Характеристика и строение земноводных (амфибий)

Земноводные возникли в девоне. Переходной формой от рыб амфибий считают лабиринтодонтов - древних животных, которые вели преимущественно водный образ жизни и сохранили рыбий хвост, плавники, остатки жаберных крышек. Земноводные были первыми позвоночными, которые покорили сушу. Эволюционные особенности строения:

 

1) появление парных рычажных суставных конечностей, что хорошо развитой мускулатурой, которая в значительной степени потеряла сегментацию;

 

2) развитие ячеистых легких, два круга кровообращения;

 

3) сердце трехкамерное, частичное разделение артериальной и венозной крови;

 

4) появление среднего уха.

 

Амфибии - первые наземные позвоночные. Однако их нельзя считать полностью наземными, так как в них (кроме некоторых исключений) развитие личинки происходит в водной среде. Строение легких и механизм их вентиляции у земноводных недостаточен для того, чтобы обеспечить поглощение нужного количества кислорода. В связи с этим часть дыхательной функции берет на себя кожа, что препятствует развитию прочных покровов, которые не допускали испарения, и делает невозможным полное разделение артериальной и венозной крови. В свою очередь эти обстоятельства ограничивают распространение амфибий влажными биотопах. Участие глотки в нагнетании воздуха в легкие препятствует развитию ротового аппарата, приспособленного для пережевывания растительной пищи, поэтому все земноводные питаются только беспозвоночными, заглатывая их целиком.

 

Покровы. Кожа. На поверхности эпидермиса открывается множество желез, продуцирующих слизь, частично предохраняет кожу от высыхания. Покровы земноводных проницаемы для воды. Лишь в некоторых лягушек и чесночнице верхние слои эпидермиса частично роговиють, что способствует сохранению влаги.

 

Скелет. В позвоночнике большинства амфибий выделяют следующие отделы: шейный (один позвонок), туловищный (от семи до ста), крестцовый (один), хвостовой (до ста). Шейный позвонок обеспечивает ограниченную подвижность головы. С туловищный позвонками хвостатых земноводных (например тритонов) сочленяющихся короткие ребра, которые, однако, не сообщающиеся с грудиной, поэтому грудная клетка во всех амфибий отсутствует. Крестцовый позвонок является опорой для задних конечностей. У бесхвостых земноводных (жабы, лягушки) все хвостовые позвонки срастаются. Земноводные возникли в девоне. Переходной формой от рыб амфибий считают лабиринтодонтов - древних животных, которые вели преимущественно водный образ жизни и сохранили рыбий хвост, плавники, остатки жаберных крышек. Земноводные были первыми позвоночными, которые покорили сушу. Эволюционные особенности строения:

 

1) появление парных рычажных суставных конечностей, что хорошо развитой мускулатурой, которая в значительной степени потеряла сегментацию;

 

2) развитие ячеистых легких, два круга кровообращения;

 

3) сердце трехкамерное, частичное разделение артериальной и венозной крови;

 

4) появление среднего уха.

 

Амфибии - первые наземные позвоночные. Однако их нельзя считать полностью наземными, так как в них (кроме некоторых исключений) развитие личинки происходит в водной среде. Строение легких и механизм их вентиляции у земноводных недостаточен для того, чтобы обеспечить поглощение нужного количества кислорода. В связи с этим часть дыхательной функции берет на себя кожа, что препятствует развитию прочных покровов, которые не допускали испарения, и делает невозможным полное разделение артериальной и венозной крови. В свою очередь эти обстоятельства ограничивают распространение амфибий влажными биотопах. Участие глотки в нагнетании воздуха в легкие препятствует развитию ротового аппарата, приспособленного для пережевывания растительной пищи, поэтому все земноводные питаются только беспозвоночными, заглатывая их целиком.

 

Покровы. Кожа. На поверхности эпидермиса открывается множество желез, продуцирующих слизь, частично предохраняет кожу от высыхания. Покровы земноводных проницаемы для воды. Лишь в некоторых лягушек и чесночнице верхние слои эпидермиса частично роговиють, что способствует сохранению влаги.

 

Скелет. В позвоночнике большинства амфибий выделяют следующие отделы: шейный (один позвонок), туловищный (от семи до ста), крестцовый (один), хвостовой (до ста). Шейный позвонок обеспечивает ограниченную подвижность головы. С туловищный позвонками хвостатых земноводных (например тритонов) сочленяющихся короткие ребра, которые, однако, не сообщающиеся с грудиной, поэтому грудная клетка во всех амфибий отсутствует. Крестцовый позвонок является опорой для задних конечностей. У бесхвостых земноводных (жабы, лягушки) все хвостовые позвонки срастаются. Верх-

 

ни дуги всех позвонков образуют спинномозговой канал. Хорда основном редуцируется. В черепе есть тенденция к сращиванию костей и уменьшение их количества.

 

Пояс передних конечностей (коракоид, ключица и лопатка) лежит в толще мускулатуры и не прикрепляется ни к черепу, ни к позвоночнику. Тазовый пояс (подвздошная и ягодичная кости, лобковый хрящ) соединяется с крестцовым позвонком. Передние конечности представлены плечом (состоит из плечевой кости), предплечьем (состоит из локтевой и лучевой костей, которые у бесхвостых часто срастаются), кистью (кости запястья, пясти и фаланги пальцев). Задние конечности представлены бедром (состоит из бедренной кости), голенью (состоит из большой и малой берцовых костей, которые также могут срастаться), стопой (кости предплюсны, плюсны, фаланги пальцев).

 

Мускулатура. Сегментарная строение мышц сохраняется в определенной степени только в туловищном отделе. Мышцы конечностей в связи с их сильным дифференцированием теряют Метамерия.

 

Передний мозг состоит из двух полушарий, покрытых первичной корой. В спинном мозге имеется два утолщения, соответствующих передним и задним конечностям. Зрение у амфибий не очень хороший, что связано с переходом в новую среду обитания. Есть подвижные веки, защищающие глаза от пыли. Поскольку в воздухе звук производится хуже, чем в воде, у земноводных появляется полость среднего уха, отделенная от внешней среды барабанной перепонкой. Органы боковой линии есть только у личинок и некоторых бесхвостых, вернувшихся к водному образу жизни.

 

Пищеварительная система. Взрослые амфибии питаются мелкими беспозвоночными, которых захватывают во многих случаях с помощью длинного языка. В захвате добычи могут участвовать зубы (у лягушек они отсутствуют). В ротовую (ротоглоточный) полость открываются протоки слюнных желез. Их секрет смачивает пищу, но не содержит пищеварительных ферментов. Еда поступает в короткий пищевод, далее до желудка, тонкого и толстого кишечника. Прямая кишка открывается в клоаку. Печень и поджелудочная железа развиты хорошо.

 

Дыхательная система. Легкие амфибий имеют ячеистую структуру. Поскольку грудная клетка отсутствует, дыхание осуществляется работой ротоглоточный насоса: воздух через хоаны проходит в ротовую полость, а сокращениями мышц дна ротовой полости нагнетается в легкие. Такой способ не очень эффективен, поэтому в большинстве земноводных существенную роль играет кожное дыхание.

 

Во многих бесхвостых есть голосовые связки, участвующих в воспроизведении звуков, которые могут усиливаться резонаторами (у самцов), способными раздуваться.

 

Кровеносная система. Особенностью кровеносной системы амфибий является трехкамерное сердце и два круга кровообращения - большой (системное) и малое (легочное). Сердце состоит из двух предсердий (правого и левого) и желудочка. На границе между предсердиями и желудочком имеются клапаны. В правое предсердие поступает насыщенная углекислым газом (венозная) кровь полых вен, а в левое - обогащенная кислородом (артериальная) кровь легочных вен. Вследствие сокращения предсердий кровь проталкивается в желудочек, где частично смешивается, однако благодаря наличию особых мышечных складок, полного перемешивания артериальной и венозной крови не происходит. При сокращении желудочка кровь поступает в большой кровеносный сосуд, разделяется на три пары артерий. Артериальная кровь поступает к голове, а смешанная по спинной аорте - ко всем органам. Венозная кровь из заднего отдела тела собирается в заднюю полую вену, кровь от головы передних конечностей попадает в переднюю полую вену. Полые вены открываются в правое предсердие. Малый круг кровообращения начинается в части желудочка, откуда венозная кровь попадает в легочные артерии. В легких происходит ее насыщение кислородом, и артериальная кровь возвращается к сердцу легочными венами, которые впадают в левое предсердие.