動物(英文名:Animal),即動物界(學名:Animalia),是生物的一界,與植物、真菌、原生生物、原核生物、病毒共同組成生物界。截至2025年11月,動物界下共計34門119綱765目,約180萬種,門主要有脊索動物門、節肢動物門、軟體動物門、環節動物門等,其中物種數量為粗略估計,每年仍有新物種被發現和命名。現代生物學較為認可的“群體假說”認為動物可能起源于群體的須苔屬,后生動物起源時間為19億年前~10億年前。動物經歷了由簡單到復雜、由低等到高等的系統發育的進化歷程,其演化最早來自埃迪卡拉動物群,首次出現在6.2億~5.5億年前化石記錄中。
動物為多細胞真核生物生物,最典型的特征包括具有感受器官、運動器官和內部消化器;動物能夠自主活動,主要通過其他有機體獲取營養,為異養生物;動物中各物種外形極具多樣性,體型差異較大,在外形上可分為不規則形狀、輻射對稱和雙側對稱。動物分布于世界各地,棲息環境包括海洋和陸地。
動物具有多種不同的行為,包括節律行為、社群行為、攻擊防御行為、穴居行為和交流行為等。在繁殖方面,動物的交配系統較為多樣化,分為一夫一妻制和一夫多妻制等,可通過有性生殖或無性生殖產生后代。多細胞動物的胚胎發育過程較為復雜,且因物種的不同而有所差異。
截至2025年11月,根據《世界自然保護聯盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄》,約有0.8%的物種已滅絕,約4.5%的物種極危,約7.5%的物種瀕危,約7.6%的物種易危,約5.7%的物種近危;在中國,新調整的《國家重點保護野生動物名錄》中共列入野生動物980種和8類,其中國家一級保護野生動物234種和1類、國家二級保護野生動物746種和7類。
動物與人類關系密切,家養動物、魚類等是人類的食物及工業和醫藥原料。很多昆蟲、蜱螨和嚙齒類等會危害農業和林業;許多低等動物是人和其他動物的寄生昆蟲;有些動物能傳播人和動物的疾病,或是植物病害的病原,危害人、畜和農作物。
定義
動物一詞最初被用于形容任何會呼吸的有生命的生物;普遍認為動物是一類多細胞真核生物,且具有運動能力;根據詞典定義,動物界的所有動物為多細胞生物,具有明確的形狀且不可無限生長,可以自主移動,主動獲取食物并在內部消化,有感覺和神經系統,能夠對刺激迅速作出反應。與植物、真菌相比最大的區別在于動物發展出肌肉組織能夠自主活動。
分類
截至2025年,動物界下共計34門118綱765目15762,動物按分類系統可分為30多個門類,主要有脊索、節肢、軟體、環節動物門等,其中物種數量為粗略估計,每年仍有新物種被發現和命名。
分類方法
現代動物分類最早可以追溯到古印地語時代(約公元前500年左右)查拉卡區分了脊椎動物和無脊椎動物;約公元前300年,古希臘哲學家亞里士多德(Aristotle)將動物分為無血動物和有血動物。
現代動物分類學采用的分類方法包括數值分類學方法、進化分類學方法、分子系統發生學方法和分支系統學方法,綜合運用形態學、分子生物學和統計學手段分析動物物種間的親緣關系,將有機生物分為四界:原核生物動物界(Monera)、原生動物界(原生生物)、植物界(Vegetabilia)和動物界(Animalia)。
根據生物間相同或相異程度與彼此間的親緣關系,使用不同等級特征將其逐級分類,形成的動物分類系統由大到小有界、門、綱、目、科、屬、種幾個等級,每個等級稱為階元;在這些基本階元前加前綴super,如 Superphylum,即為超門,為高于門的一類;加前綴sub或infre,如Infrakingdom附界、亞科亞科,低于這個階元。
主要分類類群
歷史上最早將動物大致分為脊椎動物和無脊椎動物;現存動物界中有90%以上都是無脊椎動物;脊椎動物的脊椎是從胚胎時期的脊索發育而來,包括脊椎動物亞門下的所有動物。
脊椎動物
脊椎動物所屬的脊索動物門(Chordata)是動物界中最高等的一門,在外部形態、內部結構和生活方式都有著極其明顯的差異,傳統的后生動物系統發育學將脊索動物門分為被囊動物亞門(Urochordata)、頭索動物亞門(Cephalochordata)、脊椎動物亞門(Vertebrata)。
主流觀點認為該門下物種具有以下共同特征:具有脊索、背側中空神經管、腮裂、內壁、肌切變和后尾;前三者也是區分無脊椎動物的主要特征。
脊椎動物的獨特特征包括神經嵴、內骨骼、適應性免疫系統、基因組構成和基板。神經嵴是脊椎動物的關鍵特征,與頭部和頜骨的發育密切相關;其骨骼系統屬于內骨骼,脊柱由單個脊椎骨連接組成,代替脊索保護脊髓;此外,還進化出更為復雜的適應性免疫系統,能夠在反復遇到特定病原體時作出更迅速和有效的反應。有研究證明頭索動物和脊椎動物的基因具有高度同源性,在進化過程中分化出脊椎動物和無脊椎動物。
無脊椎動物
沒有脊椎或脊骨是無脊椎動物的共同特征,除此以外每個門都有各自的特點。
動物界中最古老的門是多孔動物門(Porifera),也稱為海綿動物門,是所有動物的姐妹群,大多數海綿都有生物礦化的針狀體,是早期海綿的主要特征之一;海綿動物沒有器官,由細胞和纖維組成,內部滲透著復雜的管道系統,管道通過堅硬的深棕色和黑色皮膚打開大小不一的孔。
多孔動物門分為鈣質海綿綱(Calcarea)、尋常海綿綱(Demospongiae)、六放海綿綱(Hexactinellida)、同骨海綿亞綱(Homoscleromorpha);現存的海綿種類有80%~90%屬尋常海綿綱。
刺胞動物門(Cnidaria)刺胞動物主要呈放射狀對稱,會產生微小的細胞內刺囊,稱為刺絲囊或刺胞;刺胞動物也稱為腔腸動物,指其中圍繞著一個中央體腔的簡單組織,它們的共同特征支持了它們有單一起源的理論
櫛大蚊屬動物門(Ctenophora)被稱為櫛水母,主要是海洋浮游植物;基于形態學和分子分析,在櫛水母門中至少有一個多系目,櫛水母門內部的進化關系和櫛水母與其他動物門的關系仍是個懸而未決的問題,據分析發現刺胞動物門、雙側對稱動物包含其分支或所有其他動物門的姐妹血統。
粘體動物門(Myxozoa)最初被認為是原生動物,現有分析確認它們是與刺胞動物關系最密切的原始后生動物。
扁盤動物門(Placozoa) 中的絲盤蟲(Trichoplax adhaerens)自1883年被發現以來的很長一段時間里被認為是該門的唯一代表,最近的形態學和分子系統發育分析表明該門包括幾個更高階的分類群,但至今仍沒有被正式描述或命名,也沒有數據分析支持該門與其他動物門的關系,其系統發育位置仍是個引起激烈爭論的問題。
無脊椎動物中的雙側對稱動物有三層軀體層次(三胚層),背腹軸和左右軸互相對稱,分為原口動物超門(Protostomia)和后口動物超門(Deuterostomia )。根據基因組分析,將原口動物中基因相似的列為單獨的門,包括毛顎動物門(Chaetognatha)、蛻皮動物超門(Ecdysozoa)、螺旋動物超門(Spiralia)。
毛顎動物門(Chaetognatha)也稱為箭蟲,包含近200種浮游生物,許多形態學和胚胎學自胚性支持這些動物分類為門,據胚胎學觀察毛顎動物最初被認為是后口動物,但近年來所進行的所有分子系統發育分析有證實了毛顎動物為原口動物,但其在原口動物中的確切系統發育位置仍不明確,分子分析表明毛顎動物是所有其他原口動物、螺旋體動物的姐妹類群。
蛻皮動物是原口動物中一大類,其特征是通過周期性蛻皮來生長,由外表的角質層充當骨架的作用,由有機化合物質構成,更輕薄也更靈活,這一類中包括8個門。
節肢動物門門(Arthropoda)動物界下最大的門,現存物種有84%屬于節肢動物門,肢節和附屬物(觸角和口器等前肢)的變異、特化、數量和外觀是區分節肢動物類別的重要標準;節肢動物門內各物種間的關系以及該門與其他動物門間的關系尚不明確,曾被認為是環節動物門的近親蟳,或是由環節動物祖先進化而來,但現代分析認為它們類似的分段身體結構必須是獨立進化的。節肢動物門下分為螯肢亞門(Chelicerata)、甲殼亞門(Crustacea)、六足亞門(Hexapoda)、多足亞門(Myriapoda)。
動吻動物門門(Kinorhyncha)動吻動物門內的進化關系仍不明確,被認為與鎧甲動物門和鰓曳動物門關系最為密切,但仍存在爭議,目前沒有充分的證據表明表明這些門之間的相互關系。
鎧甲動物門(Loricifera)被認為與動吻動物門關系密切,并且與鰓曳動物有許多非對稱特征,但其系統發育位置仍有爭議,沒得到證實。
線蟲(Nematoda)也稱蛔蟲病;最早被認為是扁形動物門,直至20世紀中期才被完全接受和承認為一個獨立的門,根據形態系統發育分析認為它們與扁蟲動物門的親緣關系最為密切,最近的系統基因組學數據表明該門與環節動物門、軟體動物門和其他幾個較小的門構成了軟體動物姐妹類群。
線形動物門(Nematomorpha)也稱為線蟲,形態學和分子數據支持線蟲屬的單系性,海洋屬的線蟲與該門中的淡水物種間存在姐妹類群關系,1886年將線蟲屬提升到門的水平。
有爪動物門(Onychophora)也稱為絲絨蟲,早期認為其與環節動物和節肢動物門擁有共同特征,是兩者間的聯系,有分子研究表明有爪動物門與節肢動物門和緩步動物門門有共同的進化關系,并共同形成了未分級的全節肢動物分類群,這一分支屬于蛻皮動物超門,但是這些較大的群體間的進化關系仍存在爭議。
鰓曳動物門(Priapula)也稱為棘足蟲,曾被認為是前石竹門的一類,但它們與其他任何動物類群都沒有明顯關系。
緩步動物門(Tardigrada)被認為是節肢動物(昆蟲、甲殼亞門動物)的近親蟳,體長只有1mm或更小。
原口動物的另一大類為螺旋動物,在發育早期的特征為螺旋解理是典型的分裂模式,但這些動物的系統發育關系仍存在爭議,部分分支目前沒有已知的形態學或分子數據支持。根據ITIS綜合分類系統將螺旋動物分為17門。
棘頭動物門(Acanthocephala)被稱為棘頭蟲或帶刺植物病原線蟲,是一個單系異種寄生昆蟲群,完全由節肢動物門和脊椎動物的內寄生蟲組成。
環節動物門(Annelida)該門的動物身體被橫環或環狀物分為幾段,名字由此而來,該門作為動物界中主要的無脊椎動物門,其下物種多達9000多種。
腕足動物門門(Brachiopoda)腕足動物類似雙殼軟體動物門,最初被認為是軟體動物的一個家族或其中一目,到20世紀專家基于大量的自幽靈螳螂特征與所有其他動物群體完全不同,將腕足動物視為一個獨立的門,但該門及其組成綱的單一性仍存在爭議,提出至少兩種分類系統:根據殼的組成來劃分門,分為鈣化綱和舌形綱或將顱形目作為它自己的亞門,顱形目亞門,上述分類的兩個綱被提升到舌形目和舌形目亞門。
苔蘚動物門(Bryozoa)苔蘚動物包括超過5000種目前公認的無根物種;苔蘚蟲與帚形動物和腕足動物門在歷史上被歸為帚形動物門,現在被歸類為原口動物,與軟體動物門、環節動物門等關系更加密切,屬于深孔動物超門。
環藻動物門(環口動物門)環藻動物是龍蝦口器上的專性共棲生物。
內肛動物門門(Entoprocta)內肛動物是一組水生無脊椎動物,1774年首次被描述為苔蘚動物,但它們之間的相似之處可能只是表面上的,比如它們觸須上水流模式與發育模式完全不同,在1888年被認為提升至門的水平。
腹毛動物門(Gastrotricha)腹毛動物是一組微小的水生無脊椎動物,根據進化關系將其分為獨立的門。
顎口動物門(顎胃動物門)這一類群在系統發育上仍在爭議,該門下的物種在總體體型、精子和生殖器官上都不同。
淡水顎蟲(Micrognathozoa)與顎口動物門和輪蟲動物門有較強的親緣關系。
軟體動物門門(Mollusca)由覆蓋身體的軟殼分泌的碳酸鈣殼將軟體動物全部或部分包裹在其中,是動物界中最多樣化的類群之一,有近10萬種,每一種在生態和結構上都有巨大差異。
紐形動物門(Nemertea)也稱為帶狀植物病原線蟲,根據有無身體盔甲分為無刺綱和有刺綱;在早期歷史中被歸為扁形動物門門,18167年認識到它們之間的差異將其歸入紐形動物門,但仍認為與扁形動物門物種關系密切,直到1876年才將其區分開來;紐形動物門內的進化關系仍存在爭議,無法確定單系目間的分類地位。
直泳蟲門(Orthonectida)由于形態學數據缺乏無法確定其分類地位,有分子研究表明該動物門下物種屬環節動物門。
帚形動物門(帚蟲動物門)也稱帚蟲或馬蹄蟲,形似植物病原線蟲的海洋無脊椎動物,但與其他動物的關系仍存在爭議,由于沒有化石記錄,馬蹄蟲成蟲相似的身體區域可能讓其歸類于苔蘚蟲或腕足動物門。
扁形動物門(Platyhelminthes)由扁形蠕蟲組成,該門由四綱組成:吸蟲綱(吸蟲)、絳蟲綱(絳蟲)、渦蟲綱(渦蟲)和單綱,但有研究認為單綱屬水螅目的一個亞綱,此處存在爭議。
菱形動物門(Rhombozoa)這一門在分類地位上存在爭議,以前認為該門屬于原生動物和后生動物間“缺失環節”。
輪蟲動物門(Rotifera)輪蟲前端移動的纖毛(微小的毛發狀結構)呈圓形排列就像旋轉的輪子,因而由此得名。
星蟲動物門(Sipuncula)也稱為花生蟲,是一類未分節的外腔動物,其進化關系尚未明確。
后口動物包括棘皮動物門(Echinodermata)、半索動物門(Hemichordata)、脊索動物門(Chordata)。
棘皮動物門(Echinodermata)棘皮動物有著堅硬、帶刺的外殼或皮膚,起源于寒武紀,主要根據骨骼結構的不同分為21類,現存的科有海百合科、海膽科、海參科、星科、蛇科(籃星和蛇星或蛇尾)和同心環科,物種數量超過6500種;但棘皮動物的高級分類仍存在爭議,其中有形動物亞門的成員被認為是脊索動物。
半索動物門(半索動物門)一種與脊索動物和棘皮動物相關的植物病原線蟲狀海洋無脊椎動物,半索動物的憩室在起源和功能上與脊索動物的脊索幾乎沒有相似之處,而與棘皮動物親緣關系較近。
脊索動物門門中的頭索動物亞門(Cephalochordata)和尾索動物亞門(被囊動物亞門)都是無脊椎動物,脊索動物美國白燈蛾的發生與脊椎動物起源密切相關,其相似的結構特征將其作為門識別分類。
命名
動物物種命名采用的是瑞典博物學家卡爾?馮?林奈(Linnaeus)提出的國際通用的雙名法,即用拉丁文的屬名加種名表示物種,也是該物種的生物學名;例如狼(Canis 游隼蒼狼)和狗(Canis lupus familiaris)同為犬屬(Canis)具有相似的特征,lupus為種名,familiaris為亞種名(家養的),狗是狼的一個亞種;如果種名無法確定則在屬名后附議sp.,多個不確定種以spp.表示,對亞種的命名遵循三名法。其次,在拉丁學名后常附記首次命名該物種的作者名字或名字縮寫,有時還附記命名年份。
起源與演化
起源
在細胞層面上看,動物屬于后生生物是由許多真核生物多細胞化后形成的。
現代生物學較為認可的“群體假說”認為動物可能起源于群體的須苔屬,這些生物被稱為囊胚蟲,動物個體發育中的囊胚期是囊胚蟲在發育中的重現,球形群體鞭毛蟲發展為多細胞動物符合生物發生律,具鞭毛的體細胞在低等后生動物中較為常見,這也成為支持該假說的證據之一;因此,普遍認為動物的單細胞祖先與現生的單細胞領鞭毛蟲非常接近,領鞭毛蟲的形態與海綿動物的領細胞極為相似;但也有認為動物祖先類似于刺胞動物門的浮浪幼蟲,外形呈橢圓形和放射狀對稱,外層細胞具鞭毛,沒有口。
關于最早的真核生物出現時間和動物起源時間至今仍不明確;動物脫氧核糖核酸研究表明,第一批真核生物出現在2500億年前~10億年前,大致在元古代,即前寒武紀的最后一個時代;據分子鐘推算,后生動物起源時間為19億年前~10億年前。
最近的研究表明,利用分子推算現存動物最后的共同祖先至少存在于7.20億年前~6.35億年前成冰紀的海里,甚至更早,如托尼安時期(約8億年前);現今發現的第一個后生動物化石出現在約5.8億年前的海底沉積物里;但由于早期動物沒有礦化的殼,難以在地層中找到動物起源時期的化石證據,因此目前仍未發現屬于那個時代的動物尸體化石。
演化
動物的演化歷程至今仍留有部分空白尚不明確,在較長的一段時間里認為關于現代動物的演化最早來自埃迪卡拉動物群(Ediacara Biota),其中微小的軟體海洋動物被認為是最早的動物物種,它們是相對較大且復雜的多細胞動物,首次出現在6.2億年~5.5億年前(文迪安時期)化石記錄中,相似的化石記錄在世界各地均有發現,這一特殊動物群體被命名為埃迪卡拉動物群;這些軟體動物門化石分類群在形態學、生態學研究為它們與現代動物分類群的關系提供了關鍵證據,證明了多細胞動物的移動性、異養性、骨骼化、有性繁殖和復雜生態系統的組合,這都是現代動物的特征。
埃迪卡拉動物群隨后于5.44億年前在化石記錄中消失;因該群所在時期的痕跡化石記錄了動物及其跗肢的早期進化,包括刺胞動物門級和植物病原線蟲類動物的簡單行為,這一時期也被認為是大多數兩側對稱動物分化的時期;后來在埃迪卡拉動物群曾經出現的位置上又發現了當今世界上幾乎所有門的物種化石,由于其在地質時間尺度上出現極快,也稱為寒武紀大爆發(Cambrian explosion)。
古生代
優勢物種:多孔動物門和節肢動物門動物,以三葉蟲(Trilobita)為代表
寒武紀的物種大爆發標志著許多現代動物門類的首次出現和快速演化,這些門類構成了現代動物生命的基礎;在經歷物種大爆發后,動物開始進化出更為堅硬的身體結構,其中包括許多更大更復雜的生物體,如棘皮動物、軟體動物門、植物病原線蟲、節肢動物和脊索動物門等雙側對稱動物,這些硬體部分比軟組織更容易形成化石,因此寒武紀以后的化石記錄變得更加詳盡和清晰。
然而,寒武紀大爆發的原因仍不明確,有認為海洋化學變化促使動物身體發育進化,也有認為大氣中氧氣含量的上升影響了膠原蛋白的代謝合成,膠原蛋白是構成動物體內硬結構的基礎。
優勢物種:海洋無脊椎動物占主導地位
奧陶紀是寒武紀大爆發的延續,期間出現了現代海洋門類的所有動物,動物中的屬數量增加了4倍。
奧陶紀的輻射始于淺海環境,并向更深的水域發展,曾經主導海洋的三葉蟲等被廣泛的其他海洋無脊椎動物所取代,包括淺水域出現了節肢腕足動物門、腹足類動物和頭足綱,其中節肢動物門和腹足綱向更遠的近海擴散。
奧陶紀晚期,瓣鰓綱群落取代了腕足類-腹足類群落占領了淺水棲息地;與寒武紀相比,奧陶紀群落的生活范圍擴散到離海底50cm的地方,無脊椎動物更是到達海底以下1m的深度,動物群落的混合形成更為復雜的生態位。
由于冰川作用導致全球變冷、海平面上升使得動物棲息地減少,約85%的物種在奧陶紀末期滅絕,包含26%的屬和49%的科。
奧陶紀末期的大規模滅絕事件對生物多樣性產生了重大的影響,但也為新物種的誕生和演化提供了機會,生物群落逐漸恢復并繼續演化,志留紀的生態系統在很多方面仍與奧陶紀的生態系統相似。
海洋生物多樣性繼續增加,特別是底棲動物和棘皮動物等;腕足動物門的多樣性在志留紀期間達到高峰,它們在海洋生態系統中占據著重要地位;志留紀是魚類和早期脊椎動物發展的重要時期,肉鰭魚總綱和輻鰭魚綱開始出現,為后來的四足動物和陸地生態系統的形成奠定了基礎。
到志留紀末期,由底棲生態、浮游生態、游泳生態和礁體生態組成的海洋動物生態類型已經全部出現, 為以后的海洋生物群落演替做好了生態準備。
優勢物種:海洋無脊椎動物為主的魚類
泥盆紀以“魚類時代”而聞名,這一時期的海洋面積占全球的85%;淡水水域中出現最早的輻鰭魚類,為軟骨魚類,以古鱈魚為代表;近岸的沙質和粉質環境中,瓣鰓綱、穴居生物、腕足動物門(燈殼類)和簡單珊瑚豐富;在沒有陸地碎屑的近海環境中,棲息著珊瑚、層孔蟲(類似于水螅動物的大型殖民地海洋生物)、海鯛、腕足類、三葉蟲、腹足類動物等動物。
較深的水域中出現的頭足綱桿菊石(Ammonite),是由泥盆紀早期的鸚鵡螺目進化而來,是為數不多的新出現的群體之一,數量豐富;在泥盆紀晚期出現了最早的淡水雙殼類和第一批四足兩棲動物,標志著脊椎動物開始征服陸地。
優勢物種:兩棲動物
由于海洋海侵和退行,陸地面積開始擴大,此時是兩棲動物的發展高峰期;鳥類、哺乳動物和爬行綱開始在陸地產卵,它們的卵有著一組胚外膜(羊膜、絨毛膜和尿囊)包裹使其可以在干燥陸地上保持水分,同時又能與外界進行營養物質交換,動物胚胎得以在陸地存活,羊膜卵的出現標志著動物從水生環境過渡到陸地環境。
大片的沼澤雨林為昆蟲和兩棲綱的發展提供了完美的棲息環境,差翅亞目、蜉蝣等昆蟲蓬勃發展,這一時期的昆蟲體型較大,如一些最早的飛蟲體型類似于現在的鷹,節肢動物門的體型比正常成年人類還大,還有大型的原始蜚蠊目;石炭紀后期出現了第一批陸地蝸牛,倍足綱、蝎子和蜘蛛,它們的出現在生態系統中占據著重要地位。
這一時期的海洋動物主要以腕足類動物和海蛇類為主(海蛇類為有柄棘皮動物,外殼或皮膚堅硬且帶刺);淡水蛤蜊首次出現,腹足類動物、硬骨魚綱和鯊魚的多樣性也有所增加;但三葉蟲、紅珊瑚和海綿開始衰落。
優勢物種:爬行綱
二疊紀的海洋生物比現代海洋生物更加多樣化,許多譜系進入早二疊紀時期,只有少數物種和屬分化成新的科和總科,在中二疊紀時期動物群落越來越復雜,屬級生物多樣性增加。
陸地上以爬行動物為主,出現了最早的始祖龍(雙肢類爬行動物)是中生代大型爬行動物的祖先;首次出現的原龍屬被認為是一種水生爬行動物的祖先;一些爬行動物出現新的生產方式——胎生,最早的記錄來自早二疊紀的中龍屬(Mesosaur)。
二疊紀末期發生了地球歷史上最大規模的滅絕事件之一,使得約95%的物種消失,包括95%以上的海洋物種和70%的陸地物種;淺層溫水海洋無脊椎動物受影響最大,包括三葉蟲、褶皺珊瑚和鏈珊瑚,以及兩大類棘皮動物(囊胚類和海蚰蜒類),這些物種的滅絕使不同屬的數量顯著下降了12%~70%;獸腳亞目、爬行動物和兩棲動物在二疊紀末期也經歷了顯著的衰退。
中生代
優勢物種:以迷齒亞綱兩棲動物和爬行動物為代表的脊椎動物
三疊紀早期,生態系統開始重建,根據化石記錄顯示,三疊紀的海洋無脊椎動物多樣性相比二疊紀大大減少;有研究認為雙殼類動物的發展與腕足動物門動物形成競爭,導致這一時期的腕足類動物大量減少,在海洋底棲動物中不再占據主導地位。
海洋魚類的多樣性增加,出現新的海洋爬行綱類群,以魚龍目、海龍目和鰭龍超目為主導,包括楯齒龍目、腫肋龍屬類、幻龍目和蛇頸龍目,形成多樣的海生爬行動物支系;有研究表明大部分魚龍類、蛇頸龍類和一些生活在淡水域的始祖龍類群具有胎生能力。
三疊紀是爬行動物演化的重要時期,出現了一群小型兩足動物主龍類(Archosaurs)屬于假蜥目,在三疊紀晚期出現原始恐龍,分為蜥目和鳥目;在晚三疊紀出現最早的哺乳動物摩爾根獸(Morganucodon)。
三疊紀末期的大滅絕是最大的海洋滅絕之一,無脊椎動物受影響最大,腕足動物門、瓣鰓綱中近一半現有的屬和幾乎所有種都未能幸存,菊石亞綱亞綱中除了一種菊石(葉菊石亞目)外,其他菊石均滅絕;在陸地生態系統中,對四足動物的影響最大,哺乳類爬行綱和原始兩棲動物逐漸滅絕
侏羅紀是生物多樣性和復雜性顯著增加的一個階段,許多現代脊椎動物和無脊椎動物首次出現,如新出現的節肢動物門螃蟹和龍蝦、包含鯊魚在內的軟骨魚和硬骨魚綱類(現代魚類的主要種類);大型海洋捕食者,如蛇頸龍屬和魚龍目,在食物鏈的頂端占據重要位置。
陸地上,蜥腳類恐龍以其巨大的體型和長頸著稱,是侏羅紀時期陸地生態系統的重要組成部分,尤其是獸腳亞目食肉恐龍,分布全球各地;翼龍目,包括喙嘴龍亞目和翼手龍亞目,被認為是最早的飛行脊椎動物之一;該時期發現的始祖鳥,作為最早發現的有羽毛的恐龍化石之一,為鳥類起源于獸腳亞目恐龍提供了重要證據。
哺乳動物以及類似現代的兩棲動物和爬行動物大規模發展,胎盤動物是當時最豐富的哺乳動物,與有袋類動物成為該時期分布最廣泛的分支(真獸下綱目和后獸下綱目);通過對真獸下綱的中華侏羅獸(Juramaia)和中華袋獸(Sinodelphys)的研究推斷該時期為哺乳動物中胎盤類-有袋類分支的演化階段。
優勢物種:恐龍和翼龍
白堊紀在生物學上具有重要意義,是從古生代早期生命形式過渡到新生代高級多樣性的重要階段。
巨大的爬行綱,如魚龍類、滄龍科和蛇頸龍目等是海洋中的頂級掠食者;硬骨魚綱、鯊魚和鰩總目(軟骨魚類)非常繁盛;在白堊紀末期,海洋浮游植物呈現出明顯的現代面貌。
白堊紀也是恐龍的鼎盛時期,許多恐龍生活方式類型與現代陸生哺乳動物群落沒有太大區別,食肉的霸王龍和食草的禽龍是其中最著名的體型較大的恐龍;飛行的爬行動物翼龍類在天空中占據著統治地位;許多其他陸地動物類群在這一時期發展出了現代特征,如蛇和蜥蜴、蝸牛和麗文蛤等。胎盤哺乳動物,包括大多數現代哺乳動物(如嚙齒動物、貓、鯨目、牛和靈長目)和有袋哺乳動物如袋鼠科和樹袋熊,在白堊紀晚期開始進化。
白堊紀末期,陸地上的恐龍和海洋環境中大型游泳爬行綱(如魚龍目、滄龍和蛇頸龍目)遭到滅絕,鸚鵡螺科、魷魚狀的蛭石、被稱為海鞘類的無柄造礁軟體動物門,以及大多數微小的浮游生物也在這個時期滅絕了
新生代
優勢物種:哺乳動物
海洋
隨著大陸板塊的漂移和拼合,促進了熱帶邊緣淺海珊瑚礁生態系統的發育,進而孕育了以礁棲生物為主體的海洋生物多樣性熱點區;全球海洋生物多樣性峰值區在新生代經歷了多次轉移,自西向東幾乎橫跨半個地球,從西特提斯洋(今地中海區域)轉移到現今的印太交匯區;起源于澳洲板塊附近的棲礁魚類最終和東南亞熱帶海區的魚類共同組成現今的海洋魚類生物多樣性中心。
在始新世的海洋中,出現了完全海洋哺乳動物,分為兩個類群:鯨目動物(鯨目、鼠海豚和海豚)和海鯨目動物(類似于現代海牛和儒艮)。在中新世,鯉科魚類成為東亞地區淡水魚類區系的主體,后隨著青藏高原的強烈隆升和現代河流系統的形成,演變成現生的種類并形成現今的生活和繁殖習性。
陸地
受白堊紀大滅絕的影響,哺乳動物及其他脊椎動物有了充分的發展空間, 幸存的哺乳動物在陸地上生活并迅速發展成地球上的主要動物類群,期間的全球性氣候變化對陸地動物的演化產生了重要影響。
上新世中期,南北美洲的重新連接使許多陸地哺乳動物(如地懶、犰狳類動物、犰狳、負鼠和豪豬)出現在北美的化石記錄中;青藏高原的隆起促使攀鱸科動物向高海拔寒冷環境轉變;更新世的冰川大規模發育使得猛犸象和披毛犀適應了極端寒冷氣候。
古新世始新世極熱事件導致哺乳動物向北遷徙,靈長目、奇蹄目和偶蹄目等迅速出現并擴散;始新世-漸新世之交的南極冰蓋影響了哺乳動物的體形變化,也改變了靈長類的演化軌跡;在始新世-漸新世轉換期,靈長類幾乎完全滅絕,而亞洲南部和北非的熱帶地區成為靈長類動物的避難所。
更高級的靈長類動物在上新世繼續進化,出現最早被稱為人類的生物——南方古猿;直到更新世出現和進化出人屬,所有現代人所屬的智人是在中更新世后期進化而來;隨后,完全進化的人類擴散到世界各地影響著地球上的其他物種。
全新世廣泛發生了物種滅絕事件,包括猛犸象、渡渡鳥、大型哺乳動物(如披毛犀、大角鹿、穴獅、洞穴熊和劍齒虎)等,這些滅絕事件可能與氣候變化或現代人類的擴散有關。
形態特征
所有動物都是多細胞真核生物,由單細胞真核生物進化而來;動物的細胞沒有細胞壁,細胞周圍環繞著由膠原蛋白和彈性糖蛋白組成的特征性細胞外基質,便于細胞分化時進行移動重組,因此動物體內細胞類型更加多樣化,如:動物特有的肌肉組織是由肌動蛋白和肌球蛋白微絲特化而成。
除了多孔動物門(海綿)和扁盤動物門外,動物的身體由分化成的不同組織構成,包含連接和控制運動的肌肉、傳送和接收信號的神經組織,最典型的特征為其內部有著帶有一個或兩個開口的消化室,具有這些組織結構的動物也稱為后生動物或真后生動物(Metazoa);動物界中大部分物種都是后生動物。
動物擁有較為多樣性的外貌特征;其體型范圍從不超過幾個細胞大小到重達數噸;比如緩步動物的體長僅有1mm甚至更小,頭部發育良好,身體短,每個融合的部分都有一對短而結實、不相連的四肢,末端有幾個鋒利的爪子;現存陸地上最大的動物為非洲草原象(Loxodonta africana),母象體重可達2000kg~3500kg,肩高可達2.2m~2.6m,公象體型較大,體重在4500kg~6100kg之間,肩高3.2m~4m,雄性和雌性都有兩根粗大且彎曲的象牙,長度可達350cm。
動物從外形結構上大致可分為以下幾種:
不規則形狀
這種類型的動物外形沒有固定的形狀,缺乏對稱性,主要是多孔動物門的動物,如海綿和盤蟲;它們缺乏明確定義的組織和器官,主要由細胞和纖維組成;
輻射對稱
這種類型的動物有著呈輻射狀對稱的外形,身體一般呈短或長圓柱體或碗狀,身體各部分從中心軸線向外輻射或沿中心軸線有規則地排列,主軸一端為口腔末端或前端,另一端為外端或后端。除了那些有奇數個器官呈圓形排列的動物(如五臂海星綱)任何穿過這個軸的平面都會把動物分成對稱的兩半;輻射對稱動物主要包括刺胞動物門門下的腔腸動物(如水母、海葵目和珊瑚)和櫛水母動物。
這些動物胚胎通常是雙胚層結構,在發育過程中,輻射對稱動物的內胚層細胞分化成中央腔的內襯,中央腔可作為消化系統、循環系統,甚至可作為骨骼,也用于配子的擴散和排除體內廢物;它們通常依賴肌肉的協調搜索進行運動,輻射對稱性的外形結構特別適合過濾、捕食或光合作用等生活方式,圍繞中心軸的觸手可以攔截來自各方向的食物。
雙側對稱
大部分動物的祖先都是兩側對稱的,如昆蟲、魚類、兩棲動物、爬行綱、鳥類、哺乳動物和大部分甲殼亞門,它們除了前后軸外還有兩個對稱軸與前后軸垂直或彼此成直角,稱為矢狀軸和橫軸,只有一對對稱的側面;雙側對稱動物通常有三層軀體層次(三胚層)結合成器官;一般可細分為以下3種類型:無體腔(體腔內沒有充滿液體的體腔)、假體腔(內胚層和中胚層間有個腔體)和真體腔(中胚層內有一個腔)。
扁形動物門、紐形動物門、直泳蟲門和菱形動物門的動物都是無體腔動物,大多數沒有循環系統。紐形動物沒有分化的頭,但有著結構獨特的喙,喙部有柱頭,長約50μm~200μm,形狀像釘子,主要用于捕食小型無脊椎動物,部分物種也會用其來移動,在捕獵過程中柱頭丟失后會再生,有時還會產生有毒物質;不同物種的體長大有不同,最小的只有幾毫米,最長的伸展長度可能超過30m;紐形動物的身體不分節,呈扁平(偶爾凸背或圓柱形),體壁的肌肉為蠕蟲提供支撐也用于運動;身上色彩有的較為單調有的非常豐富鮮艷。
假體腔動物包括線蟲、萼花臂尾輪蟲、胃蟲,它們的體腔內側沒有中胚層,因此沒有組織、肌肉或結締組織。以線蟲為例,它們的身體結構簡單,整體呈蠕蟲狀,被角質層所包圍,沒有真正的體腔,是直接由囊胚腔形成的假體腔,大部分被腸、輸卵管或睪丸填充,環繞在咽周圍的神經組織組成線蟲的神經系統,為貫穿全身的背側和腹側神經索,線蟲體內的壓力較高導致身體呈現彎曲,沒有纖毛或鞭毛存在,通過來回拍打來移動。
真體腔動物
這種類型的動物在發育過程中具有由中胚層包裹的充滿液體的體腔。原口真體腔動物包括軟體動物、環節動物、節肢動物、棘足動物、有爪動物、帚性動物、緩步動物、腕足動物和苔蘚動物等,后口動物都為真體腔動物。
真體腔動物中的內腸系膜層能夠將中央腸道懸浮在動物軀體中間,對不同門動物的形態具有不同意義,比如對于環節動物及相關門的挖洞能力至關重要,這也使得脊椎動物成為動物中體型最大的分類物種。
現存最大的動物是南極洲藍鯨(Balaenoptera musculus),成年雄性平均頭身長度為25m,雌性為27m,最長的藍鯨標本有33.5m長,重達190噸,它們的身體呈現板藍色到灰藍色,在背部和肩膀上有著斑駁的淺色斑點,腹部呈黃色,經常被微生物覆蓋,它們的背鰭較短,只有35cm左右,上顎是須鯨中最寬的,喙部是最鈍的,從下巴到肚臍上方有50個~90個喉溝。
分布范圍
由于大陸之間被海洋阻隔,陸地上的長期隔離使得各區域內的動物各自發展,互不相關,然而,許多動物可以克服地理障礙進行擴散,影響動物地理分布格局。
受全球溫度下降的影響,海水結冰造成海平面大幅度下降,白令陸橋成為聯結歐亞和北美的陸地通道,動物群跨越白令陸橋來到亞洲,擴散至歐洲和非洲;在高溫時期,海平面上升淹沒巴拿馬地峽,南美洲的有袋類和原始胎盤類動物群與其他大陸相隔離,直至海平面下降,使巴拿馬地峽重新聯結南美和北美,高度特化的有胎盤哺乳類侵入。
普遍認為動物的分布區域都是從起源中心逐漸向周圍地區擴展,但由于受到地殼運動、氣候變遷、人類活動以及動物自身擴散能力和適應性等多種因素的限制,在地理區域上呈現出不連續分布,如駝類祖先起源于北美洲,后經阿拉斯加州擴散至歐洲和非洲,演變成現在的駱駝,從北美擴散到南美的個體其后代演化為現在的羊駝、美洲駝,現今駝類僅分布在歐亞大陸和南美洲,其起源地北美地區的駝類已滅絕。
棲息環境
動物都有其生存的獨特生態系統以滿足動物生存的基本需求,棲息地大致上分為陸地環境和水域環境,水域環境包括淡水水域和海水水域;根據地理特征又將陸地棲息地可分為苔原、草地、荒漠、竹葉林、溫帶闊葉林、熱帶雨林。
在IUCN棲息地分級系統中將棲息地類型細分到47種,考慮到土地覆蓋范圍和氣候變化等因素,能更為精確地標記物種棲息范圍。
生活習性
食性特征
動物都是異養生物,以直接或間接的方式依賴其他生物體來獲取營養,有些也會消耗死亡的有機物,甚至通過飼養共生藻類進行光合作用。根據其食性特征又將動物分為濾食性動物、食肉動物、食草動物、雜食動物、食腐動物等群體。
濾食性動物存在于海綿動物、腔腸動物、多毛類蠕蟲、棘皮動物、腕足動物、軟體動物門、節肢動物、魚類、鳥類和其他一些種群中。如高度進化的哺乳動物須鯨,進食時張著大嘴??在水面上游泳,用幾百個從口腔頂部垂下來的毛發狀的角質板過濾掉大型浮游生物(磷蝦);多毛綱蠕蟲毛翼蟲使用由身體特殊附屬物分泌的粘液來過濾它通過洞穴時泵出的水,裝滿食物的袋子會被送到嘴里吃掉;腕足動物進食時利用內收肌控制瓣膜開關(無關節動物通過收縮身體迫使瓣膜打開),纖毛運動產生進食電流,食物被導向肱軸(腦脊)沿著肱食物槽進入口腔。
食肉動物通常以其他動物為食,其腸道中擁有能夠將肌肉蛋白質分解成氨基酸的消化酶,也能利用動物脂肪和骨頭(鈣來源);一些專性食肉動物無法從植物或細菌中獲得必需的營養,它們缺乏將植物中胡蘿卜素分解成維生素A所需的酶,但可以通過獵物肝臟獲得,例如貓科動物。
由于植物細胞主要由纖維素組成,無法被高等動物消化或破壞,而食草動物進化出瘤胃,為消化植物葉子提供了空間,像牛、羊等反芻動物將未完全消化的植物從瘤胃中反芻出來,再將其咀嚼成更小的碎片,并將瘤胃液擴散到整個食物中,瘤胃液中的微生物可以將纖維素發酵成乙酸和其他短鏈脂肪酸,可被動物機體吸收利用。
其他食草動物能夠通過后腸發酵有效地利用葉類食物,如馬、大象、犀牛、樹袋熊和兔子。
雜食動物的牙齒和消化系統可以咀嚼和消化肉類,但對肉沒有絕對需求,小盲腸和大腸中都有活躍的菌群可以吸收短鏈脂肪酸,人、狗、嚙齒動物和大多數靈長類等都是雜食動物。
食腐動物部分或全部以動物尸體為食,許多無脊椎動物如腐尸甲蟲(Carrion beetles)可以完全以分解動物物質為食,在脊椎動物中禿鷹、禿鷲、斑點鬣狗科以腐肉為食,專性食腐動物根據物種的不同,在食用尸體的不同部位方面更加專業化和多樣化,鬣狗的下顎很重可以輕易咬碎骨頭,禿鷲的免疫系統可以抵抗尸體中的細菌或病毒危害,而尸體中最豐富的部分(內臟、肉和其他遺骸)在更大程度上被兼性物種利用;但大多數脊椎動物表現出更強的靈活性,食腐使它們能最大限度地獲得能量,同時最大限度地減少能量消耗,禿鷹在任何情況下可以吃死魚也會捕獵,獅子和狼有時也會食用被其他動物殺死的動物尸體。
動物的覓食行為包括搜尋、追逐捕捉、處理和攝取幾個階段,遵循最適覓食理論,即選擇那些單位時間內凈能量收益最大的食物和覓食策略;對食物選擇性較強的特化種動物(通常只吃一種或少數幾種特定食物)依賴氣味或視覺信號來識別食物;食物選擇較為寬泛的泛化種動物能適應多種不同的食物資源,但在處理特定食物上的效率較低。
動物的覓食行為還受其記憶能力、學習能力和環境條件的影響,與其自身的生理需求和營養平衡有關。
運動類型
在動物行為學中運動是指動物從一個地方移動到另一個地方的各種運動。運動需要推進和控制機制,通常由動物的肌肉產生推進力,收縮的數量、質量和位置是由神經系統發起調節的,通過這種協調完成動物運動。
不同環境下動物的運動類型均有不同,大致可分為陸地(包括樹棲)、空中、水域,為了抵消地球重力影響,生活在陸地和空中的動物進化出骨骼系統來支撐身體,此外還需要足夠的肌肉來克服慣性。
在水里,動物通過游泳或與底物(即底部或其他表面)接觸的方式進行運動。水生動物在控制自身浮力的同時需要與水運動的阻力競爭,許多無脊椎動物通過噴射水流推動自身運動,或使用其柔軟部位的波動運動;在快速水流中,一些動物會使用粘附盤將其固定在基材上;或在平靜的水底行走,如龍蝦。
由于水的浮力減少了重力對運動的影響,水生動物通常處于失重的狀態,幾乎不需要肌肉運動來克服慣性。但也有部分體重較大的水生動物需要消耗更多的肌肉力量才能在水中保持特定水平。
最為普遍的運動方式是使用相似槳的鰭或四肢對水進行按壓,如鰻狀魚類的波動運動、烏龜和企鵝使用前肢拍打、青蛙和許多潛水鳥類使用后肢、像熊和大部分哺乳動物則使用四肢。一些高度進化的動物會將推力集中在尾巴,快速游動時四肢折疊靠近身體,如鯨目和硬骨魚。
在陸地,脊椎動物和節肢動物的行走運動是相似的,它們身體離地而起,并通過一系列關節附肢——腿——向前移動,動物的腿在運動中起著支撐和推進的作用,保持身體重心平衡。
所有四足類的基本行走模式都是左后肢(LH)、左前肢(LF)、右后肢(RH)、右前肢(RF),然后按順序循環重復動作;一些節肢動物有著許多腿(六足)雖然增加了穩定性,但運動時多條腿會互相干擾,因此多足的節肢動物運動時必須同步腳部運動以抵消干擾;鳥綱和蜥蜴都是兩足動物,它們進化出更大的腳以加大支撐力,運動時重心落在兩腳之間或腳支撐的區域,以左右腿交替運動完成行走或奔跑。
對于行走和慢速奔跑運動,動物的步態通常是對稱的,而快速的奔跑的脊椎動物的步態往往是不對稱的,它們通過減少縮回-伸出周期的持續時間以提高運動速度,在動物飛奔時,后腳接觸地面后有一個額外的非接觸階段,即沒有腿支撐,如獵豹或格力犬。
動物的跳躍方式主要局限于袋鼠科、無尾兩棲動物、兔子和脊椎動物中的一些嚙齒動物以及節肢動物門中的一些昆蟲科,這些動物的后腿大約是前腿的兩倍長,跳躍時后腿同時收縮向后伸展躍起至空中,落地時前腿向下向前擺動,起到落地緩沖的作用。
陸地上的無脊椎動物通過蠕動運動或收縮-錨-伸展運動爬行,蠕動爬行方式有四種:蛇形、直線、手風琴形和側繞,最常見的模式是蛇形運動,如蛇、無腿蜥蜴、兩棲類(蠕蟲蜥蜴)和無尾兩棲類(蠕蟲類兩棲動物)等;蛇形運動時身體各部位都沿著頭部的相同路徑移動,主要通過身體各部分與固體突出物接觸所產生的側向推力來實現移動。
樹棲動物的攀爬運動需要較強的抓握能力,它們攀爬時會將自己的重心盡可能得靠近被攀爬的物體,腿的運動步態與行走一致;樹棲哺乳動物使用其強壯的爪子或手指抓握,交替使用前肢和后肢攀登,如猴子和松鼠;一些攀爬的鳥類則會使用強壯的腳抓住地面,同時利用堅硬的尾羽支撐自己或使用它們的喙進行輔助,垂直向上爬升,有時也會兩只腳同時移動進行短而垂直的跳躍。
在空中,兩棲動物、爬行動物和哺乳動物通過增加其身體的相對寬度進行重力滑翔。由于身體側面的擴展增加了對動物身體的空氣阻力,使得動物在空中的下降速度降低,通過調整擴展的表面積實現滑翔方向的調整。
哺乳動物中的非洲鼯鼠和菲律賓鼯猴,通常在身體的兩側都有一層皺褶的皮膚(翼膜),從它們的手腕或前臂沿身體向后延伸到后腿的小腿或腳踝,滑翔時翼甲展開呈展鷹姿態以增加其身體的相對寬度,從而增加暴露在風阻力下的表面積,降低身體速度,通過調節表面積來控制滑行方向。
在進化過程中,只有少數動物能夠利用周圍空氣的能量實現恒定高度的翱翔,在翱翔過程中它們不會拍打翅膀,只進行微小調整,較大的翼龍和一些大型鳥類是目前已知的唯一實現這種飛行方式的動物。
昆蟲、鳥類和哺乳動物可以進行真正的飛行運動,即不依賴氣流提供動力,它們通過拍打翅膀產生向前的推力,飛行時由左右翼同時旋轉成一個圓圈或8字形而產生的,旋轉產生向上的推力或升力可以克服重力和阻力。昆蟲的翅膀是通過胸部搏動旋轉的,而鳥類和蝙蝠的翅膀是相連的結構,飛行時翅膀總是相對于空氣向前運動,尖端通常劃一個橢圓形或8字形的路徑,由胸骨牽動肌肉進行上下拍動。
節律行為
在24小時周期內動物行為有著規律性變化,比如在特定時間進食或飲水;每日的光照明暗周期控制著大多數動物的行為或生理節律變化,動物能夠預測并應對相關物理環境變化,這在自然界中普遍存在;外部環境的明暗循環變化將動物活動限制在特定范圍內的白天或夜晚,這種適應的核心源自生物體內的計時系統生物鐘,與外部事件信號同步協調身體活動,大多數動物都存在晝夜節律,包括魚類、嚙齒類動物和人類等。
通過研究格陵蘭島的小海雀群(Alle alle)的聲音規律發現其活動存在明顯的晝夜節律,午夜后(2:30~3:00)的聲音強度最大,下午(14:00~16:00)聲音強度最小,夜間噪音增加和早成雛的喂養和出勤模式是一致的。
動物遷徙是指全部或部分種群進出特定區域的定期(季節性)移動,包括東西向移動、海洋-陸地往返移動、上下山的高空移動以及海洋-湖泊的垂直移動,這一行為是動物對資源的季節性或地理性變化的適應反應。
動物界中的魚類、兩棲類、爬行綱、哺乳動物和甲殼類等都存在著遷徙行為,例如水生動物從深水處遷徙到淺水區,大多數鳥類、哺乳動物及部分魚類每年遷徙一次,遷徙的水平距離從幾英里到幾千英里不等。
社群行為
動物中許多物種與同類其他成員生活在一個緊密的群體中,多個個體動物之間發生一系列的相互作用而形成聚集體,彼此間進行合作、參與領土爭端和交配行為或簡單交流。
社群行為在無脊椎動物中較為常見;許多營群居的無脊椎動物都生活在近岸淺海海域,依靠群體的力量可抵御海浪的沖擊,或浮在水面在海中遠游;一些大型群體可以將與其發生競爭的物種完全覆蓋致死,從而獲得競爭優勢,群體生活大大增強動物的生存和防御攻擊能力。
社會性昆蟲也存在著群居行為,主要依靠個體分泌信息素來交流;個體在群體中有著明確的等級之分,有的負責建巢,有的負責處理食物,分工合作,維持著群體的協調穩定和領域行為,如集群的螞蟻。
兩棲動物和爬行動物有著復雜的社會相互關系,主要與保衛領域和獲得配偶有關;部分動物群體在生殖季節聚集,一種性別的聚集為另一性別提供了機會,當雌性因食物或巢穴而聚集時雄性也會聚集于此以尋找雌性交配,如膜翅目的蜜蜂屬和黃蜂、雙翅目中的蒼蠅、鳳蝶總科等。
哺乳動物幾乎所有目中都有一些物種發展出了復雜的社會組織,尤其是有袋類、食肉目、有蹄動物和靈長目,它們大多為母系社會組織,群體中的雌性個體間有著親緣關系;群體生活有利于防御捕食者的攻擊并借助群體領域保有生存所必需的各種資源。
社群中成員的密切接觸也會增加彼此間的競爭,發生同類相食、疾病和寄生的風險;一些群體則是在遷徙過程中形成,如東非平原上遷徙的斑紋角馬、撒哈拉沙漠的蝗蟲、已滅絕的旅鴿。
攻擊行為
擊行為被定義為有可能傷害另一個個體的行為,當兩個或兩個以上個體利益發生沖突時就會發生攻擊行為;動物的攻擊行為分為掠食性或反掠食性攻擊,即動物捕食或防御不同物種的其他動物以及種內攻擊。
許多群居動物的群體間都存在攻擊行為,包括群居昆蟲、鳥類和哺乳動物等;普遍認為雄性比雌性更具攻擊性,同種雄性相互爭斗以獲得或保留對重要資源的訪問權,這些資源包括食物、領土、配偶或幼崽,相對于其個體數量而言可能是供不應求的,因此同種個體間會相互競爭。例如:禿鷲爭奪尸體;高度群居的哺乳動物獴科組成群體保衛領土,定期對鄰居發起攻擊行動,更大的群體更有可能獲勝;雄性為爭奪配偶而發生攻擊行為常見于蟋蟀科、三文魚、樹蛙、蒼頭燕雀和雄鹿;雌性老鼠保護其幼崽免受敵對鄰居的攻擊;雄性刺魚保護卵和魚苗免受同類相食的攻擊。
群居動物的攻擊行為還受到群體間的等級制度影響,統治等級制度最初是由身體沖突建立起來的,從屬的個體始終服從于主導個體,群體中一旦建立穩定的等級制度,可以抑制進一步的攻擊以及群體內成員間不必要的攻擊行為,如靈長目、鬣狗科、魚類到黃蜂等群體內都形成統治等級結構,它們可以從攻擊性互動的結果中收集各種社會信息。
防御行為
防御行為是對生命和身體安全威脅的即時和直接的行為反應,通常是受到攻擊的保護反應;防御行為可區分為初級防御和次級防御,初級防御有4種:穴居、隱蔽、警戒色和貝次擬態,次級防御有回縮、逃遁、威嚇、假死、轉移攻擊者攻擊部位、反擊、欺騙等;初級防御為動物的本能行為,與動物自身的生活習性或外形特征有關,這一行為有助于減少與捕食者相遇的機會,減少來自其他動物的傷害,而次級防御只有在面對捕食者時才會生效,可增加其逃生的機會。
次級防御中的回縮反應是穴居動物最重要的防御手段,在遇到危險時它們便迅速逃回洞內;很多動物往往依靠跑、跳、飛或游走的方式迅速逃離,如瞪羚通過跳躍向捕食者表明嘗試攻擊是徒勞的,同時傳達出逃脫攻擊的可能性信息;一些飛蛾類能夠識別出蝙蝠的回聲定位并對該信號做出瞬間俯沖逃跑的反應。
若無法迅速逃跑或已被捉住時,動物還會采用威嚇手段進行防御;鱗甲目會把豎起的鱗片卷起來給敵人看,以展示自身的強大來阻止捕食者進一步行動,同時從巨大的肛門腺中釋放一種有氣味的分泌物,有時也會蜷縮成球利用鱗片組成的鎧甲保護自己;加拿大臭鼬在受到威脅刺激時會釋放惡臭以嚇退捕食者,以增加逃脫的成功率;帝王角蜥蜴的眼睛會噴出血液以刺激捕食者。
一些爬行綱在面對近距離攻擊不太可能逃脫時會模擬假死以阻止攻擊,因為許多掠食者對腐肉不感興趣;部分動物在受威脅時通過誘導捕食者攻擊自己身體的非要害部位,或犧牲身體部位來分散捕食者的注意,以此換取逃生的機會,如海參彈出內臟,海星綱自切尾巴或四肢。
穴居行為
穴居動物會挖短而永久的洞穴居住,或廣泛地、幾乎連續地挖掘隧道;洞穴不僅可以作為避難所躲避自然災害,還可抵御捕食者的防御、食物儲存、抵御寒冷天氣以及作為養育后代的安全場所,這一行為是動物長期進化和生態適應的結果。
幾乎所有的嚙齒動物都有穴居行為,例如,草原鼢鼠(鼢鼠屬 psilurus)會在洞穴被破壞時封閉洞穴入口,它們的生活范圍在10㎡~1500㎡之間,洞穴隧道的長度可達225m,可能存在有規律的巡視其洞穴以確保能及時修復受損部位。
除了嚙齒動物外,在爬行綱和兩棲綱中也存在穴居行為。黃斑巨蜥屬(Varanus panoptes)的洞穴深達4m呈螺旋形,有公共巢穴和單獨的孵化通道,洞穴里穩定的溫度和濕度為其他小型動物提供了理想的庇護所,在錯綜復雜的洞穴迷宮里生活著蛇、鉛山壁虎、巨蜥、青蛙、蟾蜍、唇足綱、螞蟻、甲蟲等多個物種,它們有的處于休眠狀態有的將洞穴當作臨時避難所,以調節體溫或躲避捕食者。
交流行為
交流溝通是動物適應生態環境不可或缺的一部分,動物間通過交流傳遞食物來源、交配機會和危險信息,可通過視覺信號、聲音信號或化學信號等方式進行交流。
鳥類通過展示絢麗的羽毛和求偶動作傳達交配信息,螞蟻通過釋放化學物質(費洛蒙)標記食物來源軌跡以便其他螞蟻能夠找到食物;鳥鳴或蝙蝠的回聲定位呼叫可以用來定位食物和群體間交流,警報聲是動物中較為常見的交流方式,提醒同伴捕食者的存在;信息素對昆蟲和一些哺乳動物而言可傳達領地信息或尋找配偶,用尿液或糞便標記的邊界可幫助動物維持自家領土的使用權,減少沖突。種間交流有助于保護群體利益,使動物能夠交換信息、協調活動、進而提高生存率和繁殖成功率。
種間關系
寄生
在寄生關系中,個體有機體(寄生蟲)依賴另一個有機體(宿主)獲取營養,在極端情況下寄生昆蟲可引起宿主生物的疾病,這種寄生昆蟲稱為病原體。
寄生蟲通常分為兩類:生活在宿主體內的內寄生蟲(吸蟲和絳蟲等)和生活在宿主體外并以其為食的外寄生蟲(包括虱子、真蜱目等);對所有寄生蟲來說宿主是它們的棲息地,但宿主的壽命是有限的,寄生蟲必須在現有宿主死亡前找到新的宿主,許多內寄生蟲在其生命周期中涉及兩個宿主。
可導致瘧疾的寄生蟲——瘧原蟲,瘧原蟲必須在人類和瘧蚊屬體內度過一段時間以完成它的生命周期,再以蚊子作為媒介從受感染的人傳染給未受感染的人,蚊子充當其中間宿主,當雌性蚊子吸食含有瘧原蟲的血液時,在蚊子的腸道中配子聚集形成受精卵進而發育產生孢子,當蚊子進食時瘧原蟲將感染其他生物體。
櫛水母可能是多種寄生昆蟲的寄主,包括內寄生吸蟲、囊蟲病、線蟲、外寄生等足類動物、鞭毛類動物和片足類動物,或作為地溝吸蟲的中間宿主,少數種類的櫛水母可能寄生在海鞘上;部分扁蟲尤其是吸蟲和絳蟲會寄生在人類、家畜身上,在衛生條件差和食用未煮熟肉類的地方絳蟲感染率很高,幼蟲會對宿主造成嚴重的損害,在人類的肝、腦或肺的棘球蚴病通常是致命的。
共生
共生是指兩個不同物種成員間的生活方式,這些成員完全依賴彼此生存被稱為共生體,共生關系普遍存在于動物與動物間、動物與細菌之間以及細菌與真菌之間,這里主要討論動物間的共生關系,如雀鳥(Oxypeckter)和犀牛或斑馬,雀鳥會落在犀牛或斑馬身上吃它們皮膚上的真蜱目或其他寄生昆蟲,鳥類得到了食物,犀牛或斑馬身上的害蟲得到了控制,當遇到危險時雀鳥會向上飛并尖叫警告,幫助動物逃跑。環蟲只在它們的龍蝦宿主身上(或自由游動階段靠近它們)以共生的方式生活
捕食
在捕食中,一種動物殺死并消耗另一個動物,捕食獲取能量以延長捕食者生命并促進其繁殖后代,而被捕食者生命將受到損害。捕食關系中的捕食者通常表現出鋒利的牙齒、爪子和毒液等特征,還擁有機器敏銳的感覺器官,幫助它們找到潛在的獵物,如猛禽在一公里外就能發現獵物,貓頭鷹能通過聲音定位老鼠、亞洲蝮屬通過感知獵物體溫發現獵物;捕食者要么通過追捕潛在的獵物,要么通過伏擊來捕捉獵物,例如狼獵殺駝鹿、貓頭鷹獵殺老鼠;集體捕食常見于獅子、鬣狗科和狼等群居食肉動物,螞蟻、群居蜘蛛也會進行群體捕食。
捕食者與獵物的關系往往使兩個種群保持平衡,隨著獵物數量增加,捕食者有了更多的食物,一段時間后捕食者數量也增加,被捕獵物數量增加了,獵物種群的個體數量減少了,相應的捕食者數量也開始減少,在捕食關系中,獵物數量是彼此關系的限制因素,限制了有機體、種群或生長過程和發展。
生長繁殖
發情交配
發情周期
發情周期代表動物卵巢活動的周期性模式,促進雌性動物從生殖接受期到非接受期,最終允許在交配后建立懷孕。發情周期中包含兩個獨立階段,黃體期和卵泡期。
交配系統
動物的交配系統較為多樣化,最常見的分為“一夫一妻制”和“一夫多妻制”,“一夫多妻制”也有三種情況:一名雄性與多名雌性、一名雌性與多名雄性、雌雄雙方均擁有多個伴侶。
動物中部分物種實行合作繁殖(一夫一妻制),如鳥類、哺乳動物、魚類、昆蟲類和蛛形綱動物,由于這種繁殖方式需要父母雙方共同照顧,因此并不常見;合作繁殖通常與分布區域受限有關,或需要物種近親蟳間保持著長期接觸。
少數物種實行“一夫多妻制”,這種配偶共享的行為發生在橡子啄木鳥(Melanerpes formicivorus)、鄧諾克(Prunella modularis)和普通沼雞(Gallinula chloropus)中。在動物的一些特定物種中,配偶共享也會偏向于某一單一個體,這種方式被稱為“生殖偏斜”,如螞蟻群落由唯一一個蟻后產下所有的卵。
繁殖方式
有性生殖
大部分動物都會經歷某種形式的有性生殖,通過減數分裂形成特定的生殖細胞(精子和卵子)結合形成受精卵,最后發育為個體,這種方式允許遺傳物種在一代之間重新組織,產生的每個后代的基因組成都與其父母不同。
大多數情況下動物的卵是個球形細胞,為后代提供儲存的食物材料或蛋黃以供胚胎早期發育,蛋黃包括蛋白質、磷蛋白、脂類、膽固醇和脂肪等物質,在不同動物的卵中以不同比例存在。
通常情況下,默認父母為雄性和雌性的結合,但也有一種例外的情況,雌雄同體的現象發生在一個動物個體中,該個體同時擁有雄性和雌性生殖器官,這種動物可以自我受精,也可以與同物種的另一個體交配互相受精產生后代,如蚯蚓、蛞蝓、絳蟲和蝸牛。
無性生殖
動物可以通過細胞裂變、出芽、孤雌生殖進行無性繁殖,由單性生殖產生受精卵,沒有交配的過程;性繁殖產生的后代在基因上與親本完全一致,是原親本的克隆體。
細胞裂變通常發生在一些無脊椎動物中,如棘皮動物、海葵目和珊瑚蟲,一個有機體分裂成兩個獨立的有機體,一些單細胞真核生物通過有絲分裂進行二元裂變。出芽是由細胞或身體部位的一部分生長出來的,然后脫離主體形成新的個體,如珊瑚和水螅;在環節動物門和多孔動物中,動物個體分裂成兩部分可以各自再生一半,形成獨立的兩個個體。
孤雌生殖是卵子在沒有受精卵的情況下發育成完整的個體,所產生的后代可以是單倍體或二倍體,單性生殖發生在無脊椎動物中,如水蚤、輪蟲、蚜蟲、竹節蟲、部分螞蟻、黃蜂和蜜蜂屬;蜜蜂也可以通過孤雌生殖產生單倍體雄蜂和二倍體雌蜂。如果卵子受精則會產生蜂王,蜂王可以通過控制蜂群的繁殖來調節蜜蜂的種類。一些脊椎動物如爬行綱、兩棲動物和魚類也會通過孤雌生殖進行繁殖,如科莫多巨蜥、帽頭鯊和污翅真鯊。
生長發育
動物的生長主要通過擴張身體的所有部位,每個器官系統都趨向于大致成比例地增長,動物受其活動能力的限制一生都保持著大致相似的形狀,這一生長模式使得動物很少會犧牲身體的一部分來滿足捕食者的食欲(尾巴和四肢偶爾也有例外)。動物的生命周期大致相似,其一生的大部分時間都是二倍體生物。
動物的發育是指從一個或多個親本個體的細胞中形成新動物個體的過程;多細胞動物的胚胎發育較為復雜,不同種的動物胚胎發育的情況也有所不同,但早期胚胎發育的幾個主要階段是相同的,包括受精卵、卵裂、囊胚期、原腸胚、胚層分化。
受精
在有性生殖的動物中,由雌雄個體產生雌雄配子(卵和精子),精子和卵結合成受精卵的過程稱為受精;受精卵是新個體發育的起點。
卵裂
受精卵在輸卵管內經歷發育的第一個階段——卵裂,即細胞通過分裂產生許多新細胞的過程;在卵裂開始時所有卵裂球的細胞分裂傾向于同時發生,每次分裂時細胞數量增加一倍;第一次分裂發生在卵子主軸的平面上,第二個卵裂面與上一次的成直角,第三次與上兩次都成直角且都是水平的,隨后的分裂可能是水平和垂直面交替進行,這種模式是許多動物的典型特征。
由于不同類型卵中卵黃含量、分布不同,其卵裂類型也不同,分為全裂和不全裂;全裂又分為等分全裂、不等分全裂和螺旋卵裂;不全裂又分為盤狀卵裂和表面卵裂。
在許多無脊椎動物中,包括刺胞動物門、環節動物門、棘皮動物、被囊動物亞門和頭脊索動物門,卵裂是螺旋卵裂;兩棲動物、海綿動物為不等分全裂,即卵裂球的大小不均勻;大多數魚類、鳥類、爬行綱和產卵哺乳動物(單孔目)中,卵裂是盤狀的;昆蟲為表面卵裂。
卵裂過程只涉及到細胞數量的增加,不會改變胚胎形狀,此時胚胎染色體的基因大部分保持不活躍狀態。
囊胚
在全胚分裂下,卵裂球排列成一到幾個細胞厚的層圍繞著空腔,此時的胚胎類似一個空心的球被稱為囊胚,中間的空腔叫囊胚腔,囊胚的形成標志著卵裂期結束。
部分動物為少黃卵經卵裂形成的球狀囊胚,其中有較大的空腔,稱為腔囊胚,如文昌魚、海膽等;而刺胞動物門的囊胚為實心囊胚,是緊密相靠的卵裂球發生全卵裂形成沒有空隙的實心球體;盤狀卵裂的卵在胚盤下方與卵黃之間形成一空隙,這類囊胚稱為盤狀囊胚;昆蟲的囊胚為表面囊胚。
在胎盤動物中,囊胚內有兩個組織層分化形成滋養層和內細胞團,滋養層細胞為胚胎發育提供營養,幫助胚胎植入子宮內膜,促進胎盤形成,滋養層、囊胚層和內細胞團是人類囊胚的特征。
原腸胚
囊胚內細胞物質經過轉移或移動形成兩個或三個胚層,成為原腸胚;一部分細胞內陷進入細胞層所圍成的腔稱為原腸腔,將來發育為消化道,遷移至細胞內的稱為內胚層或中、內胚層,留在外面的為外胚層;囊胚腔隨著原腸腔的形成和擴大而消失。
胚層分化
大部分多細胞動物所具有的同心排列的身體組織是由胚層發育而來的,如三胚層生物中的爬行動物、鳥類和哺乳動物,其原腸胚的外胚層產生了動物的皮膚覆蓋物、神經系統和感受器官;中胚層發育為動物的肌肉、排泄器官、循環器官、生殖器官和內部骨骼;內胚層產生與消化有關的器官,在脊索動物門中還包括呼吸器官。
動物胚胎的發育過程不總是一致的,根據胚胎發育的不同,三胚層多細胞動物可分為原口動物和后口動物;原口動物在胚胎發育中的胚孔最終形成動物的口,如扁形動物、紐形動物門、線形動物、環節動物門、軟體動物門、節肢動物門等;后口動物在胚胎發育中的胚孔最終形成動物的肛門或封閉,如毛顎動物、棘皮動物、半索動物、脊索動物等。
種群保護
保護等級
截至2024年,根據《世界自然保護聯盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄》顯示,有777個物種已滅絕(EX),約占所有評估物種的0.8%,36個物種已在野外滅絕(EW),另有約4.5%的物種處于極危(CR),約7.5%的物種處于瀕危(EN)。
截至2024年,《瀕危野生動植物種國際貿易公約》(CITES)公約附錄涵蓋的動物物種約為38000多個,其中較常見的貿易物種約為12000多個。
2021年,中國新調整的《國家重點保護野生動物名錄》中共列入野生動物980種和8類,其中國家一級保護野生動物234種和1類、國家二級保護野生動物746種和7類。
致危因素
《世界自然保護聯盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄》指出,導致物種滅絕或瀕危的原因多與人類活動或因此引起的環境變化有關;人類活動造成了生態系統?動物物種?野生種群以及當地生物多樣性和馴化動植物的品種正在縮小?惡化或消失,約有100萬種物種受影響,物種滅絕的速度正在加快;而入侵物種及其帶來的外來基因或疾病是造成約0.8%物種滅絕的關鍵因素。
此外,《地球生命力報告2022》指出,在世界范圍內,野生動物種群數量下降的主要因素是棲息地的退化、開發、外來入侵物種、污染、氣候變化和疾病,野生動物種群數量在幾十年內下降了69%。
保護措施
世界多個國家參與了《瀕危野生動植物種國際貿易公約》(CITES),對野生物種的國際貿易進行管制,明確規定禁止其中附錄一的物種進行國際性交易,對可能因國際貿易而導致滅絕和面臨生存壓力的動植物提供保護;多個國家通過擴大瀕危動物保護區、繁育放歸壯大種群、提高民眾保護意識等多種措施,為瀕危動物營造更安全的棲居之所,包括西班牙猞猁、大鴇、南露脊鯨等一度面臨滅絕的珍稀動物,其種群數量正得到穩步恢復
中國正不斷完善中華人民共和國野生動物保護法法律法規體系,發布了第一批789處野生動物重要棲息地和1140處候鳥遷徙通道重要棲息地,有效保護了90%的陸地生態系統類型和74%的重點野生動物種群,野生動物棲息地空間不斷拓展,種群數量不斷增加。大熊貓野外種群數量40年間從1114只增加到1864只,亞洲象野外種群數量從上世紀80年代的180頭增加到目前的300頭左右。
非洲肯尼亞的一個動物保護組織利用一款名為“區域感知系統”的軟件,通過衛星定位項圈等設備,將特定區域的數據集成于一張地圖,包括野生動物位置、巡護員和車輛位置、發生過盜獵的地點、槍擊信號等,以持續監測大象、犀牛等野生動物的生存狀態,并通過數據分析預測盜獵行為可能發生的時間和地點,通過一系列保護舉措,非洲犀牛總數2022年增加了5.2%,其中白犀數量自2012年以來首次出現增長。
主要價值
生態價值
動物在維持自然生態系統方面發揮著至關重要的作用,與植物間彼此依賴生存,植物為動物提供庇護所,動物幫助植物進行繁殖。
野生動物可以通過生物與環境的相互作用控制疾病,根據“稀釋效應”生物多樣性高的地區,人類感染疾病的風險較低,物種多樣性可以通過宿主競爭和調節功能降低接觸病毒的頻率,從而減少人獸共患病的傳播;同時,野生動物也是保護生態系統穩定的重要一環,生物多樣性通過與環境之間的管理間接影響到人類的健康,因為生物多樣性高的地區的微生物可以補充人體內微生物的多樣性,幫助人體更好地適應新的食物和環境;然而,一個物種的滅絕會直接或間接導致10種~30種其他生物的喪失,進而影響整個生態系統的穩定性。
經濟價值
大熊貓作為中國旗艦物種吸引了大量政策和資金支持,有研究表明中國投資保護大熊貓每年可獲得至少10倍的回報,數據顯示,在2000年~2010年間大熊貓保護區所在的省份農民年收入平均增長56%,而與大熊貓保護區相鄰的農民年收入平均增加了64%。2013年的“國際勞動節”假期有大約26.4萬游客參觀成都大熊貓繁育研究基地,帶動了當地交通、住宿等消費,旅游總收入高達150.6億元,熊貓“和花”的爆紅更是帶動周邊產品的銷售,網絡銷量飆升超906%,顯示出強大的吸金能力。在其他國家,洛杉磯動物園通過租借大熊貓“永永”和“迎新”巡展獲得了千萬美元的門票收益,旅居日本的熊貓“香香”給日本帶來了539億日元的總體經濟效益。
經濟動物為人類提供了豐富的資源,中國農業農村部公布的《國家畜禽遺傳資源目錄》進一步明確了家養畜禽的種類,是城鄉居民重要農畜產品供給的主要來源,2019年,中國肉類、禽蛋、牛奶總產量分別達到7649萬噸、3309萬噸、3201萬噸,肉類及禽蛋總產量連年位居世界第一,畜牧業總產值近3萬億元,成為農業農村經濟的重要支柱產業。
使用動物血液進行精深加工可促進動物副產品高附加值綜合利用。中國武漢維恩生物科技有限公司致力于動物血液加工研究及開發,其產出的血紅素純度可達99%,最大產能為50噸/年,投產的血紅素在短短2個月時間里產量達1噸多,產值在2000萬元人民幣左右。
歐美國家的聯合育種體系和國際化育種公司通過大規模的性能測定和數據積累,提高種豬的遺傳進展和生產效率,而種豬作為生豬產業的核心,其基因對生豬經濟效益中的影響占比高達40%,PIC種豬改良公司自采用基因組選擇技術以來給每頭商品豬額外帶來了17.6元人民幣的經濟價值。
食用價值
動物產品如肉(包括魚)、奶、奶制品和蛋是人類主要的食物,能為人體提供優質蛋白質、脂肪、礦物質和部分維生素,肉是主要的供給形式,其次是奶和奶制品。
畜、禽、魚等肉類的烹飪方法通常有炒、燜、蒸、煮、燉、煎炸和熏烤等,經烹煮后蛋白質變性更利于人體消化吸收;肉類經加工可制成腌臘制品、醬鹵制品、熏燒烤制品、干制品、油炸制品和罐頭等,方便存放且具有獨特風味。
根據化學分析和營養評估,現有大量數據可以明確證實昆蟲是一種有價值的食物類別,富含礦物質和維生素、蛋白質和易消化的脂肪酸,纖維和甲殼質等被認為對腸道功能有益的粗飼料。
醫學價值
據《中國藥典》記載水蛭科動物螞蝗、水蛭或柳葉螞蟥經曬干或低溫干燥后可入藥,具有破血通經、逐瘀消癥的功效,主要用于血瘀經閉,中風偏癱,跌撲損傷。鹿科動物梅花鹿或馬鹿中的雄鹿未骨化密生茸毛的幼角經加工、陰干或烘干后,具有壯腎陽、益精血、強筋骨的功效,用于治療用于腎陽不足,精血虧虛、眩暈等癥狀。馬科動物驢的干燥皮或鮮皮經煎煮、濃縮可制成固體膠,具有補血滋陰,潤燥,止血的功效,多用于血虛萎黃,眩暈心悸,肌痿無力,心煩不眠等癥狀。
科教價值
動物在生物技術領域有著不可或缺的地位,提供了人類無法復制的實驗模型,一些動物與人類具有生物學上的相似性,使它們成為研究特定疾病的比較適合的模型,比如研究動脈粥樣硬化的兔子或研究小兒麻痹癥的猴子。
棘頭類動物積累污染物的能力為監測人為污染物對水生動物的影響和評估可能的緩解措施提供了有益的機會,并制定了環境寄生昆蟲學框架。海膽和海星綱的卵子和精子很容易獲得,因此被用于進行發育生物學的研究
相關文化
宗教領域
在宗教和寓言中,將某些品質與某些動物物種聯系起來,人們相信神的力量會在合適的動物身上體現,動物被視為神的代表、頓悟或化身,在印度教、佛教、基督教以及古典希臘和羅馬的宗教中存在這種現象,如希臘人將智慧與貓頭鷹聯系在一起,并相信智慧女神雅典娜與鳥類有著特殊的聯系,因此智慧女神被描繪成貓頭鷹的形象;在古埃及、印度和美索不達米亞等地,動物作為神的形象象征出現在古墓、珠寶和宗教物品上,包括貓、牛、大象、蛇、公羊姓等。
在中國,龍是中華民族的圖騰和象征,不同文化系統孕育出不同的精神信仰以形成四大原始宗教區:東北地區祀蛇和豬,太行山以西崇魚和鳥,太行山以東敬虎和鱷魚;長江中游尊鱷魚,這些動物在先民的崇拜和敬畏中被逐漸神化,形象上經不斷加工、融合、創新形成了各有特色的原始龍形象,均來自現實中的魚、蛇、鱷等自然形象神化的產物,中華龍的形象是擷取拼合多種動物交融的神物,在漫漫歷史長河中龍已滲入中華民族始祖崇拜的文化脈絡。
藝術領域
巖畫
舊石器時代晚期的藝術和巖畫雖然在整個俄羅斯遠東地區,特別是中國似乎是一個被忘懷的學術領域,但在世界上卻是最受關注的考古學課題之一。西歐南部坎特布里安山脈的洞穴巖畫不僅是世界上時代最早、規模最大的舊石器時代晚期的人類藝術作品的聚集地,同時一直也被認為是人類藝術和象征思維的起源地,人們總相信“這盞燈一直閃耀在創造力的光芒璀璨奪目的歐洲”,這也是歐洲中心論的根源。
公元前30000至前15000年的原始社會,人類還沒有文字,還沒有形成自己的文明,可是在世界各地的一些洞穴中,就有很多栩栩如生的壁畫。比如西班牙北部的阿爾塔米拉洞穴群中,石壁上畫有形象生動的野牛、鹿、野豬、馬等圖案。
繪畫
中國河南汝州市出土一件繪有《鸛魚石斧圖》的大型彩陶缸,其主體圖案為一只鸛和一把石斧,鸛的嘴里正叼著一條魚;在仰韶文化的軟陶泥當中還可以見到許多蛙紋圖案;宋朝皇帝宋徽宗在《瑞鶴圖》中描繪了二十只姿態各異的丹頂鶴,這種姿態萬千的飛鳥形象是藝術家內心靈動自由的寫照。
雕塑
德國南部施瓦比河谷(Swabian?Valley)的霍菲爾(Hohle?Fels)、弗戈赫爾德(Vogelherd)、蓋森克羅斯特勒(Geihenkl?steler)等遺址出土了距今4~3萬年前,主要以象牙為材料的雕塑,屬于奧瑞納文化,是歐洲目前發現最早的一批雕塑。這些雕塑有動物造型、獅頭人身像和人物造型,其中以動物造型居多。動物雕塑所表現的種類非常豐富,包括猛犸象、馬、獅子、熊,以及鳥、烏龜等。雕塑栩栩如生,雕刻精細。動物的腿部、腹部、背部等位置還可見到交叉的“X”形或其他形式的刻劃紋。上述種類動物的骨骼在遺址中也幾乎都有所發現。也就是說,雕塑所刻畫的動物是狩獵采集人群日常生活中經常可以見到或利用的。在東歐的俄羅斯也發現有用象牙制作的動物雕塑。在這些地區猛犸象是受人類偏愛并被重點開發利用的一項資源,象牙尤其得到充分利用,不僅制作成雕塑和裝飾品,也被廣泛開發作為日常生活所需,比如制成矛頭工具、用于搭建房屋等。
在中國,以動物為題材的雕塑多以家畜、家禽如豬、狗、羊、雞、鴨為主,藝術家們通常使用“擬人化”的藝術表現手法呈現出動物的生動性和趣味性,透過動物的外在輪廓、結構、神態等挖掘其內在的寓意。
中國現代動物雕塑奠基人周輕鼎在創作動物雕塑時十分注重作品的形式美,透過動物四肢姿態的變化,表情間的相互聯系,抓住其動態美、生命美,如杭州動物園的一組“大熊貓”雕塑。
建筑
在許多傳統建筑中,動物作為裝飾元素不僅增加了建筑的美觀性,還承載著深厚的文化和象征意義。
“五脊六獸” 是中國古代官式建筑,如宮殿、衙署、廟宇等大型屋宇的外部裝飾件,它們按類別分為跑獸、垂獸、“仙人”及鴟吻,合稱“脊獸”,漢族古建筑上的跑獸最多有十個,分別是龍、鳳、獅子、天馬、海馬、狻猊、狎魚、獬豸 、斗牛、行什,有著尊貴、威嚴、吉祥、平安、公正、鎮邪、防災等象征意義。
影視
迪士尼+最初創作的經典動物主角米老鼠一經問世便風靡全球,隨后誕生了許多以動物為題材的影視作品,其動畫制作精美且富有想象力,包含著深刻的主題和寓意,如《瘋狂動物城》《奇幻森林》《小飛象》等。
舞蹈
動物舞蹈是一種具象化思維藝術,通過深入觀察動物的生活習性和動作形態,捕捉并創造出具有鮮明特色的舞蹈元素,形成極具特色的擬物化的動態藝術。
《芭蕾舞天鵝湖》是最著名的以動物為題材的芭蕾舞舞劇之一,展現了動物般的輕盈和協調,舞者輕盈飄逸的舞姿、超凡脫俗的氣質,將人們對芭蕾的審美演繹到了極致。
獅舞,又稱“獅子舞”“獅燈”“舞獅”“舞獅子”,多在春節和喜慶活動中表演。獅子在中華各族人民心目中為瑞獸,象征著吉祥如意,從而在舞獅活動中寄托著民眾消災除害、求吉納福的美好意愿。獅舞歷史久遠,《漢書?禮樂志》中記載的“象人”便是獅舞的前身;唐宋詩文中多有對獅舞的生動描寫。現存獅舞分為南獅、北獅兩大類,南獅具有較多的武功高難技巧,神態矯健兇猛;北獅嬌憨可愛,多以嬉戲玩耍為表演內容;根據獅子假型制作材料和扎制方法的不同,各地的獅舞種類繁多,異彩紛呈。
音樂
古今中外誕生了許多與動物有關的音樂作品,大多通過音樂模仿特定的動物叫聲或行為,例如《動物狂歡節》中的《林中杜鵑》樂章,采用豎笛模仿杜鵑的“啾啾”叫聲;一些音樂作品則是通過旋律、節奏和和聲等手段表現動物特性,如彼得·柴可夫斯基的《四小天鵝舞曲》表現天鵝的輕盈跳躍;部分民族音樂作品表現與動物相關的文化習俗或傳說,展現特定的民族特色,如中國民族器樂十大名曲之一的《百鳥朝鳳》以熱鬧歡快的旋律與百鳥和鳴之聲,表現了生氣勃勃的大自然景象。
民間工藝
動物的形象經常出現在手工藝品中,它們不僅展示了工匠的技藝,也反映了各地的文化習俗和民族特色,極富表現力。
在中國的剪紙藝術中,動物是創作題材之一,剪紙作品的動物大多被賦予了信仰色彩,成為民間信仰觀念的物化反映;在民間剪紙中,最常見的是將十二種生肖動物剪成團花的形式裝飾在窗戶上,此外還有”連年有余(魚)“的魚、”喜上眉梢”中的喜鵲、“劉海戲三足金蟾”的金蟾(傳說中的三足青蛙,寓意財源興旺)等
動物題材的紋樣也經常出現在中國刺繡作品中,刺繡是以針代筆,以線代替顏料的技法,蘇繡雙面繡《貓》《狗》是馳名中外的名作,藝術家通過對動物的細致觀察,使用針法和絲線精細地表現出動物的精、氣、神、形,作品畫面栩栩如生。
文學領域
動物一直是文學創作的重要對象,從《詩經》《羅摩衍那》《荷馬史詩的故事》到古希臘神話,經歷了從神話傳說到現代小說的發展歷程,其中誕生的許多文學作品強調了人與動物的平等地位,關注人與動物、動物與自然的關系,對培養生態道德,呼吁重視生態環境具有重要作用。
動物在不同時代的文學作品中扮演著各種不同的角色。在寓言故事和童話中,動物作為主要角色,用以傳遞道德教訓或生活智慧,如伊索寓言,故事多以動物為中心,包括燕子、鴿子、鯨目、海豚、駱駝、雞和狗等近百種動物,均被賦予了新的形象,如貪圖享樂的蒼蠅、見義勇為的犀糞蜣等,反映了當時的社會生活,具有諷刺或勸誡性質。
危害
人畜共患病
病毒
默克獸醫手冊列出了150種可由動物傳給人類的疾病(人畜共患病),其中大多數是通過接觸和叮咬傳播,或由野生動物攜帶,也有部分是由家畜引起,通過動物性食物傳播給人類;
自上個世紀七十年代以來,剛果共暴發了11次埃博拉病毒疫情,僅過去十年間就發生了6次;新發和再現的人畜共患病數量正在以指數級增長,從嚴重急性呼吸綜合征(SARS)到中東呼吸綜合癥(MERS),再到2019冠狀病毒病(COVID-19),大多數大流行都是由人畜共患病引起的,有報告顯示,2019新冠病毒在全球導致超過50萬人死亡,僅在過去20年間,除新冠病毒以外的其他動物傳染病已造成1000多億美元的經濟損失。
致病菌
由于畜牧業的發展,獸藥和飼料添加劑在預防治療動物疾病、促進動物生長、提高飼料轉化率以及改善動物性食品風味等方面起著重要作用,殘留在動物體內的獸藥及飼料添加劑會隨著食物鏈進入人體,誘發癌癥、引起中毒反應或過敏反應;長期大量使用抗生素作為促進動物生長的飼料藥物添加劑會導致動物體內(尤其是腸道內)的細菌產生耐藥性,并可能通過R-質粒傳遞給人體。
沙門氏菌常見于肉類、蛋類、奶類等動物性食品,攝入后,沙門氏菌會在人類體內繁殖并引發感染,導致惡心、嘔吐、腹瀉、腹痛 、發熱等癥狀。據世界衛生組織估計,每年全世界有數千萬人感染沙門氏菌,數十萬人因此死亡;沙門氏菌在肉類和蛋類中造成的暴發、住院和死亡數量最多,醬腌肉中的沙門氏菌發病比例最高,住院率為23.2%,其次是雞蛋中的沙門氏菌。
寄生蟲
寄生蟲種類繁多,散布廣泛,是危害家養動物、野生動物及人類的一類重要病原,常以極為隱蔽的方式摧殘動物的身體健康,損害其繁殖性能,抑制幼年動物的生長發育;許多寄生蟲病為慢性病理過程,雖會導致動物消瘦、衰弱、貧血,甚至死亡,但其病情發展較為緩慢,且很容易被其它非傳染性臟器疾病或某些營養缺乏疾病所掩蓋而造成忽視,而急性癥狀與某些急性傳染病的表現相似,若一些患有寄生蟲病的動物沒有及時給予治療,會轉入慢性期或呈長期絳蟲現象,成為再次傳播的病源。
日本血吸蟲病、肺線蟲病、肝片吸蟲病等可引起地區性流行,牛、馬的梨形蟲病、非洲錐蟲病,雞、鴨、家兔的球蟲病等,都可以發生地方性爆發性流行,造成感染動物大批死亡。其中的日本血吸蟲病為人畜共患病,可經皮膚、口腔黏膜或胎盤感染,引起超敏反應、貧血,嚴重的導致肝腹水、肝硬化,甚至機體死亡。
生態環境
入侵物種
國際自然保護聯盟(IUCN)的物種生存委員會(SSC)入侵物種專家組(ISSG)幫助評估了37000種已知的外來物種的風險,它們是被人類活動有意或無意地引入到它們自然范圍外的地區,且數量快速增長;評估顯示有超過3500種外來物種被記錄為對自然有負面影響,60%有記錄的動植物滅絕事件與此相關。
外來物種入侵對當地的生物多樣性構成越來越大的威脅,由于沒有天敵的制約,它們能夠迅速改變營養循環、棲息地結構、營養物質的相互作用,破壞當地的食物網和生態鏈,使生態系統和生物多樣性受到嚴重損害,直接或間接地減低被入侵地的生物多樣性,森林消失、生物環境破壞、草場退化、沙漠擴展、水體污染、沙塵暴頻發等都與破壞生態系統穩定的外來入侵物種有關。
在城市中,流浪貓作為頂級掠食者會捕食大量小型動物,包括鳥類、鼠類和昆蟲等;據調查顯示,80%以上的流浪貓每年捕食的鳥類數量在26億只~55億只,小型獸類約為36億只~98億只,導致一些小型動物的種群減少或滅絕,從而破壞生態平衡;此外,流浪貓可能攜帶并傳播多種疾病,包括貓白血病、貓免疫缺陷病毒(FAIDS)、狂犬病和剛地弓形蟲等,不僅威脅著流浪貓健康,也可能對其他動物和人類造成危害。
物種滅絕
動物物種的滅絕使得生物多樣性減少,意味著生態系統的復雜性和穩定性受到威脅;物種滅絕可能引發連鎖反應,影響食物鏈中的其他物種,導致生態系統功能喪失,例如一度被認為已滅絕的花衣蟾蜍,其數量的減少導致捕食它們的蛇的數量下降,也造成河流里的藻類(花衣蟾蜍的食物)泛濫成災。
每個動物物種都有著獨特的遺傳信息,物種滅絕可能導致這些遺傳資源的永久喪失,包括對疾病有天然抵抗力的基因,而且,許多藥物和治療方法都是基于自然界中分子和化合物,物種的消失也意味著將失去潛在的藥物來源和科學發現的機會。
相關知識
地球史上最重的動物——已滅絕的來自秘魯的巨鯨(Perucetus colossus),體重在85t~340t之間,生活在約3900萬年前。
地球史上最大的陸地動物——已滅絕的泰坦巨龍類,包括阿根廷龍(Argentinosaurus)和無畏龍(Dreadnoughtus)在內的蜥腳形亞目恐龍。
地球史上最大的無脊椎動物——已滅絕的巨型千足蟲(Arthropleura),僅發現其中一個部分長約75厘米,推測整體身長達2.7米,生活在3.26億年前的石炭紀
腦容量最大的古人類——許家窯人,腦容量約為1700毫升,與之前報道的許昌市人的1800毫升十分接近,但比許昌人早了約6萬年。
世界上最聰明的無脊椎動物——章魚,它有3個心臟, 2個記憶系統,大腦中有5億個神經元 具有超過一般動物的思維能力和學習能力。
參考資料 >
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Animalia.Catalogue of Life.2024-06-28
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經典芭蕾舞劇《天鵝湖》,怎樣才算真正看懂?.上觀.2024-07-19
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動物文學的精神擔當與多維建構.中國新聞網.2024-07-19
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柳葉刀》社論丨人畜共患病:打破人類-動物-環境的界限.澎湃新聞.2024-07-19
聯合國:每年約200萬人死于人畜共患病 新冠疫情不會是最后一次大流行.聯合國新聞.2024-07-19
中疾控周報:去年我國約143人因食源性疾病死亡,毒蘑菇是主要“元兇”.騰訊網.2024-07-19
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瀕危動物:為什么防止物種滅絕十分重要.自然與生物多樣性.2024-07-19
科學家稱可能發現“地球史上最重動物”.新華網.2024-07-19
劍橋大學科學家發現,3.26億年前巨型遠古蜈蚣曾經在英國四處游蕩 .搜狐網.2024-07-19
【科技日報】1700毫升!我國發現中更新世腦容量最大古人類.中國科學院.2024-07-19
世界上最聰明的無脊椎動物——章魚.廈門大學海洋與地球學院.2024-07-19