脊椎動(dòng)物是有脊椎骨的動(dòng)物，是脊索動(dòng)物的一個(gè)亞門。這一類動(dòng)物一般體形左右對(duì)稱，全身分為頭、軀干、尾三個(gè)部分，軀干又被橫膈膜分成胸部和腹部，有比較完善的感覺(jué)器官、運(yùn)動(dòng)器官和高度分化的神經(jīng)系統(tǒng)。包括魚類、兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物、鳥類和哺乳動(dòng)物等五大類。

簡(jiǎn)介

脊索動(dòng)物門中的脊椎動(dòng)物亞門動(dòng)物的總稱。數(shù)量最多，結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，進(jìn)化地位最高,由軟體動(dòng)物進(jìn)化而來(lái)。形態(tài)結(jié)構(gòu)彼此懸殊，生活方式千差萬(wàn)別。

脊椎動(dòng)物亞門是脊索動(dòng)物門下的一個(gè)亞門。拉丁文學(xué)名是vertebrata，詞根是“vertebra”，意為脊椎骨。脊椎動(dòng)物亞門的動(dòng)物的脊椎都包在骨頭里面，是脊索動(dòng)物門中最大和最先進(jìn)的亞門。這個(gè)亞門的成員擁有的肌肉大多數(shù)是一對(duì)一對(duì)的肌肉。神經(jīng)系統(tǒng)有一部分在脊梁骨中間。脊椎動(dòng)物亞門動(dòng)物的脊椎是體內(nèi)骨，有軟骨也有硬骨。在動(dòng)物成長(zhǎng)時(shí)，這個(gè)骨架支持體型。因此脊椎動(dòng)物可以比無(wú)脊動(dòng)物長(zhǎng)得大，而且平均體量也比較大。

大多數(shù)的脊柱動(dòng)物的骨架包括頭骨，脊梁骨和兩對(duì)軀肢。有些比較先進(jìn)的脊椎動(dòng)物沒(méi)有兩對(duì)手腳，如鯨和蛇。在演化之后已經(jīng)不再需要了?，F(xiàn)今世界上最大的脊椎動(dòng)物是藍(lán)鯨，長(zhǎng)達(dá)三十多公尺，重一百多公噸，可是最小的脊椎動(dòng)物蝦虎魚，卻只有七、八公厘長(zhǎng)。

特征

除具脊索動(dòng)物的共同特征外，其他特征還有：

①出現(xiàn)明顯的頭部，中樞神經(jīng)系統(tǒng)成管狀，前端擴(kuò)大為腦，其后方分化出脊髓。

②大多數(shù)種類的脊索只見于發(fā)育早期（圓口綱、軟骨魚綱和硬骨魚綱例外），以后即為由單個(gè)的脊椎骨連接而成的脊柱所代替。

③原生水生動(dòng)物用鰓呼吸，次生水生動(dòng)物和陸棲動(dòng)物只在胚胎期出現(xiàn)鰓裂，成體則用肺呼吸。

④除圓口綱外，都具備上、下頜。

⑤循環(huán)系統(tǒng)較完善，出現(xiàn)能收縮的心臟，促進(jìn)血液循環(huán)，有利于提高生理機(jī)能。

⑥用構(gòu)造復(fù)雜的腎臟代替簡(jiǎn)單的腎管，提高排泄機(jī)能，由新陳代謝產(chǎn)生的大量廢物能更有效地排出體外。

⑦除圓口綱外，水生動(dòng)物具偶鰭，陸生動(dòng)物具成對(duì)的附肢。

該亞門包括：圓口綱、軟骨魚綱、硬骨魚綱、兩棲綱、爬行綱、鳥綱和哺乳綱。各綱的特征雖然有顯著差別，但組成軀體的器官系統(tǒng)及其功能基本一致。

起源假說(shuō)

脊椎動(dòng)物起源可能分五步：

2003年2月28日美國(guó)《科學(xué)》雜志發(fā)表西北大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)教授舒德干等研究者與英、日等國(guó)學(xué)者合作完成的重要成果《云南蟲類的一個(gè)新種及其對(duì)后口動(dòng)物演化的重要意義》。該成果的發(fā)布，標(biāo)志著脊椎動(dòng)物實(shí)證起源研究取得了進(jìn)一步的重要進(jìn)展。

高階元生物類別的起源歷來(lái)是進(jìn)化生命科學(xué)的核心命題。包括人類在內(nèi)的脊椎動(dòng)物譜系總根底起源，涉及到脊椎動(dòng)物兩大類群間的演化關(guān)系，因而不僅是學(xué)術(shù)界長(zhǎng)期探索的一個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題，也是大眾普遍關(guān)注的一個(gè)科學(xué)熱點(diǎn)。

廣泛認(rèn)同的脊椎動(dòng)物起源分“四步走”的假說(shuō)。該假說(shuō)認(rèn)為，在動(dòng)物演化大樹的兩大基本分支譜系中，位于后口動(dòng)物譜系頂端的脊椎動(dòng)物與原口動(dòng)物譜系沒(méi)有直接聯(lián)系，它根植于后口動(dòng)物脊椎系的演化輪廓是：從現(xiàn)在最低等的后口動(dòng)物棘皮動(dòng)物和半索動(dòng)物為始點(diǎn)，先后經(jīng)由僅在尾部具有脊索的尾索動(dòng)物和脊索縱貫全身的頭索動(dòng)物，最后通過(guò)脊椎和頭部構(gòu)造的出現(xiàn)，誕生出該譜系的終端產(chǎn)物脊椎動(dòng)物。

然而學(xué)術(shù)界的共識(shí)是，這一基于現(xiàn)代動(dòng)物學(xué)信息間接推測(cè)出來(lái)的假說(shuō)到底是否可靠，還必須得到真實(shí)歷史資料的檢驗(yàn)、修正和補(bǔ)充。

要在古生物學(xué)上進(jìn)行有效的脊椎動(dòng)物起源研究，應(yīng)該以現(xiàn)代動(dòng)物學(xué)信息為重要線索，在盡可能靠近脊椎動(dòng)物起源的“源頭”時(shí)段探尋時(shí)做好兩件工作：首先是力求發(fā)現(xiàn)最古老、最原始的脊椎動(dòng)物，接著便是以這些脊椎動(dòng)物始祖為起點(diǎn)，向前逐步追溯它們?cè)跓o(wú)脊椎后口動(dòng)物中的完善的祖先序列。中國(guó)保存了五億三千萬(wàn)年前的眾多精美后口動(dòng)物軟軀體構(gòu)造化石的澄江化石庫(kù)，恰好靠近這樣的“源頭”。為中國(guó)學(xué)者揭開這一謎團(tuán)提供了一個(gè)難得的機(jī)遇。

1999年昆明魚和?？隰~的發(fā)現(xiàn)被英國(guó)《自然》雜志評(píng)論為“逮住第一魚”，為難題的破解投進(jìn)了一縷曙光。2003年初，舒德干等人再度在《自然》雜志著文，他們通過(guò)對(duì)數(shù)百枚?？隰~標(biāo)本的深入研究，揭示出它們一方面已經(jīng)開始演化出原始脊椎骨和眼睛等重要頭部感官，另一方面卻仍保留著無(wú)頭類的原始性器官，從而證實(shí)了它們不僅是已知最古老的脊椎動(dòng)物，而且還屬于地球上一類最原始的脊椎動(dòng)物。

早期后口動(dòng)物的系列性發(fā)現(xiàn)，不僅與現(xiàn)代動(dòng)物學(xué)關(guān)于脊椎動(dòng)物起源分“四步走”假說(shuō)相一致，更重要的是添加了比這“四步走”更為原始的“第一步”，從而首次提出了脊椎動(dòng)物起源至少分“五步走”的新假說(shuō)。這些始見于澄江化石庫(kù)地層最底部的“第一步”動(dòng)物群古蟲類和云南蟲類，是一些創(chuàng)生出咽腔型鰓系統(tǒng)的原始分節(jié)后口動(dòng)物，極可能代表著學(xué)術(shù)界期盼已久的原口動(dòng)物和后口動(dòng)物分節(jié)的共同祖先與由于軀體特化而喪失分節(jié)性的后口動(dòng)物（包括棘皮動(dòng)物和半索動(dòng)物）之間的過(guò)渡類型。十分有趣的是，盡管它們由于咽鰓的出現(xiàn)而引發(fā)了動(dòng)物體在取食、呼吸等新陳代謝方式的重大革新而成為真正的后口動(dòng)物，但其軀體卻仍保留著其祖先的分節(jié)性特征。舒德干解釋說(shuō)：“實(shí)際上，既出現(xiàn)創(chuàng)新特征又繼承祖先某些原始性狀的鑲嵌演化是生物界一種十分常見的現(xiàn)象。”

在這分“五步走”的演化系列中，“第一步”的動(dòng)物類群十分奇特：對(duì)1400多枚?？谙x標(biāo)本進(jìn)行比較解剖學(xué)研究表明，它們不僅缺少脊索構(gòu)造，而且在皮膚、肌肉、呼吸、循環(huán)、神經(jīng)等器官系統(tǒng)上與脊索動(dòng)物存在著根本區(qū)別；其中最為獨(dú)特的是其由6對(duì)外鰓組成的呼吸系統(tǒng)，這與較為高等的后口動(dòng)物的內(nèi)鰓迥然有別。?？谙x與同處“第一步”的古蟲動(dòng)物門在軀體構(gòu)型上卻相當(dāng)一致：兩者皆明顯分節(jié)，而且軀體也都呈獨(dú)特的“雙重二分型”，即身體沿縱軸分為前體和后體兩大部分，而前體又被一個(gè)能自由擴(kuò)張的“中帶”構(gòu)造分為背、腹兩個(gè)單元。所不同的是，?？谙x兼具背神經(jīng)索和腹神經(jīng)索，這顯示出它比古蟲動(dòng)物門稍略進(jìn)步些，從而更靠近“第二步”中的半索動(dòng)物。

舒德干指出，盡管提出了脊椎動(dòng)物起源分“五步走”的新假說(shuō)，但這仍只給出了一個(gè)演化輪廓，在其相鄰演化步驟之間仍缺乏中間環(huán)節(jié)的證據(jù)。

分類

現(xiàn)存脊脊椎動(dòng)物大約有4萬(wàn)種，分為六個(gè)綱。根據(jù)身體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分為圓口類、魚類、兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳類動(dòng)物。

1、圓口類

圓口綱是一類無(wú)可動(dòng)的頜口、無(wú)鱗也無(wú)成對(duì)附肢的水生魚形動(dòng)物?，F(xiàn)存圓口動(dòng)物只有七鰓鰻目和盲鰻目?jī)深悺?/p>

2、魚類

魚綱是脊椎動(dòng)物中種數(shù)最大的一類，現(xiàn)存約24000種。魚類終生生活于水中，皮膚出現(xiàn)保護(hù)性鱗片，以鰓呼吸。魚類無(wú)頸部，肌肉分節(jié)，脊柱僅分化為軀干椎和尾椎；頭骨有頜骨；心臟僅一心房一心室，單循環(huán)；排泄器官為中腎。

3、兩棲類

兩棲綱是由水生過(guò)渡到陸生的第一支脊椎動(dòng)物。

青蛙為陸生型兩棲動(dòng)物，但其生殖和發(fā)育離不開水。在生殖季節(jié)，雌、雄成蛙在水中抱對(duì)、產(chǎn)卵、受精，受精卵在水中孵化為幼體蝌蚪。蝌蚪生活于水中，有外鰓，行水中呼吸，以尾部為運(yùn)動(dòng)器，捕食水中的浮游動(dòng)物。蝌蚪生長(zhǎng)到一定程度即開始變態(tài)，失去外鰓，長(zhǎng)出前、后肢，長(zhǎng)出肺，皮膚發(fā)生輕微的角質(zhì)化，變成蛙。蛙的肺呈簡(jiǎn)單的囊狀，不能獨(dú)立完成呼吸功能，必須輔以皮膚呼吸，而皮膚還要完成防止水分蒸發(fā)的功能，因而構(gòu)成了矛盾。這便使兩棲動(dòng)物不能在高鹽度和過(guò)于干燥的環(huán)境中生存，從而分布較狹窄，種類較少。

兩棲動(dòng)物現(xiàn)存約2500余種，分為無(wú)足目，如版納魚螈；有尾目，如大鯨；無(wú)尾目，如蟾蜍和蛙類。

4、爬行類

爬行綱是一支完全適應(yīng)了陸地生活的動(dòng)物。它們?cè)谂咛グl(fā)育過(guò)程中出現(xiàn)了羊膜，因而擺脫了生殖過(guò)程對(duì)水的依賴而成為完全陸棲的脊椎動(dòng)物。在各個(gè)器官系統(tǒng)方面表現(xiàn)出陸棲動(dòng)物的典型特征。

爬行動(dòng)物的身體明顯地區(qū)分為頭、頸、軀干、尾和四肢，心臟由兩心房和一心室組成，為不完全雙循環(huán)。卵生變溫動(dòng)物。

爬行動(dòng)物現(xiàn)有5000種，分四目：喙頭目、鱗蜴目、鱷目、龜鱉目

一些大型古爬行類如各種恐龍等已完全滅絕。另有兩支古爬行類最后分別進(jìn)化出鳥類和哺乳類。

5、鳥類

鳥綱是脊椎動(dòng)物亞門的一綱。體均被羽，恒溫，卵生，胚胎外有羊膜。前肢成翅，有時(shí)退化。多營(yíng)飛翔生活。心臟是2心房2心室。骨多空隙，內(nèi)充氣體。呼吸器官除肺外，有輔助呼吸的氣囊。全世界已發(fā)現(xiàn)9021種；中華人民共和國(guó)有1186種。

6、哺乳類

哺乳綱是脊椎動(dòng)物亞門的一綱，通稱獸類。哺乳動(dòng)物是全身披毛、運(yùn)動(dòng)快速、恒溫胎生的脊椎動(dòng)物,是脊椎動(dòng)物中軀體結(jié)構(gòu)、功能行為最為復(fù)雜的最高級(jí)動(dòng)物類群。身體被毛；體溫恒定；胎生（單孔類例外）和哺乳；心臟左、右兩室完全分開，左心室將鮮血通過(guò)左動(dòng)脈弓泵至身體各部；腦顱擴(kuò)大，腦容量增加；中耳具有3塊聽骨；下頜由1塊齒骨構(gòu)成，與頭骨為齒-鱗骨關(guān)節(jié)式；牙齒分化為門齒、犬齒和頰齒；7個(gè)頸椎，第1、2頸椎分化為環(huán)椎和樞椎。獸類是動(dòng)物界進(jìn)化地位最高的自然類群，除南極、北極中心和個(gè)別島嶼外，幾乎遍布全球，現(xiàn)存19目123科1042屬4237種。中國(guó)有11目，都是有胎盤類。中國(guó)北方屬古北界，哺乳綱的代表科有鼠兔科、河貍科、蹶鼠科、跳鼠科、睡鼠科，南方屬東洋界，代表科有長(zhǎng)臂猿科、懶猴科、大熊貓科、靈貓科、鼷鹿科、穿山甲科、狐蝠科、象科、豬尾鼠科、竹鼠科等。哺乳綱的先進(jìn)性表現(xiàn)在：腦高度發(fā)展；恒溫和胎生哺乳。

哺乳動(dòng)物（包括化石和現(xiàn)生種類）可分為原獸亞綱和獸亞綱。原獸亞綱包括已絕滅的中生代哺乳動(dòng)物和現(xiàn)在的單孔目。單孔目中有針鼴和鴨嘴獸，產(chǎn)于澳大利亞、塔斯馬尼亞和新幾內(nèi)亞，現(xiàn)存只有1目2科3屬6種。獸亞綱除中生代祖獸、陰獸次亞綱外，還有后獸次亞綱，包括各種有袋類，產(chǎn)于南、北美洲、澳大利亞及其鄰近島嶼，共1目9科81屬約250種；真獸次亞綱，包括各種有胎盤類，廣布世界各地。除已絕滅的目外，共17目112科約958屬3981種。

影響脊椎動(dòng)物身體對(duì)稱性物質(zhì)

法國(guó)國(guó)家科研中心2010年2月18日發(fā)布公報(bào)說(shuō)，一個(gè)由美國(guó)和法國(guó)研究人員組成的科研小組日前發(fā)現(xiàn)了影響脊椎動(dòng)物身體對(duì)稱性的物質(zhì)。公報(bào)說(shuō)，該科研小組發(fā)現(xiàn)，脊椎動(dòng)物身體的對(duì)稱性早在胚胎發(fā)育初期，即體節(jié)形成時(shí)期就已經(jīng)表現(xiàn)出來(lái)，維生素A酸在確保身體對(duì)稱性上起到了關(guān)鍵性作用。體節(jié)是脊椎動(dòng)物在胚胎發(fā)育過(guò)程中沿身體前后軸形成的一定數(shù)目的暫時(shí)性結(jié)構(gòu)，它會(huì)逐漸分化為骨骼和肌肉等組織。

研究人員以實(shí)驗(yàn)鼠為研究對(duì)象。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)鼠體內(nèi)缺少維生素A酸時(shí)，它在身體對(duì)稱性的發(fā)育上就會(huì)出現(xiàn)異常。此外，一種名為Rere的蛋白質(zhì)參與了維生素A酸信號(hào)的激活，如果實(shí)驗(yàn)鼠體內(nèi)的Rere蛋白質(zhì)發(fā)生變異，它在身體對(duì)稱性的形成上就會(huì)滯后。

這一研究成果已發(fā)表在最新一期英國(guó)《自然》雜志上。研究人員表示，身體對(duì)稱性發(fā)育異常會(huì)導(dǎo)致脊柱側(cè)凸等疾病，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為理解脊椎動(dòng)物身體對(duì)稱性的形成以及防止身體發(fā)育異常提供了新思路。