зоо. 1. Содержание и задачи науки зоологии. Краткая история зоологии. Принципы зоологической систематики. Бинарные номенклатура видов. Значение зоологических исследований для сх производства. Зоология
 Скачать 0.68 Mb.
|
|
ОХРАНА ЗЕМНОВОДНЫХ огда речь заходит об охране рептилий и земноводных, многие не придают ей особого значения. Что поделаешь, оберегать обезьян и орлов куда интереснее, чем каких-то жаб или змей. Для них во всем мире создано лишь несколько заповедников. В Международную Красную книгу исчезающих видов внесён 21 вид тритонов и саламандр и 24 вида лягушек и жаб, которые неминуемо погибнут, если не принять экстренных спасательных мер. В разделе рептилий фигурируют 26 черепах, 31 вид ящериц, 24 вида змей и 20 видов крокодилов, чьи перспективы тоже довольно плачевны. Плачевное положение столь многих рептилий и земноводных обусловлено целым рядом причин. Тонкая и нежная кожа амфибий (через которую они дышат) чутко реагирует на малейшие изменения в окружающей среде. Загрязнение природы удобрениями и ядовитыми отходами неизбежно влечёт за собой их массовую гибель. В резком сокращении численности многих рептилий и амфибий на всех континентах не без оснований обвиняют кислотные дожди. Более того, для нужд сельского хозяйства повсюду ведётся интенсивное осушение заболоченных земель — главного обиталища земноводных. Бездумно засыпав какое-нибудь болотце, вырубив участок джунглей или разрушив хрупкий мирок прибрежных дюн, можно одним махом погубить целую популяцию амфибий. В некоторых странах лягушечьи лапки подают как изысканный деликатес, из-за чего в природе остаётся все меньше квакушек. А в Китае и сегодня можно купить на рынке полутораметровую исполинскую саламандру, хотя она считается исчезающим видом. Многих земноводных и рептилий отлавливают торговцы животными. Живой товар из Азии, Южной Америки и Мадагаскара регулярно доставляется в Европу и Северную Америку, где приносит баснословные барыши. В полной мере разделяя беды земноводных, рептилии имеют ряд собственных проблем. Крокодильи и змеиные кожи являются ценным сырьём для кожевенной индустрии. Варанов, удавов, питонов, гремучих змей и крокодилов десятками тысяч добывают ради их красивой кожи. Сегодня во многих странах этот промысел взят под контроль, однако он малоэффективен, и контрабандная торговля кожами процветает. Несмотря на суровые охранные меры, местные жители многих тропических стран добывают морских черепах ради мяса и даже на заповедных участках побережья частенько разоряют их кладки с сотнями яиц. Разумеется, нет лучшего способа сохранить рептилию или амфибию, чем сберечь вид вместе со средой его обитания. Например, примитивная ящерица туатара живёт лишь на нескольких безлюдных островках у берегов Новой Зеландии. Её популяция взята под строгую охрану, доступ на острова открыт только натуралистам и учёным, а высадка посторонних лиц без специального разрешения категорически запрещена. Случайно завезённые на некоторые острова крысы уничтожили обитающих там туатар, пожирая их яйца и молодь. Пришлось приложить немало сил и средств, чтобы истребить грызунов, и только после этого туатар водворили в родные места. Точно таким же способом охраняется одна из крупнейших в мире исполинская черепаха с атолла Алдабра (Сейшельские о-ва в Индийском океане). И здесь на острове разрешено жить только учёным, а всем судам предписано обходить его стороной. К сожалению, одному виду земноводных эти меры так и не помогли. Популяция золотистой жабы, обитающей во влажных горных лесах Монтеверде (Коста-Рика) никогда не превышала нескольких сотен особей. Весь её ареал входит в состав заповедника, специально созданного для охраны горных лесов и их обитателей. Тем не менее золотистые жабы, по-видимому, вымерли. Вот уже несколько лет их никто не видел, и причины их исчезновения неизвестны. Нередко ключом к сохранению вида становится разведение в неволе популяций рептилий и земноводных в целях их дальнейшего возвращения в природную среду. Наилучшие результаты получают там, где животных разводят в местах их обитания. Фонд Дарвина на острове Изабелла у берегов Эквадора (Галапагосские о-ва) занимается разведением гигантских черепах. Из десятка обитающих здесь подвидов рептилий некоторые облюбовали для себя один-единственный остров и находятся на грани исчезновения. Завезённые человеком крысы, кошки и собаки поедают их яйца и новорождённых черепашат, а козы выщипывают зелень, которой кормятся взрослые рептилии. Фонд разводит несколько подвидов черепах, выращивая молодь до размеров, позволяющих безопасно выпускать её на волю, на что уходит не один год. К сожалению, для одного местного вида все усилия людей, возможно, уже запоздали, т. к. в живых остался лишь один старый самец по имени «Одинокий Джордж» и попытки найти ему пару не принесли успеха. В другом уголке планеты, на острове Мадагаскар, разводят в неволе клювогрудую черепаху, чтобы спасти вид от гибели. За 3–4 последних года её популяция выросла с 30 до 70 особей, и учёные готовятся выпустить нескольких животных на волю. В Непале и Индии стал большой редкостью гавиал — большой крокодил, питающийся рыбой. Однако программа сбора крокодильих яиц, их инкубации и выхаживания молодняка увенчалась полным успехом, позволив заново расселить сотни рептилий в родных реках. Порой бывает невозможно организовать разведение исчезающих видов на месте, и тогда приходится «экспортировать» малые популяции рептилий и земноводных туда, где они будут размножаться под опекой специалистов. Ключевую роль в этом важном деле играют зоопарки. К примеру, в созданном Дж. Дарреллом зоопарке на острове Джерси разводят маскаренских удавов, сцинков и гекконов — коренных обитателей островка Раунд, расположенного в Индийском океане, у берегов Маврикия. Здесь же осуществляется программа размножения редкостной жабы-повитухи с острова Майорка, которую лишь недавно открыли в тамошних известняковых ущельях. В сиднейском зоопарке Тараонга занимаются разведением двух редких игуан с островов Фиджи, а в зоопарке Цинциннати пытаются возродить популяцию пуэрториканской гребенчатой жабы Peltophryne lemur. Аналогичные программы действуют во многих зоопарках, но успеха можно ожидать только в случае сохранения или восстановления природных мест обитания спасённых животных. Разведение в неволе рептилий и амфибий сопряжено с немалыми трудностями, в том числе с риском инбридинга, если популяция слишком мала, или опасных инфекций, способных уничтожить всю колонию. Другой метод сохранения вида — это разведение в неволе животных, кожа или мясо которых представляют коммерческую ценность, чтобы не истреблять тех, которые живут в дикой природе. Крокодильи фермы существуют во многих уголках мира — в Северной Америке, Азии и даже Израиле. В штате Флорида на таких фермах успешно разводят миссисипских аллигаторов. В прошлом этот вид был почти полностью уничтожен на болотах Эверглейдс, но сегодня он вне опасности. При условии правильной организации и эксплуатации подобные фермерские хозяйства снимают нагрузку с диких популяций и содействуют их сохранению. На Каймановых островах действуют аналогичные фермы по разведению зелёных черепах, причём некоторые даже выпускают на волю часть своего поголовья, чтобы восстановить численность дикой популяции. На довольно бедных рептилиями и земноводными Британских островах 4 из 12 местных видов охраняются законом: дюнная ящерица, обыкновенная медянка, камышовая жаба и большой гребенчатый тритон. Дюнная ящерица живёт обособленными колониями на юге Англии, и лишь одна мелкая популяция имеется на северо-западном побережье. У неё два основных обиталища — открытые всем ветрам вересковые пустоши и береговые дюны. Проводится в жизнь программа разведения ящериц в неволе, и подросшую молодь выпускают на свободу. При этом зоологи следят за тем, чтобы южный подвид не скрещивался с северным, поскольку между ними существуют незначительные различия. Главной причиной сокращения численности дюнной ящерицы является утрата мест обитания — освоение человеком пустошей и создание прибрежных зон отдыха. В тех же вересковых пустошах на юге Англии водится и медянка, которой грозят те же опасности. Эта скрытная змейка весьма придирчива в выборе мест обитания. Ареал камышовой жабы ограничен теми же дюнами и вересковыми зарослями. Небольшие колонии этих амфибий разбросаны по всей Англии, Шотландии и Ирландии, но это лишь мизерная доля того, что было ещё 30 лет назад. Камышовую жабу тоже разводят в неволе, и для размещения новых колоний специально вырыли несколько прудов. Большой гребенчатый тритон широко распространён по всей Великобритании, но его численность резко сократилась из-за загрязнения природной среды пестицидами и удобрениями, а также осушения заболоченных земель. Охрана мест обитания большого гребенчатого тритона содействует размножению других амфибий — обыкновенных и нитеносных тритонов, обыкновенных лягушек и жаб и множества прочих видов водной фауны. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЗЕМНОВОДНЫХ Предпосылки В середине девонского периода, около 385 млн лет назад на Земле сформировались условия, благоприятные для массового освоения суши животными. Благоприятными факторами были, в частности, тёплый и влажный климат, наличие достаточной пищевой базы (сформировавшейся обильной фауны наземных беспозвоночных). Кроме того, в тот период в водоёмы вымывалось большое количество органики, в результате окисления которой содержание кислорода в воде снижалось. Это способствовало появлению у рыб приспособлений для дыхания атмосферным воздухом. Эволюция Переход позвоночных от водного к наземному образу жизни и появление земноводных сопровождалось появлением двух решающих приспособлений: дыхания кислородом атмосферы и передвижения по твёрдому субстрату. Другими словами, жаберное дыхание должно было замениться лёгочным, а конечности типа плавника — пятипалыми конечностями, представляющими собой многочленный рычаг, служащий для опоры тела о твёрдый субстрат. Параллельно изменялись и другие системы органов: покровы, кровообращение, органы чувств, нервная система. Зачатки указанных приспособлений можно встретить среди разнообразных групп рыб. Некоторые современные рыбы на то или иное время способны выходить из воды и кровь у них частично окисляется за счёт кислорода атмосферы. Таков, например, рыба-ползун (Anabas), который, выходя из воды, даже взбирается на деревья. Выползают на сушу некоторые представители семейства бычковых — илистые прыгуны (Periophthalmus). Последние свою добычу ловят чаще на суше, чем в воде. Хорошо известна способность находиться вне воды некоторых двоякодышащих. Однако все эти приспособления носят частный характер и предки земноводных относились к менее специализированным группам пресноводных рыб. Приспособления к наземности независимо и параллельно развивались в нескольких линиях эволюции кистепёрых рыб. В связи с этим Э.Ярвик выдвинул гипотезу о дифилетическом происхождении наземных позвоночных от двух разных групп кистепёрых рыб (Osteolepiformes и Porolepiformes). Однако целый ряд учёных (А.Ромер, И. И. Шмальгаузен, Э. И. Воробьёва) подвергли аргументы Ярвика критике. Большинство исследователей считают более вероятным монофилетическое происхождение тетрапод от остеолепиформных кистёперых, хотя при этом допускается возможность парафилии, то есть достижения уровня организации земноводных несколькими близкородственными филетическими линиями остеолепиформных рыб, эволюционировавшими параллельно. Параллельные линии скорее всего вымерли. Одной из наиболее «продвинутых» кистепёрых рыб являлся тиктаалик (Tiktaalik), имевший ряд переходных признаков, сближающих его с земноводными. К таким признакам относятся укороченный череп, отделенная от пояса передних конечностей и относительно подвижная голова, наличие локтевого и плечевого суставов. Плавник тиктаалика мог занимать несколько фиксированных положений, одно из которых предназначалось для того, чтобы животное могло находиться в приподнятом положении над грунтом (вероятно, чтобы «ходить» на мелководье). Тиктаалик дышал через отверстия, расположенные на конце плоской «крокодильей» морды. Воду, а возможно и атмосферный воздух, в лёгкие нагнетали уже не жаберные крышки, а щёчные помпы. Некоторые из указанных приспособлений характерны также для кистепёрой рыбы пандерихтис (Panderichthys) Первые амфибии, появившиеся в пресных водоемах в конце девона, — ихтиостегиды (Ichthyostegidae). Они были настоящими переходными формами между кистепёрыми рыбами и земноводными. Так, у них были рудименты жаберной крышки, настоящий рыбий хвост, сохранялся клейтрум. Кожа была покрыта мелкой рыбьей чешуей. Однако наряду с этим они имели парные пятипалые конечности наземных позвоночных (см. схему конечностей кистепёрых и древнейших земноводных). Ихтиостегиды жили не только в воде, но и на суше. Можно предположить, что они не только размножались, но и кормились в воде, систематически выползая на сушу. В дальнейшем, в каменноугольном периоде, возник ряд ветвей, которым придают таксономическое значение надотрядов или отрядов. Надотряд лабиринтодонтов (Labyrinthodontia) был очень разнообразен. Ранние формы имели сравнительно небольшие размеры и рыбообразное тело. Более поздние достигали весьма крупных размеров (1 м и более) в длину, тело их было уплощено и заканчивалось коротким толстым хвостом. Лабиринтодонты существовали до конца триаса и занимали наземные, околоводные и водные местообитания. К некоторым лабиринтодонтам относительно близки предки бесхвостых — отряды Proanura, Eoanura, известные с конца карбона и из пермских отложений. В карбоне возникла и вторая ветвь первичных амфибий — лепоспондилы (Lepospondyli). Они имели мелкие размеры и были хорошо приспособлены к жизни в воде. Некоторые из них вторично утратили конечности. Они просуществовали до середины пермского периода. Полагают, что они дали начало отрядам современных амфибий — хвостатых (Caudata) и безногих (Apoda). В целом все палеозойские амфибии вымерли в течение триаса. Эту группу амфибий иногда именуют стегоцефалами (панцирно-головыми) за сплошной панцирь из кожных костей, покрывавший черепную коробку сверху и с боков. Предками стегоцефалов, вероятно, были костные рыбы, сочетавшие примитивные черты организации (например, слабое окостенение первичного скелета) с наличием дополнительных органов дыхания в виде лёгочных мешков. Наиболее близки к стегоцефалам кистепёрые рыбы. Они обладали лёгочным дыханием, их конечности имели скелет, сходный с таковым у стегоцефалов. Проксимальный отдел состоял из одной кости, соответствующей плечу или бедру, следующий сегмент состоял из двух костей, соответствующих предплечью или голени; далее располагался отдел, состоявший из нескольких рядов костей, он соответствовал кисти или стопе. Обращает также внимание явное сходство в расположении покровных костей черепа у древних кистепёрых и стегоцефалов. Девонский период, в котором возникли стегоцефалы, видимо, характеризовался сезонными засухами, во время которых жизнь во многих пресных водоемах была для рыб затруднительна. Обеднению воды кислородом и затрудненности плавания в ней способствовала обильная растительность, произраставшая в каменноугольное время по болотам и берегам водоемов. Растения падали в воду. В этих условиях могли возникнуть приспособления рыб к дополнительному дыханию лёгочными мешками. Само по себе обеднение воды кислородом ещё не было предпосылкой для выхода на сушу. В этих условиях кистепёрые рыбы могли подниматься на поверхность и заглатывать воздух. Но при сильном усыхании водоемов жизнь для рыб становилась уже невозможной. Неспособные к передвижению по суше, они погибали. Только те из водных позвоночных, которые одновременно со способностью к лёгочному дыханию приобрели конечности, способные обеспечить передвижение по суше, могли переживать эти условия. Они выползали на сушу и переходили в соседние водоемы, где ещё сохранялась вода. Вместе с тем передвижение по суше для животных, покрытых толстым слоем тяжелой костной чешуи, было затруднено, и костный чешуйчатый панцирь на теле не обеспечивал возможности кожного дыхания, столь характерного для всех амфибий. Указанные обстоятельства, видимо, явились предпосылкой для редукции костного панциря на большей части тела. У отдельных групп древних амфибий он сохранился (не считая панциря черепа) только на брюхе. Стегоцефалы дожили до начала мезозоя. Современные отряды амфибий оформляются только в конце мезозоя. 73. Группа Amniota. Особенности биологии и строения, систематика, представители. Приспособительное значение зародышевых оболочек. Амнио́ты, или высшие позвоночные (лат. Amniota) — монофилетическая группа позвоночных животных, включающая синапсид (вымершие Тероморфные рептилии и млекопитающие) и завропсид, в которую входят — анапсиды (черепахи и ряд ископаемых групп) и диапсиды (клювоголовые, чешуйчатые, крокодилы, птицы и ряд ископаемых групп), характеризующихся наличием зародышевых оболочек (амниона и серозы), формирующих амниотическую полость, от которой и происходит их название. Большинство амниот откладывают характерные яйца, покрытые кожистой скорлупой, которая может быть более или менее обызвествлена (за исключением сумчатых и плацентарных млекопитающих, для которых характерно живорождение, а также некоторых вымерших групп морских рептилий). Яйца амниот богатые желтком, телолецитальные или (у живородящих форм) алецитальные. У амниот развитие до типично наземной формы с многослойным ороговевшим покровным эпителием происходит в яйце или (у живородящих форм) матке под защитой зародышевых оболочек, а фаза водной личинки (головастика) полностью отсутствует. Для всех амниот характерно внутреннее оплодотворение. Амнион — как важное зародышевое приспособление к развитию в условиях наземной жизни, образуется не только у рептилий, но и у других высших позвоночных у зародышей птиц и млекопитающих. По наличию или отсутствию этого эмбрионального органа всех позвоночных можно разделить на две группы — на амниот (Amniota — рептплии, птицы и млекопитающие) и анамний (Anamnia), то есть не имеющих амниона (круглоротые, рыбы и амфибии). Далее, между рыбами и амфибиями, с одной стороны, и амниотами, то есть высшими позвоночными, — с другой, обнаружилось ещё одно очень существенное морфологическое различие (которого, однако, не приходится касаться в элементарном школьном курсе). И у тех и у других имеются почки, но туловищные, или средние, почки, которые развиваются и функционируют у рыб и амфибий, у амниот намечаются только в их рыбообразной, зародышевой стадии, а затем заменяются новым образованием — тазовыми почками, имеющими и несколько иную внутреннюю структуру и уже слабее связанными с органами размножения (ср. с мочеполовой системой самца лягушки). Таким образом, старое понимание «гадов» как единой систематической группы оказалось не выдерживающим критики, так как именно по ней прошла та глубокая трещина, которая отделила первичноводных позвоночных анамний от наземных амниот и края которой сходятся только в далёком от нас палеозое. Амфибии, несмотря на их «четвероногость» и лёгочное дыхание, оказались гораздо ближе к рыбам, чем к рептилиям, а рептилии, как это мы подробнее рассмотрим далее, стоят гораздо ближе к птицам, чем к «голым гадам», причём некоторые зоологи даже объединяют рептилий и птиц в один надкласс ящеровидных (Sauropsida). |