Размножение пресмыкающихся
Размножение пресмыкающихся связано с жизнью на суше: оплодотворение происходит внутри тела самки, а зародыш развивается в защищённом амниотическом яйце или внутри организма матери. Благодаря этому пресмыкающиеся не зависят от воды так сильно, как земноводные.
Половое размножение и внутреннее оплодотворение
Пресмыкающиеся размножаются преимущественно половым способом. Обычно особи раздельнополые: есть самцы и самки, которые отличаются строением половых органов и нередко внешним видом. У некоторых видов выражен половой диморфизм — различия между самцами и самками по размерам, окраске, наличию гребней, рогов или других признаков.
В семенниках самца образуются сперматозоиды, а в яичниках самки созревают яйцеклетки. Во время спаривания сперматозоиды попадают в половые пути самки. У большинства пресмыкающихся есть копулятивный орган, с помощью которого сперма вводится в клоаку или половые пути самки. Оплодотворение происходит внутри тела самки, обычно в верхних отделах яйцевода.
Внутреннее оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток внутри организма самки. Образовавшаяся зигота начинает развитие в защищённых от высыхания условиях.
Внутреннее оплодотворение повышает вероятность встречи гамет и уменьшает потерю половых клеток. Для наземной жизни это особенно важно: сперматозоидам не нужно перемещаться в воде, как у многих земноводных. С размножением и строением тела представителей группы связана тема класса Пресмыкающиеся.
Амниотическое яйцо и развитие зародыша
После оплодотворения яйцеклетка превращается в зиготу и начинает делиться. В яйцеводе вокруг развивающегося зародыша формируются оболочки и откладываются питательные вещества. У многих видов самка откладывает яйца в почву, песок, гниющие растительные остатки или другие укрытия. Подробное строение такого яйца рассматривается на странице амниотическое яйцо, которую полезно изучить до этой темы.
| Часть яйца или оболочка | Значение |
|---|---|
| Желток | Источник питательных веществ для зародыша |
| Белок | Запас воды и белков; амортизация |
| Амнион | Окружает зародыш жидкостью и защищает его от высыхания |
| Хорион | Участвует в газообмене |
| Аллантоис | Накапливает продукты обмена и участвует в дыхании |
| Скорлупа | Защищает яйцо, но имеет поры для газообмена |
Амнион заполняется жидкостью, поэтому зародыш развивается в водной среде, хотя яйцо находится на суше. Через поры скорлупы внутрь поступает кислород, а наружу удаляется углекислый газ. Скорлупа уменьшает потерю воды и защищает зародыш от механических повреждений.
Амниотическое яйцо позволяет зародышу развиваться на суше благодаря запасу воды и пищи, защитным оболочкам, газообмену и удалению продуктов обмена. Это одно из важнейших приспособлений амниот к наземному размножению.
В обычной ситуации яйцеклетка и сперматозоид имеют одинарный набор хромосом \(n\), а зигота после слияния гамет — двойной набор \(2n\). Затем клетки зародыша делятся митозом, сохраняя число хромосом.
- A — В семенниках и яичниках образуются сперматозоиды и яйцеклетки.
- B — Сперматозоиды переносятся в половые пути самки.
- C — Гаметы сливаются внутри организма самки, образуется зигота.
- D — Формируются оболочки, запас питательных веществ и амниотическая полость.
- E — Самка помещает яйцо в подходящее тёплое и защищённое место.
- F — Молодая особь выходит из яйца и начинает самостоятельную жизнь.
Какое приспособление прежде всего позволило пресмыкающимся размножаться на суше?
Откладка яиц и развитие молодых особей
Большинство пресмыкающихся — яйцекладущие. Самка откладывает яйца, в которых зародыш продолжает развитие за счёт желтка. Для развития важны температура, влажность и доступ кислорода. У некоторых видов температура инкубации влияет на пол потомства: при разных температурах из яиц может появляться разное соотношение самцов и самок.
Зародыш развивается постепенно: сначала формируются основные ткани и органы, затем увеличиваются размеры тела и совершенствуются системы органов. Вылупившаяся молодая особь обычно похожа на взрослое животное, но меньше по размеру и ещё не достигла половой зрелости. Прямое развитие означает отсутствие личиночной стадии и резкого метаморфоза.
После вылупления молодые пресмыкающиеся, как правило, способны самостоятельно передвигаться и добывать пищу. Родительская забота выражена слабее, чем у птиц или млекопитающих, хотя у некоторых крокодилов самки охраняют кладку и помогают детёнышам выбраться из гнезда. Сравнить эти особенности можно с размножением птиц: птицы также имеют внутреннее оплодотворение и амниотическое яйцо, но обычно сильнее заботятся о потомстве.
Рассмотрим яйцо пресмыкающегося, лежащее на суше. Нужно определить, какие структуры защищают зародыш от потери воды и какие обеспечивают его жизнедеятельность.
Ответ: от высыхания зародыш защищают скорлупа, оболочки и жидкость амниона; желток снабжает его питательными веществами; поры скорлупы и хорион обеспечивают газообмен; аллантоис накапливает продукты обмена.
Живорождение и забота о потомстве
Не все пресмыкающиеся откладывают яйца во внешнюю среду. У некоторых видов яйца задерживаются в половых путях самки до завершения развития, после чего наружу выходят уже сформированные детёныши. Такое явление называют яйцеживорождением: зародыш развивается в яйце, но яйцо не откладывается отдельно.
У отдельных пресмыкающихся встречается настоящее живорождение, при котором зародыш получает часть веществ от организма матери. Однако питание зародыша и связь с матерью обычно устроены проще, чем у плацентарных млекопитающих. Живорождение особенно полезно в холодном климате: самка может перемещаться и выбирать более тёплые места для развития потомства.
Независимо от способа рождения молодые особи проходят этап роста и линек. По мере увеличения тела старая роговая оболочка кожи периодически сбрасывается. Половая зрелость наступает не сразу, а после достижения определённых размеров и формирования органов размножения.
Не путайте: 1) внутреннее оплодотворение с живорождением — первое описывает место слияния гамет, второе — способ появления потомства; 2) амнион с яйцом целиком — амнион является только одной оболочкой; 3) прямое развитие с отсутствием развития — молодая особь развивается, но похожа на взрослую и не имеет личиночной стадии; 4) яйцеживорождение с настоящим живорождением — в первом случае зародыш сохраняет связь с яйцом.
- Оплодотворение у большинства пресмыкающихся внутреннее.
- Зародыш развивается в амниотическом яйце или внутри организма самки.
- Амнион содержит жидкость и защищает зародыш от высыхания.
- Желток служит основным запасом питательных веществ.
- Развитие обычно прямое: личиночной стадии нет.
Связь с другими особенностями пресмыкающихся
Наземное размножение — часть общего комплекса приспособлений пресмыкающихся. Сухая ороговевшая кожа уменьшает испарение воды, а особенности кровообращения пресмыкающихся поддерживают обмен веществ при активной жизни на суше. Строение конечностей и позвоночника, описанное в теме скелет пресмыкающихся, также помогает перемещаться по суше и выбирать места для кладки.
По сравнению с земноводными пресмыкающиеся меньше зависят от воды при размножении. По сравнению с птицами они обычно откладывают яйца без длительного насиживания и слабее заботятся о потомстве. Однако общий признак этих групп — наличие амниотического яйца или его производных, поэтому пресмыкающихся, птиц и млекопитающих относят к амниотам.
Быстрая проверка
Главное
- У большинства пресмыкающихся размножение половое, а оплодотворение внутреннее.
- Амниотическое яйцо защищает зародыш от высыхания, содержит запас пищи и обеспечивает газообмен.
- Основные оболочки яйца: амнион, хорион и аллантоис; важную роль также играют желток, белок и скорлупа.
- Развитие обычно прямое: из яйца выходит молодая особь, похожая на взрослую.
- Кроме яйцекладки, у некоторых видов встречаются яйцеживорождение и живорождение.
- Главное отличие от земноводных — меньшая зависимость размножения от воды.