Система органов земноводных строение и значение таблица. Общая характеристика земноводных

По-сравнению с рыбами у земноводных (они же амфибии) появляются следующие ярко-выраженные эволюционные новшества: легкие, трехкамерное сердце и второй круг кровообращения, пятипалые конечности, среднее ухо, клоака. Однако, давая общую характеристику земноводных, описывают больше их особенностей.

Класс Земноводные - это первая группа позвоночных, вышедшая на сушу . Однако они продолжают сохранять тесную связь с водной средой. Так большинство видов размножается в воде, и их личинки также развиваются в воде.

Видовое разнообразие земноводных небольшое . Их насчитывается по разным источникам от 3 до 5 тысяч видов.

Большинство видов амфибий обитает во влажных тропиках. В этом климатическом поясе высокие влажность и температура, что является важным условием для их жизненной активности. В умеренном климате земноводные на зиму впадают в оцепенение.

Кожа земноводных голая и слизистая . На ней нет чешуи (как у рыб) и роговых образований. Это позволяет земноводным дышать в том числе и кожей.

В процессе индивидуального развития амфибий у них не все хрящи становятся костями, поэтому их скелет легче, чем у рыб . Это важно для обитания в наземной среде, так как воздух менее плотная среда, чем вода, и, следовательно, при той же массе животное будет тяжелее.

Позвоночник состоит из четырех отделов (шейного, туловищного, крестцового, хвостового). Это является общей характеристикой земноводных, отличающей их от рыб, у которых только два отдела (туловищный и хвостовой). Благодаря наличию шейного позвонка, голова амфибий подвижна .

Передняя конечность состоит из плеча, предплечья, кисти. Задняя конечность состоит из бедра, голени, стопы. Такое строение позволяет двигать одни части конечности, относительно других, что важно для передвижения по земле.

Конечности крепятся к поясам конечностей . Пояса передних конечностей состоят из ключиц, лопаток и вороньих костей, общей грудины. Пояса задних конечностей состоят из подвздошных, седалищных и лобковых костей. Пояса передних конечностей лежат свободно в толще мускулатуры. Пояса задних конечностей прикрепляются к крестцовому позвонку подвздошными костями.

Мышцы более специализированные (разделены на отдельные пучки), чем у рыб. Особенно это касается конечностей земноводных. Сегментация сохраняется в основном на туловищных мышцах.

У большинства взрослых земноводных развиваются легкие в качестве органа дыхания. Однако их поверхность не такая большая, чтобы полностью обеспечивать потребность в газообмене. Поэтому в дыхании амфибий активное участие принимает кожа.

Важной общей характеристикой земноводных, отличающей их от рыб, является появление второго круга кровообращения , проходящего через легкие. При этом изменяется строение сердца, в нем появляется второе предсердие, в которое приходит кровь из легких, и таким образом сердце становится трехкамерным . С желудочке сердца кровь частично смешивается , из-за этого органы хуже снабжаются кислородом. Поэтому обмен веществ земноводных не так высок, и они остаются холоднокровными животными, также как и рыбы.

В пищеварительной системе появляются слюнные железы , секретом которых смачивается пойманная пища. Задний отдел толстой кишки образует клоаку , в которую также впадают протоки мочевой системы и половой. Взрослые земноводные питаются животной пищей (насекомыми, мелкими грызунами и др.).

В нервной системе коренных отличий от рыб не наблюдается. Однако у земноводных передний мозг уже разделен на два полушария . Среди органов чувств ведущую роль приобретает зрение (так как прозрачность воздушной среды лучше, чем водной), появляется мигательная перепонка. Общей характеристикой земноводных является появление среднего уха , включающего барабанную перепонку. У рыб есть только внутреннее ухо, никак не связанное с внешней средой.

Характерно наружное оплодотворение . Самки лягушек выметывают икру в воду, а самцы поливают ее семенной жидкостью. Из икринок развиваются головастики , которые по своему строению похожи на рыб (дышат жабрами, имеют двухкамерное сердце и один круг кровообращения, у них есть боковая линия). Головастик постепенно превращается в лягушонка. Таким образом, для земноводных характерно развитие с метаморфозом .

Земноводные произошли от кистеперых рыб.

На сегодняшний день выделяют три отряда амфибий (Бесхвостые, Хвостатые, Безногие). К бесхвостым принадлежат известные нам лягушки и жабы. К хвостатым амфибиям - тритоны, саламандры. К бесхвостым - червяги.

Кожа была покрыта чешуёй, имелась плавательная лопасть на хвосте, остатки жаберной крышки. Однако они уже имели пятипалые конеч-ности, с помощью которых могли периодически вы-ползать на сушу и передвигаться по ней.

Первые земноводные появи-лись на Земле в середине палеозой-ской эры. Это были ихтиостеги . От них произошли стегоцефа-лы — обширная группа древних амфибий, давших начало совре-менным земноводным.

Представители класса Зем-новодные— позвоночные животные , ведущие водно-наземный образ жизни . Предки современных земноводных в про-цессе эволюции первыми вышли на сушу.

В связи с освоением амфибиями новой, наземно-воздушной среды их внешнее и внутреннее строение усложнилось. Конечности современных земноводных состоят из трёх отделов, подвижно соединённых меж-ду собой, что способствует активному передвижению. Дышат амфибии лёгкими и влажной кожей , поэтому обитают они только во влажных местах. У земновод-ных трёхкамерное сердце. Кровеносная система име-ет два круга кровообращения.

В течение длительного исторического развития сформировались современные виды земноводных. Их меньше, чем в других классах позвоночных живот-ных, — примерно 4 тыс.

Кожа

Кожа у земновод-ных голая, богата железами. Железы выделяют мно-го слизи, что уменьшает трение при плавании, а на суше предохраняет тело от высыхания. Кожа играет важную роль при дыхании. Через сеть расположен-ных в ней капилляров происходит насыщение крови кислородом и освобождение от углекислого газа. Ядо-витые кожные железы защищают многих амфибий от хищников.

Язык

У большинства земноводных имеется клейкий язык, служащий для ловли мелких животных (насе-комых, червей, слизней).

Глаза

Глазные яблоки при глотании способствуют проталкиванию пищевого комка в пищевод.

Глаза амфибий защищены от высыхания и загрязнения двумя веками. Поверхность гла-за увлажняется секретом слёз-ной железы. Роговица глаз вы-пуклая (а не плоская, как у рыб), хрусталик в форме двоя-ковыпуклой линзы (а не круг-лый, как у рыб), поэтому зем-новодные видят дальше, чем рыбы.

Скелет

В позвоноч-нике земноводных оформились два новых отдела — шейный и крестцовый. Тем самым обеспечивается подвижное сочленение головы с туловищем.

Передняя конечность состоит из трёх отделов: пле-ча, предплечья и кисти. Задняя — из бедра, голени и стопы. К костям конечностей прикрепляются мощные мышцы, позволяющие амфибиям активно передви-гаться по суше.

Дыхание

В наземных условиях земноводные во взрослом со-стоянии дышат лёгкими (они развиты слабо) и кожей. В воде они полностью переходят на кожное дыхание.

Кровеносная система

Сердце земноводных трёхкамерное, состоит из желудочка и двух предсердий. Кровь движет-ся по двум кругам кровообращения: малому и большому. По малому кругу кровь течёт от желудочка к лёгким, где обогащается кислородом и возвращается в ле-вое предсердие, а оттуда в желудочек. По большому кру-гу кровь из желудочка доставляет кислород и питатель-ные вещества ко всем органам животного, а от них забирает углекислый газ и продукты обмена. Затем кровь поступает в правое предсердие, а затем переходит в желудочек. Таким образом, у земноводных кровь в серд-це смешанная.

Обмен веществ

В связи со слабым развитием лёгких и движени-ем смешанной крови по организму уровень обмена веществ у земноводных невысокий. Поэтому они — холоднокровные животные. Температура их тела со-ответствует температуре окружающей среды. В усло-виях похолодания активность амфибий снижается, и они впадают в оцепенение. Зимуют земноводные в укрытиях на суше или в мелководных водоёмах.

Нервная система и органы чувств

Усложняются у земноводных нервная система и органы чувств. В головном мозге хорошо развит пе-редний мозг.

Орган слуха способен воспри-нимать звуки в воздушной среде. У амфибий формируется среднее ухо с барабанной перепонкой и слуховой косточкой, которые уси-ливают звуковые колебания.

Все земноводные раздельнополы. Оплодотворение чаще наружное. Самки вымётывают в воду икру, похожую на икру рыб, которую самец поливает молоками. Че-рез некоторое время из икры вылупляются личинки — головастики, имеющие много общих черт с личинками рыб. В течение не-скольких месяцев головастики проходят стадии ин-дивидуального развития и превращаются во взро-слых земноводных.

Средибесхвостых амфибий есть виды с прямым разви-тием. Это антильские и карибские листовые лягушки. Они отклады-вают икру на землю во влажные места. Уже в икринке зародыш больше похож на лягушонка, чем на головастика. Рождаются они вполне сформированными.

Самая многочислен-ная группа земноводных — представители отряда Бесхвостые. Часть из них постоянно живёт вблизи во-доёмов (озёрная, прудовая, чернопятнистая лягушки). Другие могут уходить от воды на большие расстоя-ния (остромордая, травяная лягушки, жабы) или жить на деревьях (квакши) .

Лягушка — наиболее типичный представитель амфибий — объект многих лабо-раторных опытов, за что ей на территории университета Сор-бонна (Париж) поставлен па-мятник. Ещё один памятник ля-гушке находится в Токио. Материал с сайта

Большинство представителей отряда Безногие (чер-вяги ) обитают во влажной почве на глубине до 60 см. К отряду Хвостатые относят саламандр, тритонов, протей, сирен .

Земноводные за-нимают заметное место в цепях питания как водных, так и наземных экосистем . Питаются амфибии насе-комыми и их личинками, а также пауками, моллюс-ками и мальками рыб. Среди насекомых , которыми питаются лягушки и жабы, большое количество вре-дителей сельского и лесного хозяйства. Одна лягуш-ка за лето может съесть более тысячи вредных насе-комых. Земноводными питаются многие рыбы,

Общая характеристика Класса Земноводные

Общая характеристика класса. Земноводные -- первая небольшая по числу видов (2,1 тыс.) группа позвоночных животных, освоившая наземную среду, но сохранившая тесную связь с водной. Распространены повсеместно, но наиболее широко встречаются в регионах с теплым и влажным климатом. Живут вблизи водоемов.

Земноводные произошли от одной из групп древних пресноводных кистеперых рыб --стегоцефалов, обитавших около 300 млн. лет назад в заболоченных водоемах. Важнейшие адаптации, позволившие земноводным выйти в наземную среду, связаны с преодолением силы тяжести (гравитации) и защитой тела от потери влаги.

Характерные черты организации земноводных следующие:

1. Тело слегка уплощено и подразделяется на голову, туловище и две пары пятипалых конечностей. У небольшой группы земноводных имеется хвост.

2. Кожа тонкая, голая, влажная, богатая слизистыми железами.

3. Череп подвижно соединен с позвоночником, который состоит из четырех отделов: шейного, туловищного, крестцового и хвостового. Плечевой и тазовый пояса обеспечивают конечностям опору. Скелет конечностей построен по типу системы подвижных рычагов, позволяющих животному передвигаться по твердой поверхности. В скелете много хряща.

4. Мышечная система состоит из отдельных дифференцированных мышц. Движения разных частей тела более разнообразны, чем у рыб.

5. Земноводные -- хищники. У них развиты слюнные железы, секрет которых увлажняет ротовую полость, язык и пищу. Активно схваченная добыча переваривается в желудке. Последний отдел пищеварительного канала -- расширенная клоака.

6. Органы дыхания взрослых животных -- кожа и легкие, у личинок -- жабры.

7. Сердце трехкамерное. Имеются два круга кровообращения: большой (туловищный) и малый (легочный). По артериям большого круга кровообращения течет смешанная кровь, и только головной мозг снабжается артериальной кровью.

8. Органы выделения -- парные туловищные почки. Моча оттекает по двум мочеточникам в клоаку, а из нее -- в мочевой пузырь. Выводимый конечный продукт азотистого обмена -- мочевина.

9. Передний мозг земноводных по сравнению с таковым у рыб имеет большие размеры и разделен на два полушария. Мозжечок развит хуже в связи с малой подвижностью. Строение органов слуха и зрения приспособлено к жизни на суше. У личинок земноводных имеется орган боковой линии.

10. Оплодотворение внешнее, в воде. Развитие с неполным метаморфозом, со стадией рыбообразной личинки.

Особенности строения и процессов жизнедеятельности

Более детально строение земноводных рассмотрим на примере лягушки -- представителя отряда Бесхвостые. Уплощеное 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. 1). 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 1. 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 ротоглоточная 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.

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.

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. 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.

Амфибии, или земноводные, принадлежат к наиболее примитивным из всех существующих ныне наземных позвоночных. Они занимают промежуточное место между водными и сухопутными животными по той причине, что их размножение и развитие протекает в одной среде (водной), а проживание взрослых особей - в другой (на суше). Это необычные и подчас удивительные создания.

В статье представлена информация о происхождении класса Земноводные, общая характеристика класса, строение и систематика.

Предпосылки возникновения

Условия, необходимые для массового освоения суши, сформировались в середине девонского периода, приблизительно 385 миллионов лет назад. Случилось это благодаря установлению теплого и влажного климата, наличию хорошей пищевой базы (фауна из беспозвоночных). Кроме того, в этот период в водоемы на Земле в результате вымывания попадало много органики, а это приводило к окислению кислорода в воде и, следовательно, уменьшению его концентрации. Рыбы приспособились к этому посредством дыхания атмосферным воздухом.

Эволюция: кратко

Прародители современного класса Земноводные, общая характеристика которых приводится далее по тексту, появились в конце девона в пресных водоемах, их называют ихтиостегиды. Они были переходной формой между кистеперыми рыбами и настоящими земноводными.

Переход от водного образа жизни к наземному сопровождался двумя решающими приспособленческими изменениями: передвижение по твердому субстрату и дыхание атмосферным воздухом. Иными словами, постепенно жаберное дыхание сменилось легочным, а плавники преобразовались в пятипалые конечности. Параллельно шла трансформация всех остальных органов: нервной системы и чувств.

В карбоне появилась вторая группа примитивных амфибий - лепоспондилы. Они были более мелкого размера и прекрасно приспособились к жизни в водной среде, а некоторые виды вторично утратили конечности. Современные земноводные оформились только в конце мезозойского периода.

Систематика

Современная систематика разделила амфибий в широком смысле на три подкласса: Лабиринтодонты, Тонкопозвонковые и Беспанцирные. Первые две группы животных вымерли в раннем мезозое и палеозое соответственно. Все современные амфибии, а это более 6700 видов, принадлежат к подклассу Беспанцирные. Он, в свою очередь, разделен на три отряда, появившихся в юрском периоде.

• Бесхвостые. Сейчас представлены 5602 видами, объединенными в 48 семейств. К данному отряду принадлежат все известные лягушки и жабы.
• Безногие или червяги (на фото выше). Самый малочисленный отряд, представленный 190 видами, объединенными в 10 семейств.
• Данный отряд включает саламандр и тритонов, всего около 570 видов (10 семейств).

Класс Земноводные: общая характеристика и особенности строения

Отличительной особенностью земноводных является гладкая и тонкая кожа, которая имеет сравнительно неплохую проницаемость для газов и жидкости. Ее строение обладает чертами характерными для позвоночных животных. Выделяется собственно кожа (кориум) и поверхностный многослойный эпидермис. Она обильно снабжена выделяющими слизь железами. Секрет может быть двух видов: ядовитый и улучшающий газообмен. Роговые образования или окостенения на коже земноводных встречаются редко.

Тело имеет хвост (у хвостатых), туловище и голову (подвижное сочленение), а также пятипалые конечности. Позвоночник делится на четыре отдела: туловищный, крестцовый, хвостовой и шейный. Число позвонков может быть различным: от 7 до 200.

Давая краткую общую характеристику классу земноводных, нельзя не упомянуть про мускулатуру этих позвоночных животных: туловищную и конечностей. Первая сегментирована. Специальные мышцы обеспечивают выполнение сложных движений рычажными конечностями. На голове располагаются рычажные и опускающие мышцы. Например, у огненной саламандры, как и других хвостатых представителей, хорошо развиты хвостовые мышцы.

Дыхательная система

Некоторые сведения о строении дыхательной системы многие наверняка помнят из школьного курса биологии (изучают общую характеристику земноводных в 7 классе).

Основной орган дыхания у амфибий - это легкие. Они имеются у большинства видов, исключение составляют безлегочные саламандры и лягушка калимантанская барбурула. Легкие небольшого объема, имеют вид тонкостенных мешочков, окутанных густой сеточкой кровеносных сосудов. Каждое из них открывается в гортанно-трахейную впадину самостоятельным отверстием. Путем увеличения и уменьшения объема ротоглоточной полости осуществляется дыхание.

Дополнительные органы дыхания - это выстилающая ротоглоточную полость слизистая и кожа. Некоторые водные виды, а также головастики дышат посредством жабр.

Система кровообращения

Безусловно, наибольшее внимание при изучении общей характеристики земноводных в 7 классе школы уделялось кровеносной системе. Изучая различные группы позвоночных животных, прослеживалась ее эволюция от самой примитивной до высокоразвитой, характерной для млекопитающих.

Амфибии имеют замкнутую кровеносную систему с трехкамерным сердцем, смешивание крови происходит в желудочке. Температура тела земноводных зависит от окружающей среды, они принадлежат к хладнокровным животным.

Для кровеносной системы амфибий характерно два круга кровообращения: малый и большой. Появление первого обусловлено «приобретением» дыхания через легкие. Сердце делится на два предсердия и один желудочек. Венозная кровь к легким и коже поступает по кожнолегочной артерии, а артериальная идет к голове по сонной артерии. К остальным частям тела смешанную кровь подводят дуги аорты.

Система пищеварения

Все представители класса земноводных, общая характеристика которого дана в статье, употребляют в пищу только подвижную добычу. Язык располагается на дне ротоглоточной полости. У бесхвостых видов он прикреплён к нижним челюстям. Язык используется для ловли насекомых, он выбрасывается изо рта, и добыча прилипает к его поверхности. Зубы, имеющиеся на челюстях, служат только для удержания пищи.

Секрет слюнных желез, протоки которых открываются в ротоглоточную полость, не содержит пищеварительных ферментов. Пища попадает в двенадцатиперстную кишку через желудок. Именно в нее открыты протоки поджелудочной железы и печени. Тонкий кишечник выходит в прямую кишку, образующую расширение, называемое клоакой.

Выделительная система

Общая характеристика класса земноводных, или амфибий, включает в том числе сведения и о выделительной системе. Она представлена парными почками, отходящими от них и открывающимися в клоаку мочеточниками. Имеется мочевой пузырь в клоаке, именно там скапливается попавшая в нее моча. Весьма специфичен механизм выведения жидкости. Как только мочевой пузырь заполняется его стенки сокращаются и выводят в клоаку концентрированную мочу, которая затем выбрасывается наружу. Такая сложность обусловлена необходимостью амфибий сохранять много влаги. Часть продуктов обмена веществ и большое количество воды выделяется через кожу. Данные особенности организма не позволили полностью перейти земноводным к наземному образу жизни.

Нервная система

Прогрессивная эволюционная черта - это больший вес головного мозга по сравнению с рыбами у всех представителей класса земноводных. Общая характеристика:

• для головного мозга характерно наличие пяти отделов: средний, продолговатый, промежуточный, передний (с двумя полушариями) и слабо развитый мозжечок;
• вес мозга в процентах от общей массы тела составляет 0,29-0,36 у хвостатых земноводных и 0,50-0,73 - у бесхвостых против 0,06-0,44 % у хрящевых рыб;
• от головного мозга у амфибий отходит 10 пар головных нервов;
• довольно хорошее развитие получила симпатическая НС, представленная главным образом двумя, расположенными по бокам от позвоночника нервными стволами;
• спинномозговые нервы образуют хорошо выраженные поясничное и плечевое сплетения.

Органы чувств амфибий

Представленная в школьном курсе общая характеристика земноводных (7 класс, биология) дает поверхностную информацию об органах чувств характерных для них. Орган слуха получил в процессе эволюции новый отдел - среднее ухо. Барабанная перепонка соединена со стремечком (слуховая косточка) и закрывает наружное слуховое отверстие. По обе ее стороны полость среднего уха соединяется при помощи слуховой трубы с ротоглоточной полостью.

Строение глаза приспособлено к жизни в воздушной среде. И хотя зрительный аппарат напоминает рыбий, он все же отличен и не имеет отражательной и серебристой оболочки, серповидного отростка. У высших земноводных есть верхнее и нижнее подвижное веко. Мигательная перепонка характерна для низших амфибий. Она выполняет защитную функцию вместо нижнего века. Форма роговицы - выпуклая, хрусталик в виде двояковыпуклой линзы, диаметр которой варьируется в зависимости от освещения. Многие амфибии имеют цветное зрение.

Кожа у всех представителей класса земноводные, общая характеристика которых представлена по тексту, выполняет функцию осязания, так как содержит многочисленные нервные окончания. У водных видов и головастиков имеется боковая линия.

Парные обонятельные мешки «работают» исключительно в воздушной среде. Они выстелены изнутри обонятельным эпителием и наружу открываются ноздрями, а хоанами - в ротоглоточную полость. В последней также расположены органы вкуса.

Половая система

Давая общую характеристику классу земноводных, размножение и жизненный цикл развития упускать из виду тоже нельзя. Все амфибии являются раздельнополыми животными, а оплодотворение у большинства представителей осуществляется в водной среде. Половые железы парные.

У самок зернистые яичники, заполняющие к весне практически всю полость тела, подвешены на брыжейке. Рядом с ним расположены жировые тела, накапливающие питательные вещества и тем самым обеспечивающие формирование половых продуктов в период зимней спячки. Яйцеводами являются длинные и тонкие мюллеровы каналы. Каждый из них открывается в полость тела. Созревшие яйца путем разрыва стенок яичника попадают в нее и по яйцеводам, постепенно, покрываясь слизистой белковой оболочкой, попадают в клоаку, откуда выводятся наружу.

У самцов имеются парные семенники округлой формы и примыкающие к ним жировые тела. И те и другие крепятся на брыжейке около передних краев почек. От семенников отходят семявыводящие канальцы, открывающиеся в мочеточники, служащие одновременно семяпроводами. Последние выводятся в клоаку.

Жизненный цикл

Жизненный цикл практически всех амфибий имеет четкое разделение на четыре этапа.

Особенно образа жизни амфибий

Алее представляем заключительный блок информации про класс земноводные - общую характеристику и особенности среды обитания, образа жизни.

Преобладающее большинство видов - это обитатели влажных мест, которые чередуют свое пребывание на суше с жизнью в воде. Кроме того, существуют исключительно древесные и водные амфибии. Недостаточно хорошая приспособленность к жизни на суше порождает резкие изменения, связанные со сменой сезонов. Земноводные при неблагоприятных условиях среды впадают в длительную спячку. Они активны только при теплых условиях, большинство видов при -1°С - погибают. Жизненный ритм некоторых видов меняется в течении суток.

Большинство амфибий - обитатели пресных водоемов и лишь малая часть может жить в соленой воде, например, морская жаба (на фото ниже).

В стадии взрослой особи все земноводные - хищники. Их рацион составляют мелкие животные, главным образом беспозвоночные и насекомые, молодь рыб, в исключительных случаях - птенцы водоплавающих птиц и даже мелкие грызуны.

КЛАСС ЗЕМНОВОДНЫЕ (АМРНIВIА)

Общая характеристика. Земноводные - четвероногие позвоноч­ные из группы Anamnia . Температура их тела переменная, завися­щая от температуры внешней среды. Кожа голая, с большим количеством слизистых железок. Передний мозг имеет два полу­шария. Носовая полость сообщается с ротовой внутренними ноздрями - хоанами. Имеется среднее ухо, в котором расположе­на одна слуховая косточка. Череп сочленяется с единственным шейным позвонком двумя мыщелками. Крестец образован одним позвонком. Органы дыхания личинок - жабры, а взрослых - легкие. Большую роль в дыхании играет кожный покров. Имеется два круга кровообращения. Сердце трехкамерное и состоит из двух предсердий и одного желудочка с артериальным конусом. Почки туловищные. Размножаются икрометанием. Развитие земноводных проходит с метаморфозом. Икра и личинки развиваются и воде, имеют жабры, у них один круг кровообращения. Взрос­лые земноводные после метаморфоза становятся наземными легочнодышащими животными с двумя кругами кровообращения. Только немногие земноводные всю жизнь проводят в воде, со­храняя жабры и некоторые другие признаки личинок.

Известно более 2 тыс. видов земноводных. Они широко распро­странены по материкам и островам земного шара, но более много­численны в странах с теплым, влажным климатом.

Амфибии служат ценными объектами физиологических опытов. При их изучении было сделано много выдающихся открытий. Так, И. М. Сеченов в опытах над лягушками открыл рефлексы головного мозга. Земноводные интересны как животные, филогене­тически связанные, с одной стороны, с древними рыбами, а v другой - с примитивными пресмыкающимися.

Строение и жизненные отправления. Внешний вид земноводных разнообразен. У хвостатых амфибий тело удли­ненное, ноги короткие, примерно одинаковой длины, всю жизнь сохраняется длинный хвост. У бесхвостых земноводных тело ко­роткое и широкое, задние ноги прыгательные, значительно длин­нее передних, хвост у взрослых особей отсутствует. Червяги (без­ногие) имеют длинное червеобразное тело без ног. У всех амфибий шея не выражена или выражена слабо. В отличие от рыб голова у них сочленяется с позвоночником подвижно.

Покровы. Кожа земноводных тонкая, голая, обычно по­крытая слизью, выделяемой многочисленными кожными железами. У личинок слизистые железы одноклеточные, у взрослых - много­клеточные. Выделяемая слизь препятствует подсыханию кожи, что необходимо для кожного дыхания. У некоторых земноводных кожные железы выделяют ядовитый или жгучий секрет, защища­ющий их от хищников. Степень ороговения эпидермиса у разных видов земноводных далеко не одинакова. У личинок и тех взрос­лых особей, которые ведут в основном водный образ жизни, орого­вение поверхностных слоев кожи развито слабо, но у жаб на спи­не роговой слой составляет 60 % всей толщи эпидермиса.

Кожа - важный орган дыхания земноводных, о чем свиде­тельствуют цифры отношения длины капилляров кожи к длине этих сосудов в легких; у тритона оно равно 4:1, а у жаб, имеющих более сухую кожу,- 1:3.

Окраска земноводных часто носит покровительственный ха­рактер. Некоторые, как, например, древесная квакша, способны изменять ее.

Скелет земноводных состоит из позвоночника, черепа, костей конечностей и их поясов. Позвоночник разделяется на отделы: шейный, состоящий из одного позвонка, туловищный -из ряда позвонков, крестцовый - из одного позвонка и хвостовой. У бесхвостых амфибий рудименты хвостовых позвонков срастают­ся в длинную косточку - уростиль. У некоторых хвостатых земноводных позвонки двояковогнутые: между ними сохраняются остат­ки хорды. У большинства же амфибий они либо выпуклые спереди и вогнутые сзади, либо, наоборот, вогнутые спереди и выпуклые сзади. Грудная клетка отсутствует.

Череп в основном хрящевой, с небольшим числом накладных (вторичных) и основных (первичных) костей. С переходом от жа­берного дыхания водных предков амфибий к легочному висцераль­ный скелет изменился. Скелет жаберной области частично видо­изменился в подъязычную кость. Верхняя часть подъязычной дуги - подвесок, к которому у низших рыб прикрепляются челюс­ти, у амфибий в связи со срастанием первичной верхней челюсти с черепом превратилась в маленькую слуховую косточку - стре­мечко, расположенное в среднем ухе.

Скелет конечностей и их поясов складывается из элементов, характерных для пятипалых конечностей наземных позвоночных животных. Число пальцев на ногах неодинаково у разных видов. Мускулатура земноводных в связи с более разнообраз­ными движениями и развитием конечностей, приспособленных к движению по суше, в значительной степени теряет метамерное строение и приобретает большую дифференцировку. Скелетная мускулатура представлена множеством отдельных мышц, число которых у лягушки превышает 350.

Нервная система претерпела значительные усложне­ния по сравнению с таковой рыб. Головной мозг относительно крупнее. Прогрессивными чертами его строения следует считать образование полушарий переднего мозга и наличие нерв­ных клеток не только в боковых стенках, но и в крыше полушарий. В связи с тем что земноводные малоподвижны, мозжечок у них развит слабо. Промежуточный мозг сверху имеет придаток - эпи­физ, а от дна его отходит воронка, с которой связан гипофиз. Средний мозг развит слабо. От головного и спинного мозга отходят нервы ко всем органам тела. Головных нервов десять пар. Спин­номозговые нервы образуют плечевое и пояснично-крестцовое сцепления, иннервирующие передние и задние конечности.

Органы чувств у амфибий получили в процессе эволюции прогрессивное развитие. В связи с тем что воздушная среда менее звукопроводна, в органах слуха земноводных усложнилось строе­ние внутреннего уха и образовалось среднее ухо (барабанная полость) со слуховой косточкой. Среднее ухо снаружи ограни­чено барабанной перепонкой. Оно сообщается с глоткой каналом (евстахиевой трубой), что позволяет уравновешивать давление воздуха в нем с давлением внешней среды. В связи с особенностями видения в воз­душной среде у земноводных произошли изменения в стро­ении глаз. Роговица глаза выпуклая, хрусталик линзо­образной формы, есть веки, защищающие глаза. Органы обоняния имеют наружные и внутренние ноздри. У ли­чинок и постоянно живущих в воде земноводных сохранились характерные для рыб органы-боковой линии.

Органы пищеварения. Широкий рот ведет в обширную ротовую полость: у многих земноводных на челюстях, а также на нёбе расположены мелкие зубы, помогающие удер­живать добычу. У амфибий имеется язык различной формы; у лягушек он прикреплен к передней части нижней челюсти и может выбрасываться изо рта, животные пользуются этим для ловли насекомых. В ротовую полость открываются внутренние ноздри - хоаны, а в глотку - евстахиевы трубы. Интересно, что у ля­гушки в проглатывании пищи принимают участие глаза; захватив ртом добычу, лягушка сокращением мышц втягивает глаза в глубь ротовой полости, проталкивая корм в пищевод. Через пищевод пища попадает в мешкообразный желудок, а оттуда - в сравни­тельно короткий кишечник, который разделен на тонкий и толстый отделы. В начало тонкой кишки по особым протокам поступают желчь, вырабатываемая печенью, и секрет поджелудочной железы. В конечную часть толстой кишки - клоаку - открываются мочеточники, проток мочевого пузыря и половые протоки..

Органы дыхания изменяются с возрастом животного. Личинки земноводных дышат наружными или внутренними жаб­рами. У взрослых амфибий развиваются легкие, хотя у некоторых хвостатых амфибий жабры сохраняются пожизненно. Легкие имеют вид тонкостенных эластичных мешков со складками на внутренней поверхности. Поскольку земноводные не имеют груд­ной клетки, воздух в легкие поступает путем заглатывания: при опускании дна ротовой полости воздух входит в нее через ноздри, затем ноздри закрываются, а дно ротовой "полости поднимается, проталкивая воздух в легкие. Как было указано, в дыхании земно­водных большую роль играет газообмен через кожу.

Кровеносная система. Амфибии в связи с воздушным дыханием имеют два круга кровообращения. Сердце амфибий трехкамерное, оно состоит из двух предсердий и желу­дочка. Левое предсердие принимает кровь из легких, а в правое поступает венозная кровь со всего тела с примесью артериаль­ной крови, идущей от кожи. Кровь из обоих предсердий вливается в желудочек через общее отверстие с клапанами. Желудочек продолжается в крупный артериальный конус, за которым следует короткая брюшная аорта. У бесхвостых амфибий аорта делится на три пары симметрично отходящих сосудов, являющихся видо­измененными приносящими жаберными артериями рыбообразных предков. Передняя пара - сонные артерии, несут артериальную кровь к голове. Вторая пара - дуги аорты, изогнувшись на спин­ную сторону, сливаются в спинную аорту, от которой отходят ар­терии, несущие кровь к разным органам и участкам тела. Третья пара -легочные артерии, по ним венозная кровь течет в легкие. По пути к легким от них ответвляются большие кожные артерии, направляющиеся в кожу, где разветвляются на множество сосуди­ков, обусловливая кожное дыхание, имеющее у амфибий большое значение. Из легких артериальная кровь по легочным венам движется в левое предсердие.

Венозная кровь от задней части тела частично проходит в почки, где почечные вены распадаются на капилляры, образуя воротную систему почек. Вены, выходящие из почек, образуют не­парную заднюю (нижнюю) полую вену. Другая часть крови от заднего отдела тела течет по двум сосудам, которые, сливаясь, образуют брюшную вену. Она направляется, минуя почки, в печень и участвует вместе с воротной веной печени, несущей кровь от кишечника, в образовании воротной системы печени. По выхо­де из печени печеночные вены впадают в заднюю полую вену, а последняя - в венозный синус (венозную пазуху) сердца, пред­ставляющий расширение вен. Венозный синус принимает кровь от головы, передних конечностей и кожи. Из венозного синуса кровь изливается в правое предсердие. У хвостатых амфибий сохрани­лись кардинальные вены от водных предков.

Органы выделения у взрослых амфибий представлены туловищными почками. От почек отходит пара моче­точников. Выводимая ими моча сначала попадает в клоаку, от­туда - в мочевой пузырь. При сокращении последнего моча вновь оказывается в клоаке, а из нее выделяется наружу. У зародышей амфибий функционируют головные почки.

Органы размножения . Все земноводные раздельнопо­лы. У самцов имеются два семенника, расположенных в полости те­ла близ почек. Семявыносящие канальцы, пройдя через почку, впадают в мочеточник, представленный вольфовым каналом, который служит для выведения мочи и спермы. У самок большие парные яичники лежат в полости тела. Созревшие яйца выходят в полость тела, откуда попадают в воронкообразные начальные отделы яйцеводов. Проходя ио яйцеводам, икринки покрываются прозрач­ной толстой слизистой оболочкой. Яйцеводы открываются в

Развитие у земноводых проходит со сложным метамор­фозом. Из икринок выходят личинки, отличающиеся как по строению, так и по образу жизни от взрослых особей. Личинки земноводных - настоящие водные животные. Обитая в водной среде, они дышат жабрами. Жабры у личинок хвостатых амфи­бий наружные, ветвистые; у личинок бесхвостых земноводных жабры сначала наружные, но вскоре становятся внутренними вследствие обрастания их складками кожи. Кровеносная система личинок земноводных сходна с таковой рыб и имеет только один круг кровообращения. У них имеются органы боковой линии, как и у большинства рыб. Передвигаются в основном за счет движения уплощенного хвоста, отороченного плавником.

При превращении личинки во взрослое земноводное проис­ходят глубокие изменения большинства органов. Появляются пар­ные пятипалые конечности, у бесхвостых амфибий редуцируется хвост. Жаберное дыхание заменяется легочным, жабры обычно исчезают. Вместо одного круга кровообращения развиваются два:

большой и малый (легочный). При этом первая пара приносящих жаберных артерий превращается в сонные артерии, вторая ста­новится дугами аорты, третья в той или иной степени редуци­руется, а четвертая преобразуется в легочные артерии. У мекси­канской амфибии амблистомы наблюдается неотения - способ­ность размножаться на стадии личинки, т. е. достигать половой зрелости при сохранении личиночных черт строения.

Экология и хозяйственное значение земноводных. Места обитания земноводных разнообразны, но большинство видов придержи­вается влажных мест, а некоторые проводят в воде всю жизнь, не выходя на сушу. Тропические земноводные - червяги - ведут подземный образ жизни. Своеобразная амфибия - балканский протей обитает в водоемах пещер; глаза у него редуцированы, а ко­жа лишена пигмента. Земноводные относятся к группе холодно­кровных животных, т. е. температура их тела непостоянна и зави­сит от температуры окружающей среды. Уже при 10 °С их движе­ния становятся вялыми, а при 5-7 °С они обычно впадают в оце­пенение. Зимой в условиях умеренного и холодного климата жизнедеятельность амфибий почти замирает. Лягушки зимуют обычно на дне водоемов, а тритоны - в норках, во мху, под камнями.

Размножаются земноводные в большинстве случаев весной. Самки лягушек, жаб и многих других бесхвостых земновод­ных выметывают икру в воду, где ее оплодотворяют самцы, поливая спермой. У хвостатых амфибий наблюдается своеобразное внутреннее оплодотворение. Так, самец тритона откладывает на водные растения комочки спермы в слизистых мешочках-сперматофорах. Самка, найдя сперматофор, захватывает его краями клоакального отверстия.

Плодовитость земноводных колеблется в широких пределах. Обычная травяная лягушка выметывает весной 1-4 тыс., а зеле­ная лягушка - 5-10 тыс. икринок. Развитие головастиков тра­вяной лягушки в икринке длится в зависимости от температуры воды от 8 до 28 дней. Превращение головастика в лягушонка происходит обычно в конце лета.

Большинство земноводных, отложив икру в воду и оплодот­ворив ее, не проявляют о ней заботы. Но некоторые виды забо­тятся о своем потомстве. Так, например самец жабы повитухи, широко распространенной в нашей стране, наматывает шнуры оплодотворенной икры на задние ноги и плавает с ней, пока из яиц не выведутся головастики. У самки южноамериканской (суринамской) жабы пипы во время икрометания кожа на спине сильно утолщается и размягчается, клоака вытягивается и становится яйцекладом. После выметывания и оплодотворения икры самец накладывает ее на спину самки и брюшком вдавливает их в раз­бухшую кожу, где и происходит развитие молодняка.

Питаются земноводные мелкими беспозвоночными животными, в первую очередь насекомыми. Они поедают много вредителей культурных растений. Поэтому большинство земноводных очень полезны для растениеводства. Подсчитано, что одна травяная лягушка за лето может съесть около 1,2 тыс. вредных для сельско­хозяйственных растений насекомых. Еще более полезны жабы, поскольку они охотятся ночью и поедают массу ночных насекомых и слизней, малодоступных для птиц. В Западной Европе жаб часто выпускают в оранжереи и парники для истребления вредителей. Тритоны полезны тем, что поедают личинок комаров. Вместе с тем нельзя не отметить вред, который приносят крупные лягушки истреблением молоди рыб. В природе лягушками питаются многие животные, в том числе и промысловые.

Класс Земноводные делится на три отряда: Хвостатые амфи­бии, Бесхвостые амфибии, Безногие амфибиию.

Отряд Хвостатые амфибии (Urodela ). Наиболее древняя груп­па земноводных, представленная в современной фауне примерно 130 видами. Тело удлиненное, вальковатое. Хвост сохраняется всю жизнь. Передние и задние конечности примерно одинаковой длины. Поэтому хвостатые амфибии передвигаются ползанием или хождением. Оплодотворение внутреннее. Некото­рые формы сохраняют жабры всю жизнь.

В нашей стране из хвостатых амфибий широко распростра­нены тритоны (Triturus ). Наиболее часто встречаются крупный гребенчатый тритон (у них самцы черные с оранжевым брюхом) и более мелкий обыкновенный тритон (обычно самцы имеют светлую пятнистую расцветку). Летом тритоны живут в воде, где и размножаются, а зиму проводят на суше в состоянии оцепенения. В Карпатах можно встретить довольно крупную огненную сала­мандру (Salamandra ), которую легко узнать по черной окраске с оранжевыми или желтыми пятнами. Гигантская японская сала­мандра достигает 1,5 м длины. К семейству Протеев (Proteidea ) относится балканский протей, живущий в водоемах пещер и сохра­няющий жабры всю жизнь. Его кожа не имеет пигмента, а глаза рудиментарны, так как животное живет в темноте. В лабора­ториях для проведения физиологических опытов разводят личинок американских амблистом, именуемых аксолотлями. Эти животные, как и все хвостатые амфибии, обладают замечательной особен­ностью восстанавливать утраченные части тела.

Отряд Бесхвостые амфибии (Anura ) - лягушки, жабы, квак­ши. Для них характерно короткое, широкое тело. Хвост у взрос­лых особей отсутствует. Задние ноги значительно длиннее перед­них, что определяет движение скачками. Оплодотворение наруж­ное,

У ля гу шек (Ranidae ) кожа гладкая, слизистая. Во рту есть зубы. Преимущественно дневные и сумеречные животные. У жаб (Bufonidae ) кожа сухая, бугристая, во рту зубов нет, задние ноги относительно короткие. К вакши (Hylidae ) отличаются не­большими размерами, тонким стройным телом и лапами с при­сосками на концах пальцев. Присоски облегчают передвижение по деревьям, где квакши охотятся за насекомыми. Окраска квакш обычно ярко-зеленая, может меняться в зависимости от расцветки окружающего фона среды.

Отряд Безногие амфибии (Apoda ) -тропические земновод­ные, ведущие подземный образ жизни. Имеют длинное, вальковатое тело с коротким хвостом. В связи с жизнью в норках под землей ноги и глаза у них подверглись редукции. Оплодо­творение внутреннее. Питаются почвенными беспозвоночными животными.

Литература: «Курс Зоологии» Кузнецов и др. М-89

«Зоология» Лукин М-89