Відмінності плазунів від земноводних

Плазуни, на відміну від земноводних, стали незалежними у своєму розвитку від водного середовища. Амфібії розмножуються у воді, їх личинки мешкають у воді. Рептилії розмножуються на суші, і їх молоді особини також живуть на суші.

Головними еволюційними нововведеннями (ароморфозами), що дозволили плазунам краще пристосуватися до життя на суші і відрізняють їх від земноводних, були наступні: поява грудної клітки, складніша будова легких і дихальних шляхів, поява перегородки в шлуночку серця, поява зародків кори оболонок, зроговіння шкірних покривів. Більш детально відмінності плазунів від земноводних перераховані нижче.

У хребті плазунів виділяють більше відділів. Якщо у земноводних є шийний, тулубовий, крижовий та хвостовий відділи, то у рептилій — шийний, грудний, поперековий, крижовий та хвостовий. Тобто тулубний відділ диференціюється на грудний та поперековий відділи. Проте деякі біологи грудної та поперековий відділи об'єднують в один — попереково-грудний.

У земноводних шийний відділ хребта складається лише з одного хребця. На відміну від них у плазунів у шийному відділі хребців значно більше (у ящірок 8). Крім того, у рептилій череп з'єднується з першим шийним хребцем одним своїм виростком, а не двома. А перший шийний хребець може повертатися щодо другого шийного. Все це на порядок збільшує рухливість голови плазунів. Якщо амфібії можуть лише нахиляти і піднімати голову, то рептилії також вільно повертають головою з боку в бік.Це дозволяє краще оглядати простір довкола, ловити видобуток.

Ребра плазунів добре розвинені. Вони відростають від усіх хребців попереково-грудного відділу. Однак тільки перші (у ящірок перші п'ять пар) приростають на черевній стороні до грудини, формуючи таким чином грудну клітину. На відміну від плазунів у земноводних грудної клітки немає. З ребра або короткі, або взагалі відсутні. Грудна клітка захищає внутрішні органи.

Крім того, завдяки міжреберним м'язам можливий більш досконалий механізм дихання, коли повітря в легені засмоктується за рахунок розширення грудної клітки, а викидається за рахунок її зменшення. У земноводних проштовхування повітря здійснюється ротоглотковою порожниною.

Крижовий відділ хребта плазунів складається з двох хребців, а у земноводних лише з одного. До обох хребців кріпляться здухвинні кістки тазового пояса.

Плечовий пояс рептилій з'єднаний з осьовим скелетом (хребтом) через грудину. У амфібій плечовий пояс вільно лежить у товщі мускулатури.

У плазунів скелет сильніше окостеніває, але кістки стають легшими.

Удосконалюються та легені. У них з'являються численні складки, добре виражена пориста поверхня. Все це збільшує внутрішню поверхню легень, а отже, газообмін йде більш ефективно. В результаті у плазунів, на відміну від земноводних, вже немає необхідності заповнювати нестачу кисню за рахунок дихання через шкіру.

Плазуни і не можуть дихати шкірою, так як вона покривається роговими лусками. Вони погано пропускають повітря, але добре захищають тіло рептилій від втрати води, що важливо за умов проживання в сухому наземному середовищі.

Відрізняються і серця плазунів і земноводних, хоча в обох груп організмів вони трикамерні (по два передсердя та одного шлуночка). У плазунів легенева артерія і дві дуги аорти виходять із шлуночка серця самостійно, а всередині шлуночка є неповна перегородка. Все це дозволяє краще розділяти артеріальну та венозну кров. Хоча у плазунів вона все ще частково змішується.

У плазунів функціонують тазові нирки (а не тулубові як у земноводних). Будова нирок дозволяє воді менше виділятися з організму разом із сечею. Основний продукт виділення плазунів сечова кислота, яка погано розчинна у воді, та їх сеча має кашкоподібний вигляд.

У нервовій системі плазунів також відбувається ряд змін, що відрізняють їх від земноводних. Переважно це стосується головного мозку. У рептилій мозок більше, ніж у амфібій. Це з більш складними рухами перших. У плазунів краще розвинений зір (вони добре бачать не тільки рухомі, а й нерухомі предмети), у деяких видів (змій) є органи, що вловлюють теплове випромінювання.

У зв'язку з тим, що плазуни розмножуються на суші, у них виключено зовнішнє запліднення. Тому внутрішнє запліднення, коли яйцеклітина запліднюється сперматозоїдом усередині статевих шляхів самки. Після цього відбувається формування яйця. У ембріонів у ньому розвиваються оболонки (амніон та алантоїс), яких немає у земноводних.

Розвиток плазунів пряме. З яйця виходить маленька рептилія, схожа на дорослу. У земноводних розвиток протікає з метаморфозом, коли личинка (наприклад, пуголовок у жаб) не схожа не дорослу особину і веде інший спосіб життя.

Таким чином, відмінність плазунів від земноводних полягає у кращому пристосуванні перших до життя у наземних умовах.

Плазуни

Клас Плазуни (рептилії) включає близько 9000 нині живих видів, яких поділяють на чотири загони: Лускаті, Крокодили, Черепахи, Клювоголові. Останній представлений лише одним реліктовим видом – гаттерією. До лускатих відносяться ящірки (у тому числі хамелеони) та змії.

• Загальна характеристика рептилій
• Покриви (шкіра)
• Скелет плазунів
• Травна система
• Дихальна система
• Кровоносна система
• Видільна система
• Нервова система та органи почуттів
• Розмноження та розвиток рептилій

Загальна характеристика рептилій

Плазуни вважаються першими справжніми наземними тваринами, оскільки вони не пов'язані у своєму розвитку з водним середовищем. Якщо живуть у воді (водні черепахи, крокодили), то дихають легкими і для розмноження виходять на сушу.

Рептилії розселені сушею набагато більше, ніж амфібії, займають різноманітніші екологічні ніші. Однак через холоднокровність вони переважають у теплому кліматі. При цьому можуть мешкати у посушливих місцях.

Плазуни з'явилися від стегоцефалів (вимерла група земноводних) наприкінці кам'яновугільного періоду палеозойської ери. Черепахи з'явилися раніше, а змії пізніше за всіх.

Розквіт плазунів припав на мезозойську епоху. Саме тоді Землі жили різні динозаври. Серед них були не тільки наземні та водні види, а й літаючі. Динозаври вимерли наприкінці крейдяного періоду.

На відміну від земноводних у плазунів

• покращено рухливість голови за рахунок більшої кількості шийних хребців та іншого принципу їх з'єднання з черепом;
• шкіра вкрита роговими лусками, які захищають тіло від висихання;
• дихання тільки легеневе; формується грудна клітка, яка забезпечує досконаліший механізм дихання;
• хоча серце залишається трикамерним, венозний та артеріальний кровоток розділені краще, ніж у земноводних;
• як органи виділення виникають тазові нирки (а чи не тулубні як в амфібій); такі бруньки краще зберігають воду в організмі;
• мозок більший, ніж у амфібій; збільшено обсяг переднього мозку; з'являється зачаток кори великих півкуль;
• внутрішнє запліднення; плазуни розмножуються на суші переважно шляхом відкладання яєць (деякі живородні або яйцеживородні);
• з'являються зародкові оболонки (амніон та алантоїс).

Шкіра плазунів

Шкіра плазунів складається з багатошарового епідермісу та сполучно-тканинної дерми. Верхні шари епідермісу ороговевают, утворюючи луски та щитки. Основне призначення лусок – захист тіла від втрати води. Загалом шкіра товстіша, ніж у амфібій.

Луска плазунів не гомологічна лусить риб. Рогові луски утворюються епідермісом, т.е. е. має ектодермальне походження. У риб луска утворюється дермою. е. має мезодермальне походження.

На відміну від земноводних у шкірі плазунів слизових залоз немає, тому їх шкіра суха. Є лише нечисленні пахучі залози.

У черепах лежить на поверхні тіла (згори і знизу) утворюється кістковий панцир.

На пальцях з'являються пазурі.

Так як ороговіла шкіра стримує зростання, то для плазунів характерна линяння. У цьому старі покриви відходять від тіла.

Шкіра рептилій щільно зростається з тілом, не утворюючи лімфатичних мішків, як у амфібій.

Скелет плазунів

Порівняно з земноводними у плазунів у хребті виділяють вже не чотири, а п'ять відділів, тому що тулубний відділ поділяють на грудний та поперековий.

У ящірок шийний відділ складається з восьми хребців (у різних видів їх від 7 до 10). Перший шийний хребець (атлант) схожий на кільце. У нього входить зубоподібний відросток другого шийного хребця (епістрофея). В результаті перший хребець може вільно обертатися навколо відростка другого хребця. Це дає велику рухливість голови. Крім того, перший шийний хребець з'єднаний з черепом одним мишком, а не двома як у земноводних.

Всі хребці грудного та поперекового відділу мають ребра. У ящірок ребра перших п'яти хребців приєднуються хрящами до грудини. Утворюється грудна клітка. Ребра задніх грудних та поперекових хребців не з'єднані з грудиною. Однак у змій грудини немає, і, отже, не утворюється грудна клітка. Така будова пов'язана з особливостями їхнього пересування.

Крижовий відділ хребта у плазунів складається з двох хребців (а не з одного як у амфібій). До них прикріплюються клубові кістки тазового пояса.

У черепах хребці тулуба зростаються зі спинним щитом панцира.

Положення кінцівок щодо тіла – з боків. У змій та безногих ящірок кінцівки редуковані.

Травна система плазунів

Травна система плазунів подібна до такої земноводних.

У ротовій порожнині знаходиться рухливий мускулистий язик, у багатьох видів роздвоєний на кінці. Плазуни здатні його далеко викидати.

У рослиноїдних видів з'являється сліпа кишка. Проте більшість є хижаками. Наприклад, ящірки харчуються комахами.

Слинні залози містять ферменти.

Дихальна система плазунів

Плазуни дихають тільки легкими, тому що через зроговіння шкіра в диханні брати участь не може. При цьому дихання плазунів більш ефективне, ніж у земноводних. Це означає, що їхня кров отримує більше кисню, внаслідок чого рептилії можуть вести більш активний спосіб життя.

Легкі удосконалюються, їх стінки утворюють численні перегородки. Така будова підвищує внутрішню поверхню легень. Трахея довга, в кінці ділиться на два бронхи. У плазунів бронхи в легенях не гілкуються.

У змій є тільки одна легка (права, а ліва редукована).

Ребра плазунів, що відходять від хребта довгі, в районі грудей вони зростаються з грудиною. В результаті утворюється грудна клітка.

У мускулатури з'являється можливість кріпитися своїми кінцями до ребер, перетворюючись таким чином із сегментованої тулубної мускулатури на міжреберні м'язи. Скорочення та розслаблення грудних м'язів викликає відповідно розширення та стиснення грудної клітки.

Механізм здійснення вдиху та видиху у плазунів кардинальним чином відрізняється від такого у земноводних. Легкі плазуни, що знаходяться всередині грудної клітки, розтягуються і стискуються разом з нею. Вдих відбувається при розширенні грудної клітки за рахунок розтягування міжреберних та черевних м'язів. При цьому повітря всмоктується у легені. При розслабленні міжреберних м'язів вони скорочуються, об'єм грудної клітки зменшується, легені стискаються і повітря виштовхується через трахею в порожнину рота. Відбувається видих.

Кровоносна система плазунів

Серце переважної більшості плазунів залишається трикамерним (два передсердя, один шлуночок), і артеріальна та венозна кров усе ще частково змішуються. Але в порівнянні з земноводними у плазунів венозний і артеріальний кровотоки краще розділені, і, отже, кров поєднується менше. У шлуночку серця є неповна перегородка.

У праве передсердя надходить венозна кров від органів тіла. У ліве передсердя надходить артеріальна кров від легень. Далі з передсердь кров потрапляє до загального шлуночка, що знизу має неповну перегородку.

Плазуни (як земноводні та риби) залишаються холоднокровними тваринами.

У крокодилів у шлуночку серця є повна перегородка, і таким чином утворюється два шлуночки (його серце стає чотирикамерним). Однак кров все ще може змішуватись через дуги аорти.

З верхньої частини шлуночка серця плазунів самостійно відходять три судини – артерії:

• Від правої (венозної) частини шлуночка відходить загальний стовбур легеневих артерій, який далі поділяється на дві легеневі артерії, що йдуть до легень, де кров збагачується киснем і повертається по легеневих венах у ліве передсердя.
• Від лівої (артеріальної) частини шлуночка відходять дві дуги аорти. Одна дуга аорти починається ліворуч (проте називається правою дугою аорти, тому що загинається праворуч) і несе майже чисту артеріальну кров. Від правої дуги аорти беруть початок сонні артерії, що йдуть до голови, а також судини, що постачають кров'ю пояс передніх кінцівок. Таким чином, ці частини тіла мають майже чисту артеріальну кров'ю.
• Друга дуга аорти відходить не так від лівої частини шлуночка, як з його середини, де кров змішана.Ця дуга знаходиться правіше за праву дугу аорти, але називається лівою дугою аорти, оскільки по виходу загинається ліворуч. Обидві дуги аорти (права та ліва) на спинній стороні з'єднуються в єдину спинну аорту, відгалуження якої забезпечують змішаною кров'ю органи тіла. Вінозна кров, що відтікає від органів тіла, потрапляє в праве передсердя.

Видільна система плазунів

У плазунів у процесі ембріонального розвитку тулубні нирки замінюються на тазові. Тазові бруньки мають довгі канальці нефронів. Їхні клітини диференційовані. У канальцях відбувається зворотне всмоктування води (до 95%).

Основний продукт виділення плазунів - сечова кислота. Вона майже не розчиняється у воді, тому сеча кашкоподібна.

Від нирок відходять сечоводи, що впадають у сечовий міхур, що відкривається у клоаку. У крокодилів та змій сечовий міхур недорозвинений.

Нервова система та органи почуттів плазунів

Удосконалюється головний мозок плазунів. У передньому мозку з'являється кора великих півкуль із сірої мозкової речовини.

У ряду видів проміжний мозок утворює тім'яний орган (третє око), який здатний сприймати світло.

Мозок у плазунів краще розвинений, ніж у амфібій. Це з більш різноманітної рухової активністю рептилій.

Умовні рефлекси виробляються важко. Основа поведінки – інстинкти (комплекси безумовних рефлексів).

Очі мають століття. Є третя повіка — миготлива перетинка. У змій повіки прозорі та зростаються.

У ряду змій на передньому кінці голови є ямки, що сприймають теплове випромінювання. Вони добре визначають різницю між температурами навколишніх предметів.

Орган слуху утворює внутрішнє та середнє вухо.

Добре розвинений нюх. У ротовій порожнині є спеціальний орган, що розрізняє запахи.

Розмноження та розвиток рептилій

Для всіх плазунів характерне внутрішнє запліднення.

Більшість відкладають яйця в грунт. Буває так зване яйцеживонародження, коли яйця затримуються в статевих шляхах самки, і при виході з них відразу вилуплюються дитинча.

Розвиток прямий, з'являється молода тварина, подібна до будови з дорослим (але з недорозвиненою статевою системою). Це пов'язано з наявністю великого запасу поживних речовин у жовтці яйцеклітини.

У яйці плазунів формуються дві ембріональні оболонки, яких немає в ікринках земноводних. амніон і алантоїс.Ембріон оточений амніоном, наповненим амніотичною рідиною.

Турбота про потомство у плазунів рідко, полягає в основному в охороні кладки.