哺乳动物

来自中文百科专业版
跳转至: 导航搜索
科学分类
界:动物界 Animalia
门:脊索动物门 Chordata
亚门:脊椎动物亚门 Vertebrata
下门:有颔下门 Gnathostomata
总纲:四足总纲 Tetrapoda
爬行形类 Reptiliomorpha
羊膜动物 Amniota
合弓类 Synapsid
兽孔类 Therapsid
兽齿类 Theriodontia
犬齿兽类 Cynodont
真犬齿兽类 Eucynodont Probainognathia
哺乳形类 Mammaliaformes
纲:哺乳纲 Mammalia

  哺乳动物汉语拼音:Buru Dongwu),脊椎动物亚门哺乳纲(拉丁语:Mammalia)的一类用肺呼吸空气的温血脊椎动物。哺乳动物因用乳腺分泌乳汁哺育后代幼体而得名。此名称由瑞典自然学者林奈创造,写作Mammalia,来自(拉丁语:mamma,意为乳房)。人类属于哺乳动物。哺乳动物区别于其它动物的是其有乳腺(mammary glands)。乳腺能够产生哺育后代的乳汁。

  按照《世界哺乳动物物种》(Mammal Species of the World)一书在2005年的资料,哺乳纲目前有约5676个(2008版的IUCN红皮书为5488个)不同物种,分布在1229个属,153个科和29个目中,约占脊索动物门的10%,地球所有物种的0.4%。啮齿目(老鼠、豪猪、海狸、水豚等)、翼手目(蝙蝠等)和鼩形目(鼩鼱等)是哺乳动物中物种最多的目。

  哺乳动物的身体结构复杂,有区别于其他类群的大脑结构、恒温系统和循环系统,具有为后代哺乳、大多数属于胎生、具有毛囊和汗腺等共通的外在特征。他们外型多样,小至体长30毫米长有翅膀的凹脸蝠,大至体长33米形同鱼类蓝鲸。体重从鼩鼱1/14盎司(2克)到140吨(127,000公斤)不等。几乎分布在世界的所有的区域,包括热带北极雨林沙漠

  哺乳动物哺育后代的时间周期也相比其它动物长。大脑相比其它动物高度发达,相应的地智力也更高。一些哺乳动物是如食品、居所、衣物以及其它产品的来源,而一些经过训练从事劳动,还有的被作为宠物供养。人类通过研究其它哺乳动物,可以更进一步增进对人类行为的了解,以及学习怎么样预防和治愈某些疾病。

  哺乳动物是在超过2亿年以前出现的。似乎是从爬行动物中的一群称为兽孔目(Therapsids)演化而来。最早被认知的爬行动物如鼩鼱,被称作三尖齿兽类。它们产卵。有袋动物 (体内带有育婴袋) 和有胎盘哺乳动物 (体内有孕育幼儿的子宫) 出现在大约1亿年以前。大约6500万年以前(新生代或哺乳动物时代初), 哺乳动物从数量、品种以及大小等方面有了增长。大约1万年以前,出现了一些巨大的陆地哺乳动物,包括地懒和毛象(现已灭绝)。

特征

  哺乳动物在外在和内在上存在着一些显著的特征,将哺乳动物与其他的脊椎动物区别开来。简单来说,哺乳动物是温血动物,具备毛囊汗腺,并能给后代哺乳。它们有听小骨,骨骼结构有区别于其它动物的特征,并有独特的循环系统结构。

哺乳动物主要特征表
类型 特征 注解
软组织特征 温血动物 哺乳动物依靠身体内部产生热量来维持一个恒定的高体温
毛囊汗腺 外表光滑的鲸科其实在身体的某些部位也有少量毛发
乳腺哺乳行为 哺乳动物能通过身体的腺体产生乳汁给后代哺乳
心脏循环系统 二心房,二心室,体循环的血液只经由左大动脉弓进行
红血球 循环系统中的红血球无核,呈圆盘状(骆驼呈椭圆状)
大脑 具备新皮质,能产生高等功能的知觉
横隔膜 与肋骨结合的横隔膜将胸腔和腹腔隔离
骨骼特征 听小骨 耳内有由锤骨、砧骨、蹬骨等三块骨头组成的听小骨
下颚 下颚由单块牙骨构成

分类

  全世界估计有5500种哺乳动物,约1200属,153科,29目。(详见哺乳动物分类表

  哺乳动物分为2个亚纲原兽亚纲(包含卵生的单孔目动物)、兽亚纲(包含胎生的有袋类及胎盘类动物)。而有胎盘哺乳动物则占据哺乳动物中的绝大多数,六个最大的目下的哺乳动物都属于有胎盘哺乳动物。哺乳纲下的3个最大目分别是啮齿目翼手目鼩形目,合并占所有哺乳类动物的60%以上。啮齿目包括鼠类、翼手目包括蝙蝠、鼩形目则包括鼩鼱鼹鼠沟齿鼠。四个次最大目则是食肉目(狗、猫、、熊、海豹等),鲸目偶蹄目灵长目(包括人类)。

荒漠哺乳动物

  荒漠最主要的特点是干旱,此外还会伴有剧烈的昼夜温差和沙尘暴等恶劣的天气,食物匮乏。适应了在荒漠环境生存的哺乳动物演化出了一系列各具特色的生存技能来管理能量和水分、抵抗炎热的气候并进行经常性的迁徙。

  能量和水分管理 荒漠哺乳动物有各具特色的获取、处理和散失水分的方式。食肉动物一般从猎物的血液和湿润的组织里获得水分,食草动物一般从进食的植物中获得水分,有时它们也会舔食在岩石和植物表面凝结的露水。除了直接以水的方式获得的部分外,它们可以有效利用在消化过程中产生的代谢水。为了减少水分的浪费,它们有高效的肾脏,排出的尿液高度浓缩,粪便也非常干燥。一些荒漠哺乳动物如骆驼在水草丰足的时候会大量进食,将能量和水分保存到位于后背的驼峰内;肥尾跳鼠则将多余的能量保存在尾巴的基部。小型的食用种子的哺乳动物还会将种子储藏到洞穴里,更格卢鼠可在洞穴里贮藏5千克的种子。

  抵抗炎热 为了减少因出汗而散失过多的水分,许多荒漠哺乳动物在白天会找如小山丘和灌木丛的影子等阴凉处休息,小型哺乳动物如跳鼠则会躲藏到洞里,在比较凉爽的清晨和黄昏才会活跃取食。而在夜里由于不易被捕食者发现,大型食草动物会在夜间进行移动,从一个取食地点移动到另一个,边走边咀嚼反刍的食物。大羚羊在夜里可以移动超过30千米的距离。一些小型的哺乳动物,如耳廓狐演化出了大型的耳朵来散热。许多荒漠哺乳动物的体温可以比正常值提高一些来减少出汗。

  经常性迁徙 在荒漠中生存的哺乳动物需要经常性迁徙来保证食物和水源的充足供应,它们无论大小都具有长途跋涉的能力。一些大型食草哺乳动物的嗅觉对水汽非常敏感,能大致得知降雨发生的方位而向其迁徙,而食肉动物则会尾随其后。沙漠跳鼠一个夜晚可以移动10千米。

草原哺乳动物

  草原是开阔的环境,偶尔也会有稀落的树林和灌木生长,一年中的气候基本是干燥的,但也有大规模的季节性暴雨。这些特点让草原哺乳动物演化出了聚集成群落、按季节进行有规律的迁徙的特点。为了躲避天敌,它们要么演化出高速运动的能力,要么挖掘洞道进行穴居。

  聚集成群落 大型的食草哺乳动物会聚集成大型群落减少成为单个目标的危险,一些个体在进食和休息时经常会有另外一些个体在警戒。有时不同物种之间也会混合聚集起来。在非洲热带草原上,斑马羚羊瞪羚长颈鹿等混合聚集成世界上最大的野生动物群落,长颈鹿在开阔地带的视野和可视距离都很大,而斑马的嗅觉灵敏,羚羊的听觉敏感,它们共享优势资源,从而降低被捕食的危险。

  规律性迁徙 热带草原的降水是局部、季节性的。大型食草哺乳动物会逐水而居。角马就以大规模的有规律迁徙而闻名。

  高速运动能力 草原的开阔地带缺少掩护,无论是埋伏突袭还是逃跑都不容易。食肉动物为了捕获食草动物、食草动物为了活命都演化出了快速运动的能力。非洲的猎豹奔跑时速可以超过100公里,而他们的猎物瞪羚的速度也毫不逊色,它们是哺乳动物中奔跑速度最快的。除了速度以外,一些其他的哺乳动物如野马演化出了持续快速奔跑的能力,让它们能在无边无际的大草原上长距离旅行。

  穴居 一些小型的哺乳动物如草原犬鼠鼹鼠等会在草原上挖洞来建造藏身之所。它们会在地下建造复杂而有高度组织的洞道系统。一些洞道会修筑有防水的土丘和带有排水设施。非洲的土豚打出的洞道甚至可以容纳一个人。除了躲避天敌,洞道还可以在草原野火袭来时提供庇护。

森林哺乳动物

  森林生物是多样性最丰富的自然环境。林地为动物提供丰富的食物资源和隐蔽场所,保护他们不受地面上的捕食者的威胁。在其中生活的哺乳动物也演化出了适应该种环境的特性。

  树栖和地面生活 一些森林哺乳动物如绒毛猴蛛猴几乎从不下到地面。而虎猫等则是半树栖的。树栖的哺乳动物通过跳跃、飞跃等方式在树枝间移动。旧大陆的长臂猿使用钩状手抓握树枝,美洲的猴类用强有力的尾巴来缠卷树枝。蛛猴的尾巴可以支持全身的重量。松鼠有锋利的爪子来抓紧树皮,以它们的大尾巴来平衡身体。鼯鼠袋貂等在四肢间长有皮膜,可以在树间滑翔蝙蝠则具备完整飞行的能力。小鼠野猪鹿等哺乳动物在林地的地面上穿行。松鼠等小型哺乳动物常利用树洞筑巢,野猪和鹿等会利用树丛、山坡等地形寻找合适的休息场所避免四面受敌。许多树栖的哺乳动物会直接在树枝上休息。

  伪装 森林哺乳动物的皮毛大多数是深浅不一的棕色混合而成的,如此融入到生存的环境背景中去。幼年的鹿和野猪则长有带斑纹的皮毛,易于与林地底部的颜色混合。树栖的猫科动物身上的斑点状纹理,在树上容易与树枝间的透光和斑驳的树影混杂。

极地和高山哺乳动物

  极地和高海拔地区气候寒冷,有的终年被冰雪覆盖,食物匮乏。在这种严酷的条件下,哺乳动物演化出了各种不同的策略来应对。

  高海拔地区空气稀薄,为了提高身体的运氧能力,许多高山哺乳动物的血液中红细胞的密度更高。在山上生活的有蹄类哺乳动物四肢发达,如岩羊等物种演化出了外缘锋利坚硬,内部成柔软的垫状,能在湿滑陡峭的岩壁上能保持良好的抓地能力。它们生存在近乎垂直的悬崖峭壁上躲避捕食者。

  保暖 寒冷环境中生存的哺乳动物都有多重的毛发,外层的长毛主要起保护身体、伪装和防水防雪的作用。牦牛的毛发可长达1米。毛发的基层则是一层厚厚的绒毛,具有保暖效果。许多哺乳动物的脚掌上都长有一层浓密的毛,如北极熊等,除了保暖外还能够在冰雪的表面上防滑。北极熊和海豹全身上下都有很厚的皮下脂肪包裹以减少热量的散失。它们身体突出的器官,如鼻子和耳朵,变得短小来减低这些部位降温过快而被冻伤的危险。北极狐等小型的哺乳动物演化出的粗短的身体减小相对其体型的体表面积,尽可能减少体温的散失。

  季节性换毛 在极地和高山环境因为降雪和融雪的关系,在不同的季节的环境颜色的变化很大。为了在不同的季节都能有效实施伪装,许多极地哺乳动物如北极狐和北极兔每年会换两次毛,夏季换成棕色和深褐色的皮毛,与岩石、泥土和灌木的色彩相近,冬季则换成雪白的厚毛,融入白色的背景中。

水生哺乳动物

  在水中生活的哺乳动物其身体特征与陆地上的哺乳动物有很大差别。

  适于游泳的体型 水的密度比空气要大,阻力也更大。为了在水中能快速行动,水生哺乳动物都演化出了光滑而流线型的身体。完全水生的海豚儒艮海牛等的后肢退化消失以尾部的鳍和躯干进行波状运动来推进,前肢演化成的鳍状肢来控制方向,海豚科的哺乳动物多有背鳍,这可以防止在行进过程中发生翻滚。半水生的哺乳动物如水獭海豹等为了陆上生活的需要还保留有厚厚的毛发,四肢也演化为桨状或鳍状肢。海狮主要用前肢推动身体,海豹则主要用后肢。水生哺乳动物的水中运动能力比起许多鱼类有过之而无不及。

  保温 许多水生哺乳动物都生活在极地或季节性迁徙到极地。为了在寒冷的海水中保持体温,它们演化出了更大的体型和减小体表的突出器官,如此可减小体表面积相对于全身体积的比例,籍此减少热量的散失。他们也拥有厚厚的皮下脂肪以御寒。部分要上岸生活的物种如海豹、海狮、水獭有非常厚的皮毛,毛发表面还覆盖着防水的油脂。它们在岸上通过晒太阳来减少身体产生热量的能量消耗。

  呼吸 哺乳动物都是用肺呼吸的,它们必须定时回到海面呼吸新鲜空气。动物肌肉内的肌红蛋白可以保存氧并缓释,而水生的哺乳动物的肌红蛋白的含量较高,一些种类的海豹的肌红蛋白含量可以达到陆生哺乳动物的十多倍。

繁殖

  哺乳动物的繁殖方式属于有性生殖,极少数的物种兔子还具备在一定条件下孤雌生殖的能力。哺乳动物的繁殖类型有:卵生、有袋类和有胎盘哺乳动物三种。无论生产方式如何,哺乳动物的母亲都会给出生后的幼体哺乳,直到幼体成长至可以单靠取食乳汁以外的食物存活。

求偶和交配

  大多数哺乳动物,如海豹等,会在每年的一段固定的时期(繁殖季节)发情并聚集起来进行繁殖活动,这是为了待后代出生时有一个气候和食料更为适合的环境。在繁殖季节的雌性和雄性都会以声音、气味、外貌和行为等方式发出求偶信号来通知对方自己已经进入繁殖状态。他们通过观察求偶信号、外观、繁殖竞争中的表现等方式来选择最佳配偶交配。

受孕和生产

  哺乳动物的受精在体内进行,交配后雄性的精子进入雌性的体内,待雌性排卵后与其结合成受精卵。根据幼体的出产和早期发育方式可将哺乳动物以繁殖方式分成卵生和胎生,而胎生又有有袋类和胎盘类两种方式。无论生产方式如何,哺乳动物的母亲都会给出生后的幼体哺乳,直到幼体成长至可以单靠取食乳汁以外的食物存活。

  许多大型哺乳动物一般只会生产少量后代,通过长时间对后代的小心抚育来提高后代的存活几率。而老鼠兔子等小型哺乳动物一年就可以繁殖2-3代,如果繁殖的幼体全部存活将超过1000只,它们通过这样的快速繁殖来作为物种的一种自我防御方式,提高最终的生存率。澳大利亚本没有兔子,后来欧洲的殖民者带来了24只兔子,在意外野化后现已成为横扫全大陆的入侵物种。

  卵生哺乳动物

  目前尚存的卵生哺乳动物只有单孔目一类。顾名思义,他们的消化道排泄和交配、产卵等繁殖活动都是通过一个单一的开口(泄殖腔)进行的。卵生哺乳动物具有双子宫。它们无法在体内产生发育成形的幼体。雌性受精后产下卵并将其孵化,幼体在卵内逐渐发育成形并最终孵化。孵化后幼仔吸吮母亲分泌的乳汁长大。单孔目只包含了5个不同物种,分布在东南亚和澳大利亚。其中一种是鸭嘴兽,另外四种则是针鼹。针鼹具有育儿袋,它们把的待孵化的卵和孵化后的幼体放在育儿袋中。

  有袋类

  有袋类的最大特征是雌性在腹部有一个育儿袋,这个袋可以向前(袋鼠)或者向后开口(树袋熊)。有袋类的雌性繁殖系统具有双阴道和双子宫。幼体出生时会暂时在双阴道之间形成一条生殖道。与有胎盘类相比,幼体在发育的很早期(在子宫中约一个月)就出生,出生时非常小,体表裸露无毛,又聋又瞎。幼体出生后依靠嗅觉爬行到母体的育儿袋中,靠乳头分泌的乳汁继续发育。稍微长大后的幼仔可以离开育儿袋很短一段时间。有袋类一有292个不同物种。

  有胎盘类

  除了单孔和有袋类外的所有哺乳动物都是有胎盘的。胎盘是在子宫中内层内陷形成的处在幼体与母体之间的组织,通过脐带中的血管与幼体连接。幼体在母体的子宫中能通过胎盘吸收营养,并排出废物,以此使幼体能进一步发育。实际上有袋类的母体中也有初级的胎盘。在子宫中幼体被羊水包围浸泡,为其提供缓冲免受撞击和摇晃的伤害。

  幼体出生(分娩)时大多数是先露出头部,而鲸等则是先露出尾巴,以流线型的身体滑出产道。出生前幼体在子宫中通过胎盘吸收氧,故无需呼吸。但出生后胎盘与子宫脱离,幼体马上就需要呼吸到空气。在水中分娩的哺乳动物如海豚、鲸等会由母亲或其他成体托到水面进行第一次呼吸。一些以有蹄类为主的哺乳动物,如羚羊的幼仔出生后几分钟就可以行走和奔跑,因为它们一旦出生就暴露在随时会被捕食的环境中。而其它的种类则会把后代产在较为安全的巢内。在巢中出生的幼体的发育程度要低一些,许多都是又聋又瞎又没毛,不能自如行动的。

抚育后代

  哺乳动物的双亲抚育后代的时间较长,这在其他动物中比较少见。幼体出生后几周甚至几年内都得依赖母亲分泌的乳汁来生存与发育,这段时间叫做哺乳期。幼体在成长到可以自立之前都受到亲代的仔细照料,尽可能被安排在安全的环境中。抚育后代的责任一般由雌性承担,但一些哺乳动物的雄性甚至整个社群的成员也会共同承担起抚育的责任。亲代照料下一代的时间根据物种有很大区别。兔子和老鼠的照料期只有几星期,而在人类中这段时间可以长达10年以上。幼体在被照料的时间内可以有较长的童年期来观察、学习同类的行为,通过玩耍增加体验,锻炼体魄,为日后独立时增加存活的可能。

取食

  由于哺乳动物是温血动物,体内长期产生热量散失至环境中,因此比冷血动物要消耗更多的能量以维持体温的恒定。哺乳动物的取食习性按物种不同而有很大差异,各自适应于肉食性草食性杂食性的生活,取食的对象几乎无所不包。

  肉食性哺乳动物

  食肉目的动物(猫科犬科灵猫科等)及鲸目多数以其他动物的肉为食。其中熊科北极熊外全部主营杂食性生活,狗熊大熊猫更是基本以植物为主食。而虎鲸则主要以捕猎海豹海豚等其他次级猎食者为食。鼩鼱目中的鼹鼠等也是捕猎者。鬣狗食腐动物,主要以其他捕猎者的残余食物和尸体为食。一些特别的物种如吸血蝠,它们以舔食其他动物的血液维生。大多数肉食性哺乳动物都要追捕它们的猎物,而食蚁兽穿山甲等食虫性动物则会舔食大量的小型猎物。大型的鲸类则会将它们的猎物磷虾和海水一起吞到嘴里,然后用鲸须将海水过滤出去,留下食物吞到肚子里。

  植食性哺乳动物

  植物性食物,特别是茎叶等的营养和能量较难消化吸收,许多食草动物每天要花费很长时间摄入大量的食物。大象的消化系统效率很低,几乎半数的吃进去的食物都没被消化,而有蹄类则演化出了复杂的消化系统,借助肠道细菌的发酵来协助消化。根据发酵的场所可分为后肠发酵(在盲肠发酵)和前肠发酵(在前胃或瘤胃发酵)。多数偶蹄目动物都是前肠发酵的,它们的食物在前胃或瘤胃中发酵后会回到口腔继续咀嚼,是为反刍。反刍以后咽下的食物才会进入消化道的其他部分。根据取食的植物种类不同又可以把它们分为牧食哺乳动物(取食草类和低矮植物,如羚羊斑马)和啃食哺乳动物(取食灌木、嫩枝叶,如鹿)两种。花鼠等啮齿动物会把多余的食物储存起来待食物不足时取用,鼠兔甚至会将草料成堆晒干后储存过冬。

  杂食性哺乳动物

  哺乳动物中杂食性的很多,取食的食物种类也很广,包括植物枝叶、坚果、果实、蛋、肉,甚至食腐。杂食性动物中最大的一类是熊科,而像一些犬科和猫科动物虽然本身是肉食性的,但也是机会主义取食者,对于遇到的各种食物并不挑剔。

社会性

  由于哺乳动物的雌性需要对后代幼体进行哺乳,因此家庭的存在变得更加重要,易于形成各色社会群体。多数哺乳动物具备适应能力强、智能较高、行为复杂、具备一定的学习能力的特点,因此能表现出许多社会行为。它们中有组成庞大复杂社会群体生活的,也有独来独往的。一般来说,植食性动物比肉食动物表现出更多的社会化倾向。哺乳动物的社会群体随着环境、季节、繁殖、作息和食物的充足程度等因素而有所变化。

  独居

  如猫科动物、鼬、熊等除了交配时以外多是独自生活。但大多数哺乳动物在幼年期都会与它的同类共同生活。独自生活的雄性和雌性因领域的重叠而偶尔相遇,并伺机交配。

  群居

  狼、狮子、某些灵长类等会根据家族组成小型群体。而有蹄类动物如羚羊、斑马等则会组成数目巨大的群体,通过鱼群效应、相互协助等方式降低个体被捕食的危险。如猫鼬的群体有明确的分工,一些个体在进食的时候另外一些就在放哨。

  一些哺乳动物的社群里存在等级制度,如狼群、象群会有一只雌性的首领带领,斑鬣狗的群体根据等级的划分会有严格的进食先后顺序。群体会因为各种原因(繁殖、争斗、食源不足等)发生成员的加入和离开。大型食草动物中一批常见年轻雄性形成一个单身汉群体,如非洲象。而其他的一些物种则会出现性成熟的雄性游离到其他群体交配的现象,如虎鲸。

  交流

  哺乳动物会通过改变身体的外形和做出某些动作(视觉)、发出声音(听觉)、使用粪便和尿液等气味标记(嗅觉)还有互相梳理皮毛等多种方式进行个体之间的交流。在群体内,这些交流可以帮助确立它们之间的社会关系、给同伴发出危险警报和求偶等;在个体或群体之间通告自己的领域,在一定程度上减少因为同一区域内不同群体的领域重叠而造成的对食物等资源的竞争。除此以外,还可以对其他动物发出警告让它们不得靠近。

参考条目