Земноводні: характеристика, будова, розмноження та походження класу амфібій

Сучасна фауна земноводних, або амфібій, нечисленна – менше 2 тис. видів. Протягом усього життя або хоча б у личинковому стані земноводні обов'язково пов'язані з водним середовищем, тому що їх яйця позбавлені оболонок, що оберігають від дії повітря, що висушує. Дорослі форми для нормальної життєдіяльності потребують постійного зволоження шкіри, тому мешкають лише поблизу водойм або в місцях з високою вологістю.

Амфібії за морфологічними та біологічними ознаками займають проміжне положення між власне водними та власне наземними організмами.

Походження амфібій пов'язане з низкою ароморфозів, таких як поява п'ятипалої кінцівки, розвиток легень, поділ передсердя на дві камери та поява двох кіл кровообігу, прогресивний розвиток центральної нервової системи та органів чуття.

Жаба - типовий представник земноводних

Жаба - земноводне (не плазуне), Типовий представник класу амфібій, на прикладі якої і дається зазвичай характеристика класу. Жаба має короткий тулуб без хвоста, подовжені задні кінцівки з плавальними перетинками. Передні кінцівки, на відміну задніх, мають значно менші розміри; на них чотири пальці замість п'яти.

Будова земноводних

Скелет та мускулатура

Покрови тіла амфібій. Шкіра гола і завжди вкрита слизом завдяки великій кількості слизових багатоклітинних залоз. Вона виконує не тільки захисну функцію та сприймає зовнішнє роздратування, а й бере участь у газообміні.

Скелет земноводних. У хребетному стовпі крім тулубного та хвостового відділів вперше в еволюції тварин з'являються шийний та крижовий відділи.

У шийному відділі є лише один кільцеподібний хребець. Потім слідує 7 тулубових хребців, що мають бічні відростки. У крижовому відділі також один хребець, до якого причленовуються кістки тазу. Хвостовий відділ жаби представлений уростилем - освітою, що складається з 12 хвостових хребців, що злилися. Між тілами хребців зберігаються залишки хорди, верхні дуги і остистий відросток. Ребра та грудна клітка у амфібій відсутні.

У черепі збереглися значні залишки хряща, що зумовлює схожість земноводних із кистеперими рибами. Скелет вільних кінцівок розчленовується на 3 відділи. Кінцівки пов'язані з хребетним стовпом через кістки поясів кінцівок. У пояс передніх кінцівок входять: грудина, дві воронячі кістки, дві ключиці та дві лопатки. Пояс задніх кінцівок представлений тазовими кістками, що зрослися.

Мускулатура амфібій. Скелетні м'язи жаби можуть забезпечувати рух частин тіла завдяки скороченню. М'язи можна розділити на групи антагоністів: згиначі та розгиначі, що приводять та відводять. Більшість м'язів прикріплюється до кісток сухожилля.

Внутрішні органи жаби лежать у порожнині тіла, яка вистелена тонким шаром епітелію та містить невелику кількість рідини. Більшість порожнини тіла жаби зайнята органами травлення.

Травна система земноводних

У ротовій порожнині жаби знаходиться язик, який прикріплюється своїм переднім кінцем і тварини викидають його при вилові. На верхній щелепі жаби, а також на піднебінних кістках є недиференційовані зуби, в чому проявляється схожість із рибами. Слина не містить ферментів.

Травний канал, починаючись ротоглотковою порожниною, переходить у горлянку, потім у стравохід і, нарешті, у шлунок, який переходить у кишки. Дванадцятипала кишка лежить під шлунком, інші кишки складаються петлями, потім переходять у задню (пряму) кишку і закінчуються клоакой. Є травні залози: слинні, підшлункова та печінка.

Травна система амфібій

Видільна система земноводних. Продукти дисиміляції виділяються через шкіру та легені, але більша їх частина виділяється нирками. Від нирок по сечоводу сеча виводиться у клоаку. Деякий час сеча може накопичуватися в сечовому міхурі, розташованому біля черевної поверхні клоаки і має з нею зв'язок.

Дихальна система у земноводних

Земноводні дихають як легкими, і шкірою.

Легкі представлені тонкостінними мішками з пористою внутрішньою поверхнею. Повітря накачується в легені в результаті рухів, що нагнітають, дна ротоглоткової порожнини. При пірнанні жаби її наповнені повітрям легені виконують роль гідростатичного органу.

З'являються черпалоподібні хрящі, що оточують гортанну щілину та натягнуті на них голосові зв'язки, що є тільки у самців. Посилення звуку досягається голосовими мішками, утвореними слизовою оболонкою ротової порожнини.

Дихальна система амфібій

Кровоносна система земноводних

Серце трикамерне, складається з двох передсердь та шлуночка. Скорочуються по черзі спочатку обидва передсердя, потім шлуночок. У лівому передсерді кров артеріальна, правому — венозна. У шлуночку кров частково поєднується, але будова кровоносних судин така, що:

• Мозок отримує артеріальну кров;
• венозна кров надходить у легені та шкіру;
• у все тіло кров надходить змішана.

У амфібій два кола кровообігу.

Венозна кров у легенях і шкірі окислюється і надходить у ліве передсердя, тобто. виник малого кола кровообігу. З усього тіла венозна кров надходить у праве передсердя.

Кровоносна система амфібій

Таким чином, у земноводних сформувалося два кола кровообігу. Але оскільки до органів тіла переважно надходить змішана кров, інтенсивність обміну речовин залишається (як і в риб) невисокою і температура тіла мало відрізняється від навколишнього середовища.

Друге коло кровообігу виникло у земноводних у зв'язку з їх пристосуванням до дихання атмосферним повітрям.

Нервова система

Нервова система земноводних складається з тих самих відділів, що й у риб, але в порівнянні з ними має ряд прогресивних рис: більший розвиток переднього мозку, повний поділ його півкуль.

З мозку виходить 10 пар нервів. Поява амфібій, що супроводжувалося зміною проживання та виходом із води на сушу, було пов'язане зі значними змінами у будові органів чуття. В оці з'явилися сплощений кришталик і опукла рогівка, пристосовані до видіння на далеку відстань. Наявність повік, що захищають очі від дії повітря, що висушує, і миготливої ​​перетинки вказують на подібність у будові ока амфібій з очима справжніх наземних хребетних.

Нервова система амфібій

У будові органів слуху цікавить розвиток середнього вуха. Зовнішня порожнина середнього вуха закрита барабанною перетинкою, пристосованої до уловлювання звукових хвиль, а внутрішня порожнина є євстахієвою трубою, що відкривається в горлянку. У середньому вусі є слухова кісточка - стрем'я. В органі нюху є зовнішні та внутрішні ніздрі.Орган смаку представлений смаковими бруньками на мові, небі та щелепах.

Розмноження земноводних

Амфібії роздільностатеві. Статеві органи парні, складаються з трохи жовтуватих насінників у самця і пігментованих яєчників у самки. Від насінників відходять протоки, що виносять, проникають у передній відділ нирки. Тут вони з'єднуються з сечовими канальцями і відкриваються в сечоводі, що функціонує так само, як і сім'япровід, і відкривається в клоаку. Яйцеклітини з яєчників потрапляють у порожнину тіла, звідки через яйцеводи, що відкриваються у клоаку, виводяться назовні.

У жаб виражений статевий диморфізм. Відмітними ознаками самців є горбики на внутрішньому пальці передніх ніг та голосові мішки (резонатори). Резонатори підсилюють звук під час квакання. Голос уперше з'являється у земноводних: це пов'язано, очевидно, із життям на суші.

Розвиток жаби, як і в інших земноводних, відбувається з метаморфозом. Личинки земноводних - типові жителі води, що є відображенням способу життя предків.

Розвиток амфібій, на прикладі жаби

До особливостей морфології пуголовка, що мають пристосувальне значення відповідно до умов довкілля, відносяться:

• спеціальний апарат на нижній стороні голови, що служить для прикріплення пуголовка до підводних предметів;
• довші, ніж у дорослої жаби, кишки (проти розмірами тіла). Це з тим, що пуголовок споживає рослинну, а чи не тваринну (як доросла жаба) їжу.

Особливостями організації пуголовка, що повторюють ознаки предків, слід визнати рибоподібну форму з довгим хвостовим плавцем, відсутність п'ятипалих кінцівок, зовнішні зябра, бічну лінію та одне коло кровообігу.У процесі метаморфозу перебудовуються всі системи органів:

• Відростають кінцівки;
• розсмоктуються зябра та хвіст;
• коротшають кишки;
• змінюються характер їжі та хімізм травлення, будова щелеп та всього черепа, шкірні покриви;
• здійснюється перехід від зябрового дихання до легеневого, глибокі перетворення відбуваються у системі органів кровообігу.

Швидкість розвитку пуголовків залежить від температури: що спекотніше, то воно швидше. Зазвичай на перетворення пуголовка на жабу потрібно 2-3 місяці.

Різноманітність земноводних

В даний час до класу земноводних відносяться 3 загони:

Хвостаті амфібії (тритони, саламандри і т.д.) характеризуються подовженим хвостом та парними короткими кінцівками. Це найменш спеціалізовані форми. Очі маленькі, без повік. У деяких на все життя зберігаються зябра та зяброві щілини.

У безхвостих амфібій (жаби, жаби) тіло коротке, без хвоста, з довгими задніми кінцівками. Серед них є низка видів, які вживаються в їжу.

До загону безногих амфібій відносяться черв'яки, які мешкають у тропічних країнах. Тіло їх червоподібне, позбавлене кінцівок. Харчуються черв'яки рослинами, що гниють рослинними залишками.

На території України та РФ водиться найбільша з європейських жаб - жаба озерна, довжина тулуба якої досягає 17см, і одна з найменших безхвостих земноводних - звичайна квакша, що має довжину 3,5-4,5см. Дорослі квакші зазвичай живуть на деревах і мають спеціальні диски на кінцях пальців для прикріплення до гілок.

Чотири види земноводних занесені до Червоної книги: тритон карпатський, тритон гірський, жаба очеретяна, жаба прудка.

Походження земноводних

До амфібій відносяться форми, предки яких близько 300млн.років тому вийшли з води на сушу та пристосувалися до нових наземних умов життя. Від риб вони відрізнялися наявністю п'ятипалої кінцівки, легень та пов'язаними з ними особливостями кровоносної системи.

З рибами їх поєднувало:

• Розвиток личинки (пуголовка) у водному середовищі;
• присутність у личинок зябрових щілин;
• присутність зовнішніх зябер;
• наявність бічної лінії;
• відсутність зародкових оболонок під час ембріонального розвитку.

Предками земноводних серед стародавніх тварин вважають кістеперих риб.

Всі дані порівняльної морфології та біології вказують, що предків амфібій слід шукати серед древніх кістеперих риб. Перехідними формами між ними та сучасними амфібіями були викопні форми — стегоцефали, що існували у кам'яновугільному, пермському та тріасовому періодах. Ці найдавніші земноводні, судячи з кісток черепа, були надзвичайно подібні до стародавніх кістеперих риб. Характерні ознаки їх: панцир зі шкірних кісток на голові, боках та животі; спіральний клапан кишок, як у акулових риб, відсутність тіл хребців.

Стегоцефали були нічними хижаками, що жили у дрібних водоймах. Вихід хребетних на сушу відбувся в девонський період, що вирізнявся посушливим кліматом. У цей період перевагу набували ті тварини, які могли по суші переселятися з водойми до сусідньої.

Розквіт (період біологічного прогресу) земноводних посідає кам'яновугільний період, рівний, вологий і теплий клімат якого був сприятливий для амфібій. Тільки завдяки виходу на сушу хребетні отримали можливість прогресивно розвиватися.

Рубрика: Земноводні

Древолаз - це амфібія, яка відноситься до класу Земноводні, підкласу Беспанцирні, загону Стрибають, загону Безхвості, сімейству Деревази (лат.Dendrobatidae). У цій статті наведено опис сімейства.

- admin · Published 25.12.2017 · Last modified 18.08.2019

Часникова

Часникова (пелобатида) – це земноводна тварина, яка відноситься до підкласу безпанцирні, загону стрибають, загону безхвості. У цій статті описані амфібії із сімейства часник (Pelobatidae), роду часник (Pelobates).

- admin · Published 12.07.2017 · Last modified 20.08.2019

Жерлянка

Жерлянка (ука) – земноводна тварина, яка відноситься до загону безхвості, сімейства жерлянки, роду жерлянки. Міжнародна наукова назва: лат. Bombina (Oken, 1816).

- admin · Published 15.03.2017 · Last modified 04.06.2019

Листолаз

Листолаз — це отруйна земноводна тварина, яка відноситься до підкласу безпанцирного, загону Neobatrachia, загону безхвості, сімейства дереволази, підродини Dendrobatinae, роду листолази (лат. Phyllobates).

- admin · Published 10.01.2017 · Last modified 24.03.2020

Суринамська піпа

Суринамська піпа, або американська піпа (Pipa pipa) - це земноводна тварина, відноситься до загону безхвості, сімейства піпові, роду піпи.

- admin · Published 03.12.2016 · Last modified 06.06.2019

Аксолотль

Аксолотль (Axolotl) - це неотенічна личинка хвостатих земноводних із сімейства амбістомових. Назва “аксолотль” бере свій початок із групи ацтекських мов та утворена від з'єднання слів atl (вода) та xolotl (собака), що дослівно перекладається як.

- admin · Published 13.10.2016 · Last modified 10.06.2019

Амбістому

Амбістома - це тварина, що відноситься до класу земноводні, загону саламандри, сімейства амбістома, роду амбістоми (Ambystomatidae) і роду гігантські амбістоми (Dicamptodontidae).

- admin · Published 14.09.2016 · Last modified 25.03.2020

Саламандра

Саламандра (Salamandra) - тварина класу земноводні (амфібії), загони хвостаті земноводні. У перекладі з перської назва тварини буквально означає “палаюча зсередини”.

- admin · Published 30.08.2016 · Last modified 23.03.2020

Червона жаба

Червона жаба (Schismaderma carens) – земноводна тварина, відноситься до загону безхвості, сімейства жаби, роду червоні жаби.

- admin · Published 18.08.2016 · Last modified 02.04.2020

Квакша

Квакша або деревна жаба (деревниця) - це жаба, яка відноситься до типу хордові, класу земноводні (амфібії), загону безхвості, сімейства квакші (Hylidae).