Класс Земноводные

cover
12866
Класс земноводные – это древнейшие сухопутные животные нашей планеты. Их появление относят к концу девонского периода: около 370 миллионов лет назад. В статье расскажем о них.
15 декабря 2023 г.
Содержание статьи

Введение

Предками амфибий считаются древние двоякодышащие кистепёрые рыбы.


Происхождение амфибий связывают с периодическим пересыханием пресных водоёмов, благодаря которому некоторые виды кистепёрых рыб вынуждены были выйти на сушу и осваивать новые кормовые угодья.


К классу земноводных относятся три современных отряда: безногие, хвостатые и бесхвостые.

Общая характеристика

Земноводные – переходная форма от водных животных к сухопутным, что определило их общую особенность: у всех представителей этого класса в процессе развития протекает метаморфоз.


Личинки амфибий (их ещё часто называют “головастиками”) вылупляются из икры и развиваются в воде, они внешне похожи на мальков обыкновенных рыб и имеют жаберное дыхание. По достижении взрослого возраста животное утрачивает жабры и приобретает конечности, а образ жизни меняет на водно-сухопутный или только сухопутный.


Все три отряда, в отличие от своих вымерших древних предков – покрытых чешуёй стегоцефалов, имеют гладкую, покрытую слизью кожу, через которую особь получает 70% потребляемого кислорода. Так, утратив жабры, земноводные сохраняют способность дышать в воде. 30% кислорода представители этого класса получают с помощью лёгких. Таким образом, основной характеристикой этих представителей позвоночных является то, что они используют для дыхания два различных способа.


Ещё одной определяющей характеристикой амфибий стоит назвать чёткое разделение скелета на отделы, что кардинально отличает их от рыб.


Земноводные – класс, обладающий сложной замкнутой системой кровообращения, состоящей из двух кругов, большого и малого. Сердце трёхкамерное: два предсердия и один желудочек.

Скелет

Скелет земноводного состоит из черепа, позвоночника, конечностей и хвоста. Однако стоит отметить, что у безногих и бесхвостых амфибий нет хвостов, а у безногих, кроме того, нет ещё и конечностей.


Основные характеристики опорно-двигательного аппарата земноводных проще всего рассмотреть на примере скелета лягушки. Он состоит из четырёх отделов:


1) Череп. Включает в себя черепную коробку и нижнюю челюсть, подвижно к ней прикреплённую.


2) Позвоночник. В позвоночнике лягушки имеются: шейный отдел, состоящий из одного позвонка, туловищный, крестцовый (тоже содержащий один позвонок) и хвостовой, представляющий собой так называемый “уростиль” – сросшиеся хвостовые позвонки.


3) Пояса конечностей – плечевой и тазовый.


Плечевой пояс состоит из грудины и трёх парных элементов: лопаток, ключиц и вороньих костей.


Тазовый пояс включает в себя парные тазовые кости, соединяющиеся с крестцовым позвонком.


4) Свободные конечности.


Передние конечности включают в себя кости плеча, предплечье – сросшиеся локтевую и лучевую кости, кисть: запястье, пясть, фаланги пальцев. Кисть у лягушки четырёхпалая.


Задние конечности состоят из бедра, сросшихся большой и малой берцовых костей и стопы: плюсны и фаланг пальцев. На задних лапах лягушки по пять пальцев.


В основном земноводные животные не имеют рёбер, однако у отряда безногих они есть, хоть и в зачаточном состоянии.

Дыхательная система

Дыхательная система амфибий представляет особый интерес: эти животные – единственные позвоночные, у которых кожное дыхание является основным или доставляет организму наибольшую долю кислорода.


Лёгкие земноводных слаборазвитые и представляют собой мешки с мелкоячеистыми стенками, обильно пронизанные кровеносными сосудами.


У бесхвостых представителей класса земноводных лёгкие имеют важное значение, поэтому они имеют большую площадь, чем у хвостатых и безногих.


У лягушки имеются ноздри с клапаном (так называемые “хоаны”), через которые поступает воздух. “Надувая” горло, лягушка открывает клапан и создаёт в ротоглоточной полости разреженную область, благодаря которой воздух врывается внутрь. Затем, с помощью глотательного движения, лягушка направляет его в лёгкие.


Трахея и бронхи отсутствуют у всех видов амфибий. У некоторых хвостатых, например, у саламандр, обитающих в Америке, нет и лёгких. Эти животные полностью перешли на кожное дыхание.


Кожа земноводных гладкая, пронизанная большим количеством капилляров и желёз, обеспечивающих постоянное смачивание поверхности слизью. Таким образом, через кожу усваивается львиная доля кислорода, потребляемого животным. Такой способ дыхание позволяет амфибиям длительно находиться в воде, не поднимаясь на поверхность.


У личинок дыхание исключительно жаберное.

Пищеварительная система

Земноводные обладают развитой пищеварительной системой, состоящей из ротоглоточной части, пищевода, желудка, печени, желчного пузыря, поджелудочной железы, двенадцатиперстной кишки, тонкого кишечника, толстого кишечника и клоаки. Кроме того, амфибии – первые хордовые, у которых появились слюнные железы.


Давайте рассмотрим пищеварительную систему на примере лягушки.


Животное захватывает пищу длинным липким языком, занимающим значительную часть ротоглоточной полости. Слюнные железы земноводных находятся в зачаточном состоянии и служат для смачивания пищевого кома, не принимая участия в химической обработке пищи. Смоченную пищу лягушка проталкивает в пищевод с помощью глазных мышц, втягивая глаза в ротоглоточную полость.


Из пищевода корм попадает в желудок, слабообособленный и имеющий слегка изогнутую форму..


Далее корм отправляется в двенадцатиперстную кишку, которая является началом тонкого кишечника. Сюда открываются желчный проток печени и сливающийся с ним проток поджелудочной железы. У лягушки печень трёхлопастная.


Тонкий кишечник земноводных длинный, сложенный во множество петель и не имеющий чёткой границы с толстым. Хорошо обособлена только прямая кишка, открывающася в клоаку.

Выделительная система

Выделительная система земноводных состоит из находящихся в спинной части туловища вблизи крестцового отдела позвоночника парных почек, именуемых “мезонефрос”, надпочечников, расположенных под почками, парных мочеточников (“вольфовы каналы”, всего 4 штуки) и мочевого пузыря.


Кровь отфильтровывается почками, а первичная моча, собранная в почечных канальцах, проходит процесс обратного всасывания воды и полезных веществ. Далее моча поступает в клоаку, откуда стекает в мочевой пузырь, где происходит повторная реабсорбция, что позволяет животному сохранить максимальное количество влаги.


Концентрированная моча выводится обратно в клоаку и удаляется из организма. Конечный продукт азотистого обмена у амфибий – мочевина.

Половая система

Земноводные – раздельнополые животные. Это значит, что для размножения необходимы две особи: самец и самка. Основной характеристикой системы размножения большинства амфибий является внешнее оплодотворение, когда самка вымётывает икру, а самец покрывает её семенной жидкостью.


У самок в брюшной полости находятся парные яичники, снабжённые яйцеводами (“мюллеровыми каналами”), имеющими в нижней части “маточное” отделение, где скапливаются неоплодотворённые яйца – икринки. Далее яйцевод имеет выход в клоаку.


Парные семенники самцов находятся рядом с почками, а семявыводящие каналы проходят через их переднюю часть и в дальнейшем сливаются с вольфовыми каналами. Таким путём семенная жидкость самца попадает в клоаку и выводится наружу.


У некоторых видов земноводных оплодотворение внутреннее, а сами они условно являются живородящими. Эмбрионы этих видов развиваются в маточных отделах яйцеводов. В основном такой способ размножения присущ безногим и хвостатым амфибиям, обитающим в засушливых местах. Также этот вид размножения можно встретить у некоторых видов жаб, живущих в аналогичной среде.

Нервная система

Нервная система земноводных более развита, чем у их предков – рыб. 


Головной мозг амфибии состоит из пяти отделов. У этих животных наиболее развит передний отдел мозга, имеющий два чётко разделённых полушария. В связи с малоподвижным наземным образом жизни, мозжечок развит слабо.


Серьёзные эволюционные изменения претерпели спинной мозг, имеющий плечевое и пояснично-крестцовое сцепление, и органы чувств.

Органы чувств

Глаза, в связи наземным образом жизни, обзавелись верхними и нижними веками, а также мигательной плёнкой. Все вместе эти приспособления предотвращают загрязнение и пересыхание глазного яблока. Хрусталик превратился в двояковыпуклую линзу, обеспечивая земноводных более чётким зрением, чем рыб.


Органы слуха амфибий также усложнились, в отличие от водоплавающих предков: вдобавок к уже имеющемуся у рыб внутреннему уху появилось среднее, снабжённое барабанной перепонкой и одной слуховой косточкой – “стременем”. Евстахиева труба, соединяющая полость среднего уха с носоглоточной полостью, позволяет уравнять давление между ними.


Земноводные первыми среди позвоночных научились издавать звуки. Для этого они используют специальные мешки – резонаторы.


Обоняние этих животных обеспечено капсулами, связанными с ноздрями. От обонятельных капсул к переднему мозгу идут два толстых нерва.


Головастики и некоторые виды амфибий, ведущие преимущественно водный образ жизни, сохранили “боковую” линию, помогающую стабилизировать положение в воде.

Образ жизни и питание

Главным определяющим фактором образа жизни земноводных является их принадлежность к так называемым холоднокровным. Это означает, что химические процессы в организме животного не могут обеспечить его обогрев изнутри. В связи с этим признаком, типичным для всех видов амфибий, они предпочитают селиться в тёплых и влажных местах.


Большинство видов земноводных обитают вблизи от водоёмов, где они могут успешно выводить потомство. Однако есть виды, проводящие всю свою жизнь на деревьях или способные жить в солёной воде.


Амфибии, распространённые в районах, где есть смена времён года с тёплых на холодные, зимой впадают в спячку в водоёмах, зарываясь глубоко в ил. С наступлением комфортной температуры они “оттаивают” и выбираются на сушу. Также можно встретить представителей этого класса, способных пережить длительную засуху.


Основные кормовые объекты большинства земноводных – насекомые и мелкие беспозвоночные, однако среди обитающих в воде встречаются виды, способные питаться молодью рыб, птенцами и попавшими в воду мелкими млекопитающими. Таким образом, амфибий можно смело отнести к хищникам.


Хищниками являются также личинки земноводных. Исключение составляют головастики отряда бесхвостых – они предпочитают растительную пищу, переходя к хищничеству лишь в последней стадии развития личинки.


Все виды амфибий склонны к каннибализму.

Многообразие земноводных

К классу земноводных относятся три отряда: безногие, хвостатые и бесхвостые. Далее кратко рассмотрим каждый по отдельности.


Отряд безногих земноводных


Среди всех животных класса этот отряд – наиболее малочисленный по количеству видов. На всём земном шаре их насчитывается около 170 видов. К сожалению, эти животные плохо изучены, поэтому до недавнего времени их всех относили к одному семейству: червяги. Нынешняя наука предпочитает разделить их на пять семейств.


Червяги обладают вытянутым, похожим на змеиное, телом. Длина особей колеблется от 30 до 120 см. Подобно земляным червям, червяги предпочитают подземный образ жизни и хорошо к нему приспособились.


Кожа безногих земноводных образует поперечные кольца, на морде имеется чешуя-щиток для рытья грунта. Глаза червяг утратили своё значение и редуцировались: они покрыты кожей и недоразвиты. Также подземные представители амфибий лишены барабанной перепонки. Зрение и слух этим животным заменило осязание. Они даже обзавелись специальным осязательным щупальцем, расположенным вблизи ноздрей.


Аналогично змеям, многие внутренние органы червяг сильно вытянуты, а одно лёгкое атрофировано.


Червягам присуще внутреннее оплодотворение. Некоторые виды червяг псевдоживородящие. Это значит, что все стадии развития личинки проходят в яйце внутри тела матери.


В рационе безногих амфибий преобладают мелкие животные, ведущие аналогичный образ жизни, в том числе дождевые черви. Более крупные виды могут питаться некрупными змеями и ящерицами.


Червяги предпочитают тёплый и влажный климат, поэтому ареал их обитания – экваториальные, субэкваториальные и тропические зоны Африки, Азии и Америки. Отсутствуют в Австралии.


Отряд хвостатых земноводных


Хвостатые амфибии более многочисленны, чем безногие: здесь насчитывается примерно 400 видов и 8 семейств, хотя две группы бывших амбистомовых признали самостоятельными семействами относительно недавно. Это олимпийские и гигантские тихоокеанские саламандры. Другие семейства отряда хвостатых: саламандровые, скрытожаберники, углозубы, безлёгочные саламандры, амбистомовые, протеи, амфиумы и сирены.


Некоторое хвостатые земноводные живут исключительно в воде, некоторые же, наоборот – на деревьях вдали от водоёмов. Общей характеристикой этих амфибий следует считать наличие хвоста, вытянутого тела, обычных (неспециализированных) конечностей. Представители этого отряда сохранили больше всего особенностей облика своих ископаемых предков.


Некоторые хвостатые амфибии, проводящие всю жизнь в воде, полностью утратили лёгкие и перешли на кожное дыхание, например, безлёгочные саламандры. Некоторые “водные” хвостатые не расстаются с жабрами.


Отряд хвостатых земноводных широко распространён по всему миру. На территории РФ обитают 4 вида тритонов и 2 вида углозубов, причём один из них – сибирский углозуб – обладает рекордной способностью выживать при низких температурах.


Отряд бесхвостых земноводных


Бесхвостые амфибии – самые многочисленные представители класса земноводных. Их общими признаками считаются: тело, приспособленное к передвижению прыжками. У многих видов бесхвостых хорошо развито лёгочное дыхание, но есть и такие, у которых лёгкие отсутствуют.


Данный отряд, по современным данным, включает в себя примерно 4 тысячи видов, разделённых на 26 семейств.


Ареал этих земноводных велик: они встречаются по всему миру, в разных климатических зонах. Распространена привычка условно делить всех бесхвостых просто на лягушек и жаб. Но вообще, к ним, помимо огромного разнообразия лягушек и жаб, относятся и другие виды: например, жерлянки или жабы-повитухи (тут, кстати, подстава, обратите внимание: они с биологической точки зрения не относятся к жабам и лягушкам).


В силу своей многочисленности обыкновенные лягушки и жабы частенько становятся учебными пособиями и примерами для разбора строения земноводных.

Заключение

Как ни странно, самые древние представители мира животных, способные обитать на суше – класс земноводные – является ещё и самым малочисленным классом. Разные научные источники определяют общее количество видов амфибий от 2,5 тысяч до 8.


Несмотря на то что новые виды, принадлежащие этому классу, открываются регулярно, но регулярно некоторые из них полностью исчезают с лица нашей планеты. Неудивительно, что многие земноводные занесены в Международную Красную книгу.


Изменение климата на планете может привести к вымиранию большей части наземных представителей этого отряда. Именно климат стал основной причиной гибели доисторических гигантских амфибий.

Проверь себя

Каким периодом развития Земли датируют происхождение земноводных?


Триасовым.

Четвертичным.

Девонским.



Какое основное отличие земноводных от остальных животных?


Отсутствие жабр.

Гладкая кожа без чешуи.

Метаморфоза в процессе развития из личинки во взрослую особь.



Где предпочитают селиться земноводные?


В тёплых и влажных местностях вблизи водоёмов.

В арктической пустыне.

В подвале многоквартирного дома.

Admin1