Земноводные - класс примитивных хордовых животных. Амфибии в эволюционной линейке находятся между водными и сухопутными существами, поскольку рождение и взросление осуществляется в воде, а зрелая жизнедеятельность - на суше. Во втором классе школы нас знакомят с земноводными животными. Список (2 класс, учебник «Окружающий мир») представителей класса амфибий: жабы, лягушки, тритоны и саламандры. К перечню нужно добавить червяг.
Наука классифицирует этих животных по отрядам:
- лягушки и жабы - бесхвостые;
- тритоны и саламандры - хвостатые;
- червяги - безногие.
Сегодня известно 7711 видов класса земноводных, которые распространены на всех континентах, за исключением Антарктиды.
Возникновение и эволюция
В девонский период (400 млн лет назад) на земле сложились все условия для освоения суши рыбами. Жаркий и влажный климат
, обилие кормовой базы позволили двоякодышащим животным выйти на берег. Позже они эволюционировали в ихтиостегиды, которые являются эволюционным звеном между кистеперыми рыбами и амфибиями.
На суше у животных происходит изменение плавников на лапы. Жабры исчезают и формируются легкие. Одновременно эволюционируют и другие системы организма, что окончательно приводит к появлению класса земноводных. В карбоне возникает древний подкласс лепоспондилов. В мезозой появляются амфибии. В процессе эволюции животные не раз возвращались в водную среду и теряли конечности. В результате этого и возникло такое разнообразие видов.
Общие характеристики и признаки
Все представители амфибий обладают тонкой и гладкой кожей, что способствует диффузии воздуха чрез кожный покров. Кожа земноводных состоит из кориума и поверхностного эпидермиса. Она имеет большое число желез, выделяющих слизь, способствующей самозащите и дыханию. Слизь может покрыть все тело
. Организм состоит из головы, туловища, конечностей (нет у червяг) и, у некоторых представителей, хвоста (саламандры и тритоны). В зависимости от вида у животного насчитывается от семи до двухсот позвонков. Амфибии обладают сегментированными мышцами туловища.
Большинство представителей класса имеют легкие, но дышать могут и через кожу, а у головастиков есть жабры. Эти существа являются холоднокровными, имеют трехкамерное сердце, замкнутую кровеносную систему и 2 круга кровообращения. Все земноводные - хищники, которые питаются насекомыми и мальками. Пищу проглатывают целиком, поскольку зубы выполняют только хватательную функцию. Охотятся при помощи языка, которым выстреливают в жертву.
Развитая нервная система - результат выхода на сушу. Известен факт, что мозг земноводного в 4 раза больше, чем у рыб, у некоторых видов - в 10 раз. Глаза амфибий по строению близки к глазам рыб, но приспособлены для земной атмосферы и имеют отличия. У некоторых видов есть веко и цветное зрение. Они обладают развитым слуховым аппаратом.
Размножение земноводных
Амфибии - двуполые животные, процесс размножения которых происходит в воде. Самка выбрасывает икру в водную среду, а самец - оплодотворяет. Яйцо развивается на протяжении от 1 до 3 недель. После появляется личинка, которая по строению напоминает малек рыбы. Дальнейшее развитие головастика также происходит в водоеме. Следующий этап - превращение во взрослую особь и выход на сушу. Некоторые виды откладывают яйца на земле, другие - носят на себе.
Современные виды амфибий
Среди земноводных выделяют следующие виды:
Первые сухопутные жители - амфибии, которые занимают важную нишу в экосистеме земли. Они уничтожают огромное количество вредных насекомых, а сами являются кормом для многих животных. Сколько одна жаба уничтожает вредителей? Несколько тысяч в течение года. Какой бы ни была предвзятость относительно земноводных, необходимо помнить, что они очень полезны человеку. А также их часто используют в лабораториях как образцы. Во многих странах эти существа находятся под защитой: это произошло благодаря сообщениям и докладам ученых.
Земноводные - первые наземные позвоночные животные, большинство которых живет на суше, а размножается в воде. Это влаголюбивые животные, что и определяет среду их обитания.
Живущие в воде тритоны и саламандры вероятнее всего когда-то завершили свой жизненный цикл на стадии личинки и в этом состоянии достигли половой зрелости.
Наземные животные - лягушки, жабы, квакши, чесночницы - живут не только на почве, но и на деревьях (квакша), в песках пустыни (жаба, чесночница), где они активны только ночью, а икру откладывают в лужи и временные водоемы, да и то не каждый год.
Земноводные питаются насекомыми и их личинками (жуками, комарами, мухами), а также пауками. Они едят моллюсков (слизней, улиток), мальков рыб. Особенно полезны жабы, поедающие ночных насекомых и слизней, малодоступных для птиц. Травяные лягушки питаются садовыми, лесными и полевыми вредителями. Одна лягушка за лето может съесть примерно 1200 вредных насекомых.
Сами земноводные являются пищей для рыб, птиц, змей, ежей, норки, хорька, выдры. Ими кормят птенцов хищные птицы. Жабы и саламандры, имеющие на коже ядовитые железы, млекопитающими и птицами не поедаются.
Зимуют земноводные в укрытиях на суше или в мелководных водоемах, поэтому бесснежные холодные зимы вызывают их массовую гибель, а загрязнение и высыхание водоемов приводит к гибели потомства - икры и головастиков. Земноводных надо охранять.
В Красную книгу СССР внесено 9 видов представителей этого класса.
Характеристика класса
Современная фауна земноводных немногочисленна - около 2500 видов примитивнейших наземных позвоночных. По морфологическим и биологическим признакам они занимают промежуточное положение между собственно водными организмами и собственно наземными.
Происхождение амфибий связано с рядом ароморфозов, таких, как появление пятипалой конечности, развитие легких, разделение предсердия на две камеры и появление двух кругов кровообращения, прогрессивное развитие центральной нервной системы и органов чувств. В течение всей жизни или хотя бы в личиночном состоянии земноводные обязательно связаны с водной средой. Взрослые формы для нормальной жизнедеятельности нуждаются в постоянном увлажнении кожи, поэтому обитают лишь вблизи водоемов или в местах с высокой влажностью. У большинства видов яйца (икра) не имеют плотных оболочек и могут развиваться только в воде, как и личинки. Личинки земноводных дышат жабрами, во время развития происходит метаморфоз (превращение) во взрослое животное, имеющее легочное дыхание и ряд других особенностей строения наземных животных.
Для взрослых земноводных характерны парные конечности пятипалого типа. Череп подвижно сочленен с позвоночником. В органе слуха кроме внутреннего развито еще среднее ухо. Одна из костей подъязычной дуги превращается в косточку среднего уха - стремечко. Формируются два круга кровообращения, сердце имеет два предсердия и один желудочек. Передний мозг увеличен, развиты два полушария. Наряду с этим у земноводных сохранились признаки, характерные для водных позвоночных. Кожа земноводных имеет большое количество слизистых желез, выделяемая ими слизь увлажняет ее, что необходимо для кожного дыхания (диффузия кислорода может происходить только через водную пленку). Температура тела зависит от температуры окружающей среды. Этими особенностями строения тела определяется богатство фауны земноводных во влажных и теплых тропических и субтропических областях (см. также табл. 18).
Типичный представитель класса - лягушка, на примере которой и дается обычно характеристика класса.
Строение и размножение лягушки
Озерная лягушка живет в водоемах или на их берегах. Ее плоская широкая голова плавно переходит в короткое туловище с редуцированным хвостом и удлиненными задними конечностями с плавательными переопнками. Передние конечности в отличие от задних имеют значительно меньшие размеры; на них 4, а не 5 пальцев.
Покровы тела . Кожа земноводных голая и всегда покрыта слизью благодаря большому количеству слизистых многоклеточных желез. Она не только выполняет защитную функцию (от микроорганизмов) и воспринимает внешнее раздражение, но и участвует в газообмене.
Скелет состоит из позвоночника, черепа и скелета конечностей. Позвоночник короткий, разделен на четыре отдела: шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой. В шейном отделе имеется лишь один кольцеобразный позвонок. В крестцовом отделе тоже один позвонок, к которому причленяются кости таза. Хвостовой отдел лягушки представлен уростилем - образованием, состоящим из 12 слившихся хвостовых позвонков. Между телами позвонков сохраняются остатки хорды, имеются верхние дуги и остистый отросток. Ребра отсутствуют. Череп широкий, уплощенный в спиннобрюшном направлении, у взрослых животных череп сохраняет много хрящевой ткани, что обусловливает сходство земноводных с кистеперыми рыбами, но в состав черепа входит меньше костей, чем у рыб. Отмечаются два затылочных мыщелка. Плечевой пояс состоит из грудины, двух коракоидов, двух ключиц и двух лопаток. В передней конечности различают плечо, две сросшиеся кости предплечья, несколько костей кисти и четыре пальца (пятый палец зачаточный). Тазовый пояс образован тремя парами сросшихся костей. В задней конечности различают бедро, две слитые кости голени, несколько костей стопы и пять пальцев. Задние конечности в два-три раза длиннее, чем передние. Это связано с передвижением прыжками, в воде при плавании лягушка энергично работает задними конечностями.
Мускулатура . Часть туловищной мускулатуры сохраняет метамерное строение (подобно мускулатуре рыб). Однако отчетливо проявляется более сложная дифференцировка мускулатуры, развита сложная система мускулатуры конечностей (особенно задних), жевательная мускулатура и т. п.
Внутренние органы лягушки лежат в целомической полости, которая выстлана тонким слоем эпителия и содержит небольшое количество жидкости. Большая часть полости тела занята органами пищеварения.
Пищеварительная система начинается большой ротоглоточной полостью, на дне которой передним концом прикреплен язык. При ловле насекомых и другой добычи язык выбрасывается изо рта и жертва прилипает к нему. На верхней и нижней челюстях лягушки, а также на небных костях имеются мелкие конические зубы (недифференцированные), которые служат лишь для удержания добычи. В этом выражается сходство земноводных с рыбами. В ротоглоточную полость открываются протоки слюнных желез. Их секрет увлажняет полость и пищу, облегчает проглатывание добычи, однако в нем нет пищеварительных ферментов. Далее пищеварительный тракт переходит в глотку, затем в пищевод и, наконец, в желудок, продолжением которого является кишечник. Двенадцатиперстная кишка лежит под желудком, а остальная часть кишечника складывается петлями и заканчивается клоакой. Имеются пищеварительные железы (поджелудочная и печень).
Смоченная слюной пища попадает в пищевод, а затем в желудок. Железистые клетки стенок желудка выделяют фермент пепсин, который активен в кислой среде (в желудке выделяется и соляная кислота). Частично переваренная пища перемещается в двенадцатиперстную кишку, в которую впадает желчный проток печени.
В желчный проток изливается и секрет поджелудочной железы. Двенадцатиперстная кишка незаметно переходит в тонкую кишку, где происходит всасывание питательных веществ. Непереваренные остатки пищи попадают в широкую прямую кишку и через клоаку выбрасываются наружу.
Головастики (личинки лягушек) питаются преимущественно растительной пищей (водорослями и др.), на челюстях у них развиты роговые пластинки, которые соскребают мягкие растительные ткани вместе с находящимися на них одноклеточными и другими мелкими беспозвоночными. Роговые пластинки сбрасываются во время метаморфоза.
Взрослые земноводные (в частности, лягушки) - хищники, питающиеся различными насекомыми и другими беспозвоночными животными, некоторые водные амфибии ловят мелких позвоночных.
Дыхательная система . В дыхании лягушки участвуют не только легкие, но и кожа, в которой находится большое количество капилляров. Легкие представлены тонкостенными мешками, внутренняя поверхность которых ячеистая. На стенках парных мешковидных легких имеется разветвленная сеть кровеносных сосудов. Воздух накачивается в легкие в результате нагнетающих движений дна ротовой полости, когда лягушка открывает ноздри и опускает дно ротоглоточной полости. Потом ноздри закрываются клапанами, дно ротоглоточной полости поднимается, и воздух проходит в легкие. Выдох происходит благодаря действию брюшных мышц и спаданию легочных стенок. У разных видов земноводных через легкие поступает 35-75 %, через кожу - 15-55 и через слизистую оболочку ротоглоточной полости - 10-15 % кислорода. Через легкие и ротоглоточную полость выделяется 35-55 %, через кожу - 45-65 % углекислого газа. У самцов имеются черпаловидные хрящи, окружающие гортанную щель и натянутые на них голосовые связки. Усиление звука достигается голосовыми мешками, образованными слизистой оболочкой ротовой полости.
Выделительная система . Продукты диссимиляции выводятся через кожу и легкие, но большая их часть выделяется почками, расположенными по бокам крестцового позвонка. Почки прилегают к спинной стороне полости лягушки и представляют собой продолговатые тела. В почках имеются клубочки, в которых из крови отфильтровываются вредные продукты распада и некоторые ценные вещества. Во время стока по почечным канальцам ценные соединения снова всасываются, а моча поступает по двум мочеточникам в клоаку и оттуда в мочевой пузырь. Некоторое время моча может накапливаться в мочевом пузыре, который расположен у брюшной поверхности клоаки. После наполнения мочевого пузыря мышцы его стенок сокращаются, моча выводится в клоаку и выбрасывается наружу.
Кровеносная система . Сердце взрослых земноводных трехкамерное, состоит из двух предсердий и желудочка. Имеется два круга кровообращения, но они полностью не разобщены, артериальная и венозная кровь частично смешивается благодаря единственному желудочку. От желудочка отходит артериальный конус с продольным спиральным клапаном внутри, который распределяет в разные сосуды артериальную и смешанную кровь. В правое предсердие поступает венозная кровь от внутренних органов и артериальная кровь от кожи, т. е. здесь собирается смешанная кровь. В левое предсердие поступает артериальная кровь из легких. Оба предсердия сокращаются одновременно и кровь из них поступает в желудочек. Благодаря продольному клапану в артериальном конусе венозная кровь поступает в легкие и кожу, смешанная - во все органы и части тела, кроме головы, артериальная - к головному мозгу и другим органам головы.
Кровеносная система личинок земноводных подобна кровеносной системе рыб: в сердце один желудочек и одно предсердие, имеется один круг кровообращения.
Эндокринная система . У лягушки в эту систему входят гипофиз, надпочечники, щитовидная, поджелудочная и половые железы. Гипофиз секретирует интермедин, который регулирует окраску лягушки, соматотропный и гонадотропные гормоны. Тироксин, который продуцирует щитовидная железа, необходим для нормального завершения метаморфоза, а также для поддержания обмена веществ у взрослого животного.
Нервная система характеризуется низкой степенью развития, но наряду с этим имеет ряд прогрессивных черт. Головной мозг имеет те же отделы, что и у рыб (передниий, межуточный, средний мозг, мозжечок и продолговатый мозг). Более развит передний мозг, разделившийся на два полушария, в каждом из них имеется полость - боковой желудочек. Мозжечок мал, что обусловлено сравнительно малоподвижным образом жизни и однообразием движений. Значительно крупнее продолговатый мозг. Из головного мозга выходит 10 пар нервов.
Эволюция амфибий, сопровождавшаяся сменой обитания и выходом из воды на сушу, связана со значительными изменениями в строении органов чувств.
Органы чувств в общем сложнее, чем у рыб; они обеспечивают ориентировку земноводных в воде и на суше. У личинок и обитающих в воде взрослых земноводных развиты органы боковой линии, они рассеяны на поверхности кожи, особенно многочисленны на голове. В эпидермальном слое кожи имеются температурные, болевые и осязательные рецепторы. Орган вкуса представлен вкусовыми почками на языке, небе и челюстях.
Органы обоняния представлены парными обонятельными мешками, которые открываются наружу парными наружными ноздрями, а в ротоглоточную полость - внутренними ноздрями. Часть стенок обонятельных мешков выстлана обонятельным эпителием. Органы обоняния функционируют только в воздушной среде, в воде наружные ноздри закрыты. Органы обоняния у земноводных и высших хордовых входят в состав дыхательных путей.
На глазах у взрослых земноводных развиты подвижные веки (верхнее и нижнее) и мигательная перепонка, они защищают роговицу от высыхания и загрязнения. У личинок земноводных век нет. Роговица глаза выпуклая, хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы. Это позволяет земноводным видеть довольно далеко. В сетчатке есть палочки и колбочки. У многих земноводных развито цветное зрение.
В органах слуха кроме внутреннего уха на месте брызгальца кистеперых рыб развито среднее ухо. В нем находится аппарат, усиливающий звуковые колебания. Наружное отверстие полости среднего уха затянуто упругой барабанной перепонкой, колебания которой усиливают звуковые волны. Через слуховую трубу, открывающуюся в глотку, полость среднего уха сообщается с наружной средой, что позволяет ослаблять резкие перепады давления на барабанную перепонку. В полости находится косточка - стремечко, одним концом она упирается в барабанную перепонку, другим - в затянутое перепончатой перегородкой овальное окно.
| Таблица 19. Сравнительная характеристика строения личинок и взрослых лягушек | ||
| Признак | Личинка (головастик) | Взрослое животное |
| Форма тела | Рыбообразная, с зачатками конечностей, хвост с плавательной перепонкой | Тело укороченное, развиты две пары конечностей, хвоста нет |
| Способ передвижения | Плавание с помощью хвоста | Прыжки, плавание с помощью задних конечностей |
| Дыхание | Жаберное (жабры вначале наружные, затем внутренние) | Легочное и кожное |
| Кровеносная система | Сердце двухкамерное, один круг кровообращения | Сердце трехкамерное, два круга кровообращения |
| Органы чувств | Развиты органы боковой линии, на глазах нет век | Нет органов боковой линии, на глазах развиты веки |
| Челюсти и способ питания | Роговыми пластинками челюстей соскабливает водоросли вместе с одноклеточными и другими мелкими животными | Роговых пластинок на челюстях нет, липким языком захватывает насекомых, моллюсков, червей, мальков рыб |
| Образ жизни | Водный | Наземный, полуводный |
Размножение . Амфибии раздельнополы. Половые органы парные, состоят из слегка желтоватых семенников у самца и пигментированных яичников у самки. От семенников отходят выносящие протоки, проникающие в передний отдел почки. Здесь они соединяются с мочевыми канальцами и открываются в мочеточник, выполняющий одновременно функцию семяпровода и открывающийся в клоаку. Яйца из яичников выпадают в полость тела, откуда через яйцеводы, открывающиеся в клоаку, выводятся наружу.
У лягушек хорошо выражен половой диформизм. Так, у самца имеются бугорки на внутреннем пальце передних ног ("брачная мозоль"), служащие для удержания самки во время оплодотворения, и голосовые мешки (резонаторы), усиливающие звук при кваканье. Следует подчеркнуть, что голос впервые появляется у земноводных. Очевидно, это связано с жизнью на суше.
Лягушки размножаются весной на третьем году жизни. Самки выметывают в воду икру, самцы орошают ее семенной жидкостью. Оплодотворенная икра развивается в течение 7-15 дней. Головастики - личинки лягушек - сильно отличаются строением от взрослых животных (табл. 19). Через два-три месяца головастик превращается в лягушку.
Развитие . У лягушки, как и у других земноводных, развитие происходит с метаморфозом. Метаморфоз широко распространен у представителей различных типов животных. Развитие с превращением появилось как одно из приспособлений к условиям обитания и нередко связано с переходом личиночных стадий из одной среды обитания в другую, как то наблюдается у земноводных.
Личинки земноводных - типичные обитатели воды, что является отражением образа жизни предков.
К особенностям морфологии головастика, имеющим приспособительное значение в соответствии с условиями среды обитания, относятся:
- специальный аппарат на нижней стороне головного конца, который служит для прикрепления к подводным предметам,- присоска;
- более длинный, чем у взрослой лягушки, кишечник (по сравнению с размерами тела); это связано с тем, что головастик потребляет растительную, а не животную (как взрослая лягушка) пищу.
Особенностями организации головастика, повторяющими признаки предков, следует признать рыбообразную форму с длинным хвостовым плавником, отсутствие пятипалых конечностей, наружные жабры, один круг кровообращения. В процессе метаморфоза перестраиваются все системы органов: отрастают конечности, рассасываются жабры и хвост, укорачивается кишечник, меняются характер пищи и химизм пищеварения, строение челюстей и всего черепа, кожные покровы, осуществляется переход от жаберного дыхания к легочному, глубокие преобразования происходят в системе органов кровообращения.
На течение метаморфоза земноводных существенное влияние оказывают гормоны, секретируемые специальными железами (см выше). Например, удаление у головастика щитовидной железы приводит к удлинению периода роста, метаморфоз при этом не наступает. Наоборот, если в корм головастика лягушки или других земноводных добавить препараты щитовидной железы или ее гормон, то метаморфоз значительно ускоряется, а рост прекращается; в результате можно получить лягушонка длиной всего 1 см.
Половые гормоны, вырабатываемые половыми железами, обуславливают развитие вторичных половых признаков, отличающих самцов от самок. У самцов лягушек на большом пальце передних конечностей не образуется "брачная мозоль" при их кастрации. Но если кастрату пересадить семенник или только инъецировать мужской половой гормон, то мозоль появляется.
Филогения
К амфибиям относятся формы, предки которых около 300 млн. лет назад (в каменноугольном периоде) вышли из воды на сушу и приспособились к новым наземным условиям жизни. От рыб они отличались наличием пятипалой конечности, а также легких и связанных с ними особенностей кровеносной системы. С рыбами их объединяет развитие личинки (головастик) в водной среде, наличие у личинок жаберных щелей, наружных жабр, боковой линии, артериального конуса и отсутствие зародышевых оболочек во время эмбрионального развития. Данные сравнительной морфологии и биологии показывают, что предков амфибий следует искать среди древних кистеперых рыб.
Переходными формами между ними и современными амфибиями были ископаемые формы - стегоцефалы, существовавшие в каменноугольном, пермском и триасовом периодах. Эти древнейшие земноводные, судя по костям черепа, чрезвычайно сходны с древними кистеперыми рыбами. Характерные признаки их: панцирь из кожных костей на голове, боках и животе, спиральный клапан кишечника, как у акуловых рыб, отсутствие тел позвонков. Стегоцефалы были ночными хищниками, жившими в мелких водоемах. Выход позвоночных на сушу совершился в девонский период, отличавшийся засушливым климатом. В этот период преимущество приобрели те животные, которые могли по суше переселяться из пересыхающего водоема в другой. Расцвет (период биологического прогресса) земноводных приходится на каменноугольный период, ровный, влажный и теплый климат которого был благоприятен для амфибий. Только благодаря выходу на сушу позвоночные получили возможность в дальнейшем прогрессивно развиваться.
Систематика
Класс амфибий составляют три отряда: безногие (Apoda), хвостатые (Urodela) и бесхвостые (Аnura). К первому отряду относятся примитивные, приспособленные к своеобразному образу жизни во влажном грунте животные - червяги. Обитают они в тропическом поясе Азии, Африки и Америки. Хвостатые амфибии характеризуются удлинен ным хвостом и парными короткими конечностями. Это наименее специализированные формы. Глаза маленькие, без век. У некоторых видов всю жизнь сохраняются наружные жабры и жаберные щели. К хвостатым относятся тритоны, саламандры и амблистомы. У бесхвостых амфибий (жабы, лягушки) тело короткое, без хвоста, с длинными задними конечностями. Среди них есть ряд видов, которые употребляются в пищу.
Значение земноводных
Земноводные уничтожают большое количество комаров, мошек и других насекомых, а также моллюсков, в том числе вредителей культурных растений и переносчиков заболеваний. Обыкновенная квакша питается в основном насекомыми: жуками-щелкунами, земляными блошками, гусеницами, муравьями; зеленая жаба - жуками, клопами, гусеницами, личинками мух, муравьями. В свою очередь земноводных поедают многие промысловые рыбы, утки, цапли, пушные звери (норка, хорь, выдра и др.).
Земноводные, или амфибии (от греч. amphi - два и bios - жизнь), - это животные, ведущие двоякий образ жизни. Многие из них приспособились к жизни и на земле и в воде. Рождаются земноводные в основном в воде в виде головастиков и дышат жабрами. Далее происходит процесс, названный метаморфозом и головастики становятся взрослыми животными, которые уже способны к жизни на суше.
Лягушки, квакши (или древесницы) и жабы составляют самую крупную и известную группу амфибий. Они встречаются и в полных испарений тропических дождевых лесах, и в холодных северных болотах. Некоторые виды обитают и в полупустынях.
Вторую по значению группу составляют длиннохвостые, похожие на ящериц саламандры и тритоны, встречающиеся в основном в более прохладных регионах Северного полушария. Они прячутся под камнями и упавшими деревьями, чтобы уберечь свою тонкую кожу от высыхания.
И последняя группа - живущие в тропиках червяги, которые вообще не очень вписываются в представления об амфибиях. Эти загадочные червеобразные существа в большинстве своем живут под землей.
Саламандры
Тритоны и саламандры не могут издавать звуки. Но они распознают себе подобных так же уверенно, как и лягушки с жабами. Зрение, осязание и обоняние заменяют им голос. У многих из них имеются сложные ритуалы ухаживания. Изгибание тела, помахивание хвостом, взаимное обнюхивание - все это входит в сложный танец, ведущий к спариванию.
Хотя многие саламандры серые и незаметные, некоторые, например желтопятнистая амбистома, окрашены пестро. Среди самых ярких - европейские тритоны. Самцы, украшенные спинным гребнем, похожи на маленьких разноцветных драконов.
Саламандры также значительно различаются по образу жизни. Взрослые особи большинства видов живут на суше. Днем они прячутся в темных сырых местах, а ночью выходят на поиски пищи. Многие всю жизнь проводят в воде, причем у некоторых видов сохраняются перистые наружные жабры. И наконец, несколько слепых, неокрашенных видов живет в вечной тьме пещер. Разнообразие размеров этих неуловимых амфибий потрясает. Самые мелкие не превышают в длину 5 см, а американский скрытожаберник достигает 70 см. Но голиафом среди земноводных являются живущие в горных реках Китая Японии исполинские саламандры, достигающие полутораметровой длины и 23 кг веса.
Как дышат земноводные?
Головастики дышат жабрами; некоторых водных саламандр жабры сохраняются даже у взрослых особей. У лягушек и жаб имеются легкие, но большую часть кислорода они вдыхают через свою влажную кожу. Кислород легко проникает внутрь близко подходящих к поверхности тела кровеносных капилляров. Кожное дыхание столь эффективно, что более чем у половины видов саламандр во взрослой стадии легких даже и нет.
Что земноводные едят?
Головастики лягушек и жаб - вегетарианцы, а личинки саламандр питаются крохотными водными животными. Но все взрослые амфибии - плотоядны. У большинства видов имеется длинный, вытягивающийся язык, который высовывается с молниеносной скоростью, хватая любое оказавшееся рядом мелкое животное. Более крупную добычу они хватают передними лапками. Основа меню большинства амфибий - насекомые, но многие виды ловят все: от дождевых червей и пауков до рыбы и раков. Известны случаи, когда американские лягушки-быки ели мелких мышей.
Бывают ли от жаб бородавки?
Несмотря на бородавчатую внешность жаб, бородавок от них не бывает. Но многие земноводные выделяют яды, слегка раздражающие человеческую кожу. У жаб часто имеются заметные ядовитые железы позади глаз, у некоторых саламандр они расположены на хвосте для защиты от хищников. Ярко окрашенные южноамериканские древолазы - самые знаменитые. Бесчисленные поколения индейцев извлекали из этих животных яд. Всего лишь капли такого яда на наконечнике стрелы достаточно для того, чтобы моментально парализовать мелкую птицу или обезьяну.
Практически всем нам кажется, что мы без особых проблем можем дать определение любому понятию из программы общеобразовательной школы. Например, земноводные - это лягушки, черепахи, крокодилы и им подобные представители флоры. Да, это верно. Назвать некоторых представителей мы в состоянии, но как насчет описания их характерных особенностей или образа жизни? Почему-то же их выделили в особый класс? В чем причина? И какова закономерность? Вот с этим, согласитесь, сложнее.
Чем же они нас удивят?
Вполне вероятно, что земноводных отличается от подобного внутреннего устройства, скажем, млекопитающих или пресмыкающихся. Но чем? Есть ли сходства между нами и ними? На все эти вопросы мы попробуем ответить в данной статье. Однако стоит обратить внимание на тот факт, что в процессе изучения материала читатель не только узнает о том, чем же похожи между собой земноводные (черепахи и крокодилы к ним, кстати, не относятся), но и познакомится с наиболее интересными фактами, связанными с данными животными. Ручаемся, что кое о чем вы даже не догадывались. Почему? Все дело в том, что параграф школьного учебника далеко не всегда предоставляет весь необходимый спектр знаний.
Общая информация о классе
Класс Земноводные (или Амфибии) представляет примитивных предки которых более 360 млн лет назад изменили среду обитания и вышли из воды на сушу. В переводе с древнегреческого языка название переводится как «живущие двойной жизнью».
Нельзя не отметить, что земноводные - это хладнокровные существа с непостоянной температурой тела, зависящей от внешних условий обитания.
В теплое время года они, как правило, активны, а вот при наступлении холодов впадают в спячку. Появляются земноводные (лягушки, тритоны, саламандры) в воде, но основную часть своего существования проводят на суше. Эту особенность можно назвать чуть ли не основной в жизни этой разновидности живых существ.
Виды земноводных
В целом к этому классу животных относится более 3000 видов земноводных, представленных тремя группами:
- хвостатые (саламандровые);
- бесхвостые (лягушки);
- безногие (червяги).
Появились земноводные в местах с умеренным и жарких климатом. Впрочем, и по сей день они обитают именно там.
В основном все они небольшого размера и имеют длину не более одного метра. Исключение составляет (основные признаки земноводных у нее как бы смазаны), живущая в Японии и достигающая в длину до полутора метров.
Свою жизнь амфибии проводят в одиночестве. Ученые установили, что это произошло не в результате эволюции. Первые земноводные вели точно такой же образ жизни.
Кроме всего прочего, они отлично маскируются, меняя свою окраску. Кстати, далеко не все знают о том, что защитой от хищников также служит яд, выделяемый специальными кожными железами. Пожалуй, такой особенностью обладают только пресмыкающиеся, членистоногие и земноводные. Млекопитающие с таким набором характерных особенностей в природе не встречаются. На самом деле даже представить сложно, как, например, знакомая всем нам кошка могла бы подстраивать температуру собственного тела в зависимости от изменений в окружающей среде или выделять яд, обороняясь от нападающей на нее собаки.
Особенности кожного покрова
Все земноводные животные имеют гладкий тонкий покров кожи, богатый кожными железами, которые выделяют слизь, необходимую для газообмена.
Выделяемая слизь также предохраняет кожу от высыхания и может содержать ядовитые или сигнальные вещества. Многослойный эпидермис обильно снабжен сетью капилляров. Большинство ядовитых особей могут принимать яркую расцветку, служащую защитным и предупреждающим приспособлением от хищников.
У некоторых амфибий группы бесхвостых на верхнем слое эпидермиса встречаются ороговевшие образования. Особенно это развито у жаб, у которых больше половины кожной поверхности покрыто роговым слоем. Важно отметить, что слабое ороговение покрова не препятствует проникновению воды через кожу. Таким образом устроено дыхание земноводных, которые способны дышать под водой только кожей.
У наземных видов ороговевшая кожа может образовывать на конечностях когти. У бесхвостых земноводных все подкожное пространство занимают лимфатические лакуны - полости, где накапливается запас воды. И лишь в немногих местах соединительная ткань кожи соединяется с мускулатурой амфибии.
Образ жизни земноводных
Земноводные, фото которых можно встретить во всех без исключения учебниках по зоологии, претерпевают несколько стадий развития: рожденные в воде и имеющие сходство с рыбами в результате превращения приобретают легочное дыхание и способность обитания на суше.
Такое развитие не встречается у других позвоночных, но распространено у примитивных беспозвоночных.
Они занимают промежуточное положение между водными и наземными позвоночными животными. Обитают земноводные (рыбы в этом плане оказываются более приспособленными представителями фауны) во всех частях мира, где есть пресноводная вода, за исключением холодных стран. Большинство из них половину жизни проводят в воде. У других взрослые особи живут на земле, но в местах с повышенной влажностью и рядом с водой.
Во время засухи земноводные (птицы могли бы позавидовать такой особенности) впадают в анабиоз, зарывшись в ил, а в холодное время в зонах с умеренным климатом подвержены спячке.
Наиболее благоприятными местами обитания являются тропические страны с влажными лесами. Меньше всего земноводные животные отдают предпочтение засушливым уголкам природы (Средней Азии, Австралии и т. д.).
Это водно-наземные обитатели, предпочитающие обычно ночной День проводят в укрытии или в полудреме. Хвостатые виды передвигаются по земле аналогично пресмыкающимся, а бесхвостые - короткими прыжками.
Земноводные - это животные, которые, как правило, способны лазить по деревьям. В отличие от пресмыкающихся, взрослые самцы амфибий очень голосисты, в молодости они беззвучны.
Питание в большинстве случаев зависит от возраста и стадии развития. Личинки поедают растительные и животные микроорганизмы. По мере взросления появляется потребность в живой пище. Это уже настоящие хищники, питающиеся червяками, насекомыми и мелкими позвоночными. Во время жары их аппетит повышается. Обитатели тропиков намного прожорливее своих сородичей из стран с умеренным климатом.
В начале жизни земноводные, фото которых украшают атласы, наглядно показывающие эволюцию развития человека, быстро развиваются, но со временем их рост сильно замедляется. Рост лягушек продолжается до 10 лет, хотя зрелости достигают уже к 4-5 годам. У других видов рост прекращается лишь к 30 годам.
В целом нельзя не отметить, что земноводные - это очень выносливые животные, способные переносить голод не хуже пресмыкающихся. Например, жаба, посаженная в сырое место, может находиться без пищи до двух лет. Дыхательная система земноводных при этом продолжает полноценно функционировать.
Также амфибии обладают способностью к регенерации утраченных частей тела. Однако у высокоорганизованных земноводных такие свойства менее выражены или вообще отсутствуют.
Подобно пресмыкающимся, у амфибий также быстро заживают раны. Особой живучестью отличаются хвостатые виды. Если саламандру или тритона заморозить в воде, то они впадают в оцепенение и становятся ломкими. Как только лед растает, животные возвращаются вновь к жизни. Стоит вынуть тритона из воды, он мгновенно сжимается и не подает признаков жизни. Поместите его обратно - и тритон сразу оживает.
Форма тела и структура скелета сходны с рыбами. Мозг состоит из двух полушарий, мозжечка и среднего мозга и имеет простое строение. Спинной мозг более развит, чем головной. Зубы амфибий служат только для захвата и удержания добычи, но совсем не приспособлены для ее пережевывания. Огромное значение для жизни амфибий имеют дыхательная и кровеносная системы. У них, как у пресмыкающихся, холодная кровь.
По внешнему виду и образу жизни земноводные (черепахи, напомним, к ним не относятся, хотя иногда и ведут схожий образ жизни) делятся на три группы: бесхвостых, хвостатых и безногих. К представителям бесхвостых относят лягушек, которые распространены по всему миру, где есть влажность и достаточно пищи. Лягушки любят сидеть на берегу и греться на солнце. При малейшей опасности они бросаются в воду и зарываются в ил.
Представители такой огромной группы животных, как класс Земноводные, хорошо плавают. С приближением холодов амфибии впадают в спячку. Икрометание происходит в теплое время года. Развитие яиц и головастиков происходит быстро. Их основным кормом является растительная и животная пища.
Похожи на ящериц. Обитают в водоемах или вблизи с водой. Ведут ночной образ жизни, а днем скрываются в укрытиях. В отличие от ящериц, на суше они неповоротливы и медлительны, но в воде очень проворны. Питаются мелкой рыбой, моллюсками, насекомыми и другими небольшими животными. В этот вид входят саламандры, тритоны, протеи, скрытожаберники и т. д.
К отряду безногих амфибий относятся червяги, имеющие внешнее сходство со змеями и Однако по развитию и внутреннему строению они близки к саламандрам и протеям. Живут червяги в тропических странах (кроме Мадагаскара и Австралии). Обитают под землей, прокладывая ходы. Ведут такой же образ жизни, как и земляные черви, которые составляют их рацион питания. Некоторые червяги приносят живородящее потомство. Другие откладывают икру в почве рядом с водой или в воде.
Польза земноводных
Земноводные относятся к первым и самым примитивным занимающим особое место в эволюции наземных позвоночных, которая наименее изучена.
Например, о роли пернатых и млекопитающих в жизни человека давно известно. В этом отношении земноводные очень сильно отстают. Однако они имеют также большое значение в хозяйственной деятельности человека. Как известно, во многих странах лягушачьи лапки относятся к деликатесам и высоко ценятся. Для этих целей в Европе и Северной Америке ежегодно добывается около ста миллионов лягушек. Это свидетельствует о том, что земноводные имеют и экономическое значение.
Взрослые особи питаются животной пищей. Поедая вредных насекомых в садах, огородах и полях, они приносят пользу человеку. Среди насекомых, моллюсков или червей встречаются также переносчики опасных различных заболеваний.
Менее полезными считаются земноводные, питающиеся водными микроорганизмами. Исключением являются тритоны. И хотя в основу их пищи входят водные организмы, они поедают также личинок комаров (в т. ч. малярийных), которые размножаются в водоемах с теплой и стоячей водой.
Польза земноводных во многом зависит от их количества, сезонных, кормовых и других особенностей. Все эти факторы влияют на питание амфибий. К примеру, обитающая в водоемах, полезнее, чем ее сородичи, проживающие в других местах.
В отличие от птиц, земноводные истребляют большее количество насекомых, обладающих отпугивающими и защитными функциями, которых не едят пернатые. Также сухопутные виды земноводных питаются в основном ночью, когда многие насекомоядные птицы спят.
Полное значение амфибий в жизни человека можно оценить только при достаточном изучении этих животных. В настоящее время биология земноводных имеет крайне поверхностные познания.
Земноводные как важная часть цепи питания
У некоторых пушных зверей большинство амфибий являются основным кормом. Например, выживаемость енотовидной собаки в разных местах обитания напрямую зависит от численности земноводных в этих районах.
Норка, выдра, барсук и черный хорь охотно поедают амфибий. Поэтому количество этих животных значимо для охотничьих угодий. Земноводные входят в пищевой рацион и других хищников. Особенно когда не хватает основного корма - мелких грызунов.
Кроме этого, ценные промысловые рыбы в зимний период в водоемах и реках питаются лягушками. Чаще всего их добычей становится травяная лягушка, которая, в отличие от зеленой лягушки, не закапывается на зимовку в ил. Летом она поедает наземных беспозвоночных, а зимой отправляется на зимовку в озеро. Тем самым амфибия становится промежуточным звеном и пополняет кормовую базу для рыб.
Земноводные и наука
Благодаря своему строению и живучести амфибии стали использоваться в качестве лабораторных животных. Именно на лягушке проводится наибольшее число опытов, начиная от уроков биологии в школе и заканчивая крупными медицинскими исследованиями ученых. Для этих целей в качестве биологического материала в лабораториях ежегодно используется более десятков тысяч лягушек. Не исключено, что это может привести к полному истреблению животных. Кстати, в Англии ловля лягушек запрещена, и они находятся теперь под охраной.
Сложно перечислить все научные открытия, связанные с опытами и физиологическими экспериментами над лягушками. Недавно было найдено их применение в лабораторно-клинической практике для раннего диагностирования беременности. Введение мочи беременных женщин самцам лягушек и жаб вызывает у них стремительный процесс сперматогенеза. В этом отношении особенно выделяется зеленая жаба.
Самые необычные земноводные планеты
Среди малоизученного вида этих животных встречается множество редких и необычных экземпляров.
Например, лягушки-привидения (род Heleophryne) - это на самом деле единственное семейство бесхвостых земноводных с только шестью видами, один из которых встречается только на кладбище. Видимо, отсюда и произошло такое достаточно необычное название вида. Обитают они преимущественно на северо-востоке ЮАР вблизи лесных ручьев. Имеют размеры до 5 см и камуфляжную окраску. Ведут ночной образ жизни, а ночью прячутся под камнями. Правда, на сегодняшний день два вида почти истреблены.
Протей (Proteus anguinus) - хвостатый вид класса Земноводные, живущий в подземных озерах. Достигает длины до 30 см. Все особи слепы и имеют прозрачную кожу. Охотятся протеи благодаря электрической чувствительности кожи и обонянию. Могут прожить без пищи до 10 лет.
Следующий представитель, лягушка зооглоссус Гарднера (Sooglossus gardineri) относится к одному из необычных бесхвостых видов семейства Амфибии. Находится под угрозой уничтожения. Имеет длину не более 11 мм.
Лягушка Дарвина - это достаточно мелкий бесхвостый вид амфибий, обитающий в холодных горных озерах. Длина тела около 3 см. Самцы вынашивают свое потомство в горловом мешке.
- Даже далеко не всем заядлым путешественникам известно о том, что в государстве Перу множество кафе, где готовят специальные коктейли из лягушек. Считается, что такие напитки избавляют от многих болезней, лечат астму и бронхит, помогают восстановить потенцию. Один из способов приготовления заключается в измельчении живой лягушки в блендере с добавлением бобовой похлебки, меда, сока алоэ и макового корня. Готовы ли вы решиться и попробовать данное кушанье?
- Необычные амфибии обитают в Южной Америке. Парадоксальные лягушки по мере взросления уменьшаются в размерах. Обычная длина взрослой особи достигает всего 6 см. Однако их головастики вырастают до 25 см. Странная особенность.
- В ходе экспериментов над лабораторными лягушками австралийские исследователи сделали случайное открытие. Они обнаружили, что данные животные способны удалять инородные тела из своего организма через мочевой пузырь. Опытные и весьма именитые ученые вживляли животным передатчики, которые через некоторое время переместились в их мочевые пузыри. Таким образом, выяснилось, что попадая в организм амфибий, инородные предметы постепенно обрастают мягкими тканями и втягиваются в пузырь. Это открытие на самом деле произвело переворот в научной сфере.
- Мало кому из обычных людей известно о том, что причиной частого моргания лягушек во время еды является проталкивание пищи в горло. Животные не способны пережевывать корм и проталкивать его языком в пищевод. Моргая, глаза втягиваются в череп специальными мышцами и помогают проталкиванию пищи.
- Весьма интересный экземпляр представляет собой африканская лягушка Trichobatrachus robustus, которая обладает удивительным приспособлением для защиты от врагов. В момент угрозы ее лапы протыкают подкожные кости, образуя подобие «когтей». После того как опасность минует, «когти» втягиваются обратно, а поврежденная ткань регенерирует. Согласитесь, далеко не каждый представитель современной фауны может похвастать наличием такой полезной и уникальной особености.
- Жабы, лягушки, тритоны и другие их сородичи являются представителями очень любопытного класса животного мира - амфибий.
Тритон
Тритон- В переводе с греческого языка это слово означает - ведущий двойной образ жизни. И действительно, вода и суша для амфибий дом родной - что в воде, что на земле. Отсюда и появилось их второе название - земноводные .
- По внешнему виду и по образу жизни земноводные имеют большое сходство с пресмыкающимися животными, а с другой стороны с рыбами.
- Древние народы по разному относились к этим животным - бывало положительно а бывало и совсем наоборот. Многие древние племена связывали лягушек и жаб с хорошим урожаем и возрождением. Это объясняется годовым их исчезновением на зиму и появлением во время пробуждения природы.
- Связь лягушек с водной стихией и подземным миром отражено в мифах многих народов во всех частях света. Наши предки верили, что держит на спине мир и связана с корнями "мирового древа". Подобные мифы передавались не только в южных странах, где этих животных особенно много, но и у сибирских народов нашей России.
- Люди верили, что лягушки созданы Богом для очищения отравленной воды, помещали лягушек в крынку с молоком, чтобы оно не прокисло.
Лягушка
Лягушка
- Так же лягушек использовали в медицине и колдовстве у ряда племен Южной Америки и Африки. В Сибири изображения лягушек употреблялись шаманами при изгнании злого духа, а яды земноводной жабы - аги и древолаза применялись местными племенами Америки для отравления стрел при охоте и на войне.
- ИСТОРИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ .
- Произошли земноводные следующим путем.
- Многие группы рыб жили в пресноводных озерах, но во время засух водоемы пересыхали, а рыбы оказывались на суше и обезвоживались.
- Выжить могли те из них, которые могли просуществовать без воды до нового дождя. Со временем появились рыбы с легкими и мускулистыми плавниками, которые давали им возможность ползать по земле. Так возникли земноводные - животные, которые нуждаются в воде только для размножения и дальнейшего личинного развития.
- ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕМНОВОДНЫХ.
Саламандра
Саламандра
- Формы тел амфибий различаются друг от друга: хвостатые земноводные больше походят на рыб, у бесхвостых туловище округлое или плоское, а некоторые совсем лишены конечностей и больше напоминают червей, чем позвоночных животных.
- Раньше земноводных называли голыми гадами, и действительно, у них нет ни чешуи, как у рыб, ни перьев, как у птиц, ни шерсти, как у млекопитающих животных; большинство из земноводных покрыты голой кожей. Зато в этой коже имеются такие железы, которых нет у других позвоночных.
- Окраска некоторых земноводных может меняться, как у хамелеонов.
- Как в верхнем слое кожи, так и во внутреннем у всех земноводных находится очень много желез различной величины и назначения.
- Самые интересные - это ядовитые железы, которые расположены в нижнем слое кожи, имеют овальную или шаровидную форму и выделяют слизистую жидкость, в которой находится ядовитое вещество. Понятно, что яд нужен для защиты от врагов.
- В настоящее время установлено, что яд земноводных очень силен, но для человека и крупных животных не опасен, т.к. содержится в небольших количествах.
- Эластичная и очень тонкая кожа имеет в жизни земноводных большое значение: они не пьют воду, а всасывают ее через свою кожу.
- Вот почему для них необходима близость воды или влажность. Лягушки, удаленные от водоемов быстро худеют, делаются вялыми, а могут и погибнуть.
- Если к такой "обезвоженной" лягушке приложить мокрую тряпку, то она начинает прижиматься к ней своим телом и быстро приходит в себя.
- Через кожу происходит и газообмен. В закрытой жестяной банке лягушка, окруженная влажной атмосферой, может прожить 20-зо дней, если доступ воздуха в легкие прекращен.
Развитие лягушки
Развитие лягушки
- Развитие зародышей происходит так - же, как и у рыб: яйца откладываются в воде в виде икры, а потом оплодотворяются самцами.
- Из яйца вылупляется не маленький лягушонок, а личинка - головастик и проходит несколько стадий развития.
- Такое развитие называется- развитие с превращением, которое длится довольно быстро (4 месяца), а после этого лягушка растет очень медленно и лишь на пятом году достигает своего настоящего размера.
- Живут земноводные только в пресных водоемах.
- О других обитателях пресных водоемов вы можете узнать .
- Одни полностью проводят свою жизнь в воде, другие поселяются на суше, хотя и держатся всегда вблизи воды или во влажных местах.
- Если приходит зима или засуха,то предпочитают впасть в спячку и переждать голодные и холодные времена, зарывшись в ил.
- Большинство амфибий ведут ночной образ жизни, начиная с заката солнца и до утра. Днем заползают в укрытия и сидят неподвижно, другие пользуются солнечным теплом и проводят день в полудреме.
- Питаются амфибии в зависимости от возраста неодинаково: личинки поедают растения и мелких животных, а взрослые - уже настоящие хищники и преследуют всех животных, которых могут заглотить.