即使是最简单的动物也极其复杂。鸟类和哺乳动物等高级脊椎动物由许多紧密相连、相互依赖的运动部分组成,非生物学家很难跟踪。以下是大多数高等动物共有的12个器官系统 。
所有细胞都需要氧气,这是从有机化合物中提取能量的关键成分。动物通过呼吸系统从环境中获取氧气。陆地脊椎动物的肺部从空气中收集氧气,海洋脊椎动物的鳃从水中过滤氧气,无脊椎动物的外骨骼有助于氧气(来自水或空气)自由扩散到体内。动物的呼吸系统也会排出二氧化碳,这是一种代谢过程的废物,如果在体内积聚,将会致命。
脊椎动物通过循环系统向细胞供应氧气,循环系统是由动脉、静脉和毛细血管组成的网络,将含氧血细胞输送到体内的每个细胞。高等动物的循环系统由心脏提供动力,心脏是一块致密的肌肉,在生物的一生中会跳动数百万次。
无脊椎动物 的循环系统要原始得多。本质上,他们的血液在更小的体腔中自由扩散。
神经系统使动物能够发送、接收和处理神经和感觉冲动,以及移动肌肉。在脊椎动物中,该系统可分为三个主要组成部分:中枢神经系统(包括大脑和脊髓)、周围神经系统(从脊髓分支并将神经信号传递到远处肌肉的较小神经)和腺体)和自主神经系统(控制心跳和消化等非自愿活动)。
哺乳动物拥有最先进的神经系统,而无脊椎动物则拥有更为初级的神经系统。
动物需要将所吃的食物分解为其基本成分,以促进新陈代谢。无脊椎动物有简单的消化系统——一端在另一端(如蠕虫或昆虫)。但所有脊椎动物都配备有嘴、喉咙、胃、肠、肛门或泄殖腔的某种组合,以及分泌消化酶的器官(例如肝脏和胰腺)。牛等反刍哺乳动物有四个胃,以便有效消化纤维植物。
在高等动物中,内分泌系统由腺体(如甲状腺和胸腺)和这些腺体分泌的激素组成,影响或控制各种身体功能(包括新陈代谢、生长和繁殖)。
将脊椎动物的内分泌系统与其他器官系统完全区分开来可能很困难。例如,睾丸和卵巢(两者都与生殖系统密切相关)严格来说都是腺体。胰腺也是如此,它是消化系统的重要组成部分。
从进化的角度来看,生殖系统可以说是最重要的器官系统,它使动物能够创造后代。无脊椎动物表现出各种各样的生殖行为,但最重要的是,在这个过程中的某个时刻,雌性产卵,雄性在体内或体外使卵子受精。
所有脊椎动物——从鱼类到爬行动物再到人类——都拥有性腺,性腺是产生精子(雄性)和卵子(雌性)的成对器官。大多数高等脊椎动物的雄性都有阴茎,雌性有阴道、分泌乳汁的乳头和胎儿妊娠的子宫。
淋巴系统与循环系统密切相关,由遍布全身的淋巴结网络组成,淋巴结会分泌和循环一种称为淋巴液的透明液体(实际上与血液相同,只是它缺乏红细胞并且含有稍微过量的红细胞)白细胞)。
淋巴系统只存在于高等脊椎动物中,它有两个主要功能:保持循环系统供应血液的血浆成分和维持免疫系统。在低等脊椎动物和无脊椎动物中,血液和淋巴液通常混合在一起,而不是由两个独立的系统处理。
肌肉是允许动物移动和控制其运动的组织。肌肉系统由三个主要组成部分组成:骨骼肌(使高等脊椎动物能够行走、跑步、游泳以及用手或爪子抓住物体)、平滑肌(参与呼吸和消化,不受意识控制) )和心肌(为循环系统提供动力)。
一些无脊椎动物,如海绵,完全缺乏肌肉组织,但由于上皮细胞的收缩,仍然可以移动。
免疫系统可能是这里列出的所有系统中最复杂、技术最先进的系统,它负责区分动物的天然组织和异物以及病毒、细菌和寄生虫等病原体。它还负责调动免疫反应,从而使身体产生各种细胞、蛋白质和酶来消灭入侵者。
免疫系统的主要载体是淋巴系统。这两种系统都或多或少地存在于脊椎动物中,并且在哺乳动物中最为先进。
高等动物由数万亿个分化细胞组成,因此需要某种方法来维持其结构完整性。许多无脊椎动物(例如昆虫和甲壳类动物)都有由几丁质和其他坚韧蛋白质组成的外部身体覆盖物,称为外骨骼。鲨鱼和鳐鱼是通过软骨连接在一起的。脊椎动物由内部骨骼(称为内骨骼)支撑,由钙和各种有机组织组装而成。
许多无脊椎动物完全缺乏任何类型的外骨骼或内骨骼。考虑一下软体水母、海绵和蠕虫。
所有陆生脊椎动物都会产生氨,这是消化过程的副产品。在哺乳动物和两栖动物中,这种氨转化为尿素,经过肾脏处理,与水混合,并以尿液的形式排出体外。
有趣的是,鸟类和爬行动物会分泌固体形式的尿素以及其他废物。从技术上讲,这些动物有泌尿系统,但它们不产生液体尿液。鱼直接从体内排出氨,而不首先将其转化为尿素。
外皮系统由皮肤和覆盖其的结构或生长物(鸟类的羽毛、鱼的鳞片、哺乳动物的毛发等)以及爪、指甲、蹄等组成。外皮系统最明显的功能是保护动物免受环境的危害,但它对于温度调节(毛发或羽毛的涂层有助于保持体内热量)、防止捕食者(动物的厚壳)也是不可或缺的。海龟使其成为鳄鱼的难吃零食),能够感知疼痛和压力,对于人类来说,甚至可以产生维生素 D 等重要的生化物质。
动物标签: 脊椎动物