Земноводные. Общая характеристика класса. Отряды: Безногие, бесхвостые. Экология земноводных

К классу Земноводные, или Амфибии относится немногочисленная группа наиболее примитивных наземных позвоночных животных (около 2,5 тыс. видов).

Амфибии обитают в воде и на суше. Размножение и развивитие происходит в воде.

Тело разделено на голову, туловище и конечности (пятипалые, рычажного типа). Покрыто голой, слизистой кожей. Слизь необходима для кожного дыхания (около 70% кислорода проникает через кожу).

Отряд Безногие земноводные

К этому немногочисленному отряду – около 170 видов - относится около 55 видов из семейства червяг. Все они имеют удлиненно-червеобразное тело с частыми кольцевыми перехватами и лишены не только парных конечностей, но и хвоста, так что клоака располагается почти на конце тела. Все червяги, за исключением представителей двух южноамериканских родов Typhlonectes, Desmophis, живущих в воде, ведут подземную жизнь, прокладывая ходы во влажной земле и сгнившей растительности.

 

Как приспособление к роющей жизни червяг следует рассматривать их удлиненную форму тела, отсутствие конечностей и их поясов, нижний рот, зачаточные глаза, рудиментарный слуховой нерв, отсутствие барабанной перепонки и сильно развитые органы обоняния, а также внутреннее осеменение, в связи с чем, клоака самцов обладает способностью выпячиваться, выполняя роль копулятивного органа.

 

Но наряду с этими сильно специализированными признаками червяги обладают рядом чрезвычайно примитивных черт, которые сближают их с древними панцирными земноводными. Главнейшие примитивные признаки червяг следующие: под кожей у них скрыты костные чешуйки, по-видимому, гомологичные чешуям древних панцирных земноводных, покровные кости черепа развиты чрезвычайно сильно, что также, по-видимому, унаследовано ими от панцирных земноводных, слуховая косточка — стремя — еще сочленяется с квадратной, перегородка между предсердиями еще не полная, тела позвонков амфицельного (рыбьего) типа, имеется довольно хорошо развитая хорда. Характерным признаком является присутствие коротких настоящих (нижних) ребер.

 

Наряду с этим обращает на себя внимание крайне сильное развитие переднего мозга у червяг, который у них значительно крупнее, чем у всех прочих земноводных.

 

Питаются червяги насекомыми, червями и другими почвенными беспозвоночными. Процесс размножения у них мало связан с водоемом. Взрослые червяги, за исключением немногих водных видов, попав случайно в воду, тонут. У всех яйца развиваются вне воды, лишь последние стадии развития личинки в немногих случаях проходят в воде. Многие виды, как цейлонский рыбозмей, обвивают своим влажным телом крупные яйца. У всех безногих хорошо выражена забота о потомстве. Водные червяги — живородящие.

Отряд Бесхвостые земноводные

Бесхвостые земноводные являются наиболее высокоорганизованной и богатой представителями группой. Но, несмотря на свою многочисленность, все они, в общем, имеют очень однообразное строение. Туловище у них короткое и широкое, шея не выражена, хвоста нет, парные конечности хорошо развиты, причем задние значительно больше передних и служат для характерного передвижения скачками. Хорда у взрослых рудиментарная, хвостовой отдел позвоночника в виде одной длинной косточки (уростиль). Ребра, за редким исключением, отсутствуют. Грудина состоит из нескольких частей. В плечевом поясе имеется ключица. Локтевая и лучевая кости сращены так же, как и малая и большая берцовые. Косточки запястья и предплюсны частично сращены. Есть среднее ухо с барабанной перепонкой, иногда скрытой под кожей. Ни жабры, ни жаберные щели у взрослых никогда не сохраняются. Копулятивного органа нет, и осеменение внешнее. У личинки прорезаются первыми задние, а потом передние ноги (у хвостатых появление ног протекает в обратном порядке).

Однообразие в строении бесхвостых связано с приспособлением к передвижению прыжками, что первично было присуще всем представителям этого отряда. Одновременный толчок задними ногами повлек за собой выработку укороченного, клинообразного тела и удлинение задних конечностей. При этом возникает дополнительный отдел — предплюсна как эластичная вставка, продолжающая действие мускулатуры при прыжке. Образование узкого таза в виде характерного диска есть также приспособление к наиболее пол­ному использованию силы при прыжке, поскольку при таком типе движения целесообразно иметь точки приложения сил максимально сдвинутыми. С этим же связано характерное удлинение подвздошных костей, способствующих перенесению точек приложения сил к центру тяжести животного.

Размножаются разные представители из отряда бесхвостые амфибии тоже по-разному. Большинство из них откладывает икру в воде, из которой развиваются личинки – головастики, проходя стадию метаморфоза и превращаясь постепенно во взрослых особей. Некоторые бесхвостые откладывают свою икру на суше, из которой развивается молодняк без прохождения метаморфоза. Отдельные виды приспособились к яйцеживорождению и даже живорождению.

 

Экология земноводных

 

Распространение и образ жизни. Как хладнокровные животные с незащищенными кожными покровами земноводные распространены преимущественно во влажных тропиках и субтропиках. При продвижении на север и полдень от тропиков, а также в горы количество видов земноводных уменьшается.

Амфибии живут в разных экологических условиях. Есть среди них водные формы, которые никогда не выходят на сушу. Это преимущественно хвостатые земноводные (протеи, сирены, большинство безлегочных саламандр, где какие тритоны). Дышат они как с помощью жабр, так и с помощью легких, поднимаясь на поверхность воды. В отдельных представителей легкие полностью исчезают и газообмен происходит через кожу или слизистую ротовой полости (когтистий тритон). Водные формы имеют удлиненное тело, длинный хвост с хорошо развитым плавником. Конечности же, наоборот, развиты слабо. У жителей подземных водоемов, как, например, в протея, исчезает пигмент в покровах и редуцируются глаза.

Большинство амфибий ведут полуводный образ жизни (тритоны, саламандры, лягушки, джерлянкы и др.). Размножаются и развиваются они в воде, много из этих животных и зимуют в водоемах. Бури лягушки, жабы, саламандры после размножения выходят на сушу и ведут наземный образ жизни. Большинство тритонов, зеленые лягушки сохраняют связь с водоемами и после размножения.

Среди земноводных есть виды, которые большую часть своей жизни проводят на деревьях. Это преимущественно жители влажных тропических лесов, которые и размножаются на деревьях, откладывая яйца в дупла и на большие листья, где собирается вода. По деревьям лазают с помощью округлых присосок на пальцах, железы которых выделяют липкий секрет.

Наконец, земноводные, которые ведут подземный образ жизни, роют ходы во влажной почве и растительном подстилке. К ним относятся почти все безногие амфибии. Среди бесхвостых также виды, способные зарываться глубоко в почву. Это, например, лягушка земляная, которая днем закапывается на глубину до 1 м. Многие земноводных используют почву для временного пребывания.

Все земноводные полезны для человека. Питаясь беспозвоночными, они заметно снижают численность насекомых-вредителей, кровососов, переносчиков заболеваний человека и животных. Лягушки прудовые также уничтожают большое количество этих насекомых. Наземные лягушки, жабы поедают вредителей сельского и лесного хозяйства. Они активно уничтожают насекомых с неприметным запахом и вкусом, которых не едят птицы. Польза от этих земноводных увеличивается в связи с тем, что питаются они ночью, когда насекомоядные птицы неактивны.

26. Пресмыкающие. Общая характеристика класса. Общие черты организации в связи с выходом на сушу. Отряды: Чешуйчатые, Черепахи, Крокодилы. Экология пресмыкающихся.

 

Пресмыкающиеся — первый класс настоящих первичноназемных позвоночных (Amniota).

Сухая кожа пресмыкающихся почти лишена желез. Наружные слои эпидермиса ороговевают; в коже образуются роговые чешуи и щитки.

Дыхание только легочное. Образуются воздухоносные пути — трахея и бронхи. Дыхание осуществляется при движениях грудной клетки.

Сердце трехкамерное. От разделенного неполной перегородкой желудочка самостоятельно отходят три кровеносных ствола: две дуги аорты и легочная артерия. Снабжающие голову сонные артерии отходят только от правой дуги аорты. Большой и малый круги кровообращения полностью не разделены, но степень их разобщения выше, чем у земноводных.

Выделение и водный обмен обеспечивают метанефрические (тазовые) почки.

Возрастают относительные размеры головного мозга, особенно за счет увеличения полушарий и мозжечка.

Скелет полностью окостеневает. Осевой скелет подразделяется на, пять отделов. Удлинение шеи и специализированных первых два шейных позвонка (атлас и эпистрофей) обеспечивают высокую подвижность головы. Череп имеет один затылочный мыщелок и хорошо развитые покровные кости; характерно образование височных ям и ограничивающих их костных височных дуг. Конечности наземного типа с интеркарпальным и интертарзальным сочленениями. Пояс передних конечностей соединен с осевым скелетом через ребра, тазовый пояс сочленяется с поперечными отростками двух крестцовых позвонков.

Пресмыкающиеся заселяют разнообразные наземные местообитания преимущественно в теплых, отчасти в умеренных широтах; часть видов вновь перешла к водному образу жизни. Общий уровень жизнедеятельности заметно выше, чем у земноводных. Однако температура тела непостоянна и в значительной степени зависит от температуры окружающей среды (пойкилотермия).

Форма тела пресмыкающихся разнообразнее, чем у амфибий, что связано с многообразием способов передвижения. Ящероподобные рептилии (большинство ящериц, хамелеоны, крокодилы и многие ископаемые рептилии) внешне схожи с хвостатыми амфибиями и, видимо, представляют близкий к исходному, наиболее примитивный тип. Все другие формы могут быть выведены из этого исходного строения тела, связанного с неспециализированным передвижением — пресмыканием.

Утратившие конечности змеевидные рептилии (змеи, безногие ящерицы) получили возможность успешно передвигаться не только в подстилке и травянистых зарослях, но и в кронах деревьев или по сыпучим грунтам; в то же время они хорошо плавают. Уплощение с боков задней части тела характерно для хороших пловцов — морских змей; сжатый с боков хвост крокодилов и некоторых ящериц — основной движитель тела в воде.

Ускорение движений по твердому субстрату обеспечивается усилением конечностей и подъемом тела над землей. Это позволяет перейти к убыстренному четвероногому передвижению ящериц (агамы, круглоголовки), а затем к двуногому бегу. Удлинение задних конечностей происходило и у древесных форм, давая возможность прыгать по ветвям, а при развитии кожной складки по бокам тела — и планирования (летающий дракон).

Ряд специальных приспособлений к наземному образу жизни:

- наружные слои эпидермиса ороговевают, роговой покров кожи в виде роговых чешуи или щитков, в связи с чем кожа лишена желез, 

- яйца с прочной пергаментообразной оболочкой, богатые желтком и белком, есть зародышевые оболочки – амнион, сероза и аллантоис.

- эмбриональное развитие идёт в воздушной среде,

- личиночная стадия отсутствует, вылупившееся животное отличается от взрослого только размерами.

Отряд Крокодилы (лат. Crocodilia)

Эта группа является наиболее высокоорганизованной группой из всех существующих рептилий, которые хорошо приспособлены к полуводному образу жизни. Тело рептилий отряда крокодилов покрыто роговыми щитками с костными пластинами сверху. У них четырехкамерное сердце. При погружении в воду ноздри закрываются клапанами. Зубы посажены в альвеолы, также можно выявить развитие вторичного нёба.

Для людей представляют опасность крупные представители этого отряда. Обитают крокодилы в тропических и субтропических регионах на обоих полушариях. Всего на сегодняшний день можно насчитать 25 их видов.

Отряд Чешуйчатые включает таких рептилий как хамелеоны, ящерицы и змеи

Змеи - это безногие рептилии, свободно передвигающиеся ползком как по земле, так и по деревьям, на открытых пространствах или среди довольно густой растительности.

Пищу они заглатывают целиком, причем добыча, как правило, бывает гораздо крупнее тела змеи. Это происходит благодаря подвижному соединению практически всех костей, составляющих лицевой отдел змей, а также благодаря подвешенной на сильно растяжимой связке к черепу нижней челюсти. Связка эта очень эластична и может сильно растягиваться. Что касается морфологических особенностей, то надо упомянуть отсутствие грудины и плечевого пояса, а также сросшиеся верхние и нижние веки, которые к тому же прозрачные.

Змеи, в прямом понимании этого слова, не слышат, но довольно хорошо воспринимают даже малейшие колебания почвы.

Наиболее распространенными на сегодня представителями этого подсемейства являются удавы, а также гадюковые и ужеобразные.

Отряд Черепахи (лат. Chelonia)

Данную группу можно назвать наиболее необычной. Наиболее характерная особенность ее представителей - наличие прочного панциря, состоящего из спинного и брюшного щитов. Эти щиты надежно связаны специальной сухожильной связкой. Как вариант, такие щиты могут быть сращены костной перемычкой. Карапакс – так называется спинной щит – образуется из ребер, а и части позвоночника, которые слились друг с другом, а также прочными костными пластинами, которые со временем образовывает кожа. Для образования пластрон - или брюшного щита - костные пластины кожного происхождения сливаются уже с грудиной и ключицами.

Роговые щитки покрывают панцирь практически всех видов черепах. Вместо зубов у черепах есть роговые чехлы, покрывающие челюсти. При дыхании грудная клетка остается неподвижной, в этом процессе принимают участие только тазовые и плечевые мышцы.