脊椎动物的进化过程探析

　　摘 要：脊椎动物的进化是一个漫长的过程。从最早的甲胄鱼逐渐进化到两栖类，从此生 物开始由水生向陆生进化；从两栖类进化发展到爬行类，又从爬行类中分化出鸟 类和哺乳类，最后直到人类从哺乳类中演化出来。显然正是这样一个由简单到复 杂、从低级到高级进化过程造就了动物界中最高等生物群体。
　　
　　关键词： 脊椎动物 进化
　　
　　动物的进化从最初的单细胞生物（原生动物）逐渐进化到多细胞生物进而不 断的进化出具有体腔、神经系统、完整的循环系统的越来越高等动物。其中在动物界分门中脊索动物为最高等的一门， 而在脊索动物中脊椎动物又是最高等的一门，那么这类高等的动物究竟是怎样进化的呢
　　
　　1 脊椎动物简介
　　
　　脊椎动物是动物界最高等的类群， 它们组成了动物界脊索动物中的一个亚门-脊椎动物亚门。 脊椎动物体内有一条由一串脊椎骨连结而成的脊柱，起到支撑身体的作用； 脊柱前方有发达的头骨，它与脊椎一起来，连同从脊椎骨两侧伸出的肋骨构成了 脊椎动物的中轴骨骼。大多数的脊椎动物还有一套附肢骨骼，起到导航、平衡或 推动身体前进的作用。 脊椎动物的中枢神经系统  脊髓，位于脊柱的上方、身体背侧；心脏和消 化系统位于脊柱的下方和腹侧。脊椎动物中鱼类用腮呼吸（包括两栖类幼体） , 四足类用肺呼吸。除最原始的类型（圆口纲）外，脊椎动物都有上下颌。感觉器 官包括眼、鼻、耳。
　　
　　2、 水生脊椎动物简介
　　
　　① 脊椎动物伊始  甲胄鱼
　　
　　最早的脊椎动物属于无颌纲，统称为甲胄鱼类。它们没有上下颌骨，作为取 食器官的口不能有效的张合，因此它们获取广泛食物资源的能力就很受限制；它 们没有真正的偶鳍，也没有骨质的中轴骨骼。甲胄鱼类到泥盆纪时发展成为适应 于各种生态环境和具有各种生活习性的一大类群，取得了暂时的成功。然而随着 有颌脊椎动物的逐渐兴起，甲胄鱼类最终在竞争中失败，退出历史舞台。
　　
　　② 脊椎动物进化的革命  颌
　　
　　脊椎动物登上历史舞台之后的第一次革命就是颌的出现。 甲胄鱼类有大量的 腮，而后前边两对腮弓逐渐消失，在第三对腮弓上长出了牙齿，并在“弓”行尖 端处以关节结构铰和在一起。这样，能够张合自如，有效地咬住事物的上下颌形 成，从而扩大了脊椎动物的取食范围，使脊椎动物更适应生态环境。
　　
　　③ 高等鱼类
　　
　　高等鱼类是以上下颌摄取食物的变温水生动物。 典型的高等鱼类有一个大而 有力的尾鳍，尾鳍来回摆动在水中引起反作用力从而推动身体前进。其背鳍臀鳍 均为平衡器。偶鳍包括位于前方的一对胸鳍和位置或前或后的腹鳍。偶鳍非常灵 活，起到水平翼或升降舵的作用，有助于鱼在水中的游动。高等鱼类分为软骨鱼 系和硬骨鱼系。软骨鱼类骨骼为软骨，无鳔，体内受精，代表性动物为鲨鱼。硬 骨鱼类具有高度进步的骨化了的骨骼。 头骨在外层由大量骨片衔接拼成一复杂图 式，覆盖着头的顶部和侧面，并向后覆盖在腮部。大多数硬骨鱼由舌颌骨将颌骨 与颅骨以舌接型的连接方式相关连。体外覆盖鳞片完全骨化。原始硬骨鱼类的鳞 厚重，随着其不断进化鳞片厚度逐渐变薄，最后进步的硬骨鱼仅有一薄层骨质鳞 片。大多数硬骨鱼的肺转化为有助于控制浮力的鳔。高等鱼类已经与今天我们所 讲的鱼类大致相同。
　　
　　3 水生向陆生的过渡--两栖类简介
　　
　　纪末期，硬骨鱼类中的肉鳍亚纲中某些鱼类爬上了陆地，成为最早的两栖动物。呼吸问题是早期的两栖类必须克服的重大问题。大多数有肺的鱼类，用 腮呼吸是主要的呼吸方式。而最早的两栖类用肺呼吸或皮肤呼吸，只在青年或幼 体阶段用腮呼吸。干燥问题是两栖类所碰到的另一个问题。两栖类表皮角质化程 度不深，表皮细胞多为活细胞，这就极大的限制了两栖类的活动。在繁殖方面， 它们从来没有解决离开水体去繁殖后代的问题。 为了适应陆地生活它们就必须解 决这些问题从而进化出更高等的类型。
　　
　　4 真正陆生生活的开始
　　
　　① 爬行类
　　
　　爬行类是由两栖类进化而来的， 爬行类在个体发育的过程里直接由羊膜卵发 育，而不像两栖类那样中间要经过变态发育脊椎动物的进化向前跃了一大步，这 就是羊膜卵的出现。这是脊椎动物史上一次重大的革新，其意义可与颌的出现以 及脊椎动物从水生向陆上生活的转变相媲美， 羊膜卵的出现为脊椎动物的发展开 创了新纪元。以羊膜卵进行繁殖的动物，卵在母体内受精，然后产在陆地上或其 他适宜的场所，或是在母体输卵管内停留到幼体孵化时为止。 爬行类的骨骼发育更为完善，肢体和足骨都比两栖类更为进步，使其在陆上 的活动更为灵活。许多爬行类都有角质的表皮，可以减少水分的蒸发，这就使的 其生活的范围大为扩展，更加的适应陆地生活。
　　
　　② 陆地生活的扩展--鸟类
　　
　　鸟类通常被称为“美化了的爬行类” .鸟类具有高机能的组织、固定的体温 和很高的新陈代谢率。最早的鸟类出现在侏罗纪。第一次发现为德国巴伐利亚省 发现的两幅很好的骨骼和一些不完整的标本，这就是始祖鸟。始祖鸟是爬行类和 鸟类的中间类型。骨质的尾巴为典型的爬行类样式，从骨骼方面说，它基本上属 于爬行类。 但它也有一些非常倾向于鸟类的特征， 如后肢强壮， 而且和鸟类相像； 更重要的是它具有典型的鸟类羽毛，主要因为这一点，始祖鸟才被确定为一种鸟 类  鸟纲中最早和最原始的成员。 扩大的脑腔表示它已经具有相当复杂的中枢 神经系统，这一点对于飞行动物异常重要。从现代世界上生活的大量鸟类来看， 它们无疑是进化十分成功的一类脊椎动物！
　　
　　③ 哺乳动物
　　
　　哺乳动物的特征多种多样，而且更为先进。哺乳动物是灵活的四足动物，体 温比较恒定，基本的代谢作用高，由于这个原因，它们通常被称为“温血”动物。 有一种特有的起保护和绝缘作用的毛发覆盖。幼体通常为胎生。哺乳动物有一对 枕髁，使头骨和第一颈椎形成关节；有次生性的骨质硬腭，使鼻道和口腔隔离； 等一系列的骨骼结构的进化。尤其重要的是：所有的哺乳动物，除了非常原始的 以外，都有比较大的头颅，它反映了这些动物脑子的增大和智力提高。显然发达 的智力以及更为发达的繁殖方式使得哺乳动物能够在大自然的竞争中脱颖而出 成为大地上的强者。
　　
　　④ 灵长类动物
　　
　　之所以把灵长类放到最后来讨论是因为灵长类特别是高级灵长类在智力发 育上胜过其他的动物，由此而产生的种种适应性变化，使得灵长类成为进化非常 成功的类群；人类的产生和发展更是把这一过程推到了迄今为止的最高峰。 灵长类具有高度敏感的视觉、嗅觉神经系统；脑颅很大，在比较进步的类型 中，脑颅组成了头骨的大部分，这就使得其大脑发育更加发达智力也更高。灵长 类的四肢关节可以使骨头有较大的旋转能力。手脚通常有趾甲而不是爪，保留五趾 .在大多数的灵长类动物中，大拇指和第一趾与其他趾分开，有助于执握和操纵物体。脑、眼、手的发展使得其取食更加有效，从而更 有利于其存活。绝大多数的灵长类依靠同手同脚一起进行移动，有些灵长类大部分 依靠臂和手移动，极灵活地在树林中吊荡；有些高等灵长类是部分用两脚行走， 而人类则完全如此。许多灵长类的尾巴很长，作平衡器官用，而猿和人的外部尾 巴则消失了。 从甲胄鱼到不断进化发展为灵长类再到人类，从水生到陆生，脊椎动物的进 化经过了漫长而又曲折的过程， 然而就目前的现状来看脊椎动物无疑是成功进化的典范。
　　
　　小结：这里只是简单的研究了脊椎动物的进化，要指出的是在脊椎动物从水生向陆生进化的过程并不是一蹴而就的，而是出现了反复的现象的，这里就不在做详细的叙述了。脊椎动物的进化到此为止了吗 不，发展没有停止，变化依然继 续，地球上的生命也还将继续演化下去，脊椎动物进化这部历史还将继续书写下去……
　　
　　参考文献
　　
　　1 李维德 《有趣的脊椎动物进化史》 北京燕山出版社 2006 年版