Читайте также:
|
Скелет земноводных, как и других позвоночных, состоит из следующих отделов: скелетов головы, туловища, поясов конечностей и свободных конечностей (рис. 133).
У земноводных по сравнению с рыбами значительно меньше костей: многие кости срастаются, в некоторых местах сохраняются хрящи. Скелет легче, чем у рыб, что важно для наземного существования. Широкий плоский череп и верхние челюсти представляют собой единое образование. Очень подвижна нижняя челюсть. Череп подвижно причленяется к позвоночнику.
В позвоночнике земноводных больше отделов, чем у рыб. Он состоит из шейного (1 позвонок), туловищного (7 позвонков), крестцового (1 позвонок) и хвостового отделов. Хвостовой отдел состоит из хвостовой кости, а у хвостатых амфибий – из отдельных позвонков.
Скелет свободных конечностей амфибий в отличие от рыб сложный. Скелет передней конечности составляют плечо, предплечье, запястье, пясть и фаланги пальцев; задней конечности – бедро, голень, предплюсна, плюсна и фаланги пальцев.
Конечность имеет пять отделов, поэтому ее называют пятипалой. Такая конечность характерна для всех наземных позвоночных животных.
Опорой передним конечностям служит пояс передних конечностей. Он состоит из парных лопаток, парных ключиц и парных коракоидов (вороньих костей). Ключицы и коракоиды соединяются с грудиной. Плечевой пояс лежит в толще мускулатуры и подобно поясу полукольцом охватывает переднюю часть туловища.
Пояс задних конечностей состоит из тазовых костей (подвздошных, седалищных) и лобковых хрящей, которые срастаются и причленяются к боковым отросткам крестцового позвонка.
Мускулатура у земноводных состоит из мышц, более сложных по строению, чем у рыб. Особенно хорошо развиты мышцы конечностей, которые начинаются на костях поясов и тонкими сухожилиями прикрепляются к костям конечностей. Сокращение этих мышц обеспечивает движение конечностей при плавании, ползании, прыганье. У хвостатых амфибий хорошо развиты мышцы хвоста, служащего основным органом при движении в воде.
| Опорно-двигательная система амфибий имеет более сложное строение, чем у рыб. Скелет и мышцы парных конечностей устроены сложнее, чем у рыб, и типичны для наземных позвоночных. Позвоночник имеет большее, чем у рыб, число отделов. Кости легкие, а их число меньше, чем у рыб. |
Строение и деятельность внутренних органов
Пищеварительная система. У амфибий она состоит из тех же органов, что и у рыб (рис. 134, 135). Широкий рот ведет в обширную ротовую полость. Язык лягушек прирастает передним концом к нижней челюсти. У взрослых лягушек в глоточном отделе нет жаберных щелей (они появляются только на ранних этапах развития, а затем исчезают). Сравнительно короткий пищевод плавно переходит в желудок. Смоченная слюной во рту пища проходит по пищеводу, подвергается воздействию пищеварительных ферментов в желудке. Кишечник подразделяется на тонкий и толстый отделы. В двенадцатиперстную кишку (первый отдел тонкого кишечника) открываются протоки печени, желчного пузыря и поджелудочной железы. В тонком кишечнике происходит окончательное переваривание пищи. Питательные вещества всасываются стенками кишечника и разносятся кровью по всем органам и тканям организма. В толстом кишечнике накапливаются непереваренные остатки. Толстая кишка открывается в особое расширение – клоаку. В нее открываются также протоки выделительной и половой систем. Через клоаку непереваренные остатки пищи удаляются наружу.
Дыхательная система. У личинок земноводных – головастиков, как и у рыб, функционируют жабры и только один круг кровообращения. Взрослые лягушки дышат легкими, представляющими собой небольшие вытянутые мешочки с тонкими эластичными стенками. В них обильно разветвляются многочисленные капилляры.
Дыхание происходит за счет опускания и подъема дна ротовой полости. Когда оно опускается, воздух поступает в ротовую полость. Если ноздри закрываются, дно ротовой полости поднимается и воздух проталкивается в легкие. При выдохе ноздри открыты, и при поднимании дна ротовой полости воздух выходит наружу. В легких происходит газообмен: кислород поступает в капилляры и кровью разносится по всем органам и тканям, а из капилляров в легкие выделяется углекислый газ, который сюда доставляется кровью от органов и тканей.
Легкие у земноводных примитивны: у них мала поверхность соприкосновения капилляров с воздухом. Поэтому важное значение в газообмене имеет кожа. Через влажную кожу также происходит обмен газами, поэтому так опасно для амфибий высыхание кожи.
Кровеносная система. В связи с развитием легких у земноводных появляется второй – малый, или легочный, круг кровообращения (рис. 136).
Сердце трехкамерное: два предсердия и один желудочек. Кровь от внутренних органов собирается в крупных венах и поступает в правое предсердие. В левое предсердие по легочной вене приносится кровь от легких, богатая кислородом. При сокращении предсердий кровь переходит в желудочек, где частично смешивается. Более насыщенная углекислым газом кровь по легочным артериям направляется в легкие. Смешанная кровь поступает в аорту и разносится ко всем органам и тканям организма. Наиболее богатая кислородом кровь поступает к голове.
Таким образом, у амфибий два круга кровообращения: большой и малый, или легочный. Ко всем органам тела поступает смешанная кровь.
Выделительная система. Продолговатые красно-бурые почки располагаются в полости тела по бокам позвоночника. Вредные продукты обмена веществ фильтруются почками и в виде мочи поступают в мочеточники. По стенке клоаки она стекает и наполняет мочевой пузырь. Стенки мочевого пузыря периодически сокращаются, и моча через клоаку выделяется наружу.
Обмен веществ. В связи со слабым развитием легких и движением смешанной крови по организму обмен веществ у земноводных вялый. По интенсивности он мало отличается от обмена веществ у рыб.
Температура тела земноводных непостоянная и зависит от температуры окружающей среды, поэтому их относят к холоднокровным животным.
Нервная система у земноводных (рис. 137), как и у рыб, состоит из центрального и периферического отделов. В головном мозге сильнее развит передний мозг, разделенный на два полушария. Они почти скрывают сверху промежуточный мозг. Умеренно развит средний мозг, связанный с органами зрения. Плохо развит мозжечок. Этим объясняются однообразные движения земноводных и их малоподвижный образ жизни. Условные рефлексы у земноводных вырабатываются медленно, для этого требуется много времени.
| Земноводные по сравнению с рыбами имеют более сложное внутреннее строение. Усложнение касается дыхательной и кровеносной систем в связи с появлением легких и двух кругов кровообращения. Более сложное строение, чем у рыб, имеют нервная система и органы чувств. |
Годовой цикл жизни и происхождение земноводных
Влияние сезонных изменений в природе на жизнь земноводных. Годовые жизненные циклы у земноводных хорошо выражены в умеренных широтах с резкими сезонными изменениями условий жизни.
При понижении среднесуточной температуры до +12... +8 °С земноводные перемещаются к местам зимовок, а при дальнейшем понижении температуры в сентябре – начале октября они скрываются в убежищах. В поисках мест зимовки отдельные особи перемещаются на многие сотни метров.
Озерная, прудовая и травяная лягушки зимуют в водоемах, собираясь по нескольку десятков особей вместе, прячутся под камнями, среди водных растений, закапываются в ил. Они выбирают наиболее глубокие участки там, где водоемы не промерзают до дна.
Жабы, жерлянки, тритоны, саламандры зимуют на суше: забираются в ямы, норы грызунов, прячутся в трухе гниющих пней, под камнями и т.д. В суровые малоснежные зимы, когда земля промерзает на большую глубину, зимующих в ней амфибий гибнет больше, чем зимующих в водоемах, так как при понижении температуры тела ниже -1 °С земноводные погибают.
Зимующие амфибии находятся в оцепенении: у них резко снижается обмен веществ, в 2-3 раза сокращается поглощение кислорода, уменьшается число дыхательных движений и сокращений сердца.
Весной, с наступлением тепла, в конце марта и в апреле, амфибии переходят к активному образу жизни, покидают места зимовок и направляются к местам размножения. Эти весенние перемещения проходят довольно дружно, животные преодолевают сотни метров, добираясь до мелких, хорошо прогреваемых солнцем водоемов.
После размножения бурые лягушки, жабы, квакши переходят на свои обычные летние места обитания на лугах, в полях, огородах, садах и т. д. Тритоны и жерлянки проводят в водоемах еще 2-3 месяца, а затем переходят на сушу.
Размножение земноводных. Размножаются земноводные в мелких, хорошо прогреваемых участках водоемов. В теплые весенние вечера с прудов и речек разносятся громкие квакающие звуки. Эти "концерты" устраивают самцы лягушек для привлечения самок.
Органами размножения у самцов земноводных, как и у рыб, служат семенники, у самок – яичники. Расположены они в полости тела, ко времени размножения многократно увеличиваются. Созревшие в яичниках яйцеклетки попадают в яйцеводы. Во время движения по яйцеводу икринки покрываются прозрачной слизистой оболочкой и через клоаку выводятся наружу. У самцов семенники, имеющие овальную форму, выделяют множество подвижных сперматозоидов. Семенная жидкость, богатая сперматозоидами, по семяпроводам попадает в клоаку и выделяется наружу. Оплодотворение у земноводных наружное. Гроздья оплодотворенной икры прикрепляются к водным растениям или отдельными комками плавают у поверхности воды. Ленты оплодотворенной икры жаб, как и отдельные икринки тритонов, приклеиваются к листьям водных растений.
Развитие земноводных. Рассмотрим развитие земноводных на примере лягушки (рис. 138). Развитие ее зародыша в икринке продолжается около полутора недель. Затем зародыш разрывает оболочку икринки и выходит наружу. По внешнему виду и образу жизни головастик похож на рыбу. У него есть жабры, двухкамерное сердце и один круг кровообращения, органы боковой линии.
В процессе развития в головастике происходят важные изменения. Развиваются сначала задние, а потом и передние конечности. Появляются легкие, и головастик все чаще и чаще поднимается к поверхности воды для дыхания. В связи с развитием легких образуется второй круг кровообращения, сердце становится трехкамерным. Хвост постепенно уменьшается. Головастик становится похожим на взрослую лягушку. Лягушонок от растительного питания переходит к потреблению животной пищи (становится плотоядным) и покидает водоем. От времени откладывания икры до превращения головастика в лягушонка проходит 2-3 месяца.
У взрослых лягушек уже нет хвоста. Они начинают размножаться в возрасте 3-4 лет.
Происхождение земноводных. Размножение земноводных происходит так же, как у костных рыб. Головастики больше похожи на рыб, чем на своих взрослых родителей. У них есть все те же органы, которые необходимы рыбам для жизни в воде. Все это свидетельствует о том, что земноводные произошли от каких-то древних костных рыб.
Известно, что некоторые древние костные рыбы использовали конечности (парные плавники) для переползания из одного водоема в другой. У них появились примитивные легочные мешки, которыми рыбы пользовались для дыхания при недостатке кислорода в воде и при пересыхании водоемов. Наибольшее сходство существует между древними амфибиями, появившимися около 350 млн лет назад (рис. 139), и древними пресноводными кистеперыми рыбами – рипидистиями. Об их строении можно судить по сохранившейся до настоящего времени морской кистеперой рыбе латимерии (см. рис. 127).
Важно, что скелет парных плавников кистеперых рыб (см. также § 34) очень похож на скелет пятипалой конечности земноводных (рис. 140).
Видимо, именно от древних рипидистий возникли первые земноводные – ихтиостегиды, по внешнему строению напоминавшие современных хвостатых амфибий. Они имели конечности наземного типа и хорошо развитые пояса конечностей. Широкая сплюснутая голова, широко расходящиеся концы челюстей позволили предположить, что воздух они затягивали в легкие за счет опускания дна ротовой полости. У ихтиостегид сохранились типичные рыбьи черты: череп с типично рыбьими костями; остатками (рудиментами) жаберной крышки; длинный хвост и органы боковой линии. Предполагают, что эти животные вели водный образ жизни, питались и размножались в воде. Однако они могли выходить на сушу и дышать воздухом при недостатке кислорода в воде, пересыхании водоемов. Все это позволило назвать ихтиостегид четвероногими рыбами. Древние земноводные дали начало современным лягушкам, жабам, тритонам, саламандрам.
Земноводные произошли около 350 млн лет назад от древних кистеперых рыб рипидистий. Первыми примитивными земноводными были ихтиостегиды, сохранившие многие типично рыбьи черты. От них произошли современные амфибии.
| Земноводные – раздельнополые животные, размножаются в воде. Самки выметывают икру, самцы выделяют семенную жидкость. Оплодотворение наружное. Развитие с превращением: из икринок выходят похожие на рыб головастики, которые превращаются в ходе развития во взрослое земноводное. Произошли от древних кистеперых рыб. Образ жизни земноводных меняется в зависимости от сезонных изменений условий обитания. |
Многообразие и значение земноводных
Многообразие земноводных. Класс земноводных насчитывает около 2400 современных видов, объединенных в три отряда: Хвостатые, Бесхвостые и Безногие.
Отряд Хвостатые земноводные – наиболее древняя группа. Сейчас известно около 280 видов. Тело их удлиненное. Хвост, служащий основным органом движения в воде, сохраняется в течение всей жизни. Передние и задние ноги примерно одинаковой длины.
В нашей стране из хвостатых амфибий широко распространены крупный гребенчатый тритон (см. рис. 131, 3) длиной 14-15 см (самцы черные, с оранжевым брюхом и хорошо развитым гребнем на спине) и более мелкий обыкновенный тритон длиной 8-11 см. Летом тритоны живут и размножаются в воде. Зиму проводят в укрытиях на земле в состоянии оцепенения. В биологических лабораториях содержат личинок американских амбистом - аксолотлей: эти животные, как и другие земноводные, на личиночной стадии обладают способностью к регенерации – восстанавлению утраченных частей тела.
Самое крупное земноводное (около 1,5 м длиной) – исполинская саламандра – живет в горных речках Восточного Китая и Японии.
К отряду Бесхвостые земноводные относятся лягушки, жабы, квакши (рис. 141). Всего в нем насчитывают более 2 тыс. видов.
На примере лягушки ранее рассмотрены все типичные черты амфибий. Жабы (см. рис. 131, 1) имеют сухую бугристую кожу. Летом они живут в лесах, садах, огородах. Активны в сумерках, а днем прячутся в укрытиях. Квакши отличаются небольшими размерами, тонким телом и лапами с присосками на концах пальцев. Присоски позволяют квакшам удерживаться на листьях и стволах деревьев, где они проводят большую часть времени. Самая мелкая банановая лягушка (длиной 3-4 см) и самая крупная лягушка голиаф (длиной до 25 см и массой более 3 кг) живут в тропических лесах Африки.
Отряд Безногие земноводные объединяет около 60 видов. Это обитатели тропиков, ведущие подземный образ жизни. У безногих, например у червяги, длинное червеобразное тело; у большинства есть внешняя сегментация. Передвигаются они в почве, раздвигая почвенные частицы передним концом тела. В связи с подземным, роющим образом жизни ноги и глаза у безногих редуцированы (слабо развиты).
Значение земноводных в природе и жизни человека. Взрослые земноводные питаются подвижной животной пищей. Основной пищей лягушкам, жабам, квакшам служат многочисленные насекомые, слизни, пауки, многоножки, черви.
Сами земноводные являются объектами питания некоторых птиц, млекопитающих. Так, лягушек и других земноводных едят аисты, цапли, барсуки, енотовидные собаки, ежи и некоторые рептилии.
В некоторых странах люди используют в пищу крупных саламандр и лягушек, а в США, например, их разводят на специальных фермах, как карпов в прудах. Франция вынуждена ввозить в свою страну съедобных лягушек, так как численность собственных земноводных здесь резко сократилась.
Ученые используют лягушек для многочисленных опытов в биологических лабораториях. Осенью их отлавливают и содержат в ваннах при пониженной температуре. В состоянии оцепенения лягушки не нуждаются в пище, и для опытов всегда есть живой материал.
Этим страдалицам науки поставлены памятники. Первый памятник лягушке, страдающей ради науки, был поставлен в Сорбонне – всемирно известном Парижском университете. Еще один памятник лягушке был сооружен в Токио на средства, собранные студентами-медиками.
И еще одно практическое значение для человека имеют земноводные: их тонкие влажные покровы очень чувствительны к загрязнению, поэтому если в водоеме есть земноводные, значит, вода в нем чистая. Отсутствие земноводных – это один из признаков неблагополучия в водоеме.
Многие виды амфибий стали редкими и нуждаются в строгой охране. В Красную книгу России внесены камышовая жаба, кавказская крестовка, малоазиатский тритон и уссурийский когтистый тритон.
| Небольшое число современных видов земноводных входит в такие отряды, как Хвостатые, Бесхвостые и Безногие. Распространены они в тропиках, субтропиках и умеренных широтах. В природных биоценозах амфибии являются важным компонентом – регулируют численность беспозвоночных, поедая насекомых, пауков, слизней, червей. Сами земноводные служат добычей некоторых птиц, зверей, рептилий. Мясо крупных саламандр и лягушек съедобно. Большое значение амфибии имеют как лабораторные животные в научных биологических исследованиях. |
Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 335 | Нарушение авторских прав