脊椎動物

具有脊椎的动物,脊索动物的演化支

脊椎動物英語vertebrate)是脊索動物門脊椎亞門學名Vertebrata)下屬所有物種的統稱,是脊索動物門最大也最多樣化的一個冠群亞門,也是後口動物總門最大最成功的一個演化支,在所有動物界生物多樣性僅次於節肢動物軟體動物。與節肢動物長在體表外骨骼和軟體動物依賴體腔內壓的靜水骨骼不同,脊椎動物擁有以取代了脊索脊椎為核心、由礦化組織硬骨軟骨)和緻密結締組織韌帶)組成的內骨骼負責支持身體結構,並將負責調控接收各體節周邊神經脊髓保護在由椎骨排列形成的椎管裏面,同時依賴附着在中軸骨骼附肢骨骼外表的骨骼肌來驅動關節活動產生運動保障行動性

脊椎動物亞門
化石時期:寒武紀-現今[1] 520–0 Ma[2]
科學分類 編輯
界: 動物界 Animalia
門: 脊索動物門 Chordata
演化支 嗅球類 Olfactores
亞門: 脊椎動物亞門 Vertebrata
Cuvier, 1812
演化支

見內文

除了骨骼結構外,脊椎動物普遍擁有髓鞘包裹軸突神經系統中樞神經功能高度集權頭部內,並擁有以心臟收縮泵動富含血紅蛋白血液流動的封閉式循環系統向全身各處輸送代謝所需的氧氣養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。內骨骼系統的「肉包骨」結構帶來的是同等骨骼重量和體積下可支撐更大的體型、更強的骨骼穩健性和更高的關節靈活度,配合敏捷可變的神經系統與高效可靠的循環系統,使得脊椎動物的運動形態更多樣化、生存適應能力更強,因此可以演化出遠比無脊椎動物更大更強的身體,認知能力的進階演化也成為可能。

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,出現於距今約5.2億年前的寒武紀,在之後的奧陶紀時期輻射形成了以牙形石甲冑魚為代表的無頜類脊椎動物生物群。在志留紀,一些脊椎動物將第一對鰓弓對摺演化成了可以迅速開合的,這些有頜類憑藉啃咬能力逐漸競爭演替掉了古生代中早期的霸主板足鱟角石等,從泥盆紀後就佔領了各個生態環境食物網的中上層生態位成為水域陸地生態系統的優勢類群

詞源 編輯

脊椎動物亞門的學名Vertebrata和英文稱呼vertebrate都來自於老普林尼博物志》中的拉丁文vertebratus,意為「脊柱關節」。源自同一拉丁文詞根的還有臨床醫學解剖學中常用的vertebra,指脊椎骨

演化 編輯

脊索動物門除了脊椎動物外還有頭索動物尾索動物,但脊椎動物的脊索礦化組織取代形成了脊柱殘餘的脊索演化成了椎間盤為脊柱提供額外的靈活度。而且脊椎動物的背神經索進一步發展成了中空的神經管,並在前端出現了泡狀隆大(腦泡)最終形成了和保護腦部的頭骨,因此脊椎動物亞門還有一個同義詞稱呼——有頭動物亞門(Craniata)。

2003年初,中國古生物學舒德干等人通過研究海口魚標本發現,它一方面開始演化出原始脊椎骨和眼睛等重要頭部感官,另一方面卻保留着無頭類的原始性器官。因此是已知最古老的脊椎動物。

特徵 編輯

脊椎動物一般左右對稱,全身分為頭、軀幹、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]。有比較完善的感覺器官、運動器官和高度分化的神經系統。大多數的脊柱動物的骨架包括頭骨脊柱

分類 編輯

根據傳統的林奈分類學,脊椎動物可分為魚類兩棲類爬行類鳥類哺乳類五大類,曾經各自被定義為獨立的。但因為現代分子生物學的應用和系統分類學(特別是支序分類學)的普及,所有兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳類(統稱四足類)都被看作是由魚類發展出的演化支,因此廣義上魚類代表了脊椎動物,而狹義上(即通俗意義上)的「魚類」則是一個排除了所有四足類後的並系群稱呼,如今被分為無頜總綱(現僅存圓口綱一支)和有頜下門(現存軟骨魚綱輻鰭魚總綱肉鰭魚總綱三支),「魚綱」的稱呼早已廢棄不用。

而所有現生和已滅絕的四足類都是由肉鰭魚下屬的肺魚四足綱演化出來,分兩棲類(現僅存滑體類一支)和羊膜類兩大類,羊膜類又分蜥形綱合弓綱兩大支,前者包括所有現生的爬行類和鳥類,後者僅存哺乳類一支。因為現生的這些四足類分支在新生代成功利用白堊紀末大滅絕後空出的生態位發展出了繁盛的物種多樣性,都被升級定義成為獨立的綱,所以通常還是會用林奈式的兩棲綱爬行綱鳥綱哺乳綱分類階元稱呼來形容。

現存物種數量 編輯

下表列出了2014年IUCN瀕危物種紅色名錄》所估計每種脊椎動物類別的現存物種數量[4]

脊椎動物類別 圖例 類別 估計
已描述的物種數量[4]
總計[4]
非羊膜動物 無頜類 魚類   盲鰻類 32,900
  七鰓鰻類
有頜類   軟骨魚類 900
  輻鰭魚類
  肉鰭魚類
四足類   兩棲類 7,302 34,837
羊膜動物   哺乳類 6,399
  爬行類 10,711
  鳥類 10,425
已描述物種總計 67,737

物種數據庫 編輯

以下數據庫或多或少包括脊椎動物的物種信息:

脊椎動物親緣分支分類法 編輯

參考文獻  編輯

  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 . PMID 18192191. doi:10.1098/rstb.2007.2233. 
  3. ^ Waggoner, Ben. Vertebrates: More on Morphology. UCMP. [13 July 2011]. (原始內容存檔於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)頁面存檔備份,存於互聯網檔案館).