Условия существования и распространение

Земноводные относятся к группе пойкилотермных (холоднокровных) животных, т. е. температура их тела непостоянна и зависит от температуры окружающей среды.

Жизнь земноводных зависит от влажности окружающей среды. Испарение с поверхности кожи постоянно понижает температуру тела, и чем больше сухость воздуха, тем больше будет падать температура.

Зависимость температуры тела от влажности воздуха в сочетании с пойкилотермностью («холоднокровностью») приводит к тому, что температура тела земноводных не только следует за температурой среды, как у рыб или пресмыкающихся, но, вследствие испарения, обычно ниже ее на 2—3°.

Большая зависимость земноводных от влажности и температуры обусловливает почти полное отсутствие их в пустынях и приполярных странах и, наоборот, быстрое увеличение числа видов по направлению к экватору и исключительное богатство их во влажных и теплых тропических лесах.

Лишь немногие виды проникают к северу до Полярного круга (Травяная и Остромордая лягушки, Сибирский четырехпалый углозуб).

3.4.6. Класс Пресмыкающиеся (Рептилии) (Reptilia)

 

Пресмыкающиеся (Рептилии) — первые первичноназемные позвоночные амниоты. Среди них есть вторичноводные виды, но размножение у них происходит всегда на суше. Появление яйцевых и зародышевых оболочек дало возможность эмбрионам развиваться на суше. Заселяют все климатические области земного шара кроме приполярных районов.

Первые пресмыкающиеся появились в палеозойскую эру, в каменноугольный период, около 300 млн лет назад.

От примитивных земноводных, похожих на сеймурию (рис. 3.92) появились древние примитивные пресмыкающиеся – котилозавры (рис. 3.93).

 

Рис. 3.92. Сеймурия

 

Рис. 3.93. Котилозавр

Многие признаки в своем строении котилозавры сохранили от земноводных, от которых произошли: череп с хорошо развитым теменным отверстием, двояковогнутые позвонки и наличие небных зубов. Но в процессе эволюции Котилозавры утратили орган боковой линии, характерный для рыб и земноводных. Прогрессивные черты: мощные конечности,

Котилозавры были хищниками сравнительно небольших размеров (до 30 см). Обитали только в Северной Америке и Западной Европе. Ученые считают, что к середине пермского периода потомки древнейших Котилозавров превратились в травоядных и всеядных. В это время они распространились по всему миру.

Экология Пресмыкающихся

 

Настоящие наземные животные, размножающиеся на суше. Обитают в странах с жарким климатом, и по мере удаления от тропиков их число заметно уменьшается. Ограничивающим фактором их распространения является температура, так как эти холоднокровные животные активны только в теплую погоду, в холодную и жаркую они зарываются в норы, прячутся в укрытия или впадают в оцепенение.

Общая характеристика класса

Строение тела

Тело подразделяется на голову, шею, туловище и хвост. Части конечностей те же, что и у лягушки, но пятипалые, без перепонок, с когтями на концах пальцев (рис. 3.94).

 

Рис. 3.94. Общее строение пресмыкающихся

Покров

Кожа сухая, желез нет, формируются роговые образования — чешуйки, щитки, производные эпидермиса. Периодически сбрасывается по мере роста животного.

Скелет

Состоит из черепа, позвоночника, передних и задних конечностей (с поясами). Осевой скелет представлен позвоночником и состоит из 5 отделов: шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового. Шейный отдел состоит из 8 позвонков. Пояснично-грудной отдел из 22 позвонков, несущих ребра; 5 ребер сочленены с грудиной, в результате чего образуется грудная клетка. Грудную клетку имеют большинство пресмыкающихся (за исключением змей). Имеется также 2 крестцовых позвонка и несколько десятков хвостовых, которые способны разламываться и отделять хвост. Кости конечностей те же, что и у лягушки, но кости локтевая и лучевая, а также большая и малая берцовые не срастаются.

У ящерицы все позвонки от грудного до крестцового отдела имеют ребра, в таком случае выделяют один пояснично-грудной отдел (рис. 3.95).

Рис. 3.95. Скелет пресмыкающегося

Мышцы

Лучше развиты, чем у земноводных. Существенным отличием является наличие межреберных мышц, обеспечивающих дыхательные движения.

Пищеварительная система

Рот, зубы, глотка, пищевод, желудок, тонкая кишка, толстая кишка, клоака. В двенадцатиперстную кишку открываются протоки печени и поджелудочной железы. В ротовую полость впадают протоки слюнных желез (рис. 3.96).

 

Рис. 3.96. Внутреннее строение рептилий

 

Дыхательная система

Носовые отверстия, гортань, трахея, два бронха, парные легкие, имеющие ячеистое строение. Кожного дыхания нет. В дыхательных движениях участвует грудная клетка. Механизм дыхания - всасывательный, т.е. насыщение легких воздухом происходит при помощи изменения объема грудной клетки. Дыхательные пути хорошо развиты (рис. 3.96).

Кровеносная система

Сердце 3-х, но в желудочке имеется небольшая перегородка, что препятствует полному смешиванию крови. Имеется 2 круга кровообращения (рис. 3.97).

Легочная артерия отходит от правой стороны желудочка и несет в легкие венозную кровь.

Сонные артерии — разветвления правой дуги аорты, которая отходит от левой стороны желудочка и несет артериальную кровь в головной мозг.

Левая дуга аорты отходит от средней части желудочка и несет смешанную кровь. Левая и правая дуги аорты сливаются, образуя спинную аорту, поэтому артериальная кровь соединяется со смешанной.

Спинная аорта несет эту кровь ко всем органам тела.

Венозная кровь возвращается из головы по яремным венам, из других частей тела — по хвостовым, тазовым, брюшной венам, воротным венам печени и почек. Соединяясь, вены образуют передние и задние полые вены, впадающие затем в правое предсердие.

 

Рис. 3.97. Строение кровеносной системы

Выделительная система

Почки тазовые, от них отходят мочеточники. Моча выводится в клоаку, затем в мочевой пузырь, где накапливается, после чего через клоаку выводится наружу. Туловищные почки амфибий у рептилий заменяются на тазовые, которые уменьшают мочевыделение и более эффективно сохраняют воду в организме. Это связано с тем, что рептилии — сухопутные животные, которым приходится экономить воду.

Продуктом выделения почек становится мочевая кислота, так как она не столь ядовита, как аммиак, и не требует большого количества воды для выведения из организма. Почки рептилий, в отличие от амфибий, имеют собственные мочеточники, не связанные с половой системой. Мочеточники впадают в клоаку, куда с брюшной стороны открывается мочевой пузырь (рис. 3.96).

Нервная система

Центральная, включающая головной и спинной мозг, и периферическая, представленная нервами, отходящими от головного и спинного мозга.

Головной мозг рептилий, как и у всех позвоночных животных, состоит из пяти отделов. Полушария переднего мозга крупнее, чем у амфибий.

Передний мозг выполняет ведущую роль в организации поведения и имеет зачаточную кору из серого мозгового вещества (зачатки неопаллиума, новой коры), однако она развита слабо, и большая часть нервных клеток содержится в глубинных слоях мозга. В промежуточном мозге имеется гипофиз и эпифиз, а также теменной орган, формирующий третий глаз. Мозжечок хорошо развит. В продолговатом мозге находятся жизненно важные центры (дыхания, сокращения сердца) (рис. 3.98).

В связи с активностью и сложностью движений хорошо развит мозжечок. Ноздри рептилий соединяются с ротовой полостью при помощи обонятельного хода. У большинства рептилий хорошо развит якобсонов орган, представляющий собой парное углубление, расположенное спереди от хоан, в крыше ротовой полости. Считается, что он служит для восприятия запахов пищи, уже находящейся во рту. Кроме того, рептилии способны далеко выдвигать язык, как бы пробуя воздух и окружающие предметы, и переносить мельчайшие их частицы в рот, где они анализируются якобсоновым органом.

Глаза рептилий снабжены подвижными веками, предохраняющими от повреждений и пересыхания. У гекконов и змей верхнее и нижнее веки срослись и стали прозрачными.

Кроме того, развита еще и мигательная перепонка — третье веко, прикрывающее глаз из внутреннего угла. Глаза рептилий способны к поворотам в глазнице. Более совершенная аккомодация обеспечивается не только за счет перемещения хрусталика, но и за счет изменения его кривизны.

 

Рис. 3.98. Мозг ящерицы и земноводного

Органы чувств

Глаза защищены тремя веками. Органы слуха сходны с органами слуха земноводных, но барабанная перепонка расположена в небольшом углублении. Орган осязания — выбрасывающийся язык. Орган обоняния находится в обонятельных капсулах; органы вкуса — вкусовые луковицы в глотке.

Размножение

У самок парные яичники, у самцов — семенники, их протоки открываются в клоаку. Оплодотворение внутреннее. Оплодотворенное яйцо увеличивается в размере, покрывается пергаментной оболочкой и выводится наружу.

Размножение рептилий имеет ряд особенностей, связанных с наземным существованием. Оплодотворение только внутреннее.

Половые органы самца представлены парными семенниками, лежащими в полости тела по бокам позвоночника. От семенников отходят многочисленные канальцы, формирующие придаток семенника, который, в свою очередь, переходит в семяпровод – вольфов канал.

Половые органы самки представлены парными яичниками, мюллеровыми каналами, открывающимися воронками в полость тела, а противоположным концом — в клоаку. По сравнению с амфибиями, они имеют белковую и скорлуповую яйцевые оболочки.

Развитие

Прямое. Весной и в начале лета откладываются яйца (до 15), из которых вылупляются маленькие ящерицы (яйцеживорождение).

Яйцо чешуйчатых пресмыкающихся покрыто волокнистой оболочкой, предохраняющей от механических повреждений, вредных микроорганизмов и пересыхания. Такая защита не совершенна, нормальное развитие яйца возможно только в почве с влажностью не ниже 25%. У черепах и крокодилов формируется белковая оболочка, являющаяся основным запасом воды для зародыша, вместо волокнистой оболочки появляется известковая, не пропускающая воду.

Яйца имеют ряд защитных приспособлений для развития на суше. Развитие — без метаморфоза, нет личиночной стадии (в отличие от амфибий), и только что вылупившиеся из яйца особи живут в тех же условиях, что и взрослые.

Кроме яйцевых оболочек, при развитии зародыша формируются зародышевые оболочки, характерные для амниот: амнион с амниотической жидкостью, сероза (хорион) и аллантоис.

Аллантоис возникает как вырост задней кишки и имеет вид довольно большого пузыря, который, увеличиваясь, прилегает к скорлуповой оболочке. Он выполняет функции зародышевого мочевого пузыря и является органом дыхания, в его стенках формируется капиллярная сеть, с помощью которой происходит газообмен.

 

Важные ароморфозы у рептилий, позволяющие перейти к жизни на суше:

1. Ороговевание верхнего слоя эпидермиса, препятствующего испарению воды.

2. Появление в желудочке сердца неполной перегородки.

3. Усложнение легких и дыхательных путей в результате исчезновения кожного дыхания.

4. Внутреннее оплодотворение.

5. Появление защитных зародышевых и яйцевых оболочек, обеспечивающих зародыш питательными веществами и дающих возможность развиваться эмбриону на суше внутри яйца.