Загальна характеристика класу земноводні, особливості будови і процесів життєдіяльності -

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:

1. Тіло злегка сплощений і підрозділяється на голову, тулуб і дві пари п'ятипалих кінцівок. У невеликої групи земноводних є хвіст.

2. Шкіра тонка, гола, волога, багата слизовими залозами.

3. 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.

4. М'язова система складається з окремих диференційованих м'язів. Рухи різних частин тіла більш різноманітні, ніж у риб.

5. 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.

6. Органи дихання дорослих тварин - шкіра і легені, у личинок - зябра.

7. Серце трикамерну. 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.

8. Органи виділення - парні туловищние нирки. Сеча відтікає за двома сечоводу в клоаку, а з неї - в сечовий міхур. Виведений кінцевий продукт азотистого обміну - сечовина.

9. 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.

10. Запліднення зовнішнє, у воді. Розвиток з неповним метаморфозом, зі стадією рибообразной личинки.

Особливості будови і процесів життєдіяльності

Більш детально будова земноводних розглянемо на прикладі жаби - 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. 1). 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 прічленени до поперечних відростках крижового хребця.

Рис 1. Скелет жаби: 1 --кості стопи; 2 --голень; 3 - стегнова кістка; 4 - клубова кістка; 5 --уростіль; 6 - крижовий хребець; 7 - шийний хребець; 8 - череп; 9 - лопатка; 10 - грудина; 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, що переходить 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 ​​трикамерним 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 одноманітним характером рухів земноводних.

Вихід земноводних на сушу вплинув на розвиток органів 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 сім'явивідні канали - в сечоводи. Жаби розмножуються навесні на третьому році життя. Запліднення відбувається у воді. 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 ході метаморфоза личинкові органи заміщуються органами дорослої тварини.