Хвостатые земноводные

Содержание:

Кожа
Ход урока
Пищеварительная система.
Безногие земноводные червяги и их классификация
Отряд хвостатые земноводные
Голос.
Мочеполовая система.
Локомоция.
Кровеносная система.
Забота о потомстве.
Реакция на температуру и влажность.
Головастики.
Похожие случаи
Дыхательная система.

Кожа

служит не только защитным покровом, но и играет важную роль в регуляции температуры тела, водном обмене организма и дыхании. Она богата кровеносными сосудами, а также слизистыми и ядовитыми железами, выделяющими свои продукты на ее поверхность. Слизистые железы поддерживают влажность кожи, способствуют дыханию и охлаждению тела за счет испарения. Выделяемая ими слизь делает лягушку скользкой, что помогает ей ускользать от хищников. Ядовитые (зернистые) железы бывают разбросаны по всей поверхности тела, но чаще располагаются группами, которые сконцентрированы в определенных «стратегически важных» областях. Почти у всех настоящих жаб яд находится не только в «бородавках», но и в паре вздутий на шее – околоушных железах. У некоторых лягушек ядовитые железы идут двумя продольными гребнями по краям спины. Ядовитый секрет – белесое, липкое вещество, которое при попадании в глаза или рот вызывает жжение. У некоторых лягушек яд настолько силен, что может вызвать временный паралич и даже смерть проглотивших некоторое его количество животных, как случается с собаками, хватающими пастью колорадских жаб на юго-западе США и в Мексике.

Ход урока

I. Актуализация знаний

Чем отличаются земноводные от пресмыкающихся

А. Индивидуальный опрос.

Каковы характерные особенности класса хрящевых рыб?
Каковы характерные особенности класса костных рыб?
В чем черты более высокой организации костных рыб по сравнению с хрящевыми?

Б. Выполнение тестовых заданий. Выбрать один ответ из четырех.

Для бесчерепных животных характерно:
а) отсутствие внутреннего скелета;
б) замещение хорды позвоночником;
в) движение крови по сосудам благодаря сокращению сердца;
г) наличие хорды в течение всей жизни.
К классу костных рыб относится:
а) карп;
б) скат;
в) окунь;
г) латимерия.
Костные рыбы, в отличие от хрящевых, имеют:
а) грудные и брюшные плавники;
б) обтекаемую форму тела;
в) жабры, покрытые жаберными крышками;
г) развитый хвостовой плавник.
Хрящевые рыбы, в отличие от костных рыб, не имеют:
а) брюшных плавников;
б) плавательного пузыря;
в) жаберных щелей;
г) хвостового плавника.
К Отряду акул не относится:
а) тигровая акула;
б) рыба-молот;
в) морская кошка;
г) тупорылая акула.
Число камер в сердце рыб:
а) две;
б) три;
в) одна;
г) четыре.
Характерный признак для отряда осетрообразных:
а) позвоночник;
б) хорда;
в) отсутствие плавательного пузыря;
г) отсутствие грудных плавников.
К отряду сельдеобразных не относится:
а) килька каспийская;
б) шпрот черноморский;
в) сардина иваси;
г) горбуша морская.
Жабры закрыты жаберными крышками у:
а) акулы;
б) ската;
в) окуня;
г) химеры.
Легочное дыхание характерно для рыб:
а) химеровых;
б) кистеперых;
в) лососеобразных;
г) акул.
Латимерия — представитель рыб:
а) окунеобразных;
б) кистеперых;
в) карпообразных;
г) сельдеобразных.

II. Изучение нового материала

1. Общая характеристика земноводных, или амфибий: происхождение; среда обитания; особенности внешнего строения; особенности дыхания и кровообращения; размножение и развитие; значение в природе. (Беседа с использованием таблиц)

2. Классификация земноводных.

Отряд Безногие. Самостоятельная работа учащихся со статьей учебника «Отряд Безногие» по вопросам.

В какой части земного шара обитают червяги?
Где обитают червяги?
Как строение червяг приспособлено к среде их обитания?
На основании каких признаков строения червяг относят к земноводным?

Отряд Хвостатые. Самостоятельная работа учащихся со статьей учебника «Отряд Хвостатые» по вопросам.

Каковы особенности внешнего строения хвостатых амфибий?
Как передвигаются хвостатые амфибии?
Как у хвостатых амфибий происходит газообмен?
Как размножаются хвостатые амфибии?
Как приспособлено строение хвостатых амфибий к среде их обитания?

Отряд Бесхвостые. Самостоятельная работа учащихся со статьей учебника «Отряд Бесхвостые» по вопросам и заданиям.

Какие приспособления появились у бесхвостых амфибий в связи с большой степенью освоения суши?
Какие особенности строения и жизнедеятельности хвостатых амфибий доказывают, что они не смогли стать сухопутными?
Рассмотреть рисунок 104 и объяснить, как питается лягушка и как размножаются бесхвостые амфибии.

III. Закрепление знаний

На основании каких признаков земноводных делят на классы?
Назвать представителей отряда Безногих.
Каковы особенности внешнего строения отряд Хвостатых?
Каковы особенности внешнего строения отряда Бесхвостых?
Каково значение земноводных в природе? (Фронтальная беседа.)

IV. Домашнее задание

Изучить §24, ответить на вопросы в конце параграфа; заполнить таблицу «Приспособленность земноводных к жизни и в воде и на суше».

Таблица №11

Приспособленность земноводных к жизни и в воде и на суше

Приспособленность к жизни в воде	Приспособленность к жизни на суше

V. Итоги урока:

Выставление оценок за работу на уроке.
Отметить лучшие ответы учащихся.
Обратить внимание на ошибки, допущенные в ходе урока.
Ответить на вопросы учащихся по теме.

Пищеварительная система.

Земноводные

Бесхвостые, которые охотятся на суше, используют для ловли добычи язык, прикрепленный к переднему краю нижней челюсти: его свободный задний конец способен быстро выбрасываться изо рта. Благодаря секрету особой небной железы он постоянно остается клейким. Однако виды, ведущие полностью водный образ жизни, например пиповые (семейство Pipidae), утратили и язык, и эту железу. Они заглатывают корм под водой. Пищеварительный тракт состоит из ротовой полости, пищевода, желудка и кишечника. Значительная часть переваривания и все всасывание пищи осуществляются в кишечнике. В него же открываются протоки печени и поджелудочной железы. Помимо участия в переваривании жиров печень служит местом накопления последних, а также гликогена («животного крахмала»). Осенью, перед началом спячки, главным образом благодаря запасам гликогена, она у бесхвостых может быть в два раза крупнее, чем в начале лета. Жир откладывается также в особых жировых телах, рядом с органами размножения. Поджелудочная железа выделяет щелочной секрет, содержащий пищеварительные ферменты.

Безногие земноводные червяги и их классификация

Хвостатые звериНовостная лента

Итак, отряд безногие земноводные состоит из 10 ныне существующих семейств, 1 ископаемого (вымершего) и 1 ископаемого неясного, т.е. неопределённого положения — Incertae sedis, которые, в свою очередь делятся на роды и виды:

Неопределённое ископаемое положение Incertae sedis:

Род Rubricacaecilia.

Ископаемое семейство Eocaeciliaidae:

Род Eocaecilia.

Рыбозмеи (лат. Ichthyophiidae):

Род Рыбозмеи (лат. Ichthyophis);
Род Короткохвостые червяги (лат. Caudacaecilia);
Род Малабарские червяги (лат. Uraeotyphlus).

Herpelidae:

Род Западноафриканские червяги (лат. Herpele);
Род Голубоватые червяги (лат. Boulengerula).

Typhlonectidae:

Род Водные червяги (лат. Typhlonectes);
Род Плавающие червяги (лат. Nectocaecilia);
Род Atretochoana;
Род Potomotyphlus;
Род Присосковые червяги (лат. Chthonerpeton).

Siphonopidae:

Род Кольчатые червяги (лат. Siphonops);
Род Скрытоглазые червяги (лат. Luetkenotyphlus);
Род Малые червяги (лат. Parvicaecilia);
Род Слепые червяги (лат. Brasilotyphlus);
Род Обманчивые червяги (лат. Mimosiphonops);
Род Микроцецилии (лат. Microcaecilia).

Хвостатые червяги (лат. Rhinatrematidae ):

Род Разнозубые червяги (лат. Rhinatrema);
Род Мелкозубые червяги (лат. Epicrionops).

Червяги (лат. Caeciliidae):

Род Узкотелые червяги (лат. Oscaecilia);
Род Настоящие червяги (лат. Caecilia).

Indotyphlidae:

Род Sylvacaecilia;
Род Индийские червяги (лат. Gegeneophis);
Род Праслении (лат. Praslinia);
Род Сейшельские червяги (лат. Grandisonia);
Род Бомбейские червяги (лат. Indotyphlus);
Род Земляные червяги (лат. Hypogeophis);
Род Крохотные червяги (лат. Idiocranium).
Dermophiidae:
Род Гладкоязычные червяги (лат. Schistometopum);
Род Толстокожие червяги (лат. Dermophis);
Род Тигровые червяги (лат. Geotrypetes);
Род Центральноамериканкие червяги (лат. Gymnopis).

Chikilidae:

Род Chikila.

Африканские червяги или иначе короткоголовые червяги (лат. Scolecomorphidae):

Род Scolecomorphus;
Род Короткоголовые червяги (лат. Crotaphatrema).

Отряд хвостатые земноводные

В отряд хвостатых земноводных входит около 300 видов, из которых в СССР обитают только 11 видов, объединяемых в несколько родов. Наиболее крупным из них является род тритонов, в состав которого входит 5 видов, том числе широко распространенные обыкновенный и гребенчатый тритоны.

Тритоны часто встречаются у нас в небольших прудах, например в заполненных водой котлованах, где прежде брали глину для кирпичей, в кюветах обочинам шоссейных дорог и т. п. форме тела тритон до некоторой степени напоминает ящерицу, но ближайший осмотр покажет нам, что перед нами амфибия, и притом еще более приспособленная к жизни в воде, чем лягушка или жаба. Кожа у тритона голая и не может защитить тело от высыхания; ноги короткие и слабые, и по суше тритон переползает очень медленно. Гораздо проворнее передвигается тритон в воде, и здесь органом движения служат ему уже не ноги, а хвост, сжатый с боков и окаймленный плавником, как у головастика. Однако плавая в воде или ползая по дну в поисках добычи (червей и личинок), тритон должен время от времени подниматься на поверхность, чтобы возобновить в легких запас воздуха.

Летом тритоны нередко выбираются из прудов, заползают в мох, под камни, под корни деревьев; в подобных убежищах они остаются и на зиму. При таких передвижениях тритоны могут попасть в другие водоемы и поселиться там, где их прежде не было.

Весной, в период размножения, у самцов тритонов вырастает на спине и хвосте мягкий зубчатый гребень, а окраска становится более пестрой. Однако в этом красивом брачном наряде тритоны остаются недолго, и к лету их гребни уменьшаются и исчезают, а окраска становится более одноцветной, приближаясь к окраске самок.

Огненная саламандра (Salamandra salamandra)

Иначе, чем у лягушек и других бесхвостых амфибий, протекает у тритонов процесс размножения. Приблизившись к самке, самец выделяет семенную жидкость в виде студенистой массы — сперматофор, а самка захватывает этот сперматофор краями отверстия клоаки. Сперматофоры проникают оттуда внутрь клоаки, поступают в семяприемник и остаются в нем до откладки икры. Таким образом, у тритонов наблюдается очень своеобразный способ размножения — характерные брачные игры, за которыми следует внутреннее оплодотворение, но без тесного сближения самца с самкой.

Откладываемые яйца самка приклеивает по одному к различным водным растениям. Личинки напоминают головастиков лягушки, но отличаются более удлиненной формой и имеют только наружные жабры (жаберных щелей у них не образуется). Превращение у них менее сложно, чем у лягушки: конечности остаются малыми и слабыми, плавательный хвост сохраняется, а изменениям подвергаются главным образом органы дыхания (и функционально связанная с ними кровеносная система)

Таким образом, организацию взрослого тритона можно сравнить со строением лягушонка, у которого уже отрастают ноги, но еще не успел исчезнуть хвост. Но лягушонок не останавливается на этой стадии и превращается в более специализированную форму, переходящую к наземной жизни, тогда как тритон сохраняет больше сходства с личинкой и более связан с жизнью в воде.

Сходство с личинкой выражается также в том, что тритон во взрослом состоянии сохраняет способность восстанавливать утраченные органы — у него регенерируют ноги, регенерирует хвост и даже восстанавливается глаз, если только он не был удален целиком.

Обыкновенный тритон буроватого цвета с желто-оранжевым брюхом; у самцов в весеннем брачном наряде гребень сплошной, идущий от головы до конца хвоста. Гребенчатый тритон вдвое крупнее обыкновенного, почти черный с ярко-оранжевой окраской на брюхе; гребень у самцов образуется двумя отдельными выростами — на спине и хвосте. Во взрослом состоянии гребенчатый тритон больше связан с водоемами, чем обыкновенный.

При содержании тритонов в аквариумах необходимо сделать площадку, куда тритоны могли бы выбираться из воды (плавающий кусочек дерева); кормить живыми червями или мотылем; следить, чтобы тритоны не могли выползти по стенкам банки (для этого смазать надводную часть стекла каким-нибудь жиром или прикрыть аквариум сверху).

Голос.

Возможно, бесхвостые были первыми наземными позвоночными, использовавшими для связи между собой звуки (вокализацию). У ныне живущих форм главная функция голоса – обеспечить встречу особей разных полов для размножения. Особенно хорошо развита вокализация у самцов, причем каждому виду свойственны свои характерные «песни». В некоторых районах в разгар сезона размножения могут одновременно громко квакать до восьми разных видов. У большинства самцов глотка снабжена мешками-резонаторами для усиления звука. Ее эластичная кожа во время вокализации растягивается сферическим, колбасовидным или уплощенно-овальным пузырем, иногда двумя – по бокам головы.

Мочеполовая система.

Главная функция почек – выведение из организма воды и азотистых отходов, образующихся при расщеплении белков, в виде мочи. Вода, двуокись углерода и некоторые соли выделяются также через кожу. За день лягушка может образовать количество мочи, равное трети веса ее тела. Мочевой пузырь у сухопутных видов служит запасным хранилищем воды, замедляющим высыхание организма.

Сперма у самцов образуется в семенниках. Оттуда она попадает в семявыносящие каналы, проходящие через почки, а затем – в 2 мочеточника, идущих вдоль наружного края почек и впадающих в клоаку. У некоторых видов задний конец каждого мочеточника расширен в семенной пузырек.

Во время размножения икра у самок разрывает яичники и попадает в воронки яйцеводов. Она продвигается по этим трубкам за счет биения ресничек на их внутренних стенках и по пути покрывается выделяемой последними слизью. У некоторых видов икра может в течение некоторого времени накапливаться в расширенном маточном отделе яйцевода. Из него она попадает в клоаку и через ее отверстие выметывается наружу.

Локомоция.

Умение бесхвостых прыгать хорошо известно, но это не единственный способ их передвижения. Некоторые виды в основном плавают (пиповые и многие настоящие лягушки), другие передвигаются «шагом» (жабы), многие лазают (например, квакши), а иногда даже планируют (веслоногие лягушки). У древесных форм на кончиках пальцев обычно развиты железистые прикрепительные диски. «Летающим лягушкам» из тропиков Старого Света огромные, перепончатые кисти и стопы позволяют скользить по воздуху подобно планерам. У одного из таких видов, Polypedates malabaricus, длина планирующего полета достигает 9–12 м.

По своей способности прыгать бесхвостые сильно различаются. Замечательны в этом смысле крошечные сверчковые квакши (Acris gryllus) из восточной и средней частей США. Особь длиной менее 2,5 см (не считая ног) может за один прыжок преодолеть расстояние в 90 см. В соревнованиях лягушек-прыгунов в округе Калаверас (шт. Калифорния) несколько лет фаворитом была одна лягушка-бык длиной ок. 18 см, преодолевавшая за один прыжок 120–150 см. Африканские полосатая (Rana fasciata) и острорылая (R. oxyrhynchus) лягушки прыгают в длину на 4,2 м.

При плавании движение обеспечивают задние ноги, а передние вытянуты назад по бокам. Обычно гребки совершают обе ноги одновременно, однако они могут работать и поочередно. У водных видов пальцы соединены перепонками. У самцов в период размножения, когда плавательная активность усиливается, эти перепонки могут разрастаться.

Кровеносная система.

Сердце трехкамерное, с двумя предсердиями и одним желудочком. В желудочке обогащенная кислородом кровь, поступающая из легких, смешивается с кровью, оттекающей от остальных частей тела. Однако бесхвостые не зависят полностью от легочного дыхания, и некоторые виды дышат главным образом кожей. В результате к ней и от нее идут крупные кровеносные сосуды. Кровь выталкивается из сердца в артерии и возвращается в него по венам. Клапаны в венах препятствуют обратному току крови. Артериальная система соединяется с венозной множеством мелких сосудов – капилляров, снабжающих ткани питательными веществами и кислородом. Значительная часть крови от задних конечностей по пути к сердцу проходит через воротные вены почек, а затем через почки. Остальная ее часть вместе с кровью от пищеварительного тракта через воротную вену печени поступает в печень, а оттуда идет к сердцу. Воротная вена – это сосуд, соединяющий два капиллярных русла. Как и у других позвоночных, жидкая фракция крови через стенки капилляров просачивается в межклеточные пространства, образуя лимфу. Под кожей бесхвостых находятся крупные лимфатические мешки. В них ток лимфы обеспечивается особыми структурами, т.н. «лимфатическими сердцами». В конце концов лимфа собирается в лимфатические сосуды и возвращается в вены.

Забота о потомстве.

Большинство бесхвостых не заботится о своей икре и личинках. Риск их гибели они компенсируют высокой численностью потомства. Например, лягушка-бык из США и Мексики выметывает до 20 000 икринок и оставляет их без присмотра. Однако у некоторых видов наблюдается родительское поведение, варьирующее от охраны икры и личинок до вынашивания последних внутри тела родителей. В целом – чем теснее связь потомства с родителями, тем меньше образуется икры и личинок.

Самец африканской крапчатой роющей лягушки (Pyxicephalus adspersus) охраняет своих головастиков. Крупные размеры (20–25 см в длину), острые зубы и агрессивность делают это животное свирепым противником, нападающим на крупных животных и даже на людей, приблизившихся к его потомству. Пока головастики все вместе питаются у поверхности воды, отец плавает поблизости или среди них, частично высунув наружу голову. Видимо, ему удается отражать нападения цапель, змей и других животных.

Самец южноамериканского листолаза (Phyllobates subpunctatus) не только охраняет икру, откладываемую на сырую почву, но и переносит вылупившихся личинок в воду. Головастики (иногда до 20 особей) заползают на спину отца, располагаются там двумя рядами, головами друг к другу, и приклеиваются веществом, которое, по-видимому, выделяется кожными железами лягушки. Они могут несколько недель жить на родительской спине, питаясь запасами желтка, пока листолаз на найдет подходящий водоем, где сможет оставить потомство. Чтобы освободиться, головастики должны пробыть в воде примерно 10 мин до размягчения клейкого вещества. Это не дает им потеряться при кратковременном попадании лягушки во влажную растительность или мелкие лужицы, где потомство не смогло бы выжить.

Самец ринодермы Дарвина (Rhinoderma darwinii), южноамериканского вида из семейства Rhinodermidae, вынашивает икру и личинок в своем горловом мешке до тех пор, пока лягушата полностью не сформируются.

Возможно, наиболее известный пример родительской заботы наблюдается у суринамской пипы (Pipa pipa), самка которой вынашивает икру в углублениях на спине, где происходит ее развитие вплоть до окончания метаморфоза.

У сумчатой квакши (Gastrotheca marsupata) икра полностью заключена в мешок на спине у взрослой особи, открывающийся наружу лишь небольшим отверстием сзади. В этой сумке у головастиков развивается пара крупных наружных жабр бокаловидной формы.

У живородящей жабы (Nectophrynoides vivipara) из Восточной Африки молодь рождается полностью сформированной. В одной матке может развиваться более сотни личинок. Видимо, они поддерживают связь с тканями матери через тонкие пронизанные сосудами хвостики, которые служат своего рода пуповинами, позволяющими получать кислород из кровеносной системы самки.

Забота о потомстве достигает крайней степени у двух видов т.н. заботливых лягушек — Rheobatrachus silus и R. vitellinus, обитающих на востоке Австралии. Эти виды, описанные соответственно в 1973 и 1984, – единственные известные животные, вынашивающие свое потомство в желудке. Как показали исследования, головастики избегают переваривания, вырабатывая специальное химическое вещество – простагландин Е₂, что подавляет выделение материнским желудком кислоты.

Через 7–8 недель полностью сформированные лягушата выползают в рот матери, садятся к ней на язык и с него выпрыгивают в окружающий мир.

Зоологи проявляют большой интерес к этому уникальному способу размножения и видят потенциальную возможность разработать на его основе метод контроля кислотности желудочного сока при лечении язвы, но, к сожалению, R. silus в настоящее время практически вымерла. R. vitellinus еще встречается в небольших количествах в природе; по способу выращивания молоди в желудке эта лягушка нсколько отличается от R. silus.

Реакция на температуру и влажность.

Лягушки, как и все животные, кроме птиц и млекопитающих, – холоднокровные, или эктотермные, существа. Это означает, что температура их тела зависит от окружающей среды. Тепло, выделяемое их организмом при окислении пищи (дыхании), быстро теряется. Земноводные не могут регулировать температуру своего тела, как теплокровные (эндотермные) животные, однако они чувствуют ее изменения и избегают экстремальных значений, причем некоторые виды (например, жабы) нормально себя чувствуют лишь в достаточно узком температурном интервале. Хотя некоторые виды активны даже при 4° С, другим для активной жизни требуется намного более высокая температура. Немногие виды могут подолгу переносить жару выше 40° С, а большинство избегает температур выше 35° С. В климатических зонах, где земноводные на зиму впадают в спячку, время выхода из нее определяется главным образом потеплением среды.

Для жизненной активности влажность не менее важна, чем температура. Влага поглощается и теряется земноводными через кожу. Они не пьют в обычном смысле этого слова. Если скорость потери воды выше, чем скорость ее поглощения, они высыхают. В экспериментальных условиях некоторые виды, приспособленные к жизни в засушливых районах, выдерживали потерю воды в количестве, равном 40% массы тела. Формы, проводящие почти все время в воде, гораздо более чувствительные к высыханию. Когда земноводные находятся в воде, в поглощении влаги участвует вся поверхность кожи, на суше же – только те ее участки, которые соприкасаются с влажным грунтом или растительностью. Обсохшая лягушка не способна поглощать влагу из воздуха. У видов, обитающих в среде с низкой влажностью, например в пустыне, кожа может быть утолщенной, что ограничивает потери воды. Исключение составляют участки тела, соприкасающиеся с землей, – нижняя сторона задних конечностей и задний конец брюха. У жаб т.н. «седалищный лоскут» тонкой кожи хорошо заметен: возможно, он действует как промокашка, впитывая влагу, когда животное сидит на влажной почве. Некоторые бесхвостые, живущие в районах с редкими осадками, чутко реагируют на дождь. Например, лопатоноги после грозы могут в течение часа выйти из глубоких подземных убежищ и начать размножаться. Давно замечено, что лягушки квакают перед дождем: возможно, это их реакция на повышение влажности воздуха.

Головастики.

Большинство головастиков выглядит так, как показано на цветных вклейках, но бывают и исключения. Выше уже описана живущая в ручьях личинка с большим ртом, приспособленным для всасывания. У других обитателей ручьев на нижней стороне тела может быть диск, которым они прикрепляются ко дну ручья. Головастики многих узкоротых квакш (семейство Microhylidae) находят пищу в поверхностной пленке воды. Своим зонтовидным ртом они собирают скапливающиеся там микроскопические растения и животных. По ротовому отделу и форме хвоста можно судить о том, в быстрой или стоячей воде живут головастики. В первом случае обычно хорошо развиты хвостовые мышцы, а спинной плавник мелкий; во втором – он высокий, заходящий далеко вперед.

Дыхательная система.

И у головастиков, и у взрослых особей важным органом дыхания служит кожа. Головастики, помимо этого, дышат с помощью жабр, а взрослые бесхвостые земноводные – легкими. У самца африканской волосатой лягушки (Astylosternus robustus) с очень маленькими легкими на боках туловища и бедрах в сезон размножения развиваются тонкие выросты кожи с кровеносными сосудами: это увеличивает ее дыхательную поверхность в тот период, когда животные наиболее активны. У сухопутных видов с утолщенной кожей и слабым кожным дыханием (например, жаб), легкие довольно велики. Их вентиляцию у бесхвостых обеспечивают глотательные горловые движения.