Особенности строения и процессов жизнедеятельности. Бо­лее детально строение земноводных рассмотрим на примере ля­гушки – представителя отряда Бесхвостые

Бо­лее детально строение земноводных рассмотрим на примере ля­гушки – представителя отряда Бесхвостые. Уплощенное 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. 37). 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.

Рис. 37. 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 ротоглоточиая 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.

Рис. 38. Вскрытая лягушка (самка): 1 – сердце; 2 – лёгкое; 3 – печень; 4 – желчный пузырь на средней лопасти печени; 5 – желудок; 6 – поджелудочная железа; 7 – двенадцатиперстная кишка; 8– тонкая кишка; 9 – толстая кишка; 10 – селезёнка; 11 – клоака; 12 – мочевой пузырь; 13 – почка; 14 – мочеточник; 15– правый яичник (левый яичник удалён); 16 – яйцеводы; 17 – маточный отдел яйцевода.

Кровеносная система земноводных представлена трехкамерным 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 однооб­разным характером движений земноводных.

Рис. 39. Головной мозг лягушки: 1 – полушария переднего мозга; 2 – обонятельная доля; 3 – обонятельный нерв; 4 – промежуточный нерв; 5 – средний мозг; 6 – мозжечок; 7 – продолговатый мозг; 8 – четвёртый желудочек; 9 – спинной мозг.

Выход земноводных на сушу оказал влияние на развитие органов 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 семявыводящие 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.

Рис. 40. Развитие лягушки: 1 – яйца; 2 – головастик в момент выклева; 3 – развитие плавниковых складок и наружных жабр; 4 – стадия максимального развития наружных жабр; 4а – передняя часть того же головастика снизу (видны личиночные органы прикрепления); 4 б – детали строения наружных жабр; 5 – стадия исчезновения наружных жабр и редукции органов прикрепления; 5 а – развитие ротового аппарата головастика; 6 – стадия появления задних конечностей; 6 а – ротовой аппарат головастика на той же стадии; 7 – стадия расчленения и подвижности задних конечностей (сквозь покровы просвечивают лежащие в жаберной полости передние конечности); 8 – стадия прорыва жаберной полости, освобождения передних конечностей, метаморфоз ротового аппарата и начало резорбции хвоста; 9 – выход насушу.

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.

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 пишу. 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.

Контрольные вопросы:

1. В чём особенность организации земноводных?

2. Какие отряды входят в класс земноводных?

3. Какие особенности строения скелета присущи земноводным?

4. Какие особенности строения дыхательной системы свойственны лягушкам?

5. Какое строение имеет кровеносная система лягушек?

6. Как взаимосвязано строение головного мозга со строением органов чувств?

7. В чём заключаются особенности размножения земноводных?

Класс Пресмыкающиеся, или Рептилии (Reptilia)

Общая характеристика класса

Пресмыкающиеся по сравнению с земноводными представляют собой следующий этап приспособления позвоночных животных к жизни на суше. Это первый настоящий класс наземных позвоночных животных. Обитают они преимущественно в регионах с теплым и жарким климатом. В ходе завоевания суши пресмыкающиеся приобрели ряд адаптации:

1. Тело подразделяется на голову, шею, туловище, хвост и пятипалые конечности.

2. Кожа сухая, лишена желез и покрыта роговым покровом, защищающим тело от высыхания. Рост животного сопровожда­ется периодической линькой.

3. Скелет прочный, окостеневший. Позвоночник состоит из пяти отделов: шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового. Плечевой и тазовый пояса конечностей укреплены и
связаны с осевым скелетом. Развиты ребра и грудная клетка.

4. Мускулатура более дифференцирована, чем у земноводных. Развиты шейные и межреберные мышцы, подкожная мускулату­ра. Движения отделов тела более разнообразные и быстрые.

5. Пищеварительный тракт более длинный, чем у земноводных, и четче дифференцирован на отделы. Пища захватывается челюс­тями, имеющими многочисленные острые зубы. Стенки рото­вой полости и пищевода снабжены мощной мускулатурой, ко­торая проталкивает крупные порции пищи в желудок. На
границе тонкой и толстой кишок имеется слепая кишка, осо­бенно хорошо развитая у растительноядных наземных черепах.

6.Органы дыхания – легкие – имеют большую дыхательную
поверхность за счет ячеистого строения. Развиты воздухопроводящие пути - трахея, бронхи, в которых воздух увлажняет­ся и не иссушает легкие. Вентиляция легких происходит путем изменения объема грудной клетки.

7. Сердце трехкамерное, однако в желудочке имеется неполная
продольная перегородка, препятствующая полному смеши­ванию артериальной и венозной крови. Большая часть тела
пресмыкающихся снабжается смешанной кровью с преобладанием артериальной, поэтому интенсивность обмена выше, чем у земноводных. Однако пресмыкающиеся, так же как рыбы и земноводные, являются пойкилотермными (холоднокровными) животными, температура тела которых зависит от тем­пературы среды обитания.

8. Органы выделения – тазовые почки. По мочеточникам моча
оттекает в клоаку, а из нее – в мочевой пузырь. В нем вода
дополнительно отсасывается в кровеносные капилляры и возвращается в организм, после чего моча выводится наружу.
Конечный продукт азотистого обмена, выводимый с мочой, – мочевая кислота.

9. Головной мозг имеет больший относительный размер, чем у
земноводных. Лучше развиты большие полушария переднего
мозга с зачатками коры и мозжечок. Формы поведения пресмыкающихся более сложные. Органы чувств лучше приспособлены к наземному образу жизни.

10. Оплодотворение только внутреннее. Яйца, защищенные от вы­сыхания кожистой или скорлуповой оболочкой, рептилии откладывают на суше. Зародыш в яйце развивается в водной оболочке. Развитие прямое.

Особенности строения и процессов жизнедеятельности.

Рассмотрим строение основных органов пресмыкающихся на при­мере ящерицы прыткой.

Тело ящерицы подразделено на голову, туловище и хвост. В туловищном отделе хорошо выражена шея. Все тело покрыто роговыми чешуями, а голова и брюхо — крупными щитками. Конечности ящерицы хорошо развиты и вооружены пятью пальцами с когтями.

Плечевые и бедренные кости расположены параллельно поверхности земли, вследствие чего тело провисает и касается земли (отсю­да и название класса). Шейный отдел позвоночника состоит из вось­ми позвонков, первый из них подвижно соединён как с черепом, так и со вторым позвонком, что обеспечивает головному отделу боль­шую свободу движений. Позвонки пояснично-грудного отдела несут ребра, часть которых соединена с грудиной, в результате чего образуется грудная клетка. Крестцовые позвонки обеспечивают бо­лее прочное, чем у земноводных, соединение с костями таза.

У ящериц при самопроизвольном отбрасывании хвоста (явление автотомии) разрыв происходит не между позвонками, а посередине, где находятся тонкие хрящевые прослойки, делящие тело позвонка на две части.

Органы выделения представлены тазовыми почками, в которых общая фильтрационная площадь клубочков небольшая, в то время как протяженность канальцев значительная. Это способствует интенсивному обратному всасыванию отфильтрованной клубочками воды в капилляры крови. Следовательно, выделение продуктов жиз­недеятельности у пресмыкающихся происходит с минимальными потерями воды. У них, как и у наземных членистоногих, конечным продуктом выделения является мочевая кислота, требующая для вы­ведения из организма небольшого количества воды. Моча по моче­точникам собирается в клоаку, а из нее в мочевой пузырь, из которо­го в виде взвеси мелких кристаллов выводится наружу.

Головной мозг пресмыкающихся по сравнению с таковым земноводных обладает лучше развитыми мозжечком и больши­ми полушариями переднего мозга, поверхность которого имеет зачатки коры. Это обусловливает разнообразные и более сложные формы приспособительного поведения.

Органы чувств в большей мере соответствуют наземному образу жизни. Глаза защищены подвижными веками (верхним и нижним) и мигательной перепонкой. Фокусировка зрения достигается как перемещением хрусталика относительно сетчатой обо­лочки, так и изменением его кривизны. Некоторые дневные виды обладают цветовым зрением. У ящериц хорошо развит теменной глаз – светочувствительный орган, расположенный на темени.

Рис. 41. Головной мозг ящерицы: I- сверху; II - снизу; III - сбоку; 1 - передний мозг; 2 - полосатое тело; 3 - средний мозг; 4 - мозжечок; 5 - продолговатый мозг; 6 - воронка; 6' - гипо­физ; 7 - хиазма; 8 - обонятельная доля; 9 – эпифиз.

Орган слуха состоит из среднего и внутреннего уха. Обоня­ние по сравнению с земноводными развито лучше.

Некоторые виды змей имеют орган термического чувства (между ноздрями и глазом), позволяющий на расстоянии улавливать тепло, исходящее от объекта добычи. Это дает возможность змеям охотиться на теплокровных животных, не видя их.

У пресмыкающихся оплодотворение внутреннее. Размножают­ся путем откладки яиц или яйцеживорождения. Яйца относительно крупные, богаты питательными веществами, что обеспечивает прямое развитие эмбриона без промежуточных личиночных стадий. Яйца снаружи защищены от высыхания защитными оболоч­ками (кожистой или скорлуповой). Зародыш в яйце развивается в полости, заполненной жидкостью, что способствует правильному формированию его органов.

Дата добавления: 2015-04-25