Класс Земноводные
Земноводные, или амфибии, — первый класс наземных позвоночных, сохранивший тесную связь с водой. В их жизненном цикле обычно чередуются водная личиночная стадия и наземная взрослая стадия, поэтому строение и образ жизни земноводных сочетают признаки рыб и наземных позвоночных.
Земноводные — это позвоночные животные с влажной кожей, наружным или смешанным дыханием, трёхкамерным сердцем и развитием с метаморфозом. Большинство видов размножается в воде, а температура тела зависит от температуры окружающей среды.
Положение в системе и общий план строения
Земноводные относятся к подтипу Позвоночные. Современные представители класса делятся на три основные группы: бесхвостые (лягушки, жабы), хвостатые (тритоны, саламандры) и безногие (червяги). В школьном курсе главным образом рассматривают лягушку как типичного представителя.
Тело лягушки состоит из головы и туловища; шея почти отсутствует. Хвост у взрослых бесхвостых земноводных отсутствует. У хвостатых он сохраняется. Передние конечности короткие, с четырьмя пальцами, задние длинные и обычно имеют пять пальцев, соединённых плавательной перепонкой. Такая форма задних конечностей помогает прыгать и плавать.
Отделы тела земноводных связаны с образом жизни: голова обеспечивает ориентацию и питание, туловище содержит внутренние органы, а конечности выполняют опорную и двигательную функции. Глаза защищены веками и мигательной перепонкой, а барабанная перепонка воспринимает звуки.
| Признак | Характеристика |
|---|---|
| Покров | Тонкая влажная кожа с железами; чешуи отсутствуют |
| Скелет | Позвоночник, череп, пояса конечностей и свободные конечности |
| Питание | Взрослые чаще хищники; лягушка ловит добычу липким языком |
| Температура тела | Непостоянная, зависит от внешней среды |
| Среда жизни | Вода и суша; размножение большинства видов связано с водой |
Кожа, дыхание и кровообращение
Кожа земноводных голая, тонкая и постоянно увлажнённая слизью. В ней находятся многочисленные железы: слизистые поддерживают влажность, а ядовитые или кожные железы защищают животное. Кожа участвует в дыхании, поэтому пересыхание опасно для амфибии.
У взрослых земноводных имеются два способа дыхания: лёгочное и кожное. Лёгкие имеют вид простых мешков с внутренними складками. Воздух поступает в них благодаря движениям дна ротовой полости: земноводные не втягивают воздух расширением грудной клетки, как млекопитающие. Значительная часть газообмена может происходить через кожу. Личинки дышат наружными, а затем внутренними жабрами.
Кровообращение земноводных осуществляется по двум кругам: большому и малому. Сердце взрослой лягушки трёхкамерное: два предсердия и один желудочек. В правое предсердие поступает венозная кровь от органов тела, в левое — артериальная кровь от лёгких и кожи. В желудочке кровь смешивается частично, поэтому к органам поступает не полностью насыщенная кислородом кровь.
У личинки земноводного кровообращение близко к рыбьему: сердце двухкамерное и имеется один круг кровообращения. У взрослого животного сердце трёхкамерное и появляются два круга, но полного разделения артериальной и венозной крови ещё нет.
Почему кожа земноводных должна оставаться влажной?
Пищеварение, выделение и нервная система
Взрослые земноводные преимущественно питаются животными: насекомыми, пауками, червями, мелкими моллюсками и иногда небольшими позвоночными. Лягушка выбрасывает длинный липкий язык, прикреплённый передним концом. Пища проходит через рот, глотку, пищевод, желудок и кишечник; непереваренные остатки выводятся через клоаку.
Органы выделения — туловищные почки. Их протоки открываются в клоаку. Вода поступает в организм не только через рот, но и через кожу, что особенно важно при жизни в воде или влажной почве. Нервная система включает головной и спинной мозг, нервы и органы чувств. По сравнению с рыбами лучше развиты передний мозг, органы зрения и слуха, что помогает ориентироваться на суше.
Для земноводных характерна связь с рыбами по признакам водного размножения, икры и личиночного развития. Однако появление лёгких, конечностей и двух кругов кровообращения показывает приспособление к наземной среде.
Размножение и развитие
Земноводные раздельнополы. Оплодотворение у лягушек обычно наружное: самка откладывает икру в воду, а самец выделяет сперматозоиды поверх икры. Икринки покрыты студенистыми оболочками, которые набухают в воде и защищают зародыши от механических повреждений. У хвостатых земноводных оплодотворение может быть внутренним или связанным с передачей сперматофора.
- 1 — Зародыши развиваются в воде внутри студенистых оболочек.
- 2 — Водная личинка с хвостом, жабрами и боковой линией.
- 3 — Сначала появляются задние, затем передние конечности; хвост уменьшается.
- 4 — Лёгкие начинают работать, хвост исчезает, животное выходит на сушу.
- 5 — Способна к размножению; жизненный цикл повторяется.
Метаморфоз земноводных — глубокое превращение личинки во взрослое животное. У головастика есть хвост, жабры и органы боковой линии, но нет ног. В ходе метаморфоза появляются конечности и лёгкие, исчезают жабры и хвост, изменяются рот, кишечник и кровообращение. Личинка обычно питается растительной пищей, а взрослая лягушка — животной.
У животного есть хвост, наружные жабры и боковая линия, но нет конечностей. Определим, к какой стадии оно относится.
Это головастик — водная личинка лягушки. Нельзя называть его маленькой лягушкой: у него другое дыхание, питание и строение органов.
Сезонные особенности и значение
Земноводные — холоднокровные животные: интенсивность их обмена веществ зависит от температуры среды. Весной они пробуждаются после зимовки, перемещаются к водоёмам и размножаются. В этот период самцы многих видов издают звуки, привлекающие самок. Летом взрослые особи активно питаются, растут и расселяются вблизи влажных мест.
Осенью активность снижается. При похолодании земноводные переходят к зимовке: лягушки могут зарываться в ил на дне водоёма или в почву, а жабы и тритоны — прятаться под корнями, камнями и в норах. Во время зимовки обмен веществ и движения резко замедляются. Весеннее размножение связано не только с температурой, но и с наличием подходящих водоёмов.
Земноводные уничтожают большое количество насекомых и служат пищей для рыб, птиц и млекопитающих. Они чувствительны к загрязнению воды и пересыханию водоёмов, поэтому являются показателями состояния окружающей среды. По сравнению с пресмыкающимися они сильнее зависят от влажности и воды, а их кожа не защищена от потери влаги плотными роговыми покровами.
1. Не путайте трёхкамерное сердце земноводных с полным разделением крови: в желудочке кровь частично смешивается. 2. Не утверждайте, что все земноводные дышат только лёгкими: важную роль играет кожное дыхание, а личинки дышат жабрами. 3. Наружное оплодотворение характерно прежде всего для лягушек, но не является правилом для всех видов. 4. Метаморфоз — не просто рост, а перестройка органов и образа жизни.
Итоговая проверка
Главное
- Земноводные — позвоночные животные, связанные в жизненном цикле с водой и сушей.
- Кожа влажная и участвует в дыхании; у личинок основными органами дыхания служат жабры, у взрослых — лёгкие и кожа.
- У взрослой лягушки трёхкамерное сердце и два круга кровообращения, но кровь в желудочке частично смешивается.
- Размножение большинства лягушек происходит в воде; развитие включает икру, головастика и метаморфоз.
- Земноводные холоднокровны, зимуют в состоянии пониженной активности и чувствительны к загрязнению среды.