2013年3月10日 星期日

哺乳動物(The Mammals)的特徵3-11-2013

 

哺乳動物(The Mammals)的特徵:

哺乳動物具有下列共同的特徵:

1.具有乳腺(mammary glands)

乳腺(mammary glands)為哺乳動物特有的構造,也是哺乳動物得名的由來,成熟的雌性哺乳動物皆可能分泌乳汁以哺育其後代。

雌性哺乳動物所特有的乳腺,是由皮膚特化形成的,它們分布在腹部兩側的兩條「乳線」上。

貓、狗、豬腹部兩側就有好幾對乳頭;有蹄類動物如牛羊馬等的乳腺則靠近後肢;而靈長類如猿猴、人等的乳腺卻長在胸部,可能是因為樹棲性的靈長類必須用前肢把幼兒抱在胸前哺乳的緣故。

雌性哺乳動物在懷孕期間,受到體內雌性激素動情素(estrogens)和黃體素(progesterone)的影響,乳腺會發育漲大形成乳汁。

至於乳汁的分泌,則是受到催乳激素(prolactin)及催產激素(oxytocin)的調節。於生產後,腦下垂體後葉分泌的催產激素(oxytocin)會促使乳腺平滑肌收縮而分泌乳液(milk ejection)、至於腦下垂體前葉合成分泌的催乳激素(prolactin)則促使乳腺產生更多的乳汁(milk production)


1. 泌乳的調控:催乳激素(prolactin)─乳汁的製造(milk production);催產(泌乳)激素─乳汁的分泌(milk ejection)


奶汁是幼齡哺乳動物的完全食物,含有幼齡哺乳動物必需的養份、礦物質和水分在內。

卵生哺乳動物(鴨嘴獸、真鼴)以及育兒袋哺乳動物(袋鼠、負子鼠、無尾熊等)乳汁中的鐵離子含量高達23mg per 100 grams;人乳或牛乳中的鐵離子含量僅僅0.05mg per 100 grams。就其原因是卵生或育兒袋哺乳動物幼兒的肝臟還沒發育完全,所以無法儲存足夠的鐵離子,而必須由乳汁中補充。


2. 泌乳反射(Milk Election Reflex),雌性哺乳動物特有的反射。

Hypothalamus─下視丘;Mechanoreceptors in nipple─乳頭的機械接受器;Pituitary─腦下腺。


 

2.具有毛髮(fur)

所有的哺乳動物全身或身體的一部份披被著毛髮(furs)

毛髮具有隔離作用,可以防止體溫散失。

有些哺乳動物毛髮的顏色可配合其生長的環境變化,而達到保護及掩蔽的效果,以躲避掠食者的捕食;另有些哺乳類動物的毛髮呈現對比鮮明的色彩,則具有警戒或求偶作用。



例如:北極狐因具有厚的毛髮(甚至腳底都長有厚毛),所以在零下-30℃的環境下不畏寒冷,依舊能活動自如。

毛髮是由表皮衍生而來,其基部具有油脂腺可分泌油脂隔離水分,防止水滴將毛弄濕而黏著,失去保溫作用。

3.具有胎盤(Placenta)

除了鴨嘴獸、針鼴等單孔(一穴)(monotreme)哺乳動物為卵生,以及袋鼠、負子鼠、無尾熊等具有育兒袋以外,其餘的哺乳動物均有胎盤,為胎生哺乳動物。發育中的胎兒受到子宮的保護,並藉由胎盤從母體獲取養份,得以成長發育至較健全的胎兒才生出,存活率大幅提高。


3. 第八週的胚,受到羊膜(Amniotic sac)的保護,浸潤在羊水中,羊水即可防震,胎盤(Placenta)可供給胚胎養份,同時幫助胚胎排除尿素等廢物。

Amniotic sac=羊膜;Brain=腦;Liver=肝;Eye=眼睛;Placenta=胎盤

Umbilical cord=臍帶


 


胚發育至第八週時,手足開始出現手指、足趾,眼睛清晰可見,胚開始伸直並在羊水中活動,整個外觀與嬰兒相似,尾芽已消失至第八週末,胚已近2.32.8公分(cm)長,所有的器官已初具雛形。以後的幾個月就只是進一步分化增生而已。

 

4.能維持體溫恆定:

哺乳動物具有維持體溫恆定的能力,能夠維持體溫在一定的範圍,不因為外界環境溫度的改變而改變,一般維持於35℃~38℃之間。既使在低溫環境下,哺乳類動物仍能維持正常的新陳代謝與活動能力,因而增加哺乳類動物對環境的適應性,有助於將棲所(habitats)擴散到寒冷的地區。哺乳類動物及鳥類皆為恆溫(內溫)性動物,但部分哺乳類動物如蝙蝠以及鳥類,可經由調控自身體溫的變化,降低與環境的溫差,以達到節省能量支出的目地。


1. 卵生、卵裂為盤裂(meroblastic cleavage)、雄鴨嘴獸後肢靠近

   腳踝中空的距(hollow spur)具有毒腺→此為爬行動物之特徵。

2. 無牙齒具有嘴喙(duck-billed)、具有泄殖腔(cloaca)→此為鳥類

之特徵。

3. 具有毛髮(fur)、乳腺(mammary glands)、能調節體溫→此為哺乳

   動物之特徵。

   鴨嘴獸的棲所,從水溫接近0℃的水域到亞熱帶的水域都有,但是鴨嘴獸都          能調節代謝率以維持32℃的恆溫。

   鴨嘴獸是爬行類、鳥類、哺乳類之間的過渡型動物(transient animal)   

5. 良好的親代照顧:

一般哺乳動物幼年期都受到母親良好的照顧,如大象更受到整個家族的照顧。

6. 其他的特徵:



(1)具有橫隔膜→將體腔分隔成胸腔與腹腔。

(2)具有分化的牙齒,也就是具有門齒、犬齒、前臼齒及臼齒的異型齒式,以適應多樣化的食物。(爬行動物為同型齒)

(3)內耳的耳蝸為螺旋狀,中耳具三塊聽小骨(鎚骨、砧骨、鐙骨)。


4. 爬行動物中耳只有一塊聽小骨─鐙骨(Stapes);哺乳動物中耳有三塊聽小骨─錘骨(Malleus)、砧骨(Incus)、鐙骨(Stapes)。三塊聽小骨的聲波槓桿放大作用,優於一塊聽小骨。

(4)心臟演化成二心房二心室,與維持體溫恆定密切相關。


哺乳動物和鳥類之所以能演化成恆()溫動物的主要原因─心臟演化成二心房二心室(2 atria2 ventricles)

左右心房心室完全分隔開來,於是左心房、左心室演化成高血壓系統→血壓高,壓送血流的速率增加→快速的供給養份和氧氣到全身的組織細胞→組織細胞新陳代謝速率(metabolic rate)昇高→導致產熱增加而能維持體溫恆定→得以演化成恆溫(內溫)動物。

(5)紅血球為雙凹形圓盤狀(Dicoid shape),無核,紅血球中血紅素(Hemoglobins)含量增加以增加攜氧量。

(6)    肛門與泌尿生殖孔分開(單孔(一穴)目仍具泄殖腔,仍為單一開口是例外)。

6. 哺乳動物一般具有七塊頸椎:

(1) 除了海牛(儒艮)以及兩趾樹懶具有六塊頸椎;三趾樹懶具有九塊頸椎,其餘

    研究過的哺乳動物均具有七塊頸椎。

(2) 代表的含意是演化上來自相同的祖先。

7. 哺乳動物一般具有發達的大腦:


5. 全世界現存的哺乳類動物約有4,800多種。

(跟據2004  明天國際圖書出版的《動物百科圖鑑》上的數據)

分屬於26個目,主要包括:

 

1. 卵生哺乳動物(egg-laying mammals):單孔(一穴)目(一種鴨嘴獸、三種針鼴)。

2. 有袋哺乳動物(marsupials):(7個目,如:袋鼠、無尾熊)

3. 胎盤哺乳動物(plancental mammals)

 

前二類僅占所有哺乳動物總數的5﹪,胎盤哺乳動物則占了95﹪。

哺乳動物最大的目為囓齒目約2,000種。

哺乳動物第二大的目為翼手目約1,000種。

 

在中生代時期白堊紀結束時,大型爬行動物在地球上滅絕,此時許多生態地位(ecological niche)無動物填補,原始的哺乳動物,在這樣的情況下,逐漸的演化再經由適應輻射(adaptive radiation)演變成今天多樣的哺乳類動物。

演化學家稱新生代為哺乳類的時代。

 

有演化學者言:如果六千五百萬年前的那顆隕石沒有撞擊到地球,而只是和地球擦肩而過的,那現在坐在電腦前面打WORD的可能是恐龍(Dinosaurs),而不是智人(Homo sapiens)了!

 

 

附錄:科博館 館訊130 879月《哺乳動物的特徵與起源》  圖∕文 張鈞翔

 

科博館張均翔博士對哺乳類動物特徵的描述:

 

1. 哺乳動物是一群高度多樣化的動物,包括了從體型微小的小鼩鼱,到體型龐大的非洲象;也有從行動敏捷的長臂猿到懶散遲鈍的樹獺。除了遍布世界各大陸之外,在空中(蝙蝠)、在海洋(鯨豚)也可見其蹤跡。

 

2. 許多哺乳動物也具有高度的社會化行為,亦即在其族群內,顯現了高低階級與勢力圈之劃分。

 

3. 具有乳腺與哺乳的功能;具有較高的新陳代謝速率以維持體溫的恆定;身上披有毛髮,做為保護與絕緣之用;此外,大多數的哺乳動物都具有胎盤,胚胎發育的階段在母體子宮內受到安穩的保護。

 

4. 哺乳動物乃屬於異型齒,即牙齒可區分為門齒、犬齒、前臼齒與臼齒,形態與功能皆有所不同,而有別於爬行動物的同型齒——即所有牙齒的形態與功能皆相似。

 

5. 在所有的爬行動物中,頭骨與下頜的方骨和關節骨連接,在中耳僅有一塊鐙骨,而哺乳動物連接頭骨和下頜則是由鱗骨和齒骨形成關節,中耳有3塊小聽骨,分別為鐙骨、砧骨與槌骨 。事實上,哺乳動物的砧骨與槌骨是由爬行動物下顎的方骨與關節骨退入中耳,轉型衍生而成,同時也改變了功能。


6. 似哺乳類爬行動物─頭骨與下頜的方骨和關節骨連接,在中耳僅有一塊鐙骨。

 

哺乳動物─連接頭骨和下頜則是由鱗骨和齒骨形成關節,中耳有3塊小聽骨。


圖片來源:哺乳動物的特徵與起源


 

6. 腦容量大,中樞神經發達。

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我曾任教於陽明大學,是一名教生命科學教了快三十年的老師,許多內容,班班相同,年年流轉,教了快三十年早已深植腦海中。約8年前因病退出教壇後,發現有些生命科學的事已開始逐漸慢慢淡忘了,不由得想起麥克阿瑟將軍(General MacArthur)的名言“Old soldier never die, they just fade away.”目前唯一沒變的是對生命科學的喜好與熱誠,有靈感時塗塗鴉一些心得和網友們分享 這是Blogger的緣起。

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