一般说来,哺乳动物是动物发展史上最高级的阶段,也是与人类关系最密切的一个类群。哺乳动物具备了许多独特特征,因而在进化过程中获得了极大的成功。下面逐一介绍他们的特征:
1.皮肤
哺乳动物的皮肤致密,结构完善,有着重要的保护作用。皮肤能控制体温,还有良好的抗透水性和敏锐的感觉功能。为适应于多变的外界条件,哺乳动物皮肤的质地、颜色、气味、温度等能与环境条件相协调。哺乳动物皮肤的主要特点为:(1)皮肤的结构完善。哺乳动物的皮肤由表皮和真皮组成,表皮的表层为角质层,表皮的深层为活细胞组成的生发层。表皮有许多衍生物,如各种腺体、毛、角、爪、甲、蹄。真皮发达,由胶原纤维及弹性纤维的结缔组织构成,两种纤维交错排列,其间分布有各种结缔组织细胞、感受器官、运动神经末梢及血管、淋巴等。在真皮下有发达的蜂窝组织,绝大多数哺乳动物在此储藏有丰富的脂肪,故又称为皮下脂肪细胞层。(2)皮肤的衍生物多样。哺乳动物的皮肤衍生物,包括皮肤腺、毛、角、爪、甲、蹄等。
乳腺为哺乳类所特有的腺体,它能分泌含有丰富营养物质的乳汁,以哺育幼仔。乳腺是一种由管状腺和泡状腺组成的复合腺体,通常开口于突出的乳头上。乳头分真乳头和假乳头两种类型,真乳头有1个或几个导管直接向外开口;假乳头的乳腺管开口于乳头基部腔内,再由总的管道通过乳头向外开口。乳头的数目随种类而异,从2个至19个不等,常与产仔数有关。低等哺乳动物单孔类不具有乳头,乳腺分泌的乳汁沿毛流出,幼仔直接舐吸。没有嘴唇的哺乳动物如鲸,其乳腺区有肌肉,能自动将乳汁压入幼鲸口腔。
另一种皮肤腺为汗腺,是一种管状腺,它的主要机能是蒸发散热及排除部分代谢废物。体表的水分蒸发散热即出汗,是哺乳动物调节体温的一种重要方式,而一些汗腺不发达的种类主要靠口腔、舌和鼻表面蒸发来散热。
皮脂腺为泡状腺,开口于毛囊基部,为全浆分泌腺。其分泌物含油,有润滑毛和皮肤的作用,也是一种重要的外激素源。气味腺为汗腺或皮脂腺的衍生物,主要功能是标记领域、传递信息,有的还具有自卫保护的作用。气味腺有数十种,如麝香腺、肛腺、腹腺、侧腺、背腺、包皮腺等。气味腺的出现及发达程度,通常是与哺乳类以嗅觉作为主要猎食方式相联系的,而以视觉作为主要定位器的类群其嗅觉及气味腺均明显退化。
2.毛
毛是哺乳动物所特有的结构,为表皮角化的产物。毛由毛干及毛根组成。毛干是由皮质部和髓质部构成;毛根着生于毛囊里,外被毛鞘,末端膨大呈球状称毛球,其基部为真皮构成的毛乳头,内有丰富的血管,可输送毛生长所必须的营养物质。在毛囊内有皮脂腺的开口,可分泌油脂,润滑毛、皮;毛囊基部还有竖毛肌附着,收缩时可使毛直立,有助于体温调节。按毛的形态结构,可将毛划分为长而坚韧并有一定毛向的针毛(刺毛)。哺乳类体外的被毛常形成毛被,主要机能是绝热、保温。水生哺乳动物基本上无毛的种类如鲸,有发达的皮下脂肪以保持体温的恒定。毛常受磨损和退色,通常每年有一、二次周期性换毛,一般夏毛短而稀,绝热力差,冬毛长而密,保温性能好。陆栖哺乳动物的毛色与其生活环境的颜色常保持一致,通常森林或浓密植被下层的哺乳动物毛呈暗色,开阔地区的呈灰色,沙漠地区多呈沙黄色。
3.角
角是哺乳动物头部表皮及真皮特化的产物。表皮产生角质角,如牛、羊的角质鞘及犀的表皮角,真皮形成骨质角,如鹿角。哺乳类的角可分为洞角、实角、叉角羚角、长颈鹿角、表皮角等五种类型。
洞角由骨心和角质鞘组成,角质鞘习惯称为角,成双着生在额骨上,终生不更换,有不断增长的趋势。洞角为牛科动物所特有。
实角为分叉的骨质角,无角鞘。新生角在骨心上有嫩皮,通称为茸角,如鹿茸。角长成后,茸皮逐渐老化、脱落,最后仅保留分叉的骨质角,如鹿角。鹿角每年周期性脱落和重新生长,这是鹿科动物的特征。除少数两性具有角(如驯鹿)或不具有角(如麝、獐)之外,一般仅雄性具有角。
叉角羚角是介于洞角与鹿角之间的一种角型。骨心不分叉而角鞘具有小叉,分叉的角鞘上有融合的毛,毛状角鞘在每年生殖期后脱换,骨心不脱落。这种角型为雄性叉角羚所特有,而雌性叉角羚仅有短小的角心而无角鞘。
长颈鹿角由皮肤和骨所构成,骨心上的皮肤与身体其他部分的皮肤几乎没有差别。
表皮角完全由表皮角质层的毛状角质纤维所组成,无骨质成分,为犀科所特有。角的着生位置特殊,在鼻骨正中。而双角种类的两角呈前后排列,前角生在鼻部,后角生长在颔部。
4.骨骼
哺乳动物的骨骼系统发达,其支持、保护和运动的功能完善,主要由中轴骨骼和附肢骨骼两大部分组成。其结构和功能上主要的特点是:头骨有较大的特化,具有两个枕骨踝,下颌由单一齿骨构成,牙齿异型;脊柱分区明显,结构坚实而灵活,颈椎7枚;四肢下移至腹面,出现肘和膝,将躯体撑起,以适应陆上快速运动。
由于哺乳类的脑、感官的发达以及口腔咀嚼的产生,因此颅骨相当大。颅腔由额骨、顶骨、枕骨、蝶骨、筛骨、鳞骨、鼓骨等构成,其中枕骨、蝶骨、筛骨等均由多数骨块愈合而成。骨块的减少和愈合使头骨坚而轻,是哺乳类的一个明显特征。脑位于颅腔内,以颅骨后方的枕骨大孔与脊髓连接。枕骨大孔两侧各有一枕踝与第一颈椎相关节。
哺乳动物的脊柱由一系列椎骨组成,可分为颈椎、胸椎、腰椎、荐椎和尾椎五部分。颈椎骨通常为7枚,只有少数种类为6枚(如海牛)或8~10枚(如三趾树獭),绝大多数的哺乳类不论颈的长短(如长颈鹿和刺猬)都是7枚颈椎。第1个颈椎称寰椎,第2个颈椎称枢椎,寰椎呈环状,前面形成一对关节面与枕踝相关节。枢椎椎体前端形成齿突伸入寰椎的椎孔,赋予头部能灵活转向的能力。胸椎常为13枚左右,各胸椎与肋骨相连结,并与肋骨和胸骨共同构成胸廓;胸骨分节,有飞翔能力的蝙蝠和以地下掘穴生活的鼹鼠等哺乳动物,有与鸟类相类似的龙骨突起。
5.神经系统
哺乳动物和其他动物最大的区别在于它的神经系统。哺乳动物的神经系统高度发达,主要表现在大脑和小脑体积增大,发展了新脑皮,脑表面形成了复杂皱褶(沟和回),大大增加了新脑皮的表面积。
新脑皮是由侧脑室外壁的神经物质生长而成,并包围着初生脑皮层(原脑皮)。原脑皮的残余称为海马,在侧脑室内,仍为嗅觉中枢。大脑皮层由发达的新脑皮层构成,它接受来自全身的各种感觉器传来的冲动,通过分析综合,并根据已建立的神经联系而产生相应反映。左右大脑半球通过许多神经纤维互相联络。神经纤维所构成的通路称胼胝体,是哺乳动物(有胎盘类)特有的结构。
间脑被大脑半球所覆盖,其上有松果体,为内分泌体,哺乳类的松果体趋于缩小。在间脑腹面发出的视神经,形成交叉,我们称为视神经交叉,其后以一柄与脑下垂体相连。间脑腔又称为第三脑室,十分发达。间脑壁内的神经结构主要有背方的丘脑。丘脑是低级中枢与大脑皮层分析器之间的中间站,来自全身的感觉冲动均集中在此处,经间脑灰质换一神经原再入大脑皮层。腹面的丘脑下部是植物神经活动中枢,与内脏活动的协调有密切关系,也是体温的调节中枢。
哺乳动物的中脑不发达,体积甚小,中脑腔狭窄呈一管,称中脑导水管,与第三、第四脑室交通。中脑背方具有四叠体,前面一对为视觉反射中枢,后面一对为听觉反射循环、汗腺分泌以及各种防御反射。延脑的背面有第四脑室。