阿西莫夫最新科学指南-下 [美]-第54部分
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将在下面叙述的生命系统树的排列,是由最普通的分类到最
特定的分类。
①这种命名法就是直到现在在生物分类学上仍使用的“二名法”,也叫做“双名命
名制”。——译注
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首先由界谈起。很久以来,都认为只有两个界——植物界和
动物界。然而对微生物的认识越清楚,就越觉得生物复杂,所以美
国生物学家惠塔克认为,生物应该分为五个界。
按惠塔克的分类法,植物界和动物界都只限于多细胞生物。
植物界的特征是:含有叶绿素(所以也叫做绿色植物),能进行光合
作用。动物界的特征是:能摄取其他生物有机物为食物,并有消化
系统。
第三个界是真菌界,也属多细胞,类似植物,但不含叶绿素,虽
然也以其他生物有机物为食,但不像动物那样摄取食物,而是分泌
一种消化酶,在体外把食物消化后再吸收到体内。
另外两个界都是由单细胞生物组成。原生生物界,这个名字
是由德国生物学家海克尔于
1866年创立。原生生物界包含真核
生物。它们的细胞有的像动物细胞,例如原生动物中的变形虫、草
履虫等皆是;有的像植物细胞,例如藻类。
最后一界叫做原核生物界,它包含一些单细胞原核生物,即细
菌与蓝藻。病毒和类病毒并没有包括在上述的五个界中,这些是
单细胞级以下的生物,似乎可以组成第六个界。
植物界按分类系统又分为两大门——苔藓植物门(包含所有
苔类及藓类)和导管植物门(包括所有具输导汁液的导管的植物),
后者几乎包括了所有我们平常所说的植物。
导管植物门下有
3个纲:蕨纲、裸子植物纲和被子植物纲。蕨
纲中的蕨类利用孢子来繁殖;裸子植物纲的种子裸露于外,包含常
绿结球果的松柏类;被子植物纲,其植物的种子包裹在胚珠内,我
们常见的熟知的植物,绝大多数都属于这个纲。
至于动物界,本书只列出重要的门。
海绵动物门:这门的动物是由多细胞集成的群体,生活在具有
许多小孔的骨骼状结构里。它们就是海绵。海绵的每个细胞都表
第十六章 物 种
第十六章 物 种
现出特化的迹象,但仍保持一定的独立性,如用丝网挤压过滤,迫
使其分成单细胞之后,它们又会聚合成新的海绵。
(一般来说,各门动物,其器官特化程度越完全,它的细胞或组
织的独立性就越低。简单的生物被分成几块之后,各块仍能长成
为完整的个体,这种过程叫做再生。稍为复杂一些的动物,切断之
后可以再长出附肢。到了人类,再生能力已经相当低,我们可以再
长出指甲,若手指断了就无法再长出完整的手指来。)
真正可称为多细胞动物的是腔肠动物门。它们的形状基本上
都是杯状,具有两个胚层,一为外胚层(外皮),另一为内胚层(内
皮)。最常见的腔肠动物是水母和海葵。
接着要讨论的动物都具有第三层胚层——中胚层。1845年
德国生理学家
J。 P。弥勒和雷马克,最先确立第三个胚层。由这三
胚层组成动物的各种器官,甚至在最复杂的动物——人类的身上,
也是一样。
中胚层是在胚胎发育时逐渐形成的。根据其形成的方式不
同,又把动物分为两个超门。中胚层如果位于外胚层和内胚层之
间,属于环节动物超门;只在内胚层内形成的,属于棘皮动物超门。
环节动物超门中最简单的是扁形动物门,它包含的不只有寄
生的条虫,而且还有一些非寄生的动物。扁形动物具有收缩性的
纤维,相当于原始的肌肉,也有头、尾和特别的生殖器官,并开始有
排泄器官。另外,扁形动物是两侧对称的,身体的左右两半互为镜
像。运动时头在前,感觉器官以及发育不全的神经集中在头部,因
此,可以认为它们已开始有形成脑的趋势。
接着是线形动物门,在这门中最为人熟知的是钩虫。线形动
物有原始的血液循环——一种在中胚层内的液体,细胞就浸泡在
其中,食物和氧由血液传输给各个细胞。由于这样,线形动物的身
体可以较厚,不像扁形动物那样薄,因为有血液可把养分送给内部
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细胞。线形动物的肠道有两个开口,一个供食物进入,另一个将废
物排出(与肛门相似)。
在这个超门下面的两个门都具有坚硬的外骨骼。其中一门是
腕足动物门,它的背腹两面都有碳酸钙质的外壳,因为外形与古罗
马油灯相似,故西方人常称这类动物为灯壳动物。另一门为软体
动物门,这门动物的身体柔软,包在一个壳内,壳大多由左右两半
组成,而不像腕足动物是由背、腹两面组成的,最熟悉的软体动物
有蚌、牡蛎、蜗牛等。
环节动物超门中,最重要的一门就是环节动物门。它的特征
是由很多体节形成,每个体节都可以作为一个单独的个体,每一节
都有一对由主神经干分支出来的神经,有血管、排泄废物的小管以
及肌肉等等。蚯蚓是最常见的环节动物,由于每一体节都有环状
肌肉,当肌肉收缩时体节就会向外突起,事实上环节动物这个名字
在拉丁文中就是“小圆圈”的意思。
很显然,分节可以使动物更有效地发生动作,因为动物界中最
成功的种类,包括人类在内,都是分节的(不分节的动物中,以乌贼
最为复杂而完美)。假如你感到奇怪,人怎么会分节呢?那么想想
你的脊椎骨和肋骨,每一块脊椎或肋骨都代表一个体节,有自己的
神经、肌肉和血管。
环节动物没有骨骼,身体软,而且没有什么防御能力;节肢动
物门却既分节又有骨骼,骨骼分节和体节一致,骨骼有关节,所以
运动很灵活。骨骼是由壳多糖组成,而不是由沉重不变的石灰石
或碳酸钙组成的,所以既轻又坚韧。龙虾、蜘蛛、蜈蚣、昆虫等都属
于节肢动物。可以说,节肢动物门是现存动物中最成功、种类最多
的一门。它所包含的种类,比其他各门加起来还要多。
节肢动物门是环节动物超门中最主要的一门动物。另外一个
超门是棘皮动物超门,它只包含两个重要的门:一个是棘皮动物
第十六章 物 种
第十六章 物 种
门,包括海星、海胆之类的动物。棘皮动物门和其他具有中胚层的
动物的主要区别是,它是辐射对称,没有明确的头尾之分,但它在
胚胎早期仍系两侧对称,到成体时才变成辐射对称。
第二个重要的门——脊索动物门,的确很重要,因为人类也包
括在这一个门里面。
脊椎动物
脊椎动物和其他动物最明显的区别,就是它们有内骨骼(见图
16…1)。除脊椎动物以外,其他任何动物都没有内骨骼。这种内
骨骼还有一特征,就是构成脊柱。事实上,脊柱是非常重要的特
征,所以习惯一般都将动物简单地分为脊椎动物和无脊椎动物。
不过,还有一群过渡型的,就是以一根棒状软骨(一般称为脊索)来
替代脊椎骨的位置(见图
16…2)。脊索最早由
K。 贝尔发现,他也
发现了哺乳类的卵。脊索看起来像是脊椎骨的原始物,甚至在哺乳
类胚胎发育期也有出现,所以就将一些具有脊索的动物和脊椎动物
归并为一类,总称为脊索动物门。这个名字是
1880年由英国动物
学家鲍尔弗所定的。门以下又分为
4个亚门,其中
3个只有脊索,
第四个亚门才真正具有脊椎骨及内骨骼,称为脊椎动物亚门。
现存的脊椎动物分两个超纲,即鱼形超纲(包括所有鱼类)和
四足超纲。
鱼形超纲又分为三个纲:
1。 无颚纲。这个纲的鱼类有真正的骨骼,没有四肢,无上颚,
最熟知的代表是七鳃鳗。这种鱼类口圆形,像吸盘状,可以锉破鱼
皮吸血。
2。 软骨鱼纲。这纲鱼类的骨骼全为软骨,似鲨类是最熟知的
例子。
3。 硬骨鱼纲。
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图 16…1亲缘系统树,表示脊椎动物的进化关系
第十六章 物 种
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图 16…2文昌鱼,一种外形像鱼的原始脊索动物,具有脊索
四足超纲的动物,全部都是用肺呼吸,共有 4个纲。最简单的
纲是两栖纲,如青蛙、蟾蜍都属这个纲。所谓“两栖”是指其幼期
(如蝌蚪)没有四肢,用鳃呼吸,而成长后则变为具有 4条腿及用肺
来呼吸了。两栖类和鱼类一样,都是在水中产卵。
第二个纲是爬行纲,包括蛇、蜥蜴、鳄鱼和鸟龟。这纲的动物
终生用肺呼吸,卵被硬壳包着,并在陆上孵卵。高等的爬行类其心
脏已有 4个腔室,两栖类则有 3个,而鱼类只有 2个。
最后两个纲是鸟纲和哺乳纲。它们都是温血动物,不管外界
的温度如何,其身体内部温度都可以保持恒定(当然,外界温度的
变化也要有合理的范围)。而体内的温度往往比外界高,因此这类
动物需要保暖。鸟类的羽毛和哺乳类的毛发都是为了使皮肤与外
界空气隔开,而起到保暖的作用。鸟类下蛋如同爬行类一样,而哺
乳类则是胎生的,并以乳腺分泌乳汁来供养幼儿。
到了 19世纪,动物学家们听到了一则非常令人难以置信的报
道,澳大利亚人发现一种动物,有毛,有乳腺,会产生乳汁,但没有
乳头,然而它居然还会产卵!当这种动物的标本展示给动物学家
看时(很遗憾是死标本,因为它离开栖所就不容易生存),还以为这
是骗人的东西。这种动物能在水上或陆地生活,外形与鸭子相像,
有喙及蹼,因此就叫它鸭嘴兽。鸭嘴兽最终被承认是真的,因而它
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便成为哺乳动物中的新成员。另外一种卵生哺乳动物——针鼹,
随后也在澳大利亚及新几内亚发现。这些卵生哺乳动物和爬行类
很相近,不仅是卵生,而且也不是完全的温血动物,在冬天,它们的
体温可下降
10℃之多。
哺乳动物现分为
3个亚纲。第一亚纲是卵生哺乳类,叫原哺
乳亚纲,它们的卵在未产出前,其内的胚就已经发育好了,待卵产
出后很快就孵化。第二亚纲是后哺乳亚纲,这个亚纲中有负鼠及
澳洲袋鼠等。刚出生的幼鼠,处在一种发育不全的状况中,因此很
容易死掉,所以它必须在母鼠的育儿袋内吸吮乳汁,直到长大后能
四处活动时为止,这些动物叫做有袋类。
第三亚纲是哺乳类中最高等的真哺乳亚纲,它们的特征是具
有胎盘。胎盘是一种布满血管的组织,由母体供给胎儿营养及氧,
并带走由胎儿产生的废物,这样,胎儿才能在母体内呆较长的时间
(人类为
9个月,象和鲸都是两年)。
真哺乳动物通常是指有胎盘的哺乳动物。
有胎盘的哺乳动物又分为十几个目,举例如下:
食虫目——鼩鼱、鼹鼠等。
翼手目——蝙蝠。
食肉目——猫科、犬科、鼬、熊、海豹等,但人除外。
啮齿目——老鼠、免子、松鼠、天竺鼠、海狸、豪猪等。
贫齿目——树獭(有齿)、犰狳(有齿)、食蚁