все о земноводных. Класс земноводные. Класс земноводные
 Скачать 5.53 Mb.
|
|
Класс земноводные Около 2500 видов. Земноводные, или амфибии (от греч. amphi - с обеих сторон и греч. bios - жизнь) - класс типа хордовые, объединяющий животных, которые могут обитать как в воде, так и на суше. Это немногочисленный наиболее примитивный класс наземных позвоночных животных. Произошли земноводные от древних кистеперых рыб. Общие признаки. Размножаются в воде, личинки также развиваются в водной среде. Яйцеклетки лишены плотных оболочек Органы дыхания – легкие. Парные конечности наземного типа. Холоднокровные животные.  1.Отряд Бесхвостые Объединены земноводные, лишенные хвоста во взрослом состоянии и имеющих прыгательные задние ноги. Обитают на всех материках, кроме Антарктиды, но наиболее многочисленны в Южной Америке. Лягушки   Жабы   Жерлянки   Квакши   Чесночницы   2. Отряд Хвостатые У них удлиненное тело, хорошо развит хвост, передняя и задняя конечность одинаковой длины. Задние конечности иногда отсутствуют. Есть зачатки ребер, ключица отсутствует; предплечье и голень состоят из двух несросшихся костей. Сильно развито кожное дыхние. Тритоны   Саламандры   Протеи   Сирены   3. Отряд Безногие Это специализированная и примитивная группа амфибий, ведущая подземный образ жизни. Форма тела червеобразная, ног нет, кожа голая с большим количеством желез. Глаза рудиментарны. Обитают в Южной Америке, Азии и тропической Африке. Тропические червяги  Рыбозмеи  Происхождение земноводных Предковая группа – кистеперые рыбы. Это доказывается наличием в строении таких черт, как легочное дыхание, особенности конечностей (отделы конечностей кистеперых рыб похожи по строению на соответствующие отделы конечностей амфибий).  Около 300 млн.лет назад в пресных водоемах появились первые амфибии- ихтиостеги, которые были переходной формой между кистеперыми рыбами и земноводными. У них имелись рудименты жаберной крышки и настоящий рыбий хвост, кожа была покрыта рыбьей чешуей. Наряду с этим они имели парные пятипалые конечности. От них возникли стегоцефаллы, просуществовавшие до мезозоя и давшие начало всем современным группам амфибий, которые появились в конце мезозоя.  Ароморфозы земноводных Ароморфоз – это из направлений эволюции, в ходе которого происходят серьезные и очень весомые изменения в строении живых организмов. Появление рычажной конечности пятипалого типа  Дифференцировка мускулатуры Мышцы дифференцируются (делятся) на мышечные пучки, становятся возможны более сложные и точные движения.  Возникновение легких Трехкамерное сердце и второй (легочный) круг кровообращения Появление шейного и крестцового отделов позвоночника Благодаря появлению шейного отдела становится возможным движение головой вверх-вниз, что было невозможным для рыб. Однако, подвижность головы значительно ограничена, и поворот головы из стороны в сторону невозможен.  Традиционно строение земноводных изучается на примере типичного представителя - лягушки озерной, ее мы возьмем за основу данной статьи. Лягушка озерная  Внешнее строение. Тело состоит из головы, туловища и двух пар конечностей. Шейный отдел почти не выражен, и голова сразу переходит в туловище. На голове расположены два глаза с веками, одна пара ноздрей и две барабанные перепонки. Конечности наземного типа развиты слабо и не могут удерживать тело в приподнятом положении. Между пальцами на задней конечности образуются плавательные перепонки. Кожа голая, содержит многоклеточные железы и кровеносные сосуды. В коже содержатся специальные клетки – хроматофоры, отвечающие за окраску животного. Кожные железы выделяют слизь, которая предохраняет кожу от иссушения и обладает антибактериальным действием. У некоторых видов эти железы выделяют ядовитые вещества, служащие для защиты от хищников. Через кожу также происходит газообмен.  Покров двуслойный, состоит из эпидермиса и дермы. Эпидермис снабжен густой капиллярной сетью, благодаря которой у лягушки возможен газообмен через кожу. Кожа голая, содержит большое количество желез: она должна быть постоянно увлажнена для интенсивного газообмена. Около 65% всего кислорода поступает через увлажненную кожу. Увлажнение кожи крайне важно, рекомендую запомнить следующий факт: при пересыхании кожи лягушки газообмен в ней прекращается, и лягушка погибает от недостатка кислорода (гипоксии).  Особой окраской обладают ядовитые виды лягушек, их яркая окраска называется - предупреждающей. Съев такую, хищник серьезно пожалеет о своей оплошности, которая может закончиться летальным исходом. Поэтому животных с такой окраской хищники обычно не трогают. Индейцы используют лягушек кокои (листолаз ужасный) для изготовления отравленных стрел: одна лягушки делает смертельным оружием около 50 стрел. Они готовят яд высушивая лягушку на костре и смазывая наконечники стрел выступающей на поверхности коже жидкостью - ядом.  Скелет. А) Череп в основном из хрящевой ткани. Жаберные крышки редуцированы, жаберные дуги преобразовались в различные элементы: слуховую косточку, гортанные хрящи, подъязычную пластинку. С помощью двух затылочных мыщелков череп соединен с шейным позвонком.  Б) Позвоночник. В нем выделяют 4 отдела: шейный (1 позвонок); туловищный (от 7 (бесхвостые) до 100 (безногие); крестцовый (1 позвонок); хвостовой - 20-36 (хвостатые), у бесхвостых редуцирован и представлен несколькими позвонками, сросшими в одну кость – уростиль.  Тела туловищных позвонков имеют спереди вогнутую, а сзади – выпуклую поверхность. Их верхние дуги образуют спинномозговой канал, с боковых сторон отходят отростки, ребер нет.  В) Передняя конечность включает плечевой пояс и скелет свободной конечности. Плечевой пояс состоит из 2-х лопаток; 2-ух коракоидов и 1 грудины. У представителей бесхвостых 2 ключицы. Грудной клетки нет, поэтому плечевой пояс лежит свободно в толще мышц.  Свободная передняя конечность состоит из плеча, предплечья (сросшиеся локтевая и лучевая кости) и кисти (запястье, пясть, фаланги пальцев).  Г) Задняя конечность включает тазовый пояс и скелет свободной конечности. Тазовый пояс состоит из подвздошной и седалищных костей и лобкового хряща; он прикрепляется к крестцовому позвонку.  Свободная задняя конечность состоит из бедра, голени (сросшиеся большая и малая берцовые кости) и стопы (предплюсна, плюсна и фаланги пальцев). У земноводных по пять пальцев в каждой конечности (у лягушки на передней конечности 4 пальца).  Внутреннее строение Пищеварительная система начинается ротовой щелью, ведущей в ротоглоточную полость. В ней находятся зубы, язык и открываются протоки слюнных желез (слюнные железы появляются впервые). Зубы конические, мелкие, чаще всего располагаются на верхней челюсти и межчелюстных костях; на нижней челюсти они обычно отсутствуют (у жаб зубов нет). Язык прикреплен ко дну рта передним концом. Он содержит железистые клетки, выделяющие клейкое вещество для ловли добычи. Секрет слюнных желез не содержит ферментов и выполняет функцию смачивания пищи.  Глотка не имеет жаберных щелей. У них более развит желудок, в кишечнике выделяются двенадцатиперстная, тонкая и толстая кишка. В двенадцатиперстную открываются протоки печени вместе с протоком желчного пузыря, в который открываются протоки поджелудочной железы. В тонкой кишке происходит окончательное переваривание пищи и всасывание в кровь питательных веществ. В толстой кишке скапливаются непереваренные остатки пищи. Толстая кишка заканчивается прямой кишкой, которая открывается в особое ее расширение – клоаку. Сюда же открываются мочевой пузырь, мочеточники и яйцеводы у самок.  Дыхательная система. Большинство земноводных дышат при помощи легких и кожи. Легкие имеют вид продолговатых мешочков с тонкими эластичными стенками, в которых разветвляется множество капилляров. Воздух в легкие входит за счет опускания и поднятия дна ротовой полости. Опуская дно ротовой полости, животное увеличивает объем ротовой полости, и в нее через ноздри входит воздух. Когда дно ротовой полости поднимается к нёбу, ноздри закрываются и воздух проталкивается через гортань в легкие. В легких происходит газообмен: кислород воздуха проникает в капилляры, а углекислый газ из крови переходит в воздух, который затем выводится наружу.  Легкие земноводных развито слабо и несовершенны. Они имеют небольшую внутреннюю площадь соприкосновения с выдыхаемым воздухом. Дополнительный газообмен происходит через влажную кожу. Дыхание при помощи кожи осуществляется как в воде, так и на суше. Особое значение кожное дыхание имеет в то время, когда земноводные долго находятся в воде (зимняя спячка, длительное пребывание в водоеме в случае опасности). Легочное и кожное дыхание у земноводных развито неодинаково. У тех из них, кто большую часть жизни проводит в воде, слабее развиты легкие, а лучше – кожное дыхание. У земноводных, живущих вдали от водоемов, более развиты легкие и менее – кожное дыхание. Личинки земноводных дышат жабрами. У некоторых хвостатых земноводных жабры сохраняются всю жизнь. Кровеносная система. В связи с наличием легких кровеносная система у земноводных имеет более сложное строение, чем у рыб. Сердце земноводных состоит из трех камер: двух предсердий и одного желудочка. Кровь из всех органов собирается в вены и поступает в правое предсердие. В этой крови содержится много углекислого газа и питательных веществ, поступающих из кишечника. В левое предсердие приходит кровь из легких. Она богата кислородом. При сокращении предсердий кровь выталкивается в желудочек. Здесь она частично смешивается. От желудочка отходит крупная артерия, она разделяется на ветви, несущие кровь ко всем органам тела (это большой круг кровообращения), и ветви, по которым кровь идет к легким и коже (это малый круг кровообращения). Таким образом, у земноводных, в отличие от рыб, не один, а два круга кровообращения – большой и малый.  Выделительная система включает продолговатые красно – бурые почки, которые располагаются в полости тела по бокам позвоночника, мочеточники и мочевой пузырь. Выделяемые почками из крови ненужные для организма вещества по мочеточникам поступают в клоаку, а из нее в мочевой пузырь. После наполнения мочевого пузыря моча поступает в клоаку и удаляется наружу. Основной продукт выделения – мочевина.   Обмен веществ. Слаборазвитые легкие, кровеносная система со смешанной кровью ограничивают поступление кислорода к органам. Поэтому окислительные процессы в тканях идут медленно, мало выделяется энергии. Вследствие этого температура тела земноводных непостоянная. Земноводные относятся к холоднокровным животным. Нервная система. как и у рыб, состоит из головного и спинного мозга, отходяих нервов. Головной мозг земноводных отличается от мозга рыб полностью разделенным на два полушария и более развитым передним мозгом.  Мозжечок и средний мозг развиты гораздо слабее, так как земноводные малоподвижны и их движения относительно простые. Свободные конечности земноводных позволяют им совершать более разнообразные движения в отличие от циклических поворотов плавников и тела у рыб.  Передний мозг-относительно крупный, разделен на 2 полушария, имеет крупные обонятельные доли. Промежуточный мозг-отвечает за чувствительность, биоритмы и тд. Мозжечок развит слабо в связи с несложным, однообразным движением. Продолговатый мозг-центр дыхательной, кровеносной, пищеварительной системы. Средний(главный)-центр зрения, тонуса скелетной мускулатуры Органы чувств земноводных адаптированы к наземному образу жизни. На суше возникает серьезная проблема, которой не было у рыб в воде - сухой воздух. Чтобы адаптироваться к нему у земноводных возникает подвижное веко и мигательная перепонка, движения которых смачивают поверхность глаза и препятствуют высыханию. Меняется форма хрусталика. Если у рыб он был шарообразный, то у земноводных его форма становится более выпуклой (как и форма роговицы). Хрусталик приобретает форму двояковыпуклой линзы. Амфибии видят дальше рыб. Однако аккомодация, настройка глаза на наилучшее видение объекта, остается на том же уровне, что и у рыб: достигается только за счет перемещения хрусталика вперед и назад. Эти перемещения помогает совершать особая ресничная мышца, возникшая у земноводных.  Наземная среда меняет и характер передачи звуков: теперь он передается через колебания воздуха. Если рыбам в воде было достаточно внутреннего уха для улавливания колебаний воды, то земноводным этого мало. У них впервые возникает среднее ухо, которое снабжено барабанной перепонкой, чувствительной к колебаниям воздуха. Среднее ухо состоит из одной слуховой косточки - стремени. Евстахиева труба соединяет полость среднего уха с с ротглоточной полостью, служит для уравнивания давления между ними.  Размножение. Земноводные – раздельнополые животные. После зимней спячки все земноводные (за редким исключением) скапливаются в пресных водоемах. Вскоре самки начинают откладывать икру. Одни из них, например бурые лягушки, откладывают икру недалеко от берега водоема – на мелких прогреваемых участках. Другие, например зеленые лягушки, откладывают икру на большей глубине, чаще всего среди водных растений. Оплодотворение у большинства наружное. При этом самцы выпускают в воду жидкость со сперматозоидами. После оплодотворения в икринках развиваются зародыши. Икринки (яйца) земноводных имеют толстые прозрачные оболочки, которые предохраняют яйца от механических повреждений, препятствуют сближению их между собой и тем самым улучшают доступ к ним кислорода. Кроме того, эти оболочки как линзы собирают солнечные лучи на развивающемся зародыше. Сами икринки черные, поэтому они хорошо поглощают тепло солнечных лучей, необходимое для развития зародыша. Примерно через неделю (у лягушек, жаб) или две – три недели (у тритонов) из икринок вылупляются личинки. По внешнему виду и образу жизни они больше похожи на рыб, чем на своих родителей. Как и рыбы, они имеют жабры, органы боковой линии. Сердце их состоит из двух камер и кровь течет по одному кругу кровообращения. По мере роста и развития у личинок земноводных происходят большие изменения: появляются парные конечности, жаберное дыхание заменяется легочным (личинки чаще поднимаются к поверхности воды), сердце становится трехкамерным, развивается второй круг кровообращения. Происходят изменения и во внешнем облике. Так, у личинок лягушек, жаб – головастиков – постепенно исчезает хвост, изменяется форма головы и туловища, развиваются парные конечности. От начала откладки икры до конца превращения личинки во взрослое животное проходит около 2-3 месяцев.  Значение земноводных - уничтожение вредителей сельского хозяйства и переносчиков различных болезней (слизней, личинок комаров и взрослых особей и т.д.) - в некоторых Европейских (Франция) и Азиатских (Таиланд, Вьетнам) странах многих земноводных, например лягушек, употребляют в пищу. Их яд используют для изготовления лекарств, так что не забудем отметить их медицинское значение. Лягушка - классический объект для лабораторных исследований, в таком качестве лягушки используются повсеместно, и благодаря им совершены тысячи открытий.   |