问答题 试述陆栖脊椎动物呼吸系统演变的趋势。
【正确答案】①肺吸氧面积的逐渐扩大:有尾两栖类开始有肺,构造极为简单,只是一对薄壁的囊状物,内壁光滑或仅基部稍有隔膜;无尾两栖类的肺内壁呈蜂窝状,但肺的表面面积还不大,皮肤呼吸仍占重要地位。爬行动物的肺虽然和两栖类一样仍为囊状,但其内壁有复杂的间隔把内腔分隔成蜂窝状小室,与空气接触的面积大为扩大。鸟肺为一对海绵状体,肺的内部由各级支气管形成一个彼此吻合相通的网状管道系统,这种结构完全不同于两栖类和爬行类的空心囊状肺,体积虽然不大,但是和气体接触的面积极大,是鸟类特有的高效能气体交换装置;鸟肺的另一特点是有许多气囊,起到辅助呼吸的作用。哺乳类的肺内部是一个复杂的支气管树,支气管入肺后,一再分支,在最后微支气管的末端膨大成肺泡囊,囊内壁分成许多小室,每个小室称肺泡,肺泡的出现大大增加了肺和气体接触的总面积。②呼吸的机械装备愈益完善:两栖类的呼吸动作是借助于口咽腔底部的上下动作来完成的,这种口咽式呼吸的方式类似拉风箱的原理。爬行类开始形成了胸廓,依靠肋间肌的收缩使胸廓扩大与缩小,从而改变胸腔的容积,使气体吸入或排出。鸟类的呼吸,在静止状态时是以肋骨的升降致使胸廓的动作来进行的;在飞翔时由于胸肌处于紧张状态,胸廓不能活动,因而不能改变胸腔容积进行呼吸,这时利用翼的振动,使前后气囊进行收缩与扩张,这就是鸟类所特有的“双重呼吸”。哺乳类出现了肌肉质的横膈,依靠横膈的升降和肋间肌收缩的协同动作,使胸腔扩大与缩小;横膈的出现使呼吸机械装备进一步完善化。③呼吸道和消化道渐趋分开:两栖类的呼吸通道和食物通道在口腔处形成交叉。爬行类的鳄和哺乳类,由于形成了完整的次生腭,内鼻孔后移,使呼吸道和消化道完全分开。④呼吸道进一步分化,发声器渐趋完善:两栖类的呼吸道仅为短的喉头气管室,喉头和气管的分化不明显;自两栖类开始有声带作为陆生脊椎动物的发声器官。爬行类的气管长,呼吸道有了明显的气管和支气管的分化;支气管始于爬行类。鸟类的气管以完整的骨质环支持,发声器(鸣管)位于支气管分叉的地方,鸣管外侧附有特殊的鸣肌,鸣肌的收缩可以调节鸣膜的紧张程度,而使鸣声多变。哺乳类的喉头构造复杂化,支持喉头的软骨除杓状软骨和环状软骨外,新增加了甲状软骨及会厌软骨;声带位于喉部;吞咽食物时,喉门为会厌软骨所盖,避免食物误入气管。
【答案解析】