1

爬 行 纲

2

→ 鸟类

鸟臀目 蜥臀目

一、羊膜卵的结构及其在进化上的意义

• 胚胎发育形成原肠后，胚胎周围的表层胚膜向上下二个方向发生环状皱褶，皱褶不断扩大，包围胚胎后互相愈合，两侧边缘相通，内层包住胚胎，为羊膜

• 羊膜围住的腔为羊膜腔，内充满羊水，胚胎悬浮羊水中

3

一、羊膜卵的结构及其在进化上的意义

• 折叠的外层胚膜为绒毛膜(浆膜)，其包围的腔为胚外体腔

• 在胚胎消化道的后端形成的囊状突起为尿囊，其外壁紧贴绒毛膜，有丰富的血管，是胚胎的排泄和呼吸器官

• 胚膜的向下折叠相通后内层形成卵黄囊，包住卵黄

4

一、羊膜卵的结构及其在进化上的意义

• 羊膜卵的出现在动物进化上的意义– 卵外包有卵膜(蛋白膜, 壳膜, 硬壳)，防止卵的变形、损伤，并具有通气性，卵可产在陆地上并在陆地上孵化

– 体内受精，受精作用无需借助水作为介质

– 胚胎悬浮在羊水中，在稳定的环境中发育，减少振动和机械损伤，避免了陆地干燥环境的不利影响

5

一、羊膜卵的结构及其在进化上的意义

• 羊膜卵的出现是脊椎动物演化史上的一个飞跃

–羊膜卵的出现解除了脊椎动物个体发育对水的依赖，使脊椎动物完全陆生成为可能，并进而能够适应陆地上各种不同的栖息环境

6

二、爬行纲的主要特征

• 体被鳞片或硬甲，在陆地繁殖的变温动物

• 1. 体形多样化

–爬行动物躯体分成五部分：头、颈、躯干、四肢和尾

–为适应不同的生活环境，爬行动物的体形向多样化发展， 可分成三种类型：

• 龟鳖型

• 蜥蜴型

• 蛇型

7

二、爬行纲的主要特征

• 龟鳖型：

–五部分化明显，尾长短于体长

–地栖、水栖

8

二、爬行纲的主要特征

• 蜥蜴型：

–五部分化明显，尾长长于体长

–地栖、水栖、树栖、穴居

9

二、爬行纲的主要特征

• 蛇型：

–五部分化不明显，四肢退化，尾长短于体长

–地栖、水栖、树栖、穴居

10

二、爬行纲的主要特征

• 2. 体被角质鳞或骨板，皮肤干燥，缺乏皮肤腺，可减少水分蒸发

–爬行动物的皮肤衍生物有二类：

• 角质鳞：由表皮细胞角质化而成

• 骨板：为真皮的衍生物

11

二、爬行纲的主要特征

–蜥蜴和蛇类的鳞片定期更换，称为蜕皮

12

蛇蜕

二、爬行纲的主要特征

–真皮内有丰富的色素细胞

13

美国路易斯安那州的白化短吻鳄

二、爬行纲的主要特征

–通过皮肤吸收辐射热

14

二、爬行纲的主要特征

• 2. 骨骼

• 1）多由硬骨组成，骨化程度较高

• 2）陆生种类趾端具角质的爪，适于爬行

15

二、爬行纲的主要特征

• 3）脊椎骨具有陆生脊椎动物典型的五部分：颈椎、胸椎、腰椎、荐椎、尾椎– 躯椎分化为胸椎和腰椎

– 颈椎数目增多，第1、2节颈椎特化为寰椎和枢椎，与枕髁形成可动联接

– 椎体：低等种类双凹型，高等种类前凹或后凹

– 荐椎增至2枚

16枢椎

二、爬行纲的主要特征

17

二、爬行纲的主要特征

–肱骨、股骨与地面平行，四肢与身体的长轴呈横出的直角相交，且肩臼较小，因此多数爬行动物在停息或爬动时腹部贴地

18

二、爬行纲的主要特征

–蛇类附肢骨退化，不具四肢骨、胸骨、带骨

19

蟒类的腰带及后肢骨的残迹A：带骨及后肢骨；B：尾部后肢遗迹

二、爬行纲的主要特征

• 4）头骨具单一枕髁(枕骨大孔周围枕骨与颈椎连接

部位形成的突起)

–第1、2节颈椎特化为寰椎和枢椎，与枕髁形成可动联接

20

二、爬行纲的主要特征

–寰椎：第一枚颈椎，椎体相连成环。无横突

–枢椎：第二枚颈椎。椎体前方有一齿状突，可伸入寰椎的环内，作围绕轴心转动

21

枢椎

二、爬行纲的主要特征

• 5）头骨首次有颞窝

–颞窝：为头颅两侧， 眼眶后面的凹陷，咬肌收缩时，肌腹可自颞窝凸出

–可增强咀嚼能力和主动捕食能力

22

二、爬行纲的主要特征

• 6）首次出现次生腭，内鼻孔后移，口腔与鼻腔分开– 由前颌骨、上颌骨和腭骨组成的水平隔把原口腔前部分成上下两

层。上层通鼻腔，为嗅觉和呼吸通道；下层为固定口腔，为食物通道。这样，呼吸、进食互不影响

23

二、爬行纲的主要特征

• 7）开始具有胸廓

–爬行动物在颈椎、胸椎和腰椎两侧都有肋骨，而胸椎、肋骨与胸骨形成胸廓，可保护内脏和加强呼吸作用

–胸廓为羊膜动物所特有

24

二、爬行纲的主要特征

–一些蜥蜴尾椎中有一个能引起断尾行为的自残部位，为尾椎骨形成过程中前后两部分未愈合的特化结构

25

二、爬行纲的主要特征

• 5 . 肌肉系统

–出现肋间肌：协助呼吸

–咬肌：发达

–附肢肌：发达

–躯干肌：萎缩

–皮肌：蛇类发达

26

二、爬行纲的主要特征

• 4. 消化系统

– 1）具齿：

• 爬行动物的牙齿是重要消化器官。脱落后可更新

• 脊椎动物的牙齿根椐其着生部位可分3 种类型：– 端生齿：着生在颌骨的端面，是最原始的类型

– 侧生齿：着生在颌骨的边缘内侧，如蜥蜴和蛇

– 槽生齿：着生在颌骨上的齿槽内，最为牢固 (鳄类)

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二、爬行纲的主要特征

– 2）具发达的口腔腺：润湿食物，帮助吞咽

• 毒蛇的口腔腺（上唇腺）特化为毒腺

28

二、爬行纲的主要特征

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虎斑颈槽蛇颈部含有类固醇毒素的防御腺及其脉管系统 (Hutchinson et al.

2007, PNAS, 104: 2265-2270)

二、爬行纲的主要特征

30

二、爬行纲的主要特征

– 3) 肌肉质的舌发达(捕食器官，化学感受器)

– 4) 大、小肠交界处开始出现盲肠，与纤维素消化有关

31

二、爬行纲的主要特征

• 5 . 呼吸系统– 1）肺呈海绵状，有气管、支气管

– 2）进行咽式呼吸和胸式呼吸• 胸式呼吸：外肋间肌收缩使肋骨提升，扩展胸腔，吸空气入肺；内肋间肌收缩使肋骨下降，胸腔缩小，空气从肺中排出。通过胸腔有节奏的扩大、缩小完成呼吸作用

– 3）次生水生种类(龟鳖类)在咽和泄殖腔壁上有丰富的毛细血管，可进行辅助呼吸

32

尖吻蝮的气管和肺

二、爬行纲的主要特征

• 6. 循环系统

– 1）心脏由二心房、一心室和退化的静脉窦组成，心室具有不完全的分隔，仍属不完全的双循环

– 2）心脏肌肉发达导致动脉压增加，静脉窦趋于退化

– 3）爬行动物中的鳄类心室隔膜仅留一个孔，接近完全的双循环

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二、爬行纲的主要特征

– 4）动脉圆锥消失，分为

肺动脉弓和左、右两根体动脉弓

– 3）肺动脉在心室右方发

出，左体动脉弓在心室中间发出，右体动脉弓在心室左方发出

34

二、爬行纲的主要特征

35

二、爬行纲的主要特征

• 7. 排泄系统– 以后肾为排泄器官，排泄物主要为尿酸(与产羊膜卵有关)

• 后肾为羊膜动物的排泄器官，其发生时期和生长部位都在中肾之后。肾小体数量极多，后肾管是重新形成的，无输精作用

– 盐腺：执行肾外盐排泄功能

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A 海鬣蜥B 泥龟C 海蛇

二、爬行纲的主要特征

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蜥蜴的泄殖系统

二、爬行纲的主要特征

• 8. 神经系统– 1）大脑明显分为两半球，纹状体加厚，大脑表层出现神经细胞集中的新脑皮(神经细胞层)

– 新脑皮(neopallium): 自爬行类开始出现，到哺乳类高度发达。神经元数量大大增加，排列在表层，在半球内通过联络纤维相互联系，并通过胼胝体在两半球之间联系，还有上行与下行的纤维与脑干各部分相通，形成了高级神经活动中枢。高等种类的大脑表面形成沟和回，使表面积进一步扩大。原有的古脑皮、原脑皮、纹状体成为大脑的低级活动中枢。古脑皮被推挤到腹面成为梨状叶，原脑皮突向侧脑室成为海马

38

二、爬行纲的主要特征

39

二、爬行纲的主要特征

– 2）延脑发达，在脑和脊髓之间形成弧度弯曲，称为颈弯曲，是高等脊椎动物的特征性标志

– 3）开始具有12对脑神经• XI: 副神经，运动神经 (头部旋转、耸肩等运动)

• XII舌下神经，运动神经 (舌的运动)

40

鱼类(A)与爬行动物(B)的脑的比较

二、爬行纲的主要特征

• 9. 感觉器官– 1) 内耳发达，首次出现耳蜗(把机械振动转变为蜗神经纤维的神经冲动 )

– 2) 形成雏形的外耳道，有利于收集陆上声波

41

蛇类的鼓膜、中耳、耳咽管退化

二、爬行纲的主要特征

– 3）具犁鼻器：蛇和蜥蜴特有的化学感受器，位于口腔顶部。

• 鳄与龟鳖类犁鼻器退化

42

二、爬行纲的主要特征

– 4）蝮亚科的种类有红外感受器：颊窝

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二、爬行纲的主要特征

• 10.生殖

–体内受精，体外发育。雄性泄殖腔壁具有可膨大伸出的交配器

–卵为多黄卵，有卵壳

44

二、爬行纲的主要特征

• 10.生殖

–大多数为卵生，借日光孵化。少数卵胎生

45

二、爬行纲的主要特征

• 某些爬形动物的性别由异型性染色体决定, 雄性为XY型，雌性为XX型, 如蛇类

• 鳄类、大部分蜥蜴和龟鳖类的性别由卵的孵化温度决定

46

豹斑壁虎普通鬣蜥

二、爬行纲的主要特征

47

The left-hand panels show male reproductive success,

and the right-hand panels show female reproductive

success. The graphs show male (a) and female (b)

reproductive success during the 2005–2006 season;

male (c) and female (d) reproductive success during

the 2006–2007 season; and male (e) and female (f)

lifetime reproductive success, representing pooled

reproductive data over all three seasons. The curves

on each graph represent the patterns predicted from

Charnov–Bull model (Warner & Shine, Nature 451,

566-568. Jan. 31, 2008 ).

尖刺髭蜥(Amphibolurus muricatus)

二、爬行纲的主要特征

• 孵化温度对后代性别的影响:– 受精卵孵化温度处在中等水平时，多发育为雄性个体，如果孵化温度偏高与偏低时，多发育为雌性个体。如日本壁虎，当受精卵在28℃时多发育为雄性个体，如处在24℃与32℃时，皆发育为雌性

– 受精卵孵化温度较高时，多发育为雄性个体；反之，则多发育为雌性个体。多见于蜥蜴类。如豹斑壁虎的受精卵在32-33℃时多发育为雄性个体，在24-27℃时多发育为雌性个体

– 受精卵孵化温度较高时，多发育为雌性个体；反之，多发育为雄性个体。多见于龟类。如欧洲池龟的受精卵在30℃时多发育为雌性个体，在24-28℃时多发育为雄性个体

48

二、爬行纲的主要特征

49

二、爬行纲的主要特征

• 恐龙如何灭绝?

–侏罗纪末期，随着冰川期的来临，全球气温下降

–美洲鳄和扬子鳄的性别由孵化温度决定。孵化温度在26-30℃时，新生个体全为雌性；在30-

34℃时，新生个体中两性都有；在34-36℃时，新生个体全为雄性。孵化温度高于36℃或者低于26℃，卵无法孵化

50

三、分类

• 现存爬行类约6500多种，分属四个目

–喙头目

–龟鳖目

–有鳞目

–鳄目

• 我国约300多种

51

三、分类

• 1. 喙头目：– 体型蜥蜴型

– 体背中线处有一列棘状鳞片

– 头骨为双颞窝型，端生齿

– 雄性无交配器

– 泄殖腔孔横裂

– 原始陆栖种类，仅存1属1种，即产于新西兰的楔齿蜥Sphenodon punctatus

52

三、分类

• 2.龟鳖目

–体型龟鳖型

–背、腹具坚硬的甲板，甲板外披有角质鳞片或厚皮

–雄性具单个交配器

–泄殖腔孔纵裂

–主要有：龟科、鳖科、海龟科、棱皮龟科等

53

三、分类

54

龟鳖目分科

生境 四肢 甲板外披物 特征

龟科 陆生 粗壮、具爪 骨质鳞片 背、腹甲板构成龟壳

棱皮龟科 海产 浆状、无爪 皮革质 背面有七条纵棱

海龟科 海产 浆状、有爪 骨质鳞片 头不能缩进壳内

鳖科 淡水 趾间具蹼 皮革质 头延长呈管状

三、分类

• 龟科：

55

中华花龟Ocadia sinensis 锦龟Chrysemys picta

三、分类

56

红耳龟Trachemys scripta

三、分类

57

南普陀放生池灵山放生池

赤壁 （下）

三、分类

• 鳖科：

60

中华鳖 Pelodiscus sinensis山瑞鳖Palea steindachner

三、分类

• 海龟科：

61

玳瑁Eretmochelys imbricata

海龟Chelonia mydas

三、分类

62

三、分类

63

三、分类

64

三、分类

• 棱皮龟科:

65

棱皮龟Dermochelys coriacea

三、分类

66

China

Trade Routes

三、分类

• 3. 有鳞目

–体表密被骨质鳞片

–具端生齿或侧生齿

–具成对雄性交配器

–泄殖腔孔横裂

–蜥亚目：蜥蜴型

–蛇亚目：蛇形

72避役

蜥蜴

三、分类

• 蜥亚目：

73

巨蜥 鳄蜥

三、分类

• 蜥亚目：

74

鬃狮蜥 美洲鬣蜥

三、分类

• 蜥亚目：

75斗篷蜥 Chlamydosaurus kingii

棕背树蜥 Calotes emma

三、分类

• 蜥亚目：

76美洲鬣蜥 Iguana iguana

三、分类

• 蜥亚目：

77

避役

三、分类

78

大壁虎 Gekko gecko 及其头部(无眼睑)和趾垫

三、分类

79

左上：北方草蜥 Takydromus septentrionalis

右上：昆仑麻蜥 Eremias grammica

左下：蟮蜥 Delma inornata

三、分类

80

科摩多巨蜥 Varanus Komodoensis

三、分类

• 蛇亚目：

81

82

三、分类

83

三、分类

• 游蛇科

84

游蛇 Coluber hippocrapis翠青蛇 Opheodrys aestivus

三、分类

• 眼镜蛇科

85

金环蛇 Bungarus fasciat

银环蛇 Bungarus multicinctus

苏门答腊眼镜蛇Naja sumatrana

三、分类

• 蝰蛇科

86

竹叶青Trimeresurus sp. 女神响尾蛇Crotalus enyo

三、分类

87

• 4. 鳄目

– 体型蜥蜴型

– 皮肤革质，覆有骨质方形大鳞

– 心室具横隔，槽生齿

– 泄殖腔孔纵裂

三、分类

88

扬子鳄

三、分类

89

食鱼鳄Gavialis gangeticus

美洲鳄Alligator mississippiensi

三、分类

90

扬子鳄 Alligator sinensis 野生数量约150只, 人工种群数量>10000只

三、分类

• 扬子鳄面临的主要威胁

–天然湿地变为农业用地

–修建水坝

–农药和杀虫剂的使用

–猎杀

–近亲繁殖

91

三、分类

92安徽省宣城市的安徽扬子鳄繁殖研究中心

三、分类

93人工繁育的扬子鳄 Alligator sinensis

三、分类

94

三、分类

95

三、分类

96

爬行纲各目特征比较

体型 皮肤衍生物 泄殖腔孔 特征

喙头目 蜥蜴型 背中线一列棘状鳞片 横裂 头前端呈鸟喙状

龟鳖目 龟鳖型 甲板，角质鳞片 纵裂 背、腹具坚硬的甲板

有鳞目 角质鳞片 横裂

蜥亚目 蜥蜴型 尾易断、可再生

蛇亚目 蛇 型 四肢退化

鳄 目 蜥蜴型 方形角质鳞片 纵裂 皮肤革质

小结

• 体被角质鳞或骨板，皮肤干燥，缺乏皮肤腺

• 脊椎骨具陆生脊椎动物典型的五部分,具胸廓

• 具齿, 肌肉质的舌发达

• 不完全的双循环

• 后肾为排泄器官, 代谢产物为尿酸

• 出现新脑皮, 12对脑神经

• 羊膜卵, 体内受精, 多体外孵化

97

作业

• 1 羊膜卵的结构以及羊膜卵的出现在动物进化上的意义

• 2 爬行动物脊椎骨的特征

98