Внутреннее строение земноводных
У земноводных происходят изменения в строении скелета, это позволило им выйти на сушу и передвигаться по ней.
Как и у рыб, скелет земноводных состоит из трёх отделов: скелета головы, туловища и конечностей.
Скелет головы – череп – имеет два отдела (лицевой и мозговой). Они состоят из небольшого числа костей. Лицевой отдел имеет большие размеры, чем мозговой.
Скелет туловища – позвоночник – состоит из четырёх отделов: шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой. У лягушки в шейном отделе находится один позвонок, в туловищном – 7, в крестцовом – 1. Благодаря наличию шейного позвонка череп соединён с позвоночником подвижно, но его подвижность очень мала. Животные не могут поворачивать голову, они способны только наклонять её. В туловищном отделе лягушки отсутствуют рёбра и грудная клетка. Хвостовой отдел выражен только у хвостатых земноводных, а у бесхвостых хвостовые позвонки слились в одну косточку, которая лежит в области таза.
Конечности земноводных отличаются от плавников рыб. Они построены по типу простых рычагов, которые соединены между собой подвижно с помощью суставов.
Скелет передних конечностей состоит из скелета плечевого пояса и свободной передней конечности.
Опорой для передних конечностей служит скелет плечевого пояса. Он имеет вид полукольца и лежит в мускулатуре туловища и не соединён с позвоночником из-за отсутствия рёбер. В его состав входят: две лопатки, две вороньи кости (коракоиды), две ключицы и одна грудина.
Передняя конечность состоит из костей плеча, предплечья и кисти.
Скелет задних конечностей состоит из тазового пояса и свободной задней конечности.
Опорой задним конечностям служит тазовый пояс. Он состоит из двух сросшихся тазовых костей.
Задняя конечность состоит из бедра, голени и стопы. У большинства земноводных кисть и стопа состоят из пяти пальцев, на которые животное опирается при передвижении на суше или отталкивается при плавании.
Мышечная система подразделяется на мускулатуру туловища и конечностей. Группы специальных мышц обеспечивают движения конечностей (ходьбу, бег, плавание, прыжки, захват добычи). На голове располагаются опускающие и поднимающие мышцы. У лягушки лучше всего развиты мышцы в области челюстей и конечностей.
У земноводных происходит усложнение в строении опорно-двигательной системы, в ней появляются приспособления к наземному образу жизни. Но она еще далека от совершенства, так как не обеспечивает большого разнообразия движений и скорости передвижения по суше. В скелете земноводных содержится достаточно большое количество хрящевой ткани, поэтому он имеет небольшую прочность, вследствие чего земноводные имеют небольшие размеры.
Пищеварительная система земноводных начинается щелевидным ротовым отверстием, ведущим в обширную ротоглоточную полость, в которой находятся язык и расположенные на челюстях зубы. Зубы участвуют только в удержании добычи и не способны размельчать и пережёвывать пищу. У жаб зубов нет. Ротоглоточная полость переходит в короткий
Пища быстро переваривается под действием пищеварительного сока и желчи, выделяемых поджелудочной железой и печенью. В ротоглоточную полость открываются протоки слюнных желез, которые смачивают пищу, тем самым облегчая её проглатывание.
Все земноводные – хищники, они питаются подвижной добычей: червями, слизнями, насекомыми, пауками. Наиболее крупные лягушки могут успешно нападать на мелких грызунов, птиц и змей.
Добычу они ищут в воде, на земле, хватают с растений, ловят на лету. Наземные амфибии захватывают пищу с помощью длинного мясистого и липкого языка. Он прикреплён ко дну ротоглоточной полости только передним концом, а задняя часть свободно обращена назад. Он способен быстро выбрасываться вперёд, прилипая к добыче.
Движение языка лягушки
Проглатыванию пищи помогают глазные яблоки, которые перемещаются вниз, при этом они давят на пищевой комок и проталкивают его из ротоглоточной полости дальше.
При низких температурах земноводные длительное время могут обходиться без пищи, так как имеют низкий уровень обмена веществ.
Вследствие того, что земноводные часть жизни проводят в воде, а часть – на суше, у взрослых животных дыхание осуществляют несколько органов: лёгкие, кожа и слизистая оболочка ротоглоточной полости. Личинки дышат с помощью кожи и жабр.
Лёгкие представляют собой парные полые мешки. Их внутренняя поверхность ячеистая. Стенки лёгких покрыты кровеносными сосудами, которые приносят венозную кровь, а уносят артериальную.
Для амфибий характерен нагнетательный тип дыхания, так как они не имеют грудной клетки. Животное набирает воздух в ротолглоточную полость через ноздри, при этом дно ротовой полости опускается. Затем ноздри закрываются клапанами, дно ротовой полости поднимается и воздух проталкивается в лёгкие. Удаление воздуха из лёгких происходит благодаря сокращению мышц брюшной стенки и эластичности самих лёгких.
Дыхательная поверхность лёгких небольшая, поэтому дополнительно газообмен происходит через влажную кожу.
Степень участия в газообмене лёгких и кожи различна в зависимости от особенностей местообитания животных. У обитателей сухих мест большая часть кислорода поступает через лёгкие, но кожа играет важную роль в выделении углекислого газа. У водных видов и обитателей влажных мест преобладает кожное дыхание. Некоторые водные амфибии полностью утратили лёгкие и дышат только кожей.
Кровеносная система замкнутая, происходит её усложнение. У большинства видов сердце трёхкамерное: состоит из двух предсердий (левого и правого), которые полностью разделены продольной перегородкой, и одного желудочка.
В левом предсердии находится артериальная кровь (она богата кислородом), а в правом предсердии и желудочке она смешанная.
В отличие от рыб, земноводные и все остальные позвоночные животные, имеют два круга кровообращения: большой, или туловищный, и малый (лёгочный).
По малому кругу кровообращения кровь из желудочка по артериям поступает в кожу и лёгкие. В лёгких кровь обогащается кислородом и собирается в вены, впадающие в левое предсердие.
Таким образом, при сокращении обоих предсердий кровь поступает в желудочек, где смешивается. Но полного смешения крови не происходит, благодаря наличию перегородок. При выходе из желудочка через артерии артериальная кровь поступает в головной отдел, венозная – в лёгкие и кожу, а смешанная – во все остальные органы и части тела.
Из-за наличия в сердце одного желудочка большинство органов тела недостаточно снабжаются кислородом, получая смешанную кровь. Однако этот недостаток у земноводных компенсируется возможностью жить как на суше, так и длительно находиться в воде.
Органы выделения у земноводных, как и у рыб, представлены туловищными почками. Образованная в почках моча по двум мочеточникам поступает в клоаку, а оттуда в мочевой пузырь, через стенки которого происходит дополнительное всасывание воды в кровеносные капилляры, затем моча вновь поступает в клоаку и выводится наружу.
Нервная система состоит из центрального и периферического отделов. Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга. Периферическая нервная система представлена нервами.
Жизнь земноводных в двух различных средах способствовала развитию у них головного мозга. Он имеет пять отделов: передний, промежуточный, средний, задний (мозжечок) и продолговатый. Передний мозг развит лучше, чем у рыб, он достаточно крупный и разделён на два полушария. Мозжечок развит слабо в связи с несложными, однообразными движениями. От головного мозга отходит 10 пар черепно-мозговых нервов.
Главным источником информации служит орган зрения – глаза. Они приспособлены к работе в воздушной среде и защищены подвижными верхними и нижними веками. Имеют выпуклую роговицу и двояковыпуклый хрусталик, что позволяет видеть предметы на более далёком расстоянии. Земноводные видят только движущиеся объекты. Эта особенность объясняет их питание только подвижными животными.
Орган слуха устроен сложнее, чем у рыб. Появляется среднее ухо. Оно отделяется от окружающей среды тонкой барабанной перепонкой. В полости среднего уха находится одна косточка – стремечко. Одним своим концом она упирается в барабанную перепонку, а другим – в мембрану, которая отделяет полость среднего уха от внутреннего. Среднее ухо усиливает звуковые колебания, что и повышает слуховую чувствительность.
Орган обоняния развит слабее, чем у рыб. Он представлен парными обонятельными мешками, которые открываются наружу ноздрями, а в ротоглоточную полость хоанами. Орган вкуса – язык, осязания – кожа. У личинок и взрослых животных, постоянно обитающих в воде, есть боковая линия.
Земноводные первыми из хордовых приобрели голосовой аппарат, с помощью которого они способны издавать звуки. На горле и по бокам головы самцов у большинства видов амфибий имеются расширения – резонаторные мешки, усиливающие звук. Благодаря этому небольшие по размеру амфибии способны издавать громкие звуки, характерные для каждого вида – кваканье, бульканье, шипение. Эти звуки сообщают, что территория занята, предупреждают об опасности, помогают распознать животных противоположного пола в период размножения
Подведём итог. У земноводных впервые появляются:
· пятипалые конечности;
· органы воздушного дыхания – лёгкие;
· трёхкамерное сердце и два круга кровообращения;
· среднее ухо;
· амфибии – хищники, питаются подвижной животной пищей, которую схватывают языком или челюстями;
· на суше дышат лёгкими и кожей, в воде – только кожей;
· передний мозг разделен на левое и правое полушария.
videouroki.net
Строение земноводных
Строение земноводных
Земноводные, или амфибии (Amphibia) – первые позвоночные, перешедшие от водного к наземному образу жизни. Земноводные могут подолгу находиться вне водной среды, однако вода им требуется для размножения. Пройдя метаморфоз, личинки земноводных утрачивают сходство с рыбами и становятся взрослыми амфибиями.
1 |
Внешнее строение лягушки |
 2 |
Скелет лягушки |
Большинство земноводных имеют вытянутое или лягушковидное туловище с двумя парами пятипалых конечностей. Голова плавно переходит в туловище, но всё же (в отличие от рыб), может поворачиваться относительно него. Скелет костный (хотя с костями соединяется множество хрящей), позвоночник разделён на отдельные позвонки (от 9 до 200). У большинства бесхвостых земноводных рёбра редуцированы, грудная клетка отсутствует. Конечности состоят из трёх отделов, сочленённых между собой суставами (передняя конечность: плечо, предплечье и кисть; задняя конечность: бедро, голень и стопа). Скелет и мышечная система развиты сравнительно неплохо и способны поддерживать животное вне воды. Для всех земноводных характерна гладкая (реже шершавая) богатая железами кожа, лишённая волос, перьев и чешуи; лишь у некоторых безногих в коже имеются костные чешуйки.
Земноводные могут дышать при помощи лёгких, кожи и жабр. Лёгочное дыхание осуществляется через ноздри, защищённые от проникновения воды особыми клапанами. Пониженное давление, необходимое для вдоха, создаётся, в отличие от высших позвоночных, движением горла. Важную роль играет кожное дыхание, необходимая для дыхания влажность кожи поддерживается слизистыми железами. Жабры имеются у всех земноводных в личиночной стадии, во взрослом состоянии сохраняются у водных хвостатых амфибий.
3 |
Внутреннее строение лягушки |
Кровообращение личинок земноводных сходно с кровообращением рыб. Взрослые земноводные имеют трёхкамерное сердце, разделённое на два предсердия и желудочек. Земноводные – первые животные, у которых появились два круга кровообращения. Артериальная кровь от лёгких и кожи поступает в левое предсердие; с венозной кровью из правого предсердия она смешивается лишь частично благодаря строению и работе артериального конуса сердца.
Через глотку и пищевод пища попадает в желудок, а затем в короткий кишечник. Пищеварительные вещества секретируются стенками желудка, поджелудочной железой и печенью. Прямая кишка заканчивается клоакой. У личинок имеется головная почка, у взрослых – парные туловищные почки. Мочевой пузырь имеет большое значение в водном обмене. Яйцевод самки открывается в клоаку.
Мозговая коробка маленькая. Головной мозг земноводных включает, в частности, сравнительно хорошо развитый передний мозг и недоразвитый мозжечок. Органы чувств представлены органами зрения (у пещерных земноводных глаза недоразвиты), слуха, осязания, обоняния, вкуса; у головастиков имеется боковая линия. Глаза защищены от смачивания веками; аккомодация глаза осуществляется перемещением хрусталика. Ухо у высших земноводных имеет барабанную перепонку.
www.ebio.ru
Класс Земноводные (Амфибии)
Общая характеристика класса. Земноводные — первая небольшая по числу видов (2,1 тыс.) группа позвоночных животных, освоившая наземную среду, но сохранившая тесную связь с водной. Распространены повсеместно, но наиболее широко встречаются в регионах с теплым и влажным климатом. Живут вблизи водоемов.
Земноводные произошли от одной из групп древних пресноводных кистеперых рыб —стегоцефалов, обитавших около 300 млн. лет назад в заболоченных водоемах. Важнейшие адаптации, позволившие земноводным выйти в наземную среду, связаны с преодолением силы тяжести (гравитации) и защитой тела от потери влаги.
Характерные черты организации земноводных следующие:
- Тело слегка уплощено и подразделяется на голову, туловище и две пары пятипалых конечностей. У небольшой группы земноводных имеется хвост.
- Кожа тонкая, голая, влажная, богатая слизистыми железами.
- Череп подвижно соединен с позвоночником, который состоит из четырех отделов: шейного, туловищного, крестцового и хвостового. Плечевой и тазовый пояса обеспечивают конечностям опору. Скелет конечностей построен по типу системы подвижных рычагов, позволяющих животному передвигаться по твердой поверхности. В скелете много хряща.
- Мышечная система состоит из отдельных дифференцированных мышц. Движения разных частей тела более разнообразны, чем у рыб.
- Земноводные — хищники. У них развиты слюнные железы, секрет которых увлажняет ротовую полость, язык и пищу. Активно схваченная добыча переваривается в желудке. Последний отдел пищеварительного канала — расширенная клоака.
- Органы дыхания взрослых животных — кожа и легкие, у личинок — жабры.
- Сердце трехкамерное. Имеются два круга кровообращения: большой (туловищный) и малый (легочный). По артериям большого круга кровообращения течет смешанная кровь, и только головной мозг снабжается артериальной кровью.
- Органы выделения — парные туловищные почки. Моча оттекает по двум мочеточникам в клоаку, а из нее — в мочевой пузырь. Выводимый конечный продукт азотистого обмена — мочевина.
- Передний мозг земноводных по сравнению с таковым у рыб имеет большие размеры и разделен на два полушария. Мозжечок развит хуже в связи с малой подвижностью. Строение органов слуха и зрения приспособлено к жизни на суше. У личинок земноводных имеется орган боковой линии.
- Оплодотворение внешнее, в воде. Развитие с неполным метаморфозом, со стадией рыбообразной личинки.
Особенности строения и процессов жизнедеятельности.Более детально строение земноводных рассмотрим на примереля-гушки — представителя отряда Бесхвостые. Уплощеное тело лягушки подразделено на широкую голову и короткое туловище. Голова малоподвижна, так как шея почти не выражена. Задние конечности длиннее передних. Кожа голая, богатая многоклеточными слизеотделительными железами, прикреплена к телу не на всем протяжении, а только в определенных участках, между которыми имеются пространства, заполненные лимфой. Эти особенности строения предохраняют кожу от высыхания.
Скелет земноводных, как и у всех позвоночных, состоит из черепа, позвоночника, скелета конечностей и их поясов. Череп почти сплошь хрящевой (рис. 11.20). Он подвижно сочленен с позвоночником. Позвоночник содержит девять позвонков, объединенных в три отдела: шейный (1 позвонок), туловищный (7 позвонков), крестцовый (1 позвонок), а все хвостовые позвонки срослись, образовав единую косточку — уростиль. Ребра отсутствуют. Плечевой пояс включает типичные для наземных позвоночных кости: парные лопатки, вороньи кости (коракоиды), ключицы и непарную грудину. Он имеет вид полукольца, лежащего в толще туловищной мускулатуры, т. е. не соединен с позвоночником. Тазовый пояс образован двумя тазовыми костями, образованными тремя парами подвздошных, седалищных и лобковых костей, сросшихся между собой. Длинные подвздошные кости причленены к поперечным отросткам крестцового позвонка.
Скелет свободных конечностей построен по типу системы многочленных рычагов, подвижно соединенных шаровидными суставами. В составе передней конечности выделяют плечо, предплечье и кисть. У бесхвостых земноводных локтевая и лучевая кости сливаются, образуя общую кость предплечья. Кисть подразделяется на запястье, пясть и четыре фаланги пальцев. Задняя конечность состоит из бедра, голени и стопы. Стопа включает кости предплюсны, плюсны и фаланги пяти пальцев. Задние конечности длиннее передних. Это связано с передвижением по суше прыжками, а в воде — с энергичной работой задних конечностей при плавании. Как видим, такая схема строения конечностей является типичной для наземных позвоночных и в каждом классе имеет незначительные изменения, связанные с особенностями их движения. Благодаря подвижности отделов скелета движения тела земноводных более разнообразны, чем у рыб.
Мышечная система амфибий под влиянием наземного образа жизни претерпела значительные изменения. Однообразно построенные сегменты мускулатуры рыб преобразованы в дифференцированные мышцы конечностей, головы, ротовой полости, участвующих в процессе заглатывания пищи, вентиляции органов дыхания.
Дифференцировка пищеварительной системы земноводных осталась примерно на том же уровне, что и у их предков — рыб. Общая ротоглоточная полость переходит в короткий пищевод, за ним расположен слабо обособленный желудок, переходящий без резкой границы в кишечник. Кишечник заканчивается прямой кишкой, переходящей в клоаку. Протоки пищеварительных желез — печени и поджелудочной железы — впадают в двенадцатиперстную кишку. В ротоглоточную полость открываются протоки отсутствующих у рыб слюнных желез, смачивающих ротовую полость и пищу. С наземным образом жизни связано появление в ротовой полости настоящего языка — основного органа добычи пищи. У лягушек он прикреплен к передней части дна ротовой полости и способен быстро выдвигаться вперед, приклеивая добычу. Взрослые лягушки, как и все другие земноводные, плотоядны и питаются движущимися мелкими животными, иногда икрой, молодью рыб.
Дышат лягушки легкими и кожей. Легкие представляют собой парные полые мешки с ячеистой внутренней поверхностью, пронизанной сетью кровеносных капилляров, где и происходит газообмен. Механизм дыхания у земноводных несовершенен, нагнетательного типа. Животное набирает воздух в ротоглоточную полость, для чего опускает дно ротовой полости и открывает ноздри. Затем ноздри закрываются клапанами, дно ротовой полости поднимается, и воздух нагнетается в легкие. Удаление воздуха из легких происходит благодаря сокращению грудных мышц. Поверхность легких у земноводных невелика, меньше поверхности кожи. Поэтому насыщение крови кислородом происходит не только через легкие, но и через кожу. Так, прудовая лягушка получает через кожу 51% кислорода. Находясь под водой, земноводные дышат исключительно кожей. Чтобы кожа в наземных условиях функционировала как орган дыхания, она должна быть влажной.
Кровеносная система земноводных представлена трехкамер-ным сердцем, состоящим из двух предсердий и желудочка, и двух кругов кровообращения — большого (туловищного) и малого (легочного). Малый круг кровообращения начинается в желудочке, включает сосуды легких и завершается в левом предсердии. Большой круг начинается также в желудочке. Кровь, пройдя по сосудам всего тела, возвращается в правое предсердие. Таким образом, в левое предсердие попадает артериальная кровь из легких, а в правое — венозная кровь со всего тела. В правое предсердие попадает и артериальная кровь, оттекающая от кожи. Так благодаря появлению легочного круга кровообращения в сердце земноводных попадает и артериальная кровь. Несмотря на то что в желудочек поступает артериальная и венозная кровь, полного перемешивания крови не происходит благодаря наличию карманов и неполных перегородок. Благодаря им при выходе из желудочка артериальная кровь по сонным артериям поступает в головной отдел, венозная — в легкие и кожу, а смешанная — во все остальные органы тела. Таким образом, у земноводных нет полного разделения крови в желудочке, поэтому интенсивность жизненных процессов невысокая, а температура тела непостоянная.
Органы выделения земноводных, как и у рыб, представлены туловищными почками. Однако в отличие от рыб они имеют вид уплощенных компактных тел, лежащих по бокам крестцового позвонка. В почках имеются клубочки, которые отфильтровывают из крови вредные продукты распада (в основном мочевину) и одновременно важные для организма вещества (сахара, витамины и др.). Во время стока по почечным канальцам полезные организму вещества всасываются обратно в кровь, а моча поступает по двум мочеточникам в клоаку и оттуда в мочевой пузырь. После наполнения мочевого пузыря его мышечные стенки сокращаются, моча выводится в клоаку и выбрасывается наружу. Потери воды из организма земноводных с мочой, так же как и у рыб, восполняются поступлением ее через кожу.
Головной мозг земноводных имеет те же пять отделов, что и мозг рыб. Однако отличается от него большим развитием переднего мозга, который у земноводных разделен на два полушария. Мозжечок недоразвит в связи с малой подвижностью и однооб. разным характером движений земноводных.
Выход земноводных на сушу оказал влияние на развитиеор-ганое чувств.Так, глаза земноводных защищены от высыхания и засорения подвижными верхними и нижними веками и мигательной перепонкой. Роговица приобрела выпуклую форму, а хрусталик — линзообразную. Видят земноводные в основном подвижные объекты. В органе слуха появилось среднее ухо с одной слуховой косточкой (стремечком). Полость среднего уха отделена от окружающей среды барабанной перепонкой и соединена с ротовой полостью посредством узкого канала — евстахиевой трубы, благодаря чему внутреннее и внешнее давление на барабанную перепонку уравновешивается. Появление среднего уха вызвано необходимостью усиления воспринимаемых звуковых колебаний, так как плотность воздушной среды меньше, чем водной. Ноздри у земноводных в отличие от рыб сквозные и выстланы чувствительным эпителием, воспринимающим запахи.
Размножение земноводных имеет свои особенности. Половые железы парные. Парные яйцеводы впадают в клоаку, а семя-выводящие каналы — в мочеточники. Лягушки размножаются весной на третьем году жизни. Оплодотворение происходит в воде. Через 7—15 дней в оплодотворенных икринках развиваются рыбообразные личинки — головастики. Головастик — типичное водное животное: дышит жабрами, имеет двухкамерное сердце, один круг кровообращения и орган боковой линии, плавает при помощи хвоста, окаймленного перепонкой. В ходе метаморфоза личиночные органы замещаются органами взрослого животного.
Разнообразие земноводных и их значение. В Беларуси и России обитают представители двух отрядов: Бесхвостые и Хвостатые.
Отряд Бесхвостые — наиболее многочисленный (около 1800 видов) и широко распространенный (кроме Австралии и Антарктиды). К нему принадлежат лягушки, жабы, квакши. Лягушки озерная, прудовая, травяная, остромордая часто встречаются на территории Беларуси и России. В отличие от лягушек жабы меньше зависят от воды. Кожа у жаб более сухая и частично ороговевшая. Задние конечности значительно короче, чем у лягушек. Охотятся они ночью. Наиболее распространены серая и зеленая жабы. Камышовая жаба занесена в Красную книгу Республики Беларусь.
Отряд Хвостатые объединяет 280 ныне живущих видов. Они имеют удлиненное тело с хорошо развитым хвостовым отделом. Широко известны обыкновенный и гребенчатый тритоны, населяющие летом небольшие стоячие водоемы, где происходит размножение и развитие личинок. В конце лета тритоны покидают водоемы и держатся под лежащими деревьями, камнями, в трещинах земли. Зимуют на суше в кучках листьев, под пнями. Известна пятнистая саламандра, обитающая в лесах Кавказа. Она крупнее тритонов, еще меньше зависит от воды.
Практическое значение земноводных невелико, хотя в общем они полезны для человека. Лягушки и особенно жабы уничтожают вредных членистоногих, моллюсков (слизней). Тритоны поедают личинок комаров, в том числе и малярийных. Лягушки служат пищей многим птицам и млекопитающим. В некоторых странах мясо лягушек и крупных саламандр употребляют в пищу. Лягушки используются для проведения исследований по биологии и медицине.
Однако земноводные в некоторых случаях могут приносить вред. Так, они уничтожают мальков рыб в прудовых хозяйствах и на нерестилищах в естественных водоемах.
Происхождение земноводных. Предками земноводных являются пресноводные кистеперые рыбы девонского периода палеозойской эры. От первых примитивных земноводных — стегоцефалов — обособились три ветви. Одна из них дала современных земноводных — хвостатых, другая — бесхвостых, от третьей ветви образовались примитивные пресмыкающиеся.
Таким образом, несмотря на различия в строении, рыбы и земноводные имеют общие признаки, которые объединяют их в группу низших первичноводных позвоночных. Их предками были чисто водные животные. Зависимость от воды или влажного воздуха прослеживается в организации внешнего и внутреннего строения, а также при размножении рыб и земноводных, когда они перебираются в водоемы и откладывают бедные желтком яйца, которые оплодотворяются в воде.
И напротив, классы пресмыкающихся, птиц и млекопитающих объединены в группу высших позвоночных животных, вся организация которых приспособлена к наземному образу жизни. Следовательно, группа высших позвоночных животных принадлежит к первичноназемным позвоночным, т. е. к таким, ближайшие предки которых жили на суше.
jbio.ru
Земноводные или амфибии: строение, размножение, происхождение
Общая характеристика
Современная фауна земноводных, или амфибий, немногочисленна — менее 2 тыс. видов. В течение всей жизни или хотя бы в личиночном состоянии земноводные обязательно связаны с водной средой, так как их яйца лишены оболочек, предохраняющих от иссушающего действия воздуха. Взрослые формы для нормальной жизнедеятельности нуждаются в постоянном увлажнении кожи, поэтому обитают лишь вблизи водоемов или в местах с высокой влажностью.
Амфибии по морфологическим и биологическим признакам занимают промежуточное положение между собственно водными и собственно наземными организмами.
Происхождение амфибий связано с рядом ароморфозов, таких как появление пятипалой конечности, развитие легких, разделение предсердия на две камеры и появление двух кругов кровообращения, прогрессивное развитие центральной нервной системы и органов чувств.
Лягушка — типичный представитель земноводныхЛягушка — земноводное (не пресмыкающееся), типичный представитель класса амфибий, на примере которой и дается обычно характеристика класса. Лягушка имеет короткое туловище без хвоста, удлиненные задние конечности с плавательными перепонками. Передние конечности, в отличие от задних, имеют значительно меньшие размеры; на них четыре пальца вместо пяти.
Строение земноводных
Скелет и мускулатура
Покровы тела амфибий. Кожа голая и всегда покрыта слизью, благодаря большому количеству слизистых многоклеточных желез. Она выполняет не только защитную функцию и воспринимает внешнее раздражение, но и участвует в газообмене.
Скелет земноводных. В позвоночном столбе кроме туловищного и хвостового отделов впервые в эволюции животных появляются шейный и крестцовый отделы.
В шейном отделе имеется лишь один кольцеобразный позвонок. Затем следует 7 туловищных позвонков, имеющих боковые отростки. В крестцовом отделе тоже один позвонок, к которому причленяются кости таза. Хвостовой отдел лягушки представлен уростилем — образованием, состоящим из 12 слившихся хвостовых позвонков. Между телами позвонков сохраняются остатки хорды, имеются верхние дуги и остистый отросток. Ребра и грудная клетка у амфибий отсутствуют.
В черепе сохранились значительные остатки хряща, что обусловливает сходство земноводных с кистеперыми рыбами. Скелет свободных конечностей расчленяется на 3 отдела. Конечности связаны с позвоночным столбом через кости поясов конечностей. В пояс передних конечностей входят: грудина, две вороньи кости, две ключицы и две лопатки. Пояс задних конечностей представлен сросшимися тазовыми костями.
Скелет амфибийМускулатура амфибий. Скелетные мышцы лягушки могут обеспечивать движение частей тела благодаря сокращению. Мышцы можно разделить на группы антагонистов: сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие. Большинство мышц прикрепляется к костям сухожилиями.
Внутренние органы лягушки лежат в полости тела, которая выстлана тонким слоем эпителия и содержит небольшое количество жидкости. Большая часть полости тела лягушки занята органами пищеварения.
Пищеварительная система земноводных
В ротовой полости лягушки находится язык, который прикрепляется своим передним концом и животные выбрасывают его при ловле добычи. На верхней челюсти лягушки, а также на небных костях имеются недифференцированные зубы, в чем проявляется сходство с рыбами. Слюна не содержит ферментов.
Пищеварительный канал, начинаясь ротоглоточной полостью, переходит в глотку, затем в пищевод и, наконец, в желудок, который переходит в кишки. Двенадцатиперстная кишка лежит под желудком, а остальные кишки складываются петлями, затем переходят в заднюю (прямую) кишку и заканчиваются клоакой. Имеются пищеварительные железы: слюнные, поджелудочная и печень.
Пищеварительная система амфибийВыделительная система земноводных. Продукты диссимиляции выделяются через кожу и легкие, но большая их часть выделяется почками. От почек по мочеточникам моча выводится в клоаку. Некоторое время моча может накапливаться в мочевом пузыре, который расположен у брюшной поверхности клоаки и имеет с ней связь.
Дыхательная система у земноводных
Земноводные дышат как легкими, так и кожей.
Легкие представлены тонкостенными мешками с ячеистой внутренней поверхностью. Воздух накачивается в легкие в результате нагнетающих движений дна ротоглоточной полости. При нырянии лягушки ее наполненные воздухом легкие выполняют роль гидростатического органа.
Появляются черпаловидные хрящи, окружающие гортанную щель и натянутые на них голосовые связки, имеющиеся только у самцов. Усиление звука достигается голосовыми мешками, образованными слизистой оболочкой ротовой полости.
Дыхательная система амфибийКровеносная система земноводных
Сердце трехкамерное, состоит из двух предсердий и желудочка. Сокращаются поочередно сначала оба предсердия, затем — желудочек. В левом предсердии кровь артериальная, в правом — венозная. В желудочке кровь частично смешивается, но строение кровеносных сосудов таково, что:
- Мозг получает артериальную кровь;
- венозная кровь поступает в легкие и кожу;
- во все тело кровь поступает смешанная.
У амфибий два круга кровообращения.
Венозная кровь в легких и коже окисляется и поступает в левое предсердие, т.е. появился малый круг кровообращения. Из всего тела венозная кровь поступает в правое предсердие.
Кровеносная система амфибийТаким образом, у земноводных сформировалось два круга кровообращения. Но поскольку в органы тела в основном поступает смешанная кровь, интенсивность обмена веществ остается (как и у рыб) невысокой и температура тела мало отличается от окружающей среды.
Второй круг кровообращения возник у земноводных в связи с их приспособлением к дыханию атмосферным воздухом.
Нервная система
Нервная система земноводных состоит из тех же отделов, что и у рыб, но в сравнении с ними имеет ряд прогрессивных черт: большее развитие переднего мозга, полное разделение его полушарий.
Из головного мозга выходит 10 пар нервов. Появление амфибий, сопровождавшееся сменой обитания и выходом из воды на сушу, было связано со значительными изменениями в строении органов чувств. В глазу появились уплощенный хрусталик и выпуклая роговица, приспособленные к видению на довольно далекое расстояние. Наличие век, защищающих глаза от иссушающего действия воздуха, и мигательной перепонки указывают на сходство в строении глаза амфибий с глазами настоящих наземных позвоночных.
Нервная система амфибийВ строении органов слуха представляет интерес развитие среднего уха. Наружная полость среднего уха закрыта барабанной перепонкой, приспособленной к улавливанию звуковых волн, а внутренняя полость представляет собой евстахиеву трубу, открывающуюся в глотку. В среднем ухе есть слуховая косточка — стремя. В органе обоняния имеются наружные и внутренние ноздри. Орган вкуса представлен вкусовыми почками на языке, небе и челюстях.
Размножение земноводных
Амфибии раздельнополы. Половые органы парные, состоят из слегка желтоватых семенников у самца и пигментированных яичников у самки. От семенников отходят выносящие протоки, проникающие в передний отдел почки. Здесь они соединяются с мочевыми канальцами и открываются в мочеточник, функционирующий так же, как и семяпровод, и открывающийся в клоаку. Яйцеклетки из яичников попадают в полость тела, откуда через яйцеводы, открывающиеся в клоаку, выводятся наружу.
У лягушек выражен половой диморфизм. Отличительными признаками самцов являются бугорки на внутреннем пальце передних ног и голосовые мешки (резонаторы). Резонаторы усиливают звук при квакании. Голос впервые появляется у земноводных: это связано, очевидно, с жизнью на суше.
Развитие у лягушки, как и у других земноводных, происходит с метаморфозом. Личинки земноводных — типичные обитатели воды, что является отражением образа жизни предков.
Развитие амфибий, на примере лягушкиК особенностям морфологии головастика, имеющим приспособительное значение в соответствии с условиями среды обитания, относятся:
- специальный аппарат на нижней стороне головы, служащий для прикрепления головастика к подводным предметам;
- более длинные, чем у взрослой лягушки, кишки (по сравнению с размерами тела). Это связано с тем, что головастик потребляет растительную, а не животную (как взрослая лягушка) пищу.
Особенностями организации головастика, повторяющими признаки предков, следует признать рыбообразную форму с длинным хвостовым плавником, отсутствие пятипалых конечностей, наружные жабры, боковую линию и один круг кровообращения. В процессе метаморфоза перестраиваются все системы органов:
- Отрастают конечности;
- рассасываются жабры и хвост;
- укорачиваются кишки;
- меняются характер пищи и химизм пищеварения, строение челюстей и всего черепа, кожные покровы;
- осуществляется переход от жаберного дыхания к легочному, глубокие преобразования происходят в системе органов кровообращения.
Скорость развития головастиков зависит от температуры: чем жарче, тем оно быстрее. Обычно на превращение головастика в лягушку требуется 2-3 месяца.
Многообразие земноводных
В настоящее время к классу земноводных относятся 3 отряда:
- Хвостатые;
- бесхвостые;
- безногие.
Хвостатые амфибии (тритоны, саламандры и т.д.) характеризуются удлиненным хвостом и парными короткими конечностями. Это наименее специализированные формы. Глаза маленькие, без век. У некоторых на всю жизнь сохраняются жабры и жаберные щели.
У бесхвостых амфибий (жабы, лягушки) тело короткое, без хвоста, с длинными задними конечностями. Среди них есть ряд видов, которые употребляются в пищу.
К отряду безногих амфибий относятся червяки, которые обитают в тропических странах. Тело их червеобразное, лишено конечностей. Питаются червяки гниющими растительными остатками.
На территории Украины и РФ водится самая крупная из европейских лягушек — лягушка озерная, длина туловища которой достигает 17см, и одна из самых маленьких бесхвостых земноводных — обыкновенная квакша, имеющая длину 3,5-4,5см. Взрослые квакши живут обычно на деревьях и имеют специальные диски на концах пальцев для прикрепления к ветвям.
Четыре вида земноводных занесены в Красную книгу: тритон карпатский, тритон горный, жаба камышовая, лягушка прыткая.
Происхождение земноводных
К амфибиям относятся формы, предки которых около 300млн. лет назад вышли из воды на сушу и приспособились к новым наземным условиям жизни. От рыб они отличались наличием пятипалой конечности, легких и связанными с ними особенностями кровеносной системы.
С рыбами их объединяло:
- Развитие личинки (головастика) в водной среде;
- присутствие у личинок жаберных щелей;
- присутствие наружных жабр;
- наличие боковой линии;
- отсутствие зародышевых оболочек во время эмбрионального развития.
Предками земноводных среди древних животных считают кистеперых рыб.
Стегоцефалы — переходная форма между кистеперыми рыбами и земноводнымиВсе данные сравнительной морфологии и биологии указывают, что предков амфибий следует искать среди древних кистеперых рыб. Переходными формами между ними и современными амфибиями были ископаемые формы — стегоцефалы, существовавшие в каменноугольном, пермском и триасовом периодах. Эти древнейшие земноводные, судя по костям черепа, были чрезвычайно сходны с древними кистеперыми рыбами. Характерные признаки их: панцирь из кожных костей на голове, боках и животе; спиральный клапан кишок, как у акуловых рыб, отсутствие тел позвонков.
Стегоцефалы были ночными хищниками, жившими в мелких водоемах. Выход позвоночных на сушу совершился в девонский период, отличавшийся засушливым климатом. В этот период преимущество приобретали те животные, которые могли по суше переселяться из пересыхающего водоема в соседний.
Расцвет (период биологического прогресса) земноводных приходится на каменноугольный период, ровный, влажный и теплый климат которого был благоприятен для амфибий. Только благодаря выходу на сушу позвоночные получили возможность в дальнейшем прогрессивно развиваться.
animals-world.ru
Внутреннее строение земноводных и его особенности
Земноводные, иначе еще их называют – амфибии, одни из первых наземных животных (позвоночных), при этом связь с водной средой у земноводных не прервалась. Предки современных амфибий «вышли» на сушу в девонский период приблизительно около 350-ти миллионов лет назад. И со временем они адаптировались, что обусловило изменение внутреннегостроения земноводных. Сегодня мы его и рассмотрим.
Основными изменениями древних земноводных была адаптация к земной силе тяжести (скелет), и защита от недостатка влаги (высыхания на воздухе).
Современные земноводные, безусловно, сохраняют связь с «материнской» средой (водой).
Строение земноводных, хорошо просматривается при эмбриональном развитии и в дальнейшем. Икра земноводных (практически у всех) не имеет плотной оболочки, ее развитие может происходить только в воде. Вылупившиеся личинки, ведут себя как водные животные, обладают всеми признаками: дыхание через жабры, сердце, как у рыб двухкамерное, наличие боковой линии, а также один круг кровообращения.
Но в ходе метаморфозы, перехода от личинки к взрослой особи, происходит формирование органов, присущих организмам, ведущим наземный образ жизни.
Внутреннее строение земноводных: схема
Внутреннее строение земноводных изменяется следующим образом: так развиваются легкие, происходит изменение кровеносной системы, появляется два круга кровообращения (раздельных). А сердце из двухкамерного преобразуется в трехкамерное. Появляются не присущие водным животным органы чувств, таких как: среднее ухо, изменяется форма роговицы (становится выпуклой), появляется линзовидный хрусталик, глаза обретают веки. Взамен, исчезнувшей боковой линии, развивается мозг (два полушария), и появляются нервные клетки.
Земноводные, сегодня один изсамых малочисленных классовпозвоночных (всего около 2100 видов). Разделяется на три отряда — это безногие, хвостатые, бесхвостые амфибии. Из этих отрядов – безногие (порядка 160 видов) имеют ареал обитания тропики и субтропики. Остальных можно встретить в средней полосе.
Внешнее строение земноводных (амфибий) представляет собой особь с широкой головой и коротким туловищем. Практически отсутствует шея (голова малоподвижна). Из конечностей, задние значительно длиннее передних.
Кожные покровы голые и кожа прикреплена к телу не полностью, поэтому создавшиеся «мешки» заполнены лимфой (предохранение кожи от пересыхания).
Скелет состоит из черепа, соединенного с позвоночником. А он в свою очередь состоит из трех отделов, таких как: шейный, туловищный и крестцовый. У амфибий отсутствуют ребра. Но при этом земноводные обладают плечевым поясом, абсолютно типичным для наземных животных: лопатки парные, ключицы, грудина.
Система пищеварения земноводных затронута эволюцией меньше. Ротоглоточная полость, перетекающая в пищевод (очень короткий), который переходит в желудок, а он в свою очередь плавно переходит в кишечник (границы нет). А кишечник земноводных переходит в прямую кишку. Протоки печени. а так жеподжелудочной железы выводятся в двенадцатиперстную кишку.
Одно из отличий земноводных от своих родственников рыб — наличие развитого языка, он принимает «активное участие» в добыче пищи.
Что касается строения земноводных, точнее системы дыхания, то оно у них двоякое. Т.е. амфибии дышат как легкими, так и кожей. Легкие, пронизаны сетью капилляров, в которых и происходит газообмен. Что касается механизма дыхания земноводных, то он носит нагнетательных характер (крайне несовершенен).
И наконец, во внутреннем строении необходимо отметить кровеносную систему. Она представлена трехкамерным сердцем (предсердия и желудочек), и двумя кругами кровообращения (малый – легочный, ибольшой — туловищный). В связи с тем, что в желудочке не происходит перемешивания артериальной и венозной крови, интенсивность жизненно важных процессов низкая, поэтому температура тела непостоянная.
Так устроено внутреннее строение земноводных, если говорить о нем кратко. А подробнее о нем, расскажет это видео:
podvodnyj-mir-i-vse-ego-tajny.ru
общая характеристика, особенности, среды обитания
Амфибии, или земноводные, принадлежат к наиболее примитивным из всех существующих ныне наземных позвоночных. Они занимают промежуточное место между водными и сухопутными животными по той причине, что их размножение и развитие протекает в одной среде (водной), а проживание взрослых особей – в другой (на суше). Это необычные и подчас удивительные создания.
В статье представлена информация о происхождении класса Земноводные, общая характеристика класса, строение и систематика.
Предпосылки возникновения
Условия, необходимые для массового освоения позвоночными животными суши, сформировались в середине девонского периода, приблизительно 385 миллионов лет назад. Случилось это благодаря установлению теплого и влажного климата, наличию хорошей пищевой базы (фауна из беспозвоночных). Кроме того, в этот период в водоемы на Земле в результате вымывания попадало много органики, а это приводило к окислению кислорода в воде и, следовательно, уменьшению его концентрации. Рыбы приспособились к этому посредством дыхания атмосферным воздухом.
Эволюция: кратко
Прародители современного класса Земноводные, общая характеристика которых приводится далее по тексту, появились в конце девона в пресных водоемах, их называют ихтиостегиды. Они были переходной формой между кистеперыми рыбами и настоящими земноводными.
Переход от водного образа жизни к наземному сопровождался двумя решающими приспособленческими изменениями: передвижение по твердому субстрату и дыхание атмосферным воздухом. Иными словами, постепенно жаберное дыхание сменилось легочным, а плавники преобразовались в пятипалые конечности. Параллельно шла трансформация всех остальных органов: нервной системы и кровообращения, органов чувств.
В карбоне появилась вторая группа примитивных амфибий – лепоспондилы. Они были более мелкого размера и прекрасно приспособились к жизни в водной среде, а некоторые виды вторично утратили конечности. Современные земноводные оформились только в конце мезозойского периода.
Систематика
Современная систематика разделила амфибий в широком смысле на три подкласса: Лабиринтодонты, Тонкопозвонковые и Беспанцирные. Первые две группы животных вымерли в раннем мезозое и палеозое соответственно. Все современные амфибии, а это более 6700 видов, принадлежат к подклассу Беспанцирные. Он, в свою очередь, разделен на три отряда, появившихся в юрском периоде.
- Бесхвостые. Сейчас представлены 5602 видами, объединенными в 48 семейств. К данному отряду принадлежат все известные лягушки и жабы.
- Безногие или червяги (на фото выше). Самый малочисленный отряд, представленный 190 видами, объединенными в 10 семейств.
- Хвостатые земноводные. Данный отряд включает саламандр и тритонов, всего около 570 видов (10 семейств).
Класс Земноводные: общая характеристика и особенности строения
Отличительной особенностью земноводных является гладкая и тонкая кожа, которая имеет сравнительно неплохую проницаемость для газов и жидкости. Ее строение обладает чертами характерными для позвоночных животных. Выделяется собственно кожа (кориум) и поверхностный многослойный эпидермис. Она обильно снабжена выделяющими слизь железами. Секрет может быть двух видов: ядовитый и улучшающий газообмен. Роговые образования или окостенения на коже земноводных встречаются редко.
Тело имеет хвост (у хвостатых), туловище и голову (подвижное сочленение), а также пятипалые конечности. Позвоночник делится на четыре отдела: туловищный, крестцовый, хвостовой и шейный. Число позвонков может быть различным: от 7 до 200.
Давая краткую общую характеристику классу земноводных, нельзя не упомянуть про мускулатуру этих позвоночных животных: туловищную и конечностей. Первая сегментирована. Специальные мышцы обеспечивают выполнение сложных движений рычажными конечностями. На голове располагаются рычажные и опускающие мышцы. Например, у огненной саламандры, как и других хвостатых представителей, хорошо развиты хвостовые мышцы.
Дыхательная система
Некоторые сведения о строении дыхательной системы многие наверняка помнят из школьного курса биологии (изучают общую характеристику земноводных в 7 классе).
Основной орган дыхания у амфибий – это легкие. Они имеются у большинства видов, исключение составляют безлегочные саламандры и лягушка калимантанская барбурула. Легкие небольшого объема, имеют вид тонкостенных мешочков, окутанных густой сеточкой кровеносных сосудов. Каждое из них открывается в гортанно-трахейную впадину самостоятельным отверстием. Путем увеличения и уменьшения объема ротоглоточной полости осуществляется дыхание.
Дополнительные органы дыхания – это выстилающая ротоглоточную полость слизистая и кожа. Некоторые водные виды, а также головастики дышат посредством жабр.
Система кровообращения
Безусловно, наибольшее внимание при изучении общей характеристики земноводных в 7 классе школы уделялось кровеносной системе. Изучая различные группы позвоночных животных, прослеживалась ее эволюция от самой примитивной до высокоразвитой, характерной для млекопитающих.
Амфибии имеют замкнутую кровеносную систему с трехкамерным сердцем, смешивание крови происходит в желудочке. Температура тела земноводных зависит от окружающей среды, они принадлежат к хладнокровным животным.
Для кровеносной системы амфибий характерно два круга кровообращения: малый и большой. Появление первого обусловлено «приобретением» дыхания через легкие. Сердце делится на два предсердия и один желудочек. Венозная кровь к легким и коже поступает по кожнолегочной артерии, а артериальная идет к голове по сонной артерии. К остальным частям тела смешанную кровь подводят дуги аорты.
Система пищеварения
Все представители класса земноводных, общая характеристика которого дана в статье, употребляют в пищу только подвижную добычу. Язык располагается на дне ротоглоточной полости. У бесхвостых видов он прикреплён к нижним челюстям. Язык используется для ловли насекомых, он выбрасывается изо рта, и добыча прилипает к его поверхности. Зубы, имеющиеся на челюстях, служат только для удержания пищи.
Секрет слюнных желез, протоки которых открываются в ротоглоточную полость, не содержит пищеварительных ферментов. Пища попадает в двенадцатиперстную кишку через желудок. Именно в нее открыты протоки поджелудочной железы и печени. Тонкий кишечник выходит в прямую кишку, образующую расширение, называемое клоакой.
Выделительная система
Общая характеристика класса земноводных, или амфибий, включает в том числе сведения и о выделительной системе. Она представлена парными почками, отходящими от них и открывающимися в клоаку мочеточниками. Имеется мочевой пузырь в клоаке, именно там скапливается попавшая в нее моча. Весьма специфичен механизм выведения жидкости. Как только мочевой пузырь заполняется его стенки сокращаются и выводят в клоаку концентрированную мочу, которая затем выбрасывается наружу. Такая сложность обусловлена необходимостью амфибий сохранять много влаги. Часть продуктов обмена веществ и большое количество воды выделяется через кожу. Данные особенности организма не позволили полностью перейти земноводным к наземному образу жизни.
Нервная система
Прогрессивная эволюционная черта – это больший вес головного мозга по сравнению с рыбами у всех представителей класса земноводных. Общая характеристика:
- для головного мозга характерно наличие пяти отделов: средний, продолговатый, промежуточный, передний (с двумя полушариями) и слабо развитый мозжечок;
- вес мозга в процентах от общей массы тела составляет 0,29-0,36 у хвостатых земноводных и 0,50-0,73 - у бесхвостых против 0,06-0,44 % у хрящевых рыб;
- от головного мозга у амфибий отходит 10 пар головных нервов;
- довольно хорошее развитие получила симпатическая НС, представленная главным образом двумя, расположенными по бокам от позвоночника нервными стволами;
- спинномозговые нервы образуют хорошо выраженные поясничное и плечевое сплетения.
Органы чувств амфибий
Представленная в школьном курсе общая характеристика земноводных (7 класс, биология) дает поверхностную информацию об органах чувств характерных для них. Орган слуха получил в процессе эволюции новый отдел – среднее ухо. Барабанная перепонка соединена со стремечком (слуховая косточка) и закрывает наружное слуховое отверстие. По обе ее стороны полость среднего уха соединяется при помощи слуховой трубы с ротоглоточной полостью.
Строение глаза приспособлено к жизни в воздушной среде. И хотя зрительный аппарат напоминает рыбий, он все же отличен и не имеет отражательной и серебристой оболочки, серповидного отростка. У высших земноводных есть верхнее и нижнее подвижное веко. Мигательная перепонка характерна для низших амфибий. Она выполняет защитную функцию вместо нижнего века. Форма роговицы – выпуклая, хрусталик в виде двояковыпуклой линзы, диаметр которой варьируется в зависимости от освещения. Многие амфибии имеют цветное зрение.
Кожа у всех представителей класса земноводные, общая характеристика которых представлена по тексту, выполняет функцию осязания, так как содержит многочисленные нервные окончания. У водных видов и головастиков имеется боковая линия.
Парные обонятельные мешки «работают» исключительно в воздушной среде. Они выстелены изнутри обонятельным эпителием и наружу открываются ноздрями, а хоанами – в ротоглоточную полость. В последней также расположены органы вкуса.
Половая система
Давая общую характеристику классу земноводных, размножение и жизненный цикл развития упускать из виду тоже нельзя. Все амфибии являются раздельнополыми животными, а оплодотворение у большинства представителей осуществляется в водной среде. Половые железы парные.
У самок зернистые яичники, заполняющие к весне практически всю полость тела, подвешены на брыжейке. Рядом с ним расположены жировые тела, накапливающие питательные вещества и тем самым обеспечивающие формирование половых продуктов в период зимней спячки. Яйцеводами являются длинные и тонкие мюллеровы каналы. Каждый из них открывается в полость тела. Созревшие яйца путем разрыва стенок яичника попадают в нее и по яйцеводам, постепенно, покрываясь слизистой белковой оболочкой, попадают в клоаку, откуда выводятся наружу.
У самцов имеются парные семенники округлой формы и примыкающие к ним жировые тела. И те и другие крепятся на брыжейке около передних краев почек. От семенников отходят семявыводящие канальцы, открывающиеся в мочеточники, служащие одновременно семяпроводами. Последние выводятся в клоаку.
Жизненный цикл
Жизненный цикл практически всех амфибий имеет четкое разделение на четыре этапа.
- Яйцо. У земноводных, как и у рыб, икринки не имеют водонепроницаемой оболочки и нуждаются в постоянном увлажнении. Преобладающее большинство видов кладку делают в пресных водоемах, некоторые амфибии (червяги, гигантские саламандры и др.) – на суше, другие – носят их на своем теле (жаба-повитуха, пипа суринамская).
- Личинка. Она вылупляется из яйца и ведет водный образ жизни. По строению личинки очень похожи на рыб: отсутствие парных конечностей, жаберное дыхание, двухкамерное сердце и единственный круг кровообращения, наличие органов боковой линии. И лишь некоторые представители земноводных пропускают данный этап и следующий, появляясь на свет уже в виде маленьких бесхвостых лягушек.
- Метаморфоз. В зависимости от вида превращение может происходить стремительно, как у большинства бесхвостых амфибий, либо затягиваться во времени, как например, у примитивных саламандр.
- Взрослая особь.
Особенно образа жизни амфибий
Алее представляем заключительный блок информации про класс земноводные - общую характеристику и особенности среды обитания, образа жизни.
Преобладающее большинство видов – это обитатели влажных мест, которые чередуют свое пребывание на суше с жизнью в воде. Кроме того, существуют исключительно древесные и водные амфибии. Недостаточно хорошая приспособленность к жизни на суше порождает резкие изменения, связанные со сменой сезонов. Земноводные при неблагоприятных условиях среды впадают в длительную спячку. Они активны только при теплых условиях, большинство видов при -1°С – погибают. Жизненный ритм некоторых видов меняется в течении суток.
Большинство амфибий – обитатели пресных водоемов и лишь малая часть может жить в соленой воде, например, морская жаба (на фото ниже).
В стадии взрослой особи все земноводные – хищники. Их рацион составляют мелкие животные, главным образом беспозвоночные и насекомые, молодь рыб, в исключительных случаях – птенцы водоплавающих птиц и даже мелкие грызуны.
fb.ru
Класс Земноводные (Амфибии)
Класс Земноводные (Амфибии)
Общая характеристика класса. Земноводные — первая небольшая по числу видов (2,1 тыс.) группа позвоночных животных, освоившая наземную среду, но сохранившая тесную связь с водной. Распространены повсеместно, но наиболее широко встречаются в регионах с теплым и влажным климатом. Живут вблизи водоемов.
Земноводные произошли от одной из групп древних пресноводных кистеперых рыб —стегоцефалов, обитавших около 300 млн. лет назад в заболоченных водоемах. Важнейшие адаптации, позволившие земноводным выйти в наземную среду, связаны с преодолением силы тяжести (гравитации) и защитой тела от потери влаги.
Характерные черты организации земноводных следующие:
- Тело слегка уплощено и подразделяется на голову, туловище и две пары пятипалых конечностей. У небольшой группы земноводных имеется хвост.
- Кожа тонкая, голая, влажная, богатая слизистыми железами.
- Череп подвижно соединен с позвоночником, который состоит из четырех отделов: шейного, туловищного, крестцового и хвостового. Плечевой и тазовый пояса обеспечивают конечностям опору. Скелет конечностей построен по типу системы подвижных рычагов, позволяющих животному передвигаться по твердой поверхности. В скелете много хряща.
- Мышечная система состоит из отдельных дифференцированных мышц. Движения разных частей тела более разнообразны, чем у рыб.
- Земноводные — хищники. У них развиты слюнные железы, секрет которых увлажняет ротовую полость, язык и пищу. Активно схваченная добыча переваривается в желудке. Последний отдел пищеварительного канала — расширенная клоака.
- Органы дыхания взрослых животных — кожа и легкие, у личинок — жабры.
- Сердце трехкамерное. Имеются два круга кровообращения: большой (туловищный) и малый (легочный). По артериям большого круга кровообращения течет смешанная кровь, и только головной мозг снабжается артериальной кровью.
- Органы выделения — парные туловищные почки. Моча оттекает по двум мочеточникам в клоаку, а из нее — в мочевой пузырь. Выводимый конечный продукт азотистого обмена — мочевина.
- Передний мозг земноводных по сравнению с таковым у рыб имеет большие размеры и разделен на два полушария. Мозжечок развит хуже в связи с малой подвижностью. Строение органов слуха и зрения приспособлено к жизни на суше. У личинок земноводных имеется орган боковой линии.
- Оплодотворение внешнее, в воде. Развитие с неполным метаморфозом, со стадией рыбообразной личинки.
Особенности строения и процессов жизнедеятельности.Более детально строение земноводных рассмотрим на примереля-гушки — представителя отряда Бесхвостые. Уплощеное тело лягушки подразделено на широкую голову и короткое туловище. Голова малоподвижна, так как шея почти не выражена. Задние конечности длиннее передних. Кожа голая, богатая многоклеточными слизеотделительными железами, прикреплена к телу не на всем протяжении, а только в определенных участках, между которыми имеются пространства, заполненные лимфой. Эти особенности строения предохраняют кожу от высыхания.
Скелет земноводных, как и у всех позвоночных, состоит из черепа, позвоночника, скелета конечностей и их поясов. Череп почти сплошь хрящевой (рис. 11.20). Он подвижно сочленен с позвоночником. Позвоночник содержит девять позвонков, объединенных в три отдела: шейный (1 позвонок), туловищный (7 позвонков), крестцовый (1 позвонок), а все хвостовые позвонки срослись, образовав единую косточку — уростиль. Ребра отсутствуют. Плечевой пояс включает типичные для наземных позвоночных кости: парные лопатки, вороньи кости (коракоиды), ключицы и непарную грудину. Он имеет вид полукольца, лежащего в толще туловищной мускулатуры, т. е. не соединен с позвоночником. Тазовый пояс образован двумя тазовыми костями, образованными тремя парами подвздошных, седалищных и лобковых костей, сросшихся между собой. Длинные подвздошные кости причле-нены к поперечным отросткам крестцового позвонка.
Рис 11.20. Скелет лягушки: 1 —кости стопы; 2 —голень; 3—бедренная кость; 4 — подвздошная кость; 5 —уростиль; 6 — крестцовый позвонок; 7 — шейный позвонок; 8 — череп; 9 — лопатка; 10—грудина; 11 — плечевая кость; 12 — предплечье; 13 — кости кисти.
Скелет свободных конечностей построен по типу системы многочленных рычагов, подвижно соединенных шаровидными суставами. В составе передней конечности выделяют плечо, предплечье и кисть. У бесхвостых земноводных локтевая и лучевая кости сливаются, образуя общую кость предплечья. Кисть подразделяется на запястье, пясть и четыре фаланги пальцев. Задняя конечность состоит из бедра, голени и стопы. Стопа включает кости предплюсны, плюсны и фаланги пяти пальцев. Задние конечности длиннее передних. Это связано с передвижением по суше прыжками, а в воде — с энергичной работой задних конечностей при плавании. Как видим, такая схема строения конечностей является типичной для наземных позвоночных и в каждом классе имеет незначительные изменения, связанные с особенностями их движения. Благодаря подвижности отделов скелета движения тела земноводных более разнообразны, чем у рыб.
Мышечная система амфибий под влиянием наземного образа жизни претерпела значительные изменения. Однообразно построенные сегменты мускулатуры рыб преобразованы в дифференцированные мышцы конечностей, головы, ротовой полости, участвующих в процессе заглатывания пищи, вентиляции органов дыхания.
Дифференцировка пищеварительной системы земноводных осталась примерно на том же уровне, что и у их предков — рыб. Общая ротоглоточная полость переходит в короткий пищевод, за ним расположен слабо обособленный желудок, переходящий без резкой границы в кишечник. Кишечник заканчивается прямой кишкой, переходящей в клоаку. Протоки пищеварительных желез — печени и поджелудочной железы — впадают в двенадцатиперстную кишку. В ротоглоточную полость открываются протоки отсутствующих у рыб слюнных желез, смачивающих ротовую полость и пищу. С наземным образом жизни связано появление в ротовой полости настоящего языка — основного органа добычи пищи. У лягушек он прикреплен к передней части дна ротовой полости и способен быстро выдвигаться вперед, приклеивая добычу. Взрослые лягушки, как и все другие земноводные, плотоядны и питаются движущимися мелкими животными, иногда икрой, молодью рыб.
Дышат лягушки легкими и кожей. Легкие представляют собой парные полые мешки с ячеистой внутренней поверхностью, пронизанной сетью кровеносных капилляров, где и происходит газообмен. Механизм дыхания у земноводных несовершенен, нагнетательного типа. Животное набирает воздух в ротоглоточную полость, для чего опускает дно ротовой полости и открывает ноздри. Затем ноздри закрываются клапанами, дно ротовой полости поднимается, и воздух нагнетается в легкие. Удаление воздуха из легких происходит благодаря сокращению грудных мышц. Поверхность легких у земноводных невелика, меньше поверхности кожи. Поэтому насыщение крови кислородом происходит не только через легкие, но и через кожу. Так, прудовая лягушка получает через кожу 51% кислорода. Находясь под водой, земноводные дышат исключительно кожей. Чтобы кожа в наземных условиях функционировала как орган дыхания, она должна быть влажной.
Кровеносная система земноводных представлена трехкамер-ным сердцем, состоящим из двух предсердий и желудочка, и двух кругов кровообращения — большого (туловищного) и малого (легочного). Малый круг кровообращения начинается в желудочке, включает сосуды легких и завершается в левом предсердии. Большой круг начинается также в желудочке. Кровь, пройдя по сосудам всего тела, возвращается в правое предсердие. Таким образом, в левое предсердие попадает артериальная кровь из легких, а в правое — венозная кровь со всего тела. В правое предсердие попадает и артериальная кровь, оттекающая от кожи. Так благодаря появлению легочного круга кровообращения в сердце земноводных попадает и артериальная кровь. Несмотря на то что в желудочек поступает артериальная и венозная кровь, полного перемешивания крови не происходит благодаря наличию карманов и неполных перегородок. Благодаря им при выходе из желудочка артериальная кровь по сонным артериям поступает в головной отдел, венозная — в легкие и кожу, а смешанная — во все остальные органы тела. Таким образом, у земноводных нет полного разделения крови в желудочке, поэтому интенсивность жизненных процессов невысокая, а температура тела непостоянная.
Органы выделения земноводных, как и у рыб, представлены туловищными почками. Однако в отличие от рыб они имеют вид уплощенных компактных тел, лежащих по бокам крестцового позвонка. В почках имеются клубочки, которые отфильтровывают из крови вредные продукты распада (в основном мочевину) и одновременно важные для организма вещества (сахара, витамины и др.). Во время стока по почечным канальцам полезные организму вещества всасываются обратно в кровь, а моча поступает по двум мочеточникам в клоаку и оттуда в мочевой пузырь. После наполнения мочевого пузыря его мышечные стенки сокращаются, моча выводится в клоаку и выбрасывается наружу. Потери воды из организма земноводных с мочой, так же как и у рыб, восполняются поступлением ее через кожу.
Головной мозг земноводных имеет те же пять отделов, что и мозг рыб. Однако отличается от него большим развитием переднего мозга, который у земноводных разделен на два полушария. Мозжечок недоразвит в связи с малой подвижностью и однооб. разным характером движений земноводных.
Выход земноводных на сушу оказал влияние на развитиеор-ганое чувств.Так, глаза земноводных защищены от высыхания и засорения подвижными верхними и нижними веками и мигательной перепонкой. Роговица приобрела выпуклую форму, а хрусталик — линзообразную. Видят земноводные в основном подвижные объекты. В органе слуха появилось среднее ухо с одной слуховой косточкой (стремечком). Полость среднего уха отделена от окружающей среды барабанной перепонкой и соединена с ротовой полостью посредством узкого канала — евстахиевой трубы, благодаря чему внутреннее и внешнее давление на барабанную перепонку уравновешивается. Появление среднего уха вызвано необходимостью усиления воспринимаемых звуковых колебаний, так как плотность воздушной среды меньше, чем водной. Ноздри у земноводных в отличие от рыб сквозные и выстланы чувствительным эпителием, воспринимающим запахи.
Размножение земноводных имеет свои особенности. Половые железы парные. Парные яйцеводы впадают в клоаку, а семя-выводящие каналы — в мочеточники. Лягушки размножаются весной на третьем году жизни. Оплодотворение происходит в воде. Через 7—15 дней в оплодотворенных икринках развиваются рыбообразные личинки — головастики. Головастик — типичное водное животное: дышит жабрами, имеет двухкамерное сердце, один круг кровообращения и орган боковой линии, плавает при помощи хвоста, окаймленного перепонкой. В ходе метаморфоза личиночные органы замещаются органами взрослого животного.
Разнообразие земноводных и их значение. В Беларуси и России обитают представители двух отрядов: Бесхвостые и Хвостатые.
Отряд Бесхвостые — наиболее многочисленный (около 1800 видов) и широко распространенный (кроме Австралии и Антарктиды). К нему принадлежат лягушки, жабы, квакши. Лягушки озерная, прудовая, травяная, остромордая часто встречаются на территории Беларуси и России. В отличие от лягушек жабы меньше зависят от воды. Кожа у жаб более сухая и частично ороговевшая. Задние конечности значительно короче, чем у лягушек. Охотятся они ночью. Наиболее распространены серая и зеленая жабы. Камышовая жаба занесена в Красную книгу Республики Беларусь.
Отряд Хвостатые объединяет 280 ныне живущих видов. Они имеют удлиненное тело с хорошо развитым хвостовым отделом. Широко известны обыкновенный и гребенчатый тритоны, населяющие летом небольшие стоячие водоемы, где происходит размножение и развитие личинок. В конце лета тритоны покидают водоемы и держатся под лежащими деревьями, камнями, в трещинах земли. Зимуют на суше в кучках листьев, под пнями. Известна пятнистая саламандра, обитающая в лесах Кавказа. Она крупнее тритонов, еще меньше зависит от воды.
Практическое значение земноводных невелико, хотя в общем они полезны для человека. Лягушки и особенно жабы уничтожают вредных членистоногих, моллюсков (слизней). Тритоны поедают личинок комаров, в том числе и малярийных. Лягушки служат пищей многим птицам и млекопитающим. В некоторых странах мясо лягушек и крупных саламандр употребляют в пищу. Лягушки используются для проведения исследований по биологии и медицине.
Однако земноводные в некоторых случаях могут приносить вред. Так, они уничтожают мальков рыб в прудовых хозяйствах и на нерестилищах в естественных водоемах.
Происхождение земноводных. Предками земноводных являются пресноводные кистеперые рыбы девонского периода палеозойской эры. От первых примитивных земноводных — стегоцефалов — обособились три ветви. Одна из них дала современных земноводных — хвостатых, другая — бесхвостых, от третьей ветви образовались примитивные пресмыкающиеся.
Таким образом, несмотря на различия в строении, рыбы и земноводные имеют общие признаки, которые объединяют их в группу низших первичноводных позвоночных. Их предками были чисто водные животные. Зависимость от воды или влажного воздуха прослеживается в организации внешнего и внутреннего строения, а также при размножении рыб и земноводных, когда они перебираются в водоемы и откладывают бедные желтком яйца, которые оплодотворяются в воде.
И напротив, классы пресмыкающихся, птиц и млекопитающих объединены в группу высших позвоночных животных, вся организация которых приспособлена к наземному образу жизни. Следовательно, группа высших позвоночных животных принадлежит к первичноназемным позвоночным, т. е. к таким, ближайшие предки которых жили на суше.
sbio.info
