Особенности организации млекопитающих

Форма тела. Очень разнообразны по размерам и внешнему облику. Самое мелкое животное из современных млекопитающих — белозубка малютка (из насекомоядных) массой 1,2- 1,7 г и длиной тела 3,8-4,5 см. Самое крупное животное из наземных млекопитающих — африканский слон, достигающий высоты 3,5 м и массой до 4-5 т, а из водных — синий кит, отдельные особи которого достигают длины 33 м и массы свыше 150 т (т. е. масса 30-35 слонов).

Тело млекопитающих, как и других амниот, разделяется на голову, шею и туловище, парные конечности и хвост. Форма и соотношение этих частей варьирует у разных видов, отражая приспособления к среде обитания и преобладающему характеру движений, связанных с поисками и добыванием пищи, защитой от врагов и другими формами жизнедеятельности. Представители разных отрядов, живущие в сходных условиях и выработавшие близкий образ жизни, могут обладать и сходной формой тела. Такие группы видов называют «жизненными формами» или экологическими типами.

Так, у полуводных млекопитающих (утконос, выхухоль, бобр, нутрия, выдра) развивается густой противостоящий намоканию мех, укорачивается шея, развиваются плавательные перепонки между пальцами, более или менее уплощается хвост. У ластоногих, сирен и особенно у китообразных формируется обтекаемое тело, конечности превращаются в ласты; развивающийся у сирен и китообразных кожистый хвостовой плавник придает им совсем рыбообразный вид. У многих непарнокопытных и парнокопытных, совершающих значительные перемещения и имеющих одинаковых врагов — крупных подвижных хищников, сходный облик: высокие стройные ноги, плотное туловище, длинная подвижная шея. Похожи по форме тела зайцеобразные и грызуны, Приспособление к быстрому бегу прыжками на задних конечностях (рикошетирующий бег) в открытых местообитаниях привело к выработке сходной формы тела — слабым передним и мощным задним конечностям, длинному хвосту — балансиру — у кенгуру (сумчатые), африканских прыгунчиков (насекомоядные) и различных грызунов — тушканчиков, песчанок, африканских долгоногов, североамериканских хомякообразных и др. У роющих видов тело приобретает вальковидную форму, конечности и хвост укорачиваются (суслики, сурки, полевки и др.). При переходе к подземному образу жизни при вальковатом туловище усиливаются передние конечности, участвующие в рытье (сумчатые и обыкновенные кроты и др.).

У древесных лазающих видов короткие, но сильные, снабженные острыми когтями конечности, удлиненный опушенный хвост, увеличивающий поверхность при прыжках (белки, куницы и др.). Длинные хватательные конечности приматов обеспечивают лазанье и прыжки в кронах. У опоссумов, части обезьян, древесных муравьедов, ящеров и дикобразов используется для хватания и хвост. У сумчатых летучих белок, летяг, шерстокрыла кожистая складка по бокам тела позволяет, совершать длинные планирующие прыжки.

Характерно, что среди сумчатых встречаются жизненные формы, сходные со многими плацентарными млекопитающими.

Покровы. Относительно толстая кожа, как у всех позвоночных, состоит из двух слоев; она богата разнообразными кожными железами и несет роговые образования (волосы, когти и т. д.)- Эпидермис многослойный. В его основании расположен ростковый, или мальпигиев, слой из эпителиальных клеток, которые, интенсивно размножаясь, дают начало вышележащим слоям. Последовательно сдвигаясь кверху, эпидермальные клетки уплощаются и постепенно ороговевают: лишаются ядер, заполняются зернышками кератогиалина. Эти мертвые ороговевшие клетки, образующие поверхность кожи, постепенно слущиваются (перхоть). Интенсивность деления ростковых клеток уравновешена с интенсивностью слущивания отмерших и регулируется гормонально. Окраска кожи обусловлена пигментами, которые в виде зернышек меланина распределяются в клетках ростового слоя, в межклеточных промежутках и в специальных пигментных клетках (меланобласты, меланофоры).

Эпидермальный слой достигает наибольшей толщины на местах, испытывающих постоянное трение при хождении и лазании; нередко здесь образуются мозоли (подошвы лап, седалищные мозоли некоторых обезьян, мозоли на коленях верблюдов и т. п.). Нижняя поверхность эпидермиса имеет углубления, в которые входят сосочки кориума. Это обеспечивает прочность соединения обоих слоев кожи и увеличивает поверхность их соприкосновения, что важно, ибо эпидермис лишен кровеносных сосудов и получает питательные вещества и кислород только путем диффузии из кровеносных сосудов кориума.

Собственно кожа — кориум — обычно толще эпидермального слоя. Она образована волокнистой соединительной тканью, коллагеновые и эластиновые волокна которой образуют сложные переплетения. Кориум пронизывают кровеносные сосуды, образующие сплетения и капиллярные сети у волосяных луковиц и в пограничном с эпидермисом слое. В кориуме ветвятся окончания чувствующих нервов; они особенно обильны в сосочках кориума, внедряющихся в эпидермис, и у волосяных луковиц; воспринимают температурные, тактильные и болевые раздражения. В толще кориума разбросаны пигментные клетки.

Нижний, самый глубокий слой кориума образован рыхлой соединительной тканью, в которой образуются жировые отложения. Этот слой называют подкожной жировой клетчаткой. Особенно толстый слой подкожной жировой клетчатки у китообразных (у некоторых китов его толщина достигает 30-40 см) и у ластоногих: подкожный . жир выполняет у них термоизоляционную функцию (защита от охлаждения в холодной воде). Отложения жира в подкожной клетчатке у наземных зверей используются как энергетический резерв. Особенно велики отложения жира у зверей, впадающих в спячку (сурки, суслики, барсуки, медведи и др.); максимальных размеров они достигают осенью. Чаще подкожная жировая клетчатка развита более или менее равномерно по всему телу (слабее на голове и конечностях), однако у верблюдов она лежит в основе горбов на спине, а у курдючных овец — на хвосте.

Роговые образования. Помимо утолщений рогового слоя эпидермиса (мозолей) у млекопитающих образуются особые роговые образования: волосы, когти, ногти, копыта, рога, чешуи.

Волосяной покров — характерная особенность млекопитающих. У большинства зверей он развит на всех участках тела (отсутствует на губах, у некоторых видов — на подошвах) и выполняет термоизолирующую функцию, служит рецептором осязания, защищает кожу от повреждений и некоторых паразитов, улучшает аэро- и гидродинамические свойства тела, обеспечивает видоспецифичность окраски. Лишь у немногих млекопитающих (китообразные, слоны, носороги, бегемоты) волосяного покрова на теле практически нет; во время утробного развития зародыши этих животных на некоторое время покрываются зачатками волос, что указывает на вторичный характер их утери во взрослом состоянии.

Волосы млекопитающих развиваются из эпидермального зачатка, по мере роста погружающегося в кориум. Наружные слои эпидермального зачатка дают начало волосяной сумке и сальным железам; из внутренних слоев зачатка образуется собственно волос. Его рост происходит за счет размножения базальных клеток, лежащих в основании волоса — его луковицы. Последовательно оттесняемые кверху, клетки волоса ороговевают; весь волос, кроме его базального отдела, представляет мертвое образование. Сформировавшийся волос состоит из ствола, выступающего над поверхностью кожи, и лежащего в ней корня. В стволе волоса его сердцевина имеет пористое строение и состоит из сплющенных ороговевших клеток с прослойками воздуха. Особенно большое количество воздуха содержится в волосах обитателей районов с холодными зимами; это увеличивает теплоизолирующие свойства их волосяного покрова. Рыхлую сердцевину окружает плотный корковый слой, состоящий из ороговевших клеток, вытянутых по продольной оси волоса. Этот слой обеспечивает прочность и упругость волоса и в нем содержатся пигменты. Снаружи корковый слой одет кожицей из плоских и прозрачных роговых клеток, налегающих друг на друга подобно черепице. Корень волоса внизу расширен в луковицу, состоящую из живых клеток. Сосочек кориума с кровеносными сосудами вдается в луковицу снизу, обеспечивая питание ее клеток. Корень волоса находится в волосяной сумке, представляющей впячивание эпидермального слоя. Ближайший к волосу слой сумки называют волосяным влагалищем, а наружный — волосяным мешком. К его нижней части прикрепляется пучок гладких мышц, сокращение которых изменяет угол наклона волоса. В волосяной сумке расположены и окончания чувствующих нервов.