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第一章 生物的分類

動物的分類

一、 剌胞動物

1.1  基本特徵

?        所有剌胞動物都是水生的。

?        體制呈輻射對稱radial symmetry):這是一種原始的對稱形式,即通過身體的中軸,有多個切面能把身體分成相等的部分。(但某些剌胞動物是兩側對稱bilateral symmetry的,即只有兩個切面是對稱的,如海葵)。

?        身體由二胚層diploblastic)組成的:身體由兩層胚層發育而成,形成外胚層(ectoderm)和內胚層(endoderm)。外胚層發展成表皮,內胚層發展成腸皮層gastrodermis),中間由非細胞的中膠層mesogloea)分隔。

?        有原始的組織分化:外表皮上有剌細胞nematoblast),內含剌絲囊nematocyst),其長而捲曲的絲以助觸剌獵物。

?        剌胞動物可以有兩種基本形態:螅體hydroid)和水母體medusoid)。

Ø      螅體呈圓筒狀,一端是用來固著於其他物體上的基盤,另一端是攝食的口,口的周圍分佈著觸手。

Ø      水母體呈圓傘狀,凹入的一面中央掛著一條垂管,末端是口,適應於漂浮生活。

有些種類會出現螅體和水母體的世代交替,有些終生只是一種形態。

?        某些剌胞動物的水螅體內會出現多種不同型態的個體,每種個體特化以進行某一特定功能,如覓食、繁殖、防衛等。這種在一個種群內存在不同形態的個體的現象稱為多形態現象polymorphism),如藪枝螅(Obelia)。

 

1.2  藪枝螅(Obelia

?       海洋生物,集群生活。

?       生活史包括兩個階段:螅體和水母體。螅體表現多形態現象。

(A)  螅體

?       生活史中持久的階段。

?       集群內有兩類個體:水螅體hydranth)和子莖blastostyle)。

?       水螅體有觸手,觸手上有剌細胞,負責覓食。

?       子莖需要倚賴水螅體提供食物,負責透過無性繁殖(出芽生殖)產生水母體。

(B)  水母體

?       浮游的動物。

?       產生精子和卵子,進行有性生殖

?       受精後,合子經過有絲細胞分裂成為浮游的浮浪幼體(planula),後再依附於環境表面上形成螅體。

 

二、 扁形動物

2.1  基本特徵

?        三胚層的身體結構:外胚層、中胚層(mesoderm)和內胚層。中胚層的出現使身體結構能有複雜分化,為器官的發展創造了條件。事實上扁形動物是最低等擁有器官架構的動物。

?        兩側對稱:通過中軸只有一個切面把身體分為左右兩個部分,所以身體明顯能分為前後端、背複面和左右側,各部位有更明顯分化。

?        沒有體腔:體內的空腔只有腸道。

?        身體扁平:增加物質交換的面積(如氣體交換)

?        例子:絛蟲、肝吸蟲、渦蟲

 

2.2  渦蟲(Planaria

?        在溪流和池糖自由生活的扁蟲。

?        喜歡生活於弱光的地方;背部有一對眼點以偵測光線強弱。

?        口位於複部,能把咽伸出。

?        有很強的再生能力。

?        利用肌肉的收縮和纖毛的擺動作爬行運動。

 

2.3  絛蟲(Taenia

?        寄生的扁蟲。

?        各個階段如何適應其生活方式?

 

三、 環節動物

3.1  基本特徵

?        三胚層有真體腔的生物

?        身體分節metemeric segmentation)。整個身體分成一系列相似的環節。各環節雖然分開,它們透過一些器官和系統作整體協調,例如消化道、神經線和血管都是橫跨各節的。分節的好處是在某些環節堨i作出一些特化,而無需影響其他部位

?        兩側對稱

?        表皮被很厚的角質層覆蓋。

?        體腔coelom

Ø      中胚層在發育中以一空腔分為兩部分,分別是體壁中胚層somatic mesoderm)和臟壁中胚層splanchnic mesoderm),該空腔稱為體腔。

Ø      體腔內佈滿體腔液coelomic fluid),浸泡着體內器官,亦使器官有移動的空間。

 

3.2  蚯蚓

?        生活在濕潤的泥土。長條形圓筒狀。背面比腹面的顏色較深(保護色)。

?        明顯的內部和外在分節現象。

?        身體上有剛毛(chaeta)以進行運動。

?        表皮分泌黏液,維持表面濕潤,以進行氣體交換。

?        體內的體腔佈滿體腔液,所以是難以壓縮的。

?        表皮下是環肌,環肌下是縱肌。運動主要靠環肌、縱肌和剛毛協調。肌肉的收縮向體腔液施加壓力,改變體節的形狀。

 

3.3  蚯蚓的重要性

?        挖掘的孔道改善了土壤的透氣性和排水性。這使植物的根部更容易向下生長。其活動亦將各層土壤混和,讓底層的無機物質能帶到地面。

?        蚯蚓能把落葉帶到泥土下,這些枯葉和蚯蚓的排泄物和屍體增加泥土內有機物的含量。

?        蚯蚓不會吞下直徑大於2 mm的粒子,所以把蚯蚓糞堆積於泥土表面,其上是沒有石塊的,為種子萌芽提供優良土壤。

?        蚯蚓糞的pH值大概是7,可以中和土壤避免泥土pH過酸或過鹼。

 

3.4  比較不同的體層 

?        胚層是胚胎發展過程中所顯現的特徵,因而影響了日後生物體的發育。

?        三胚層增加了生物的複雜性,生物需要作出適應和改變:

Ø      運輸的問題:在相同體積下,中胚層使生物體體內的細胞數量增加。無體腔生物以扁平的軀體以增加其表面積與體積之比,加速擴散的效率;對於有體腔的三胚層生物,牠們有需要發展完善的呼吸和運輸系統以解決物質交換和運輸的問題。

Ø      中胚層的細胞用以形成體內的新器官和組織,因而發展出肌肉組織、排泄系統和繁殖系統,並發展出管腺ducts)把產物分泌體外。

Ø      大量細胞的特化需要完善系統作出更多的控制和協調,因而發展出中樞神經系統Central Nervous System)。

 

藪枝螅

渦蟲

蚯蚓

多細胞動物

二胚層:中膠層分隔

外胚層和內胚層

三胚層:外胚層、中胚層、內胚層

組織層面的架構

器官層面架構(簡化器官)

器官層面架構

沒有體腔

有體腔

沒有分節

分節

輻射對稱

兩側對稱

 

3.5  體腔的重要性

?        作為生物的水骨骼,如蚯蚓,以進行支持作用、保護內部器官和協助運動。

?        容許消化道進行蠕動和其他機械式消化過程,而無需影響外圍組織。

?        為內部器官增大和生長提供空間,而各器官能獨立進行其功能。

?        能短暫貯藏代謝廢物和配子。

?        空腔內的液體能作為運輸食物、廢物和氣體的媒介。

?        滲透調節。

 

四、 節肢動物

4.1  基本特徵

?        現存最大量物種的門,存在於每一種生境中:陸上、淡水、海洋。

?        有自由生活、寄生、個體和群體的。

?        三胚層有體腔的生物,其體腔大幅度減少

?        兩側對稱

?        身體分節。所有節肢動物都有基本的身體架構:頭、胸、腹。部分節肢動物的頭部和胸部結合形成頭胸cephalothorax)。頭部有複雜的口器和感覺器官。

?        堅硬含甲殼質外骨骼chitinous exoskeleton),為節肢動物提供保護防水(使牠能生活於陸上生境),為運動提供槓桿系統(部分外骨骼軟化成為有彈性的關節,因而形成節肢),和提供肌肉連接位置。

?        節肢:不同的節肢有不同功能,包括感應、覓食、防衛等。

?        例子:蝦、蟹、蜘蛛、蠍子、百足、千足、螞蟻、家蠅等。

 

4.2  甲殼類Crustacea

?        包括水蚤、藤壼、蝦、蟹、龍蝦等。

?        頭部和胸部結合成頭胸,其上有堅硬的頭胸甲(carapace),把鰓覆蓋,並保護頭部。

?        頭胸有兩對觸角(感應),上顎(mandible咬碎食物)和下顎(maxilla進食時協助處理食物)。

?        胸、腹有附肢:形成步足、游泳足和繁殖構造。

?        雌性和雄性是獨立的。

?        以鰓進行氣體交換。

?        例子:水蚤

?        淡水生活,以微小的植物為食物,透過附肢形成水流,以整個身體進行氣體交換。

?        例子:龍蝦

?        海洋堛滬劂G動物(scavenger),以鰓作呼吸。

 

4.3  昆蟲類Insect

?        包括蚜蟲(aphids)、螞蟻、蝴蝶、家蠅、蚊等。

?        頭部有一對觸角、一對複眼、口器分為上唇(labrum),下唇(labium),上顎和下顎,不同物種有不同形態以適應其進食方式。

?        胸:三對節肢,大部分有兩對飛行翅(有些沒有翅膀)

?        呼吸:陸生昆蟲透過氣管系統tracheal system),包括氣管氣門spiracle)。水生昆蟲透過

?        生長:當舊的外骨骼軟化,其下會分泌出角質層並使舊的骨骼裂開。昆蟲會吸入大量空氣,讓角質層以更大的體積硬化。組織會繼續生長直至再次取締舊的角質層為止。

?        生活史:某些動物的胚胎形成後,個體發育過程中,其形態和結構上,經歷階段性的變化,生活方式也有不同。有些器官消失或變形,有些新器官產生,結果使其幼體與成體在形態上不完全相同,或相差甚遠,這種現象稱為變態metamorphosis)。

 

a)    完全變態Complete metamorphosis

?        例子:蚊的生活史

?        蚊出現於較溫暖的氣候,通常的食物是植物的汁液,但雌蚊的口器改良,以致能同時吸取血液。雌蚊在積水的表面產卵。卵孵化後形成幼蟲,能在水中游動。靜止時,幼蟲能吊在水面之下。幼蟲又發育成游動的、無需進食的蛹。當變態完成時,成蟲從蛹的背面出來。

 

b)    不完全變態Incomplete metamorphosis

?        由卵孵化成的幼蟲和成蟲差別不大,生活習性也一樣,只是翅仍停留在翅芽階段和性器官未成熟。

?        例子:蜻蜓、蟑螂、蝗蟲等。

 

昆蟲成功的地方

i.            外骨骼:支持、保護、減少水分流失

ii.          排泄:吸收大量水分,只產生不溶解的尿酸

iii.         氣管系統:作為體內的呼吸表面

iv.         每次繁殖大量後代。

v.           能夠飛行:逃避敵人,進入新的生境。

vi.         感覺器官:複眼、觸角。

vii.        口器:經改良,適應不同的飲食習慣。

viii.      變態:不同的階段集中於某一角色,減少競爭。

 

五、 軟體動物

5.1  基本特徵

?        成功的生物類別,第二大的無脊椎動物組別。

?        通常生活於海洋,某些生活於淡水和陸地。

?        三胚層有體腔動物:體腔縮小。

?        身體沒有體節

?        兩側對稱

?        擁有獨特的呼吸表面:(水中軟體動物)或(陸上軟體動物)

?        例子:蝸牛、墨魚、蠔、貽貝(雙殼動物)

 

5.2  雙殼動物Bivalves

?        雙殼瓣

?        分別有前、後閉殼肌以控制殼的開合。

?        以足部運動或以雙殼的開合帶動其移動。

?        有鰓進行呼吸和濾食filter feeding):纖毛產生巨大水流,食物粒子經入水管inhalent siphon)帶入體內,把食物過濾後水經由出水管exhalent siphon)離開。

 

5.3  軟體動物的重要性

?        作為食物,尤其雙殼動物。

?        提取珍珠。

?        作為環境污染的指標,如殺蟲劑。

 

六、 棘皮動物

6.1  基本特徵

?        海洋動物

?        三胚層有體腔動物;沒有體節。

?        輻射對稱。

?        表面多棘。

?        水管系統water vascular system):佈滿液體的體腔管道,向外放射式佈滿全身。透過管足進行運動和其末端的篩板排泄。

?        例子:海參、海膽、海星

 

6.2  海星

?        再生能力高。

?        肉食性動物,進食雙殼動物、蝸牛等。

?        以臂上的管足拉開雙殼動物的殼。

 

七、 脊索動物

7.1  基本特徵

?        三胚層有體腔的動物。

?        兩側對稱

?        身體分節。

?        脊索notochord)、背神經管和咽鰓裂pharyngeal slit)。

 

7.2  脊椎動物亞門Sub-phylum Vertebrata

?        以顱骨覆蓋腦部。

?        脊索以含有骨和軟骨的脊柱所取締。

?        血液由帶肌肉的心臟推動。

?        分為五個綱:魚(Pisces)、兩棲類(Amphibia)、爬行類(Reptilia)、鳥(Aves)、哺乳類(Mammalia

 

(A) 

?        水中生活。

?        身體呈流線形,以鱗片覆蓋。

?        繁殖:體外受精、體外發育

?        有鰭進行運動。

?        變溫動物(poikilothermic

 

(B)  兩棲類

?        濕潤的皮膚。

?        四肢具五隻有蹼的趾。

?        頭部有鼻孔、耳膜和眼。

?        呼吸方式包括皮膚的(cutaneous)、口腔的(buccal)和肺的(pulmonary)。

?        生活史中出現變態的變溫動物。

?        繁殖:體外受精、體外發育

 

(C)  爬行類

?        以乾硬鱗片覆蓋全身。四肢具五隻有爪的趾。

?        以肺呼吸。

?        繁殖:體內受精,產卵後於體外發育(卵有鈣質殼calcareous shell)。

?        變溫動物。


(D) 

?        有羽毛。前肢成為翅膀以幫助飛行。

?        恆溫動物(homeothermic),維持較高的代謝率以進行飛行。

?        呼吸:肺部連接體內的氣囊。氣囊有三方面功用:增加生物的攜氧量(以支持較高的代謝率)、降低生物的密度、作為熱的絕緣體(恆溫動物)。

?        排泄:產生尿酸。

?        繁殖:體內受精,產卵後於體外發育

 

(E)  哺乳類

?        以毛髮覆蓋身體,有兩對五趾型肢(pentadactyl limbs)。

?        雌性有乳腺以哺育幼兒。

?        以橫膈膜分開胸腔和腹腔。

?        體內受精;胎生的(viviparous)。

?        恆溫動物。

資料來源:以撒之家