循环,血管收缩并主动移动血液。这与其他一些无脊椎动物的开放循环系统形成了鲜明对比,在这些系统中,血液从一个腔流向另一个腔,而不需要通过静脉或动脉。环节动物的排泄、消化和呼吸系统都很发达。环节动物还拥有发育良好的神经系统,神经细胞簇称为神经节。这些簇被认为是原始大脑。

节肢动物

©EcoView / Fotolia

节肢动物(节肢动物门)包括一些最著名的海洋、淡水和陆生无脊椎动物。节肢动物的种类比所有其他无脊椎动物和脊椎动物的种类加起来还要多,使节肢动物成为动物界最大的门。节肢动物的特征是存在关节的外部骨骼覆盖物,或外骨骼由一种叫做甲壳素的坚韧材料制成。身体通常是节段的,节段有成对的,关节的附属物。龙虾、螃蟹、蜘蛛、蝎子、蜱虫、昆虫、蜈蚣和千足虫都是最常见的节肢动物。

节肢动物在进化上比环节动物和低等无脊椎动物更先进。节肢动物像环节动物一样是分节的;然而,节肢动物通常比环节动物有更少的身体节段。在节肢动物中,头部、大脑和大多数感觉器官都包含在前肢节中。

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节肢动物有神经系统,神经节大,感觉器官发达,如眼睛和触角。头部的大神经节相当于一个简单的大脑。腹侧(下方)神经束向下延伸,在每个身体节段中有几个局部神经节和向外延伸的神经。节肢动物的肌肉系统,为了操纵多关节的身体,比大多数其他无脊椎动物更加多样和复杂。节肢动物有心脏,但大部分循环系统是开放的。血液并不总是通过血管,而是聚集在遍布组织的称为鼻窦的开口中。消化道完整,呼吸和排泄系统发育良好。

©iStockphoto /思想库

虽然节肢动物的外骨骼是为了运动而接合的,但它是刚性的,这阻碍了动物的生长。这个问题可以通过蜕皮来解决,在蜕皮的过程中,动物周期性地蜕去旧的外骨骼,长出新的覆盖物,以适应更大的体型。

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昆虫构成节肢动物中最大的群体。目前已知的昆虫种类大约有100万种,而且每年都有新的昆虫被发现。尽管昆虫的种类很多,但它们的身体形态保持一致,从一个群体到另一个群体几乎没有变化。人的身体分为三个部分:头部、胸部和腹部。头部通常包括排列在下颌骨周围的口器,一对触角和复眼,在一些物种中,复眼具有色觉。复眼是由单一晶状体组成的紧凑网络,可以比单眼更精确地检测形状和运动。胸腔有三个不同的节段,每节都有一对腿。通常有翅膀,也位于胸部。腹部由几个部分组成,容纳了消化道的下部和生殖器官。

朗克/舍恩伯格-格兰特·海尔曼/大英百科全书公司yabo亚博网站首页手机
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节肢动物中有两个密切相关的类群,分别是马蹄蟹,也就是马蹄蟹蛛形纲.后者包括9万多种蜘蛛蜱虫、螨虫和蝎子.这两类动物的身体都有两个主要部分——前面的头胸和后面的腹部。腿、眼睛和口器与头胸相连。两组都没有天线。马蹄蟹是一种古老的原始海洋动物,看起来很可怕,但对人类无害。马蹄状的甲壳头胸有六对爪状腿,一条长长的穗状尾巴从腹部延伸出来。马蹄蟹在每年的特定时间上岸繁殖,在世界许多地方的海滩上都有大量的马蹄蟹。

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与有复眼和三对腿的昆虫相比,蜘蛛和其他蛛形纲动物的特征是眼睛简单,有四对腿。一只简单的眼睛只有一个晶状体,可以检测光的强度,但不记录视觉图像。蛛形纲动物没有下颚;大多数物种都有尖牙,可以将消化液注入猎物体内。这会使猎物液化,然后蛛形纲动物把猎物吸进嘴里。一些蛛形纲动物也可以用毒液来保护自己免受捕食者的伤害。一些蜘蛛的毒液对人类和其他脊椎动物是危险的。许多蝎子可以用它们的尾巴带来痛苦,在某些情况下,甚至是致命的刺痛。

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大约有45000种节肢动物属于亚门甲壳纲动物,其中包括真实螃蟹、桡足类、藤壶类和龙虾等等。甲壳类动物在行为和外观上差异很大。大多数是海洋生物,但也有一些生活在淡水中,还有一些生活在陆地上。甲壳类动物与其他节肢动物的不同之处在于,在嘴的前面有两对附属物——触角和较小的触角,以及在嘴的附近有起下颚作用的成对附属物。人们收获的许多甲壳类动物都是十足纲的成员,包括虾、龙虾、小龙虾、寄居蟹和真蟹。

棘皮动物

©iStockphoto /思想库

棘皮动物(棘皮动物门)是一种多样的海洋无脊椎动物,其特征是有坚硬的刺状皮肤覆盖。现存的棘皮动物种类超过6500种。海星(也叫海星),海胆、沙美元、海蛇尾、海百合(羽星和海百合),以及海参是最常见的棘皮动物之一。

Bodil Bluhm和Katrin Iken-NOAA /海洋生物普查
道格拉斯·福克纳
格兰特·海尔曼/大英百科全书公司yabo亚博网站首页手机

成年棘皮动物是径向对称的,但它们的幼虫是两侧对称的。一些棘皮动物的径向对称很难被发现。海参在其细长的身体外部呈两侧对称,但在内部呈径向对称。同样,羽毛星和其他海百合的身体并不呈放射状对称,而是在内部表现出这种特征。径向对称在高等无脊椎动物中是一个不寻常的特征,它们倾向于两侧对称。

大卫Monniaux

像其他高等无脊椎动物一样,棘皮动物有三个胚层和一个发育良好的体腔。大多数棘皮动物都有一个内部骨架,由富含钙的小板通过结缔组织连接在一起。这一特征在海参中有所减弱,海参是一种软体动物。棘皮动物缺乏排泄和呼吸器官;循环系统是开放的,就像节肢动物一样,但是没有心脏。消化系统很简单,由嘴、胃、肠和肛门组成。在大多数物种中,嘴位于动物身体中心的下方。在海胆的嘴里有五颗牙齿,形成了一种叫做亚里士多德灯的结构,这种结构在某些物种中是有毒的。神经系统是复杂的。没有头,因此也就没有大脑。 A nerve network lies below and within the skin. In some species one or more nerve rings surround the mouth opening, with nerve cords radiating along the arms or through the body. In addition, sea stars and brittle stars have light-sensing organs.

©iStockphoto /思想库

棘皮动物特有的一个特征是它们的水-血管系统。该系统由一个从外部通向分支运河系统的开口组成,该系统终止于许多管脚。管足是位于手臂下方的囊状结构,由肌肉控制,将海水挤出运河系统,从而在管足中产生吸力。当水在压力下重新进入时,管脚伸出。水血管系统和管足提供了一种运动和吸力的手段,以捕捉猎物或附着在表面上。

脊索动物

©Gerard Soury-The Image Bank
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除了已经描述的无脊椎动物之外,还有三组与脊椎动物密切相关的海洋无脊椎动物。脊索动物门分为海鞘(尾索动物亚门)和海刺(头索动物亚门)两组,脊椎动物(脊椎动物亚门)也属于脊索动物门。尾脊索动物和头脊索动物与脊椎动物有着共同的关键特征:在胚胎发育时期有一个支撑结构(称为脊索),在生命周期的某个时候在咽部区域有鳃裂,背部有一条中空的神经索。然而,由于海鞘和海刺没有脊椎,它们被归类为无脊椎动物。

沃尔特黎明

与脊椎动物密切相关的第三类无脊椎动物是半足动物(半足动物门)。半脊索动物有几个关键的脊索动物特征,如咽部鳃开口;然而,它们的幼虫阶段与棘皮动物非常相似。这些特征和其他证据一起表明,半绳动物与脊索动物和棘皮动物都有密切的进化关系。