Класс Земноводные. Общая характеристика класса. Лягушка: среда обитания, внешнее и внутреннее строение, особенности процессов жизнедеятельности. Многообразие земноводных и их значение. Происхождение земноводны

Кожа земноводных, или амфибий, образована многослойным эпи­дермисом и кориумом (собственно кожей). В коже взрослых амфибий находятся многочисленные кожные железы, которые постоянно вы­деляют слизь, поэтому она всегда влажная.

Скелет земноводных состоит из осевого скелета (позвоночника), скелета головы (черепа), скелета парных конечностей и их поясов. Позвоночник образован отдельными позвонками, тела которых прак­тически полностью вытесняют хорду. Позвоночник делится на четыре отдела: шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой. Шейный по­звонок один, он подвижно причленяется к затылочному отделу чере­па, поэтому земноводные могут совершать несложные движения го­ловой в вертикальной плоскости. К туловищным позвонкам хвостатых амфибий прикрепляются ребра. У бесхвостых земновод­ных ребер нет. Крестцовый отдел образован одним позвонком. Он имеет крупные боковые отростки, к которым причленяется тазовый пояс. У бесхвостых амфибий, в отличие от хвостатых, позвонки хвостового отдела сливаются в одну кость — уростиль. Че­реп амфибий широкий и плоский, содержит много хрящевых элемен­тов. Крупные отверстия глазниц располагаются на верхней стороне черепа.

Переходу к обитанию на суше способствовало возникновение пятипалой конечности рычажного типа. Она позволяет животным преодолевать силу тяжести и обеспечивает их передвижение по твердой поверхности. Скелет конечности составляют скелет пояса конечности и скелет свободной конечности. Плечевой пояс (пояс передних конечностей) образован парными лопатками, двумя клю­чицами и двумя вороньими костями (коракоидами), соединенными с грудиной. Скелет свободной передней конечности состоит из пле­ча, предплечья и кисти. Плечо образовано плечевой костью, пред­плечье — лучевой и локтевой костями, кисть — костями запястья, пясти и фаланг четырех пальцев. В состав свободной задней конеч­ности входят бедро (бедренная кость), голень (большая и малая бер­цовая кости) и стопа, состоящая из предплюсны, плюсны и фаланг пяти пальцев. У бесхвостых амфибий кости предплечья (лучевая и локтевая), а также кости голени (большая и малая берцовые) слива­ются, а все кости задней конечности сильно удлинены. Такое строение позволяет животным передвигаться прыжками. Тазовый пояс (пояс задних конечностей) состоит из парных подвздошных, седа­лищных и лобковых костей, которые срослись между собой. Он прочно прикреплен к крестцовому позвонку посредством подвздош­ных костей.

Мускулатура амфибий делится на мускулатуру головы, туловища и конечностей. Туловищная мускулатура четко сегментирована. Спе­циализированные мышцы обеспечивают сложные движения передних и особенно задних конечностей. На голове находятся мышцы, подни­мающие и опускающие нижнюю челюсть.

Все земноводные по типу питания — хищники. Рот открывается в ротоглоточную полость, на дне которой находится язык. У лягушек он прикреплен к нижней челюсти своим передним концом. При ловле насекомых задний конец языка выбрасывается изо рта, и прилипшая к нему добыча направляется в ротоглоточную полость. На челюстях есть зубы; у лягушек они расположены только на верхней челюсти. Зубы служат для удержания добычи. В ротоглоточную полость от­крываются протоки слюнных желез, секрет которых не содержит пи­щеварительных ферментов и служит исключительно для смачивания пищи. Из ротоглоточной полости пища по пищеводу поступает в же­лудок, затем — в двенадцатиперстную кишку (передний отдел тонко­го кишечника). Тонкий кишечник переходит в толстый и заканчива­ется прямой кишкой, открывающейся в клоаку. К пищеварительной системе принадлежат также печень с желчным пузырем и поджелу­дочная железа. Их протоки открываются в двенадцатиперстную кишку.

Для дыхания в воздушной среде земноводным служат легкие. Также в газообмене участвуют вся поверхность кожи и слизистый эпителий ротоглоточной полости. Личинки земноводных, которые обитают в воде, дышат наружными жабрами. Легкие амфибий имеют вид тонкостенных мешков, оплетенных густой сетью кровеносных сосудов. Каждое легкое открывается самостоятельным отверстием в ротоглоточную полость, поскольку трахеи у земноводных нет. Воздух поступает в ротоглоточную полость через ноздри, имеющие специальные клапаны. При открытых клапанах дно полости опускает­ся, и воздух засасывается в полость. При поднимании дна полости и закрывании ноздрей клапанами воздух проталкивается в легкие. Таким образом, воздух нагнетается в легкие за счет изменения объема

ротоглоточной полости. Площадь поверхности легких земноводных в полтора раза меньше площади поверхности их кожи, принимающей у этих животных активное участие в дыхании. У жаб, приспособленных к обитанию в более засушливой среде, кожа ороговевает, и дыхание осуществляется преимущественно легкими.

Кровеносная система земноводных имеет два круга кровообраще­ния: большой и малый. Появление малого круга связано с приобрете­нием ими легочного дыхания. Сердце у амфибий трехкамерное, со­стоит из двух предсердий и одного желудочка. Большой круг кровообращения начинается двумя дугами аорты, которые отходят от артериального конуса. На спинной стороне тела дуги сливаются и об­разуют спинную аорту, которая отдает сосуды ко всем органам тела. От артериального конуса отходят также сонные артерии, снабжающие наиболее окисленной кровью голову. Малый (легочный) круг крово­обращения начинается парными кожно-легочными артериями, кото­рые также отходят от артериального конуса. Они несут кровь к орга­нам дыхания — коже и легким. От легких обогащенная кислородом кровь собирается в парные легочные вены, впадающие в левое пред­сердие. В правое предсердие венозную кровь от всего тела доставля­ют парные передние полые вены и непарная задняя полая вена. Кроме того, в правое предсердие попадает также порция артериальной крови по кожным венам. В результате в правом предсердии кровь оказыва­ется смешанной. Из предсердий кровь попадает в желудочек. В ре­зультате особого внутреннего строения желудочка в нем не происхо­дит полного перемешивания артериальной и венозной крови. Особый порядок отхождения артерий от желудочка способствует попаданию наиболее бедной кислородом крови в кожно-легочные артерии, сме­шанной крови — к органам тела, а наиболее богатой кислородом кро­ви — к органам головы.

Органы выделения представлены парными туловищными почками (здесь кровь освобождается от продуктов обмена), от которых отхо­дят мочеточники, впадающие в клоаку. Из клоаки моча попадает в мочевой пузырь. После наполнения мочевого пузыря моча снова по­ступает в клоаку и выводится из организма. Часть продуктов обмена и большое количество влаги выделяется через кожу. Эти особенности не позволили земноводным полностью перейти к наземному образу жизни.

Головной мозг состоит из пяти отделов. Передний мозг относи­тельно крупный, разделен на два полушария, имеет крупные обоня­тельные доли. Промежуточный мозг хорошо развит, а средний мозг относительно невелик. Мозжечок развит слабо, что связано с однооб­разностью движений, совершаемых животными. Продолговатый мозг относительно крупный, является центром регуляции дыхательной, кровеносной и пищеварительной систем.

Органы чувств изменились в связи с переходом к наземному образу жизни. Орган зрения — глаз, он защищен подвижными веками, имеет выпуклую роговицу и хрусталик в виде линзы; секрет специальных же­лез смачивает роговицу и предохраняет ее от высыхания, у многих раз­вито цветовое зрение. Орган обоняния — обонятельные мешки (откры­ваются наружу ноздрями, а в ротоглоточную полость — хоанами, и функционируют только в воздушной среде). Орган вкуса — вкусовые почки в ротовой полости и на языке. В органе слуха, кроме внутренне­го уха, появляется новый отдел — среднее ухо (аппарат усиления зву­ковых колебаний), в котором есть одна слуховая косточка. Среднее ухо отделено от внешней среды барабанной перепонкой. Орган боко­вой линии есть только у головастиков и водных представителей земно­водных.

У большинства земноводных оплодотворение происходит в воде. У самок яйцеклетки выпадают в полость тела и попадают в яйцеводы, открывающиеся в клоаку, а уже затем из клоаки выводятся наружу. Самцы имеют парные семенники. Отходящие от них семявыносящие канальцы впадают в мочеточники, одновременно служащие самцам семяпроводами. Они также открываются в клоаку. Через некоторое время из икринок вылупляются личинки, которые ведут исключи­тельно водный образ жизни и по строению напоминают рыб (голова­стики). У личинок нет парных конечностей. Они дышат наружными жабрами, имеют двухкамерное сердце, один крут кровообращения и органы боковой линии. Питаются головастики растительной пищей, соскабливая водоросли с поверхности водных растений. В процессе метаморфоза происходит изменение внутреннего и внешнего строе­ния животных, и они приобретают черты взрослых амфибий.

Земноводные некоторых видов демонстрируют заботу о потомст­ве (.жаба-повитуха, квакши, южноамериканская пипа и др.). Каковы бы ни были особенности размножения отдельных видов земновод­ных, для развития их потомства необходима водная среда.

Предки амфибий, которые обитали в водной среде, должны были иметь воздушные органы дыхания. Такими возможными предками могли быть какие-то двоякодышащие и кистеперые рыбы. Вероятнее всего земноводные происходят от древних кистеперых рыб. По строению конечностей и черепа эти рыбы очень близки к ископаемым земноводным карбона — стегоцефалам, которых считают предками современных амфибий.

Современные земноводные принадлежат к трем отрядам: Безно­гие, Хвостатые и Бесхвостые. К первому относится небольшое коли­чество видов (около 60), которые ведут роющий образ жизни, напо­минают больших червей, и поэтому данный отряд называют также червягами. Бесхвостые земноводные передвигаются с помощью прыжков, у них развиты мощные задние конечности и отсутствует хвост. Типичные представители бесхвостых — травяная и остромор­дая лягушки, серая и зеленая жабы, жерлянки, чесночницы, квакши. К отряду хвостатых амфибий относятся обыкновенный и гребенчатый тритоны, саламандры и аксолотли, протей.

Задания

Выберите один правильный ответ.

1. У лягушек число шейных позвонков равно

1) одному

2) двум

3) семи

4) шейные позвонки отсутствуют

2. В осевом скелете бесхвостых амфибий выделяют следующие отделы

1) туловищный и хвостовой

2) шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой

3) шейный, грудной, поясничный и крестцовый

4) шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой

3. Вороньи кости у лягушки входят в скелет

1) пояса задних конечностей

2) пояса передних конечностей

3) свободных передних конечностей

4) свободных задних конечностей

4. У лягушек малый круг кровообращения заканчивается в

1) правом предсердии

2) левом предсердии

3) желудочке

4) у лягушек всего один круг кровообращения

5. У лягушек большой круг кровообращения начинается в

1) левом желудочке 3) единственном желудочке

2) правом желудочке 4) артериальном конусе

6. У бесхвостых амфибий венозная кровь течет по

1) дугам аорты

2) кожным артериям

3) подключичным артериям

4) легочным венам

7. Только артериальная кровь в сердце лягушки содержится в

10. В слуховом аппарате у лягушек имеется

1) наружное слуховое отверстие, среднее ухо и внутреннее ухо

2) среднее ухо и внутреннее ухо

3) только внутреннее ухо

4) барабанная перепонка, среднее ухо и внутреннее ухо

11. Мочеполовые органы у земноводных открываются

1) в клоаку

2) самостоятельными отверстиями

3) у бесхвостых — в клоаку, у хвостатых — самостоятельны­ми отверстиями

4) у самцов в клоаку, у самок самостоятельным отверстием

12. Гаметы у бесхвостых земноводных

1) выбрасываются наружу через клоаку

2) выбрасываются наружу через протоки половых желез

3) самцы вводят сперматозоиды в клоаку самки

4) самцы вводят сперматозоиды в половое отверстие самки

13. У головастика имеются

1) только наружные жабры

2) только внутренние жабры

3) в процессе развития происходит смена наружных жабр на внутренние

4) происходит смена внутренних жабр на наружные

14. Головастик имеет кровеносную систему

1) незамкнутую

2) с одним кругом кровообращения и двухкамерным сердцем

3) с одним кругом кровообращения и трехкамерным сердцем

4) с двумя кругами кровообращения и трехкамерным сердцем

15. Переходной формой между ископаемыми рыбами и амфибиями считаются

1) стегоцефалы

2) ихтиостеги

3) котилозавры

4) сеймурии

19. У головастика имеется

1) двухкамерное сердце 4) два круга кровообращения

2) трехкамерное сердце 5) орган боковой линии

3) один круг кровообращения 6) парные конечности

20. К органам выделения лягушки относятся

1) туловищные почки 4) протонефридии

2) тазовые почки 5) метанефридии

3) мочеточники 6) мочевой пузырь

21. Установите соответствие между земноводным и отрядом, к которому оно относится.

Ключи к заданиям