探究动物生殖行为中的比较解剖学知识

动物学研创大任务小组学习报告
任██ 孙██ ███ ███ ███
2019-7-30

引言:对于动物的生殖行为,行为学的研究可以系统地进行描述、分析、整理,但是在结构上究其本源,还是要依靠比较解剖学来为一些特定的行为作出解答。例如,无齿蚌(Bivalvia anodonta)特有的钩介幼虫几乎全部假寄生在鰟踣鱼(Rhodaus sinensis)上完成发育过程,这是由于鰟踣鱼具有特殊的伸长的产卵管,并且在无齿蚌的外套膜上产卵完成生殖过程。这个学期,我们探究了比较解剖学视角下的原体腔无脊椎动物和脊索动物在生殖结构上的异同,以进化为线索深入研究了动物生殖行为中涉及到的组织结构、生活史、进化比较、辐射演替等知识。

下面以进化顺序,论述动物生殖有关的知识。

(一)原生动物门(Phylum Protoza
具有性生殖、无性生殖,多为无性生殖。
有性生殖(草履虫Paramecium caudatum 接合生殖)。无性生殖分为纵二分裂(眼虫E.gracilis),横二分裂。其中鞭毛纲,肉足纲具有包囊。孢子虫纲生殖过程尤为复杂,以间日疟原虫(Plasmodium vivax)为例:生活史中有两个寄主(人、按蚊),在人体中,疟原虫在肝细胞和红细胞内发育。有些学者把在肝细胞发育分为红细胞前期和红细胞外期。有些学者把红细胞前期称为红细胞外期。在红细胞内发育(最新研究表明,疟原虫并没有真正在红细胞体内形成裂殖子,而是以其作为外壳和场所)包括红细胞内期及有性时期的开始(配子体形成)。

(二)胚胎的发育
胚胎学是多细胞动物起源于单细胞的重要证据之一,同时胚胎发育也是生殖过程中 的重要一环。
胚胎发育可分为受精、卵裂、囊胚形成、原肠胚形成、中胚层及体腔形成、胚层的 分化。
卵裂可分为完全卵裂与不完全卵裂。不完全卵裂多见于多黄卵,这种卵的卵裂多称为盘裂(鸟类,乌贼)与表面卵裂(昆虫)。
原肠胚的形成在各类动物有所不同,可分为内陷,内移,内转,外包,分层。
中胚层始见于扁形动物,在真体腔的形成中发挥重要功能,真体腔由两种方式形成:端细胞法(见于原口动物和高等后口动物),体腔囊法(多见于低等后口动物)

(三)多孔动物门(Phylum Porifera)
大多数雌雄同体,精子由间细胞或领细胞发育而来,以水沟系为媒介排出体外。卵在中胶层,精子不直接进入卵,而是领细胞吞噬精子后失去鞭毛和领成为变形虫状将精子带入卵,进行受精,这是一种特殊的受精方式,胚胎有胚层逆转现象。
多孔动物也有无性生殖,分为出芽和形成芽球两种。

(四)腔肠动物门(Phylum Coelenterata
大多数种类为雌雄异体,少数为雌雄同体,经常进行无性生殖及出芽生殖,生殖腺是由皮层的间细胞分化形成的临时性结构,精巢为圆锥形,卵巢为卵圆形。水螅纲生殖腺来源于外胚层,钵水母纲生殖腺来源于内胚层,后者被认为是更为进化的标志。
部分种类有世代交替现象,即水螅型(固着生活),水母型(自由生活)。

(五)扁形动物门(Phylum Platyhelminthes
扁形动物有寄生种类,这些种类的生殖功能极为发达,比如猪肉绦虫(Taenia solium)
雌雄同体,具有性和无性两种,开始具有完整的生殖系统,雄性具阴茎,涡虫(Dugesia aponica)虽为雌雄同体,但交配需要异体受精。
吸虫纲的生活史较为复杂,其中具有多种不同的发育阶段和多个寄主,研究这些的生活史,有助于从根本上对其进行控制,从而造福人类。
绦虫纲雌雄同体,在进化史上寄生的历史较吸虫纲更为久远,因此进化出了很 的生殖能力,一个孕卵节片中可有十几万个卵,绦虫可以不同个体不同节片受精,也可 同一个体同一节片受精,孕卵节片脱落后随粪便排出,以猪或者牛作为中间寄主,发育 具有感染性的囊尾蚴,具有这种囊尾蚴的猪肉称为米猪肉。

(六)假体腔动物(Pseudocoelomate
以线虫动物为例,生殖系统发达,生殖能力强。生殖器官为细长管状结构盘曲在假体腔内。雌性有一对细丝状卵巢,开口于雌性生殖孔。雄性有一条细丝状的精巢,连一输精管、较粗大的贮精囊,及其端部变细的射精管,射精管开口于直肠腹面的泄殖腔,其开口为泄殖孔。

(七)环节动物门(Phylum Annelida

(八)软体动物门(Phylum Mollusca

(九)节肢动物门 (Phylum Arthropoda)

(十)棘皮动物门(Phylum Echinodermata

(十一)脊索动物门
脊索动物的生殖系统较为复杂,在发生上,生殖腺虽然都是由一对生殖嵴形成的, 但是在少数脊椎动物,成体只有一个精巢或卵巢,这是由于两个生殖嵴愈合在一起的缘 故(如七鳃鳗、少数硬骨鱼),或是由于一侧的生殖腺未能分化(盲鳗、一些卵胎生的 软骨鱼、一些蜥蜴、雌鳄和大多数雌鸟、鸭嘴兽和一些蝙蝠也是只有一侧具卵巢)。
解剖学上对于生殖系统较富有价值的结构有:中肾管、泄殖腔、卵巢等。在脊椎动 物中进行比较,不仅能够解释生殖过程中的一些问题,还能够为进化提供一些证据。
脊索动物中存在雌雄同体,多见于圆口类,在两栖动物中仅发现蝾螈(Triton taeniatus) 一种。同时还存在性逆转现象,比如说雄性蟾蜍的毕式器,能在人工摘除精巢后发展成 新的子宫。性逆转在高等脊椎动物中也偶有发现。

(十二)鱼纲 (Pisces
鱼类分为软骨鱼和硬骨鱼,这两种鱼生殖系统的构造以及交配方式有着巨大的差 别,比如说软骨鱼行体内受精,而硬骨鱼主要是体外受精,为了适应体内受精的这种方 式,软骨鱼具有交接器,少数硬骨鱼也具有交接器行体内受精,如花鳉(Poecilia),雄 鱼臀鳍的前缘向后延伸形成交接器,称为生殖足。
一般而言,雌性生殖管来源牟勒氏管,但是硬骨鱼的输卵管却由卵巢壁本身延续 成管,在脊椎动物中属于例外情况,成熟的卵子排出体外,在体外受精发育,软骨鱼有 一对输卵管,后端变粗成为子宫,末端开口于泄殖腔,体内受精,体外或体内发育。
肺鱼的情况和一般硬骨鱼不同而近似于软骨鱼具一对输卵管在发生上属于牟勒氏管。

(十三)两栖纲(Amphibia
大部分体外受精,不具交接器,精子由泄殖腔口排出,其中无足目(Apoda)全为 体内受精,如蚓螈(Caecilia)雄性的泄殖腔甚长,可以向外突出作为交接器,将精液输入 雌体内。无尾目的尾蟾,雄体具有一个由泄殖腔伸出的管状交接器,形似一尾巴。两栖 类的膀胱直接开口在泄殖腔的腹壁(膀胱并不与输尿管直接相连,此种类型的膀胱称泄 殖腔膀胱)。

(十四)爬行纲(Reptile
爬行动物是羊膜动物之始,具有后肾,因此后肾管专作输尿管,中肾退化,残余部 成为旁睾和附睾附件,雄性的中肾管已完全失去输尿的功能,专作输精之用,改称输精 管。
体内受精具交接器和原始的海绵体。

(十五)鸟纲(Aves
大多数鸟类仅左侧卵巢和输卵管发育并具功能,右侧卵巢在早期胚胎发育过程中也 曾经形成,但后来退化了,这可能是和鸟类产生大型硬壳卵相关。隼型目(FalconiformesFalconiformes) 鸟类例外,两侧卵巢皆存在且均具功能。成熟的卵巢,卵细胞突出于卵巢表面,因而使 卵巢呈一串葡萄状。
仅有少数种类具有交接器,如鸵鸟、鸭、鹅、天鹅。这类动物的交接器为泄殖腔腹 侧壁突出的螺旋状突起,其表面有精沟,当阴茎勃起时,精沟因边缘闭合而成管,输送 精液入雌性生殖道。

(十六)哺乳纲(Mammalia
分为单孔类,有袋类,有胎盘类,它们的阴茎构造各不相同。
单孔类体外无阴囊,其结构与龟鳖类很相似,只是背面的沟已经成为一管,即原始 的尿道。有袋类的阴茎已伸出体外,具有伸出和缩入的能力。龟头常分两叉,与雌体的 双阴道相配合,体外具有阴囊,位于阴茎前方。有胎盘哺乳类,具有永久伸在体外的阴 茎,称外生殖器,具海绵体。
有些哺乳动物在海绵体之间的阴茎中隔处生有阴茎骨,有助于增加阴茎的坚硬度。 阴茎骨存在于食虫目,啮齿目,食肉目,翼手目和一些低等灵长目。在各类动物中,阴 茎骨的形态结构属和种的特异性和稳定性,可以为分类学的研究提供重要依据,特别是 作为研究相近种之间的系统亲缘关系或在分类上有争议的动物鉴定上可以提供证据。




参考文献
References

杨安峰等 . 脊椎动物比较解剖学 . 北京: 北京大学出版社
尚玉昌 . 动物行为学 . 北京: 北京大学出版社
刘凌云,郑光美 . 普通动物学 . 北京: 高等教育出版社

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