Động vật có xương sống

Động vật có xương sống
Thời điểm hóa thạch: Giữa kỷ Cambri sớm tới nay
Cá ngừ vây xanh biển bắc (Thunnus thynnus)
Phân loại khoa học
Giới (regnum)	Animalia
Phân giới (subregnum)	Eumetazoa
Nhánh	ParaHoxozoa
Nhánh	Bilateria
Nhánh	Nephrozoa
Liên ngành (superphylum)	Deuterostomia
Ngành (phylum)	Chordata
Nhánh	Craniata
Phân ngành (subphylum)	Vertebrata Cuvier, 1812
Phân thứ ngành
Gnathostomata Agnatha Xem văn bản

Động vật có xương sống (danh pháp khoa học: Vertebrata) là một phân ngành của động vật có dây sống, đặc biệt là những loài với xương sống hoặc cột sống. Khoảng 57.739 loài động vật có xương sống đã được miêu tả. Động vật có xương sống đã bắt đầu tiến hóa vào khoảng 530 triệu năm trước trong thời kỳ của sự bùng nổ kỷ Cambri, một giai đoạn trong kỷ Cambri (động vật có xương sống đầu tiên được biết đến là Myllokunmingia). Các xương của cột sống được gọi là xương sống. Vertebrata là phân ngành lớn nhất của động vật có dây sống và bao gồm phần lớn các loài động vật mà nói chung là rất quen thuộc đối với con người (ngoài côn trùng). Cá (bao gồm cả cá mút đá, nhưng thông thường không bao gồm cá mút đá myxin, mặc dù điều này hiện nay đang gây tranh cãi), động vật lưỡng cư, bò sát, chim và động vật có vú (bao gồm cả người) đều là động vật có xương sống. Các đặc trưng bổ sung của phân ngành này là hệ cơ, phần lớn bao gồm các khối thịt tạo thành cặp, cũng như hệ thần kinh trung ương một phần nằm bên trong cột sống. Các đặc trưng xác định khác một động vật thuộc loại có xương sống là xương sống hay tủy sống và bộ khung xương bên trong.

Bộ khung xương bên trong để xác định động vật có xương sống bao gồm các chất sụn hay xương, hoặc đôi khi là cả hai. Bộ khung xương ngoài trong dạng lớp áo giáp xương đã là chất xương đầu tiên mà động vật có xương sống đã tiến hóa. Có khả năng chức năng cơ bản của nó là kho dự trữ phốtphat, được tiết ra dưới dạng phosphat calci và lưu trữ xung quanh cơ thể, đồng thời cũng góp phần bảo vệ cơ thể luôn. Bộ khung xương tạo ra sự hỗ trợ cho các cơ quan khác trong quá trình tăng trưởng. Vì lý do này mà động vật có xương sống có thể đạt được kích thước lớn hơn động vật không xương sống, và trên thực tế về trung bình thì chúng cũng lớn hơn. Bộ xương của phần lớn động vật có xương sống, ngoại trừ phần lớn các dạng nguyên thủy, bao gồm một hộp sọ, cột sống và hai cặp chi. Ở một số dạng động vật có xương sống thì một hoặc cả hai cặp chi này có thể không có, chẳng hạn ở rắn hay cá voi. Đối với chúng, các cặp chi này đã biến mất trong quá trình tiến hóa.

Hộp sọ được coi là tạo thuận lợi cho sự phát triển của khả năng nhận thức do nó bảo vệ cho các cơ quan quan trọng như não bộ, mắt và tai. Sự bảo vệ này cũng được cho là có ảnh hưởng tích cực tới sự phát triển của tính phản xạ cao đối với môi trường thường tìm thấy ở động vật có xương sống.

Cả cột sống và các chi về tổng thể đều hỗ trợ cho cơ thể của động vật có xương sống. Sự hỗ trợ này tạo điều kiện thuận lợi cho chuyển động. Chuyển động của chúng thường là do các cơ gắn liền với xương hay sụn. Hình dạng cơ thể của động vật có xương sống được tạo ra bởi các cơ. Lớp da che phủ phần nội tạng của cơ thể động vật có xương sống. Da đôi khi còn có tác dụng như là cấu trúc để duy trì các lớp bảo vệ, chẳng hạn vảy sừng hay lông mao. Lông vũ cũng được gắn liền với da.

Phần thân của động vật có xương sống là một khoang rỗng chứa các nội tạng. Tim và các cơ quan hô hấp được bảo vệ bên trong thân. Tim thường nằm phía dưới mang hay giữa các lá phổi.

Hệ thần kinh trung ương của động vật có xương sống bao gồm não bộ và tủy sống. Cả hai đều có đặc trưng là rỗng. Ở động vật có xương sống bậc thấp thì não bộ chủ yếu kiểm soát chức năng của các thụ quan. Ở động vật có xương sống bậc cao thì tỷ lệ giữa não bộ và kích thước cơ thể là lớn hơn. Não bộ lớn hơn như vậy làm cho khả năng trao đổi thông tin giữa các bộ phận của não bộ là cao hơn. Các dây thần kinh từ tủy sống, nằm phía dưới não bộ, mở rộng ra đến lớp da, các nội tạng và các cơ. Một số dây thần kinh nối trực tiếp với não bộ, kết nối não với tai và phổi.

Động vật có xương sống có thể tìm thấy ngược trở lại tới Myllokunmingia trong thời kỳ của sự bùng nổ kỷ Cambri (530 triệu năm trước). Cá không quai hàm và có mai (lớp Ostracodermi của kỷ Silur (444-409 triệu năm trước) và các loài động vật răng nón (lớp Conodonta)- một nhóm động vật có xương sống tương tự như lươn với đặc trưng là nhiều cặp răng bằng xương.

Phân loại

Truyền thống

Biểu đồ con suốt truyền thống về tiến hóa của động vật có xương sống ở cấp lớp.

Phân loại truyền thống chia động vật có xương sống thành 7 lớp, dựa trên các diễn giải truyền thống của các đặc điểm giải phẫu và sinh lý học tổng thể. Phân loại này là một trong các phân loại thường gặp nhất trong các sách giáo khoa, các miêu tả vắn tắt và các sách phổ biến kiến thức khoa học.

• Phân ngành Vertebrata
  • Lớp Agnatha (cá không hàm)
  • Lớp Chondrichthyes (cá sụn)
  • Lớp Osteichthyes (cá xương)
  • Lớp Amphibia (động vật lưỡng cư)
  • Lớp Reptilia (động vật bò sát)
  • Lớp Aves (chim)
  • Lớp Mammalia (thú)

Trong khi phân loại truyền thống này về mặt sắp xếp trật tự tạo ra các nhóm cận ngành, nghĩa là các nhóm đó không chứa tất cả các hậu duệ từ một tổ tiên chung của lớp. Chẳng hạn, trong số các hậu duệ của bò sát đầu tiên có cả chim và thú, nhưng chúng lại tách ra thành các lớp khác, và như thế làm cho lớp bò sát trở thành cận ngành.

Một số các nhà khoa học sử dụng phân loại cho động vật có xương sống theo kiểu phát sinh chủng loài, tổ chức các nhóm động vật trong phạm vi động vật có xương sống theo lịch sử phát sinh và tiến hóa của chúng, đôi khi bỏ qua các diễn giải thông thường về giải phẫu và sinh lý học của chúng. Phân loại dưới đây lấy theo Janvier (1981, 1997), Shu và những người khác (2003), và Benton (2004).

• Phân ngành Vertebrata
  • Liên lớp Agnatha hay Cephalaspidomorphi (cá mút đá và các loại cá không hàm khác, một số tổ tiên đối với các động vật có xương sống khác)
  • Phân thứ ngành Gnathostomata (động vật có quai hàm)
    • • Lớp Placodermi † (các dạng cá da phiến thuộc đại Cổ sinh)
      • Lớp Chondrichthyes (cá sụn)
      • Lớp Acanthodii † (cá mập gai đại Cổ sinh)
    • Siêu lớp Osteichthyes (cá xương)
      • Lớp Actinopterygii (cá vây tia)
      • Lớp Sarcopterygii (cá vây thùy)
    • Siêu lớp Tetrapoda (động vật tứ chi)
      • Lớp Amphibia (động vật lưỡng cư, một số là tổ tiên đối với Amniota (động vật có màng ối)).
      • Lớp Synapsida † ("bò sát" tương tự như động vật có vú, đã tuyệt chủng, một số là tổ tiên đối với động vật có vú, đôi khi được phân loại trong lớp Reptilia)
      • Lớp Mammalia (động vật có vú)
      • Lớp Reptilia (bò sát, một số là tổ tiên đối với chim)
      • Lớp Aves (chim)

Phần lớn các lớp liệt kê ở đây là các đơn vị phân loại không "hoàn chỉnh": Từ Agnatha đã sinh ra động vật có quai hàm; từ cá xương sinh ra động vật đất liền (Tetrapoda); từ "động vật lưỡng cư" truyền thống đã sinh ra bò sát (theo truyền thống gộp cả "bò sát" giống như thú), và tới lượt mình, từ động vật bò sát đã sinh ra chim và thú.

Quan hệ phát sinh chủng loài

Trong phân loại học phát sinh chủng loài, các quan hệ giữa các động vật thông thường không chia thành các cấp bậc, mà được minh họa như là "cây phát sinh chủng loài" xếp lồng, được gọi là biểu đồ nhánh tiến hóa. Các nhóm phát sinh chủng loài được định nghĩa dựa trên các mối quan hệ của chúng với nhau chứ không phải là theo các đặc điểm tự nhiên, chẳng hạn như sự tồn tại của một cột sống. Kiểu cây phát sinh xếp lồng này thường được kết hợp với phân loại học truyền thống (như ở trên), trong thực tế gọi là phân loại học tiến hóa.

Biểu đồ nhánh tiến hóa dưới đây dựa theo Philippe Janvier và ctv, sử dụng trong Tree of Life Web Project

Vertebrata

Hyperoartia     ?†Euconodonta   <font color="white">không tên   †Pteraspidomorphi     ?†Thelodonti   <font color="white">không tên   ?†Anaspida   <font color="white">không tên   †Galeaspida   <font color="white">không tên   ?†Pituriaspida     †Osteostraci   Gnathostomata   †Placodermi   <font color="white">không tên   Chondrichthyes   Teleostomi   †Acanthodii   Osteichthyes   Actinopterygii   Sarcopterygii   ?†Onychodontiformes     Coelacanthimorpha   <font color="white">không tên   †Porolepimorpha     Dipnoi     <font color="white">không tên   †Rhizodontimorpha   <font color="white">không tên   †Osteolepimorpha     Stegocephalia

Tiến hoá

Quá trình di chuyển từ nước lên cạn:

Cá hoàn toàn sống ở nước -> Cá vây chân cổ -> Lưỡng cư cổ -> Bò sát cổ -> Chim cổ -> Thú cổ -> Người tối cổ -> Người hiện nay.

Xem thêm

• Động vật không xương sống

Liên kết ngoài

• Cây sự sống
• Động vật học ngành động vật có xương sống Lưu trữ 2007-09-29 tại Wayback Machine
• Động vật có xương sống