Клас земноводні (амфібії)

Клас Земноводні (Амфібії)

Загальна характеристика класу. Земноводні - перша невелика за кількістю видів (2,1 тис.) Група хребетних тварин, освоїла наземну середу, але зберегла тісний зв'язок з водною. Поширені повсюдно, але найбільш широко зустрічаються в регіонах з теплим і вологим кліматом. Живуть поблизу водойм.

Земноводні походять від однієї з груп древніх прісноводних кистеперих риб -стегоцефалов, що мешкали близько 300 млн. Років тому в заболочених водоймах. Найважливіші адаптації, що дозволили земноводним вийти в наземну середу, пов'язані з подоланням сили тяжіння (гравітації) і захистом тіла від втрати вологи.

Характерні риси організації земноводних наступні:

Тіло злегка сплощений і підрозділяється на голову, тулуб і дві пари п'ятипалих кінцівок. У невеликої групи земноводних є хвіст.
Шкіра тонка, гола, волога, багата слизовими залозами.
Череп рухомо з'єднаний з хребтом, який складається з чотирьох відділів: шийного, туловищного, крижового і хвостового. Плечовий і тазовий пояси забезпечують кінцівкам опору. Скелет кінцівок побудований за типом системи рухомих важелів, що дозволяють тварині пересуватися по твердій поверхні. В скелеті багато хряща.
М'язова система складається з окремих диференційованих м'язів. Рухи різних частин тіла більш різноманітні, ніж у риб.
Земноводні - хижаки. У них розвинені слинні залози, секрет яких зволожує ротову порожнину, мова і їжу. Активно схоплена видобуток перетравлюється в шлунку. Останній відділ травного каналу - розширена клоака.
Органи дихання дорослих тварин - шкіра і легені, у личинок - зябра.
Серце трикамерне. Є два кола кровообігу: великий (тулубовий) і малий (легеневий). По артеріях великого кола кровообігу тече змішана кров, і тільки головний мозок забезпечується артеріальною кров'ю.
Органи виділення - парні туловищние нирки. Сеча відтікає за двома сечоводу в клоаку, а з неї - в сечовий міхур. Виведений кінцевий продукт азотистого обміну - сечовина.
Передній мозок земноводних в порівнянні з таким у риб має великі розміри і розділений на дві півкулі. Мозочок розвинений гірше у зв'язку з малою рухливістю. Будова органів слуху і зору пристосоване до життя на суші. У личинок земноводних є орган бічної лінії.
Запліднення зовнішнє, у воді. Розвиток з неповним метаморфозом, зі стадією рибообразной личинки.

Особливості будови і процесів життєдіяльності. Більш детально будова земноводних розглянемо на прімереля-Гушко - представника загону Безхвості. Сплощене тіло жаби подразделено на широку голову і короткий тулуб. Голова малорухливі, так як шия майже не виражена. Задні кінцівки довші за передні. Шкіра гола, багата багатоклітинними слізеотделітельнимі залозами, прикріплена до тіла нема на всьому протязі, а лише в певних ділянках, між якими є простору, заповнені лімфою. Ці особливості будови оберігають шкіру від висихання.

Скелет земноводних, як і у всіх хребетних, складається з черепа, хребта, скелета кінцівок і їх поясів. Череп майже суцільно хрящової (рис. 11.20). Він рухомий сочленен з хребтом. Хребет містить дев'ять хребців, об'єднаних в три відділи: шийний (1 хребець), тулуба (7 хребців), крижовий (1 хребець), а все хвостові хребці зрослися, утворивши єдину кісточку - уростиль. Ребра відсутні. Плечовий пояс включає типові для наземних хребетних кістки: парні лопатки, воронячі кістки (коракоида), ключиці і непарну грудину. Він має вигляд півкільця, що лежить в товщі туловищной мускулатури, т. Е. З'єднаний з хребтом. Тазовий пояс утворений двома тазовими кістками, освіченими трьома парами клубових, сідничних і лобкових кісток, зрощених між собою. Довгі клубові кістки прічле-нени до поперечних відростках крижового хребця.

Рис 11.20.Скелет жаби. 1 -Костя стопи; 2 -голень; 3 -бедренная кістка; 4 - клубова кістка; 5 -уростіль; 6 - крижовий хребець; 7 - шийний хребець; 8 - череп; 9 - лопатка; 10 -грудіна; 11 - плечова кістка; 12 - передпліччя; 13 - кістки кисті.

Скелет вільних кінцівок побудований за типом системи багаточленних важелів, рухомо з'єднаних кулястими суглобами. У складі передньої кінцівки виділяють плече, передпліччя і кисть. У безхвостих земноводних ліктьова і променева кістки зливаються, утворюючи загальну кістку передпліччя. Кисть підрозділяється на зап'ясті, пясть і чотири фаланги пальців. Задня кінцівка складається з стегна, гомілки і стопи. Стопа включає кістки Передплесно, плесна і фаланги п'яти пальців. Задні кінцівки довші за передні. Це пов'язано з пересуванням по суші стрибками, а в воді - з енергійною роботою задніх кінцівок при плаванні. Як бачимо, така схема будови кінцівок є типовою для наземних хребетних і в кожному класі має незначні зміни, пов'язані з особливостями їх руху. Завдяки рухливості відділів скелета руху тіла земноводних більш різноманітні, ніж у риб.

М'язова система амфібій під впливом наземного способу життя зазнала значних змін. Одноманітно побудовані сегменти мускулатури риб перетворені в диференційовані м'язи кінцівок, голови, ротової порожнини, що беруть участь в процесі заковтування їжі, вентиляції органів дихання.

Диференціація травної системи земноводних залишилася приблизно на тому ж рівні, що і у їхніх предків - риб. Загальна ротоглоточная порожнину переходить в короткий стравохід. за ним розташований слабо відокремлений шлунок. перехідний без різкого розмежування в кишечник. Кишечник закінчується прямою кишкою, що переходить в клоаку. Протоки травних залоз - печінки і підшлункової залози - впадають в дванадцятипалу кишку. У ротоглоточную порожнину відкриваються протоки відсутніх у риб слинних залоз, змочують ротову порожнину і їжу. З наземним способом життя пов'язана поява в ротовій порожнині справжнього мови - основного органу видобутку їжі. У жаб він прикріплений до передньої частини дна ротової порожнини і здатний швидко висуватися вперед, приклеюючи видобуток. Дорослі жаби, як і всі інші земноводні, м'ясоїдні і харчуються рухомими дрібними тваринами, іноді ікрою, молоддю риб.

Дихають жаби легкими і шкірою. Легкі є парні порожнисті мішки з пористої внутрішньої поверхнею, пронизаної мережею кровоносних капілярів, де і відбувається газообмін. Механізм дихання у земноводних недосконалий, нагнітального типу. Тварина набирає повітря в ротоглоточную порожнину, для чого опускає дно ротової порожнини і відкриває ніздрі. Потім ніздрі закриваються клапанами, дно ротової порожнини піднімається, і повітря нагнітається в легені. Видалення повітря з легенів відбувається завдяки скороченню грудних м'язів. Поверхня легенів у земноводних невелика, менше поверхні шкіри. Тому насичення крові киснем відбувається не тільки через легені, але і через шкіру. Так, ставкова жаба отримує через шкіру 51% кисню. Перебуваючи під водою, земноводні дихають виключно шкірою. Щоб шкіра в наземних умовах функціонувала як орган дихання, вона повинна бути вологою.

Кровоносна система земноводних представлена трехкамер-ним серцем, що складається з двох передсердь і шлуночка, і двох кіл кровообігу - великого (туловищного) і малого (легеневого). Мале коло кровообігу починається в шлуночку, включає судини легких і завершується в лівому передсерді. Велике коло починається також в шлуночку. Кров, пройшовши по судинах всього тіла, повертається в праве передсердя. Таким чином, в ліве передсердя потрапляє артеріальна кров з легких, а в праве - венозна кров з усього тіла. У праве передсердя потрапляє і артеріальна кров, відтікає від шкіри. Так завдяки появі легеневого кола кровообігу в серці земноводних потрапляє і артеріальна кров. Незважаючи на те що в шлуночок надходить артеріальна і венозна кров, повного перемішування крові не відбувається завдяки наявності кишень і неповних перегородок. Завдяки їм при виході з шлуночка артеріальна кров по сонних артеріях надходить у головний відділ, венозна - в легені і шкіру, а змішана - в усі інші органи тіла. Таким чином, у земноводних немає повного поділу крові в шлуночку, тому інтенсивність життєвих процесів невисока, а температура тіла непостійна.

Органи виділення земноводних, як і у риб, представлені тулубовими нирками. Однак на відміну від риб вони мають вигляд сплощені компактних тіл, що лежать по боках крижового хребця. У нирках є клубочки, які фільтрують з крові шкідливі продукти розпаду (в основному сечовину) і одночасно важливі для організму речовини (цукру, вітаміни та ін.). Під час стоку по нирковим канальцям корисні організму речовини всмоктуються назад в кров, а сеча надходить по двом сечоводу в клоаку і звідти в сечовий міхур. Після наповнення сечового міхура його м'язові стінки скорочуються, сеча виводиться в клоаку і викидається назовні. Втрати води з організму земноводних з сечею, так само як і у риб, заповнюються надходженням її через шкіру.

Головний мозок земноводних має ті ж п'ять відділів, що і мозок риб. Однак відрізняється від нього великим розвитком переднього мозку, який у земноводних розділений на дві півкулі. Мозочок недорозвинений в зв'язку з малою рухливістю і однооб. різним характером рухів земноводних.

Вихід земноводних на сушу вплинув на развітіеор-ганое почуттів. Так, очі земноводних захищені від висихання і засмічення рухливими верхніми і нижніми століттями і мигательной перетинкою. Рогівка придбала опуклу форму, а кришталик - линзообразную. Бачать земноводні в основному рухливі об'єкти. В органі слуху з'явилося середнє вухо з одного слуховий кісточкою (стремечком). Порожнина середнього вуха відділена від навколишнього середовища барабанною перетинкою і з'єднана з ротовою порожниною за допомогою вузького каналу - євстахієвої труби, завдяки чому внутрішній і зовнішній тиск на барабанну перетинку врівноважується. Поява середнього вуха викликане необхідністю посилення сприймаються звукових коливань, так як щільність повітряного середовища менше, ніж водної. Ніздрі у земноводних на відміну від риб наскрізні і вистелені чутливим епітелієм, що сприймає запахи.

Розмноження земноводних має свої особливості. Статеві залози парні. Парні яйцепроводи впадають в клоаку, а насіння-виводять канали - в сечоводи. Жаби розмножуються навесні на третьому році життя. Запліднення відбувається у воді. Через 7-15 днів в запліднених ікринки розвиваються рибообразние личинки - пуголовки. Пуголовок - типове водне тварина: дихає зябрами, має двокамерну серце, одне коло кровообігу і орган бічної лінії, плаває за допомогою хвоста, облямованого перетинкою. В ході метаморфоза личинкові органи заміщуються органами дорослої тварини.

Різноманітність земноводних і їх значення. У Білорусі іУкаіни мешкають представники двох загонів: Безхвості і Хвостаті.

Загін Безхвості - найбільш численний (близько 1800 видів) і широко поширений (крім Австралії та Антарктиди). До нього належать жаби, жаби, квакші. Жаби озерна, ставкова, трав'яна, остромордая часто зустрічаються на території Білорусі іУкаіни. На відміну від жаб жаби менше залежать від води. Шкіра у жаб більш суха і частково ороговевшая. Задні кінцівки значно коротше, ніж у жаб. Полюють вони вночі. Найбільш поширені сіра і зелена жаби. Ропуха очеретяна занесена в Червону книгу Республіки Білорусь.

Загін Хвостаті об'єднує 280 нині живучих видів. Вони мають подовжене тіло з добре розвиненим хвостовим відділом. Широко відомі звичайний і гребінчастий тритони. населяють влітку невеликі стоячі водойми, де відбувається розмноження і розвиток личинок. В кінці літа тритони залишають водойми і тримаються під лежачими деревами, камінням, в тріщинах землі. Зимують на суші в купках листя, під пнями. Відома плямиста саламандра, що мешкає в лісах Кавказу. Вона крупніше тритонів, ще менше залежить від води.

Практичне значення земноводних невелика, хоча в загальному вони корисні для людини. Жаби і особливо жаби знищують шкідливих членистоногих, молюсків (слимаків). Тритони поїдають личинок комарів, в тому числі і малярійних. Жаби служать їжею багатьом птахам і ссавцям. У деяких країнах м'ясо жаб і великих саламандр вживають в їжу. Жаби використовуються для проведення досліджень з біології та медицині.

Однак земноводні в деяких випадках можуть приносити шкоду. Так, вони знищують мальків риб в ставкових господарствах і на нерестовищах в природних водоймах.

Походження земноводних. Предками земноводних є прісноводні кістеперие риби девонського періоду палеозойської ери. Від перших примітивних земноводних - стегоцефалів - відокремилися три гілки. Одна з них дала сучасних земноводних - хвостатих, інша - безхвостих, від третьої гілки утворилися примітивні плазуни.

Таким чином, незважаючи на відмінності в будові, риби і земноводні мають загальні ознаки, які об'єднують їх в групу нижчих первічноводних хребетних. Їх предками були чисто водні тварини. Залежність від води або вологого повітря простежується в організації зовнішньої та внутрішньої будови, а також при розмноженні риб і земноводних, коли вони перебираються в водойми і відкладають бідні жовтком яйця, які запліднюються в воді.

І навпаки, класи плазунів, птахів і ссавців об'єднані в групу вищих хребетних тварин, вся організація яких пристосована до наземного способу життя. Отже, група вищих хребетних тварин належить до первічноназемним хребетним, т. Е. До таких, найближчі предки яких жили на суші.