Амфибии, или земноводные, принадлежат к наиболее примитивным из всех существующих ныне наземных позвоночных. Они занимают промежуточное место между водными и сухопутными животными по той причине, что их размножение и развитие протекает в одной среде (водной), а проживание взрослых особей - в другой (на суше). Это необычные и подчас удивительные создания.

В статье представлена информация о происхождении класса Земноводные, общая характеристика класса, строение и систематика.

Предпосылки возникновения

Условия, необходимые для массового освоения суши, сформировались в середине девонского периода, приблизительно 385 миллионов лет назад. Случилось это благодаря установлению теплого и влажного климата, наличию хорошей пищевой базы (фауна из беспозвоночных). Кроме того, в этот период в водоемы на Земле в результате вымывания попадало много органики, а это приводило к окислению кислорода в воде и, следовательно, уменьшению его концентрации. Рыбы приспособились к этому посредством дыхания атмосферным воздухом.

Эволюция: кратко

Прародители современного класса Земноводные, общая характеристика которых приводится далее по тексту, появились в конце девона в пресных водоемах, их называют ихтиостегиды. Они были переходной формой между кистеперыми рыбами и настоящими земноводными.

Переход от водного образа жизни к наземному сопровождался двумя решающими приспособленческими изменениями: передвижение по твердому субстрату и дыхание атмосферным воздухом. Иными словами, постепенно жаберное дыхание сменилось легочным, а плавники преобразовались в пятипалые конечности. Параллельно шла трансформация всех остальных органов: нервной системы и чувств.

В карбоне появилась вторая группа примитивных амфибий - лепоспондилы. Они были более мелкого размера и прекрасно приспособились к жизни в водной среде, а некоторые виды вторично утратили конечности. Современные земноводные оформились только в конце мезозойского периода.

Систематика

Современная систематика разделила амфибий в широком смысле на три подкласса: Лабиринтодонты, Тонкопозвонковые и Беспанцирные. Первые две группы животных вымерли в раннем мезозое и палеозое соответственно. Все современные амфибии, а это более 6700 видов, принадлежат к подклассу Беспанцирные. Он, в свою очередь, разделен на три отряда, появившихся в юрском периоде.

• Бесхвостые. Сейчас представлены 5602 видами, объединенными в 48 семейств. К данному отряду принадлежат все известные лягушки и жабы.
• Безногие или червяги (на фото выше). Самый малочисленный отряд, представленный 190 видами, объединенными в 10 семейств.
• Данный отряд включает саламандр и тритонов, всего около 570 видов (10 семейств).

Класс Земноводные: общая характеристика и особенности строения

Отличительной особенностью земноводных является гладкая и тонкая кожа, которая имеет сравнительно неплохую проницаемость для газов и жидкости. Ее строение обладает чертами характерными для позвоночных животных. Выделяется собственно кожа (кориум) и поверхностный многослойный эпидермис. Она обильно снабжена выделяющими слизь железами. Секрет может быть двух видов: ядовитый и улучшающий газообмен. Роговые образования или окостенения на коже земноводных встречаются редко.

Тело имеет хвост (у хвостатых), туловище и голову (подвижное сочленение), а также пятипалые конечности. Позвоночник делится на четыре отдела: туловищный, крестцовый, хвостовой и шейный. Число позвонков может быть различным: от 7 до 200.

Давая краткую общую характеристику классу земноводных, нельзя не упомянуть про мускулатуру этих позвоночных животных: туловищную и конечностей. Первая сегментирована. Специальные мышцы обеспечивают выполнение сложных движений рычажными конечностями. На голове располагаются рычажные и опускающие мышцы. Например, у огненной саламандры, как и других хвостатых представителей, хорошо развиты хвостовые мышцы.

Дыхательная система

Некоторые сведения о строении дыхательной системы многие наверняка помнят из школьного курса биологии (изучают общую характеристику земноводных в 7 классе).

Основной орган дыхания у амфибий - это легкие. Они имеются у большинства видов, исключение составляют безлегочные саламандры и лягушка калимантанская барбурула. Легкие небольшого объема, имеют вид тонкостенных мешочков, окутанных густой сеточкой кровеносных сосудов. Каждое из них открывается в гортанно-трахейную впадину самостоятельным отверстием. Путем увеличения и уменьшения объема ротоглоточной полости осуществляется дыхание.

Дополнительные органы дыхания - это выстилающая ротоглоточную полость слизистая и кожа. Некоторые водные виды, а также головастики дышат посредством жабр.

Система кровообращения

Безусловно, наибольшее внимание при изучении общей характеристики земноводных в 7 классе школы уделялось кровеносной системе. Изучая различные группы позвоночных животных, прослеживалась ее эволюция от самой примитивной до высокоразвитой, характерной для млекопитающих.

Амфибии имеют замкнутую кровеносную систему с трехкамерным сердцем, смешивание крови происходит в желудочке. Температура тела земноводных зависит от окружающей среды, они принадлежат к хладнокровным животным.

Для кровеносной системы амфибий характерно два круга кровообращения: малый и большой. Появление первого обусловлено «приобретением» дыхания через легкие. Сердце делится на два предсердия и один желудочек. Венозная кровь к легким и коже поступает по кожнолегочной артерии, а артериальная идет к голове по сонной артерии. К остальным частям тела смешанную кровь подводят дуги аорты.

Система пищеварения

Все представители класса земноводных, общая характеристика которого дана в статье, употребляют в пищу только подвижную добычу. Язык располагается на дне ротоглоточной полости. У бесхвостых видов он прикреплён к нижним челюстям. Язык используется для ловли насекомых, он выбрасывается изо рта, и добыча прилипает к его поверхности. Зубы, имеющиеся на челюстях, служат только для удержания пищи.

Секрет слюнных желез, протоки которых открываются в ротоглоточную полость, не содержит пищеварительных ферментов. Пища попадает в двенадцатиперстную кишку через желудок. Именно в нее открыты протоки поджелудочной железы и печени. Тонкий кишечник выходит в прямую кишку, образующую расширение, называемое клоакой.

Выделительная система

Общая характеристика класса земноводных, или амфибий, включает в том числе сведения и о выделительной системе. Она представлена парными почками, отходящими от них и открывающимися в клоаку мочеточниками. Имеется мочевой пузырь в клоаке, именно там скапливается попавшая в нее моча. Весьма специфичен механизм выведения жидкости. Как только мочевой пузырь заполняется его стенки сокращаются и выводят в клоаку концентрированную мочу, которая затем выбрасывается наружу. Такая сложность обусловлена необходимостью амфибий сохранять много влаги. Часть продуктов обмена веществ и большое количество воды выделяется через кожу. Данные особенности организма не позволили полностью перейти земноводным к наземному образу жизни.

Нервная система

Прогрессивная эволюционная черта - это больший вес головного мозга по сравнению с рыбами у всех представителей класса земноводных. Общая характеристика:

• для головного мозга характерно наличие пяти отделов: средний, продолговатый, промежуточный, передний (с двумя полушариями) и слабо развитый мозжечок;
• вес мозга в процентах от общей массы тела составляет 0,29-0,36 у хвостатых земноводных и 0,50-0,73 - у бесхвостых против 0,06-0,44 % у хрящевых рыб;
• от головного мозга у амфибий отходит 10 пар головных нервов;
• довольно хорошее развитие получила симпатическая НС, представленная главным образом двумя, расположенными по бокам от позвоночника нервными стволами;
• спинномозговые нервы образуют хорошо выраженные поясничное и плечевое сплетения.

Органы чувств амфибий

Представленная в школьном курсе общая характеристика земноводных (7 класс, биология) дает поверхностную информацию об органах чувств характерных для них. Орган слуха получил в процессе эволюции новый отдел - среднее ухо. Барабанная перепонка соединена со стремечком (слуховая косточка) и закрывает наружное слуховое отверстие. По обе ее стороны полость среднего уха соединяется при помощи слуховой трубы с ротоглоточной полостью.

Строение глаза приспособлено к жизни в воздушной среде. И хотя зрительный аппарат напоминает рыбий, он все же отличен и не имеет отражательной и серебристой оболочки, серповидного отростка. У высших земноводных есть верхнее и нижнее подвижное веко. Мигательная перепонка характерна для низших амфибий. Она выполняет защитную функцию вместо нижнего века. Форма роговицы - выпуклая, хрусталик в виде двояковыпуклой линзы, диаметр которой варьируется в зависимости от освещения. Многие амфибии имеют цветное зрение.

Кожа у всех представителей класса земноводные, общая характеристика которых представлена по тексту, выполняет функцию осязания, так как содержит многочисленные нервные окончания. У водных видов и головастиков имеется боковая линия.

Парные обонятельные мешки «работают» исключительно в воздушной среде. Они выстелены изнутри обонятельным эпителием и наружу открываются ноздрями, а хоанами - в ротоглоточную полость. В последней также расположены органы вкуса.

Половая система

Давая общую характеристику классу земноводных, размножение и жизненный цикл развития упускать из виду тоже нельзя. Все амфибии являются раздельнополыми животными, а оплодотворение у большинства представителей осуществляется в водной среде. Половые железы парные.

У самок зернистые яичники, заполняющие к весне практически всю полость тела, подвешены на брыжейке. Рядом с ним расположены жировые тела, накапливающие питательные вещества и тем самым обеспечивающие формирование половых продуктов в период зимней спячки. Яйцеводами являются длинные и тонкие мюллеровы каналы. Каждый из них открывается в полость тела. Созревшие яйца путем разрыва стенок яичника попадают в нее и по яйцеводам, постепенно, покрываясь слизистой белковой оболочкой, попадают в клоаку, откуда выводятся наружу.

У самцов имеются парные семенники округлой формы и примыкающие к ним жировые тела. И те и другие крепятся на брыжейке около передних краев почек. От семенников отходят семявыводящие канальцы, открывающиеся в мочеточники, служащие одновременно семяпроводами. Последние выводятся в клоаку.

Жизненный цикл

Жизненный цикл практически всех амфибий имеет четкое разделение на четыре этапа.

Особенно образа жизни амфибий

Алее представляем заключительный блок информации про класс земноводные - общую характеристику и особенности среды обитания, образа жизни.

Преобладающее большинство видов - это обитатели влажных мест, которые чередуют свое пребывание на суше с жизнью в воде. Кроме того, существуют исключительно древесные и водные амфибии. Недостаточно хорошая приспособленность к жизни на суше порождает резкие изменения, связанные со сменой сезонов. Земноводные при неблагоприятных условиях среды впадают в длительную спячку. Они активны только при теплых условиях, большинство видов при -1°С - погибают. Жизненный ритм некоторых видов меняется в течении суток.

Большинство амфибий - обитатели пресных водоемов и лишь малая часть может жить в соленой воде, например, морская жаба (на фото ниже).

В стадии взрослой особи все земноводные - хищники. Их рацион составляют мелкие животные, главным образом беспозвоночные и насекомые, молодь рыб, в исключительных случаях - птенцы водоплавающих птиц и даже мелкие грызуны.

Кожа была покрыта чешуёй, имелась плавательная лопасть на хвосте, остатки жаберной крышки. Однако они уже имели пятипалые конеч-ности, с помощью которых могли периодически вы-ползать на сушу и передвигаться по ней.

Первые земноводные появи-лись на Земле в середине палеозой-ской эры. Это были ихтиостеги . От них произошли стегоцефа-лы — обширная группа древних амфибий, давших начало совре-менным земноводным.

Представители класса Зем-новодные— позвоночные животные , ведущие водно-наземный образ жизни . Предки современных земноводных в про-цессе эволюции первыми вышли на сушу.

В связи с освоением амфибиями новой, наземно-воздушной среды их внешнее и внутреннее строение усложнилось. Конечности современных земноводных состоят из трёх отделов, подвижно соединённых меж-ду собой, что способствует активному передвижению. Дышат амфибии лёгкими и влажной кожей , поэтому обитают они только во влажных местах. У земновод-ных трёхкамерное сердце. Кровеносная система име-ет два круга кровообращения.

В течение длительного исторического развития сформировались современные виды земноводных. Их меньше, чем в других классах позвоночных живот-ных, — примерно 4 тыс.

Кожа

Кожа у земновод-ных голая, богата железами. Железы выделяют мно-го слизи, что уменьшает трение при плавании, а на суше предохраняет тело от высыхания. Кожа играет важную роль при дыхании. Через сеть расположен-ных в ней капилляров происходит насыщение крови кислородом и освобождение от углекислого газа. Ядо-витые кожные железы защищают многих амфибий от хищников.

Язык

У большинства земноводных имеется клейкий язык, служащий для ловли мелких животных (насе-комых, червей, слизней).

Глаза

Глазные яблоки при глотании способствуют проталкиванию пищевого комка в пищевод.

Глаза амфибий защищены от высыхания и загрязнения двумя веками. Поверхность гла-за увлажняется секретом слёз-ной железы. Роговица глаз вы-пуклая (а не плоская, как у рыб), хрусталик в форме двоя-ковыпуклой линзы (а не круг-лый, как у рыб), поэтому зем-новодные видят дальше, чем рыбы.

Скелет

В позвоноч-нике земноводных оформились два новых отдела — шейный и крестцовый. Тем самым обеспечивается подвижное сочленение головы с туловищем.

Передняя конечность состоит из трёх отделов: пле-ча, предплечья и кисти. Задняя — из бедра, голени и стопы. К костям конечностей прикрепляются мощные мышцы, позволяющие амфибиям активно передви-гаться по суше.

Дыхание

В наземных условиях земноводные во взрослом со-стоянии дышат лёгкими (они развиты слабо) и кожей. В воде они полностью переходят на кожное дыхание.

Кровеносная система

Сердце земноводных трёхкамерное, состоит из желудочка и двух предсердий. Кровь движет-ся по двум кругам кровообращения: малому и большому. По малому кругу кровь течёт от желудочка к лёгким, где обогащается кислородом и возвращается в ле-вое предсердие, а оттуда в желудочек. По большому кру-гу кровь из желудочка доставляет кислород и питатель-ные вещества ко всем органам животного, а от них забирает углекислый газ и продукты обмена. Затем кровь поступает в правое предсердие, а затем переходит в желудочек. Таким образом, у земноводных кровь в серд-це смешанная.

Обмен веществ

В связи со слабым развитием лёгких и движени-ем смешанной крови по организму уровень обмена веществ у земноводных невысокий. Поэтому они — холоднокровные животные. Температура их тела со-ответствует температуре окружающей среды. В усло-виях похолодания активность амфибий снижается, и они впадают в оцепенение. Зимуют земноводные в укрытиях на суше или в мелководных водоёмах.

Нервная система и органы чувств

Усложняются у земноводных нервная система и органы чувств. В головном мозге хорошо развит пе-редний мозг.

Орган слуха способен воспри-нимать звуки в воздушной среде. У амфибий формируется среднее ухо с барабанной перепонкой и слуховой косточкой, которые уси-ливают звуковые колебания.

Все земноводные раздельнополы. Оплодотворение чаще наружное. Самки вымётывают в воду икру, похожую на икру рыб, которую самец поливает молоками. Че-рез некоторое время из икры вылупляются личинки — головастики, имеющие много общих черт с личинками рыб. В течение не-скольких месяцев головастики проходят стадии ин-дивидуального развития и превращаются во взро-слых земноводных.

Средибесхвостых амфибий есть виды с прямым разви-тием. Это антильские и карибские листовые лягушки. Они отклады-вают икру на землю во влажные места. Уже в икринке зародыш больше похож на лягушонка, чем на головастика. Рождаются они вполне сформированными.

Самая многочислен-ная группа земноводных — представители отряда Бесхвостые. Часть из них постоянно живёт вблизи во-доёмов (озёрная, прудовая, чернопятнистая лягушки). Другие могут уходить от воды на большие расстоя-ния (остромордая, травяная лягушки, жабы) или жить на деревьях (квакши) .

Лягушка — наиболее типичный представитель амфибий — объект многих лабо-раторных опытов, за что ей на территории университета Сор-бонна (Париж) поставлен па-мятник. Ещё один памятник ля-гушке находится в Токио. Материал с сайта

Большинство представителей отряда Безногие (чер-вяги ) обитают во влажной почве на глубине до 60 см. К отряду Хвостатые относят саламандр, тритонов, протей, сирен .

Земноводные за-нимают заметное место в цепях питания как водных, так и наземных экосистем . Питаются амфибии насе-комыми и их личинками, а также пауками, моллюс-ками и мальками рыб. Среди насекомых , которыми питаются лягушки и жабы, большое количество вре-дителей сельского и лесного хозяйства. Одна лягуш-ка за лето может съесть более тысячи вредных насе-комых. Земноводными питаются многие рыбы,

К земноводным относится немногочисленная группа наиболее примитивных наземных позвоночных животных. Насчитывает около 2,5 тыс. видов.

По сравнению с рыбами земноводные обладают следующими отличительными особенностями.

У земноводных появились шейный и крестцовый отделы позвоночника.

В связи с переходом к жизни на суше у них сформировались две пары пятипалых конечностей.

Головной мозг состоит из ствола и двух полушарий. Органы зрения, слуха и обоняния приспособлены к наземному образу жизни. У земноводных возник второй – легочный круг кровообращения и трехкамерное сердце, состоящее из двух предсердий и одного желудочка, в котором находится частично смешанная кровь.

Скелет разделен на отчетливо выраженные отделы.

С рыбами земноводных сближает наружное оплодотворение, размножение икринками, сходство личинки с мальком рыбы.

Классификация амфибий : отряд Хвостатые (саламандры, тритоны); отряд Бесхвостые (лягушки, жабы); отряд Безногие (тропические червяги).

Амфибии обитают в воде и на суше. Тело короткое, разделено на голову, туловище, конечности. Покрыто голой, слизистой кожей. Слизь необходима для кожного газообмена, т.к. растворяет кислород (65% кислорода проникает через кожу). Развиваются в воде.

Скелет , состоит из скелета головы, скелета туловища, поясов конечностей и свободных конечностей.

Пояс передних конечностей состоит из парных лопаток, ключиц, вороньих костей и одной грудины.

Скелет передней конечности состоит из плеча, двух костей предплечья (локтевой и лучевой) и кисти (запястье, пясть, фаланги пальцев).

Пояс задних конечностей образован тремя парными костями таза и крестцовым позвонком.

Скелет задних конечностей включает бедро, 2 кости голени (большую и малую берцовые) и стопу.

Мышечная система хорошо развита, особенно на конечностях. Мышцы дифференцированы. В теле амфибий насчитывают до 350 мышц.

Пищеварительная система представлена пищеварительным трактом и железами. В ротоглоточную полость открываются протоки пары слюнных желез, хоаны, отверстия евстахиевых труб (среднего уха). В ней же находится язык, прикрепляющийся передним концом к нижней челюсти. Пищевод короткий. Кишечник разделен на тонкий и толстый. Печень и поджелудочная железы хорошо развиты. Есть желчный пузырь. Толстый кишечник заканчивается клоакой.

Дыхание кожно-легочное. У личинок жаберное. Трахеи и бронхов нет. Дыхательная поверхность легких небольшая.

Кровеносная система замкнутая. Сердце трехкамерное. Два круга кровообращения – большой и малый. Правое предсердие заполнено венозной кровью, левое – артериальной. В желудочке находится частично смешанная кровь.

Нервная система образована головным и спинным мозгом, периферическими нервами. В головном мозге особенно развит передний отдел. Мозжечок и средний мозг развиты относительно слабо, т.к. амфибии малоподвижны, их движения однообразны. Органы чувств приспособлены к наземному образу жизни. Глаза снабжены подвижными веками и мигательной перепонкой (третьим веком). Амфибии видят дальше рыб, т. к. хрусталик имеет форму линзы, что улучшает аккомодацию.

В органах слуха появляется среднее ухо, отграниченное от внешней среды барабанной перепонкой. В среднем ухе одна слуховая косточка.

Органы обоняния представлены слизистыми обонятельными капсулами, связанными с ноздрями.

Выделительная система представлена парой первичных туловищных почек, на поверхности которых лежат надпочечники. Мочеточники впадают в клоаку. Сюда же у высших амфибий открывается мочевой пузырь. Моча выводится в клоаку, а затем наружу. С мочой выводится основной продукт белкового обмена – мочевина и остальные продукты.

Размножение и развитие земноводных происходит в воде. Семенники и яичники парные. Оплодотворение, чаще всего, наружное. Развитие с метаморфозом.

Значение земноводных в природе и жизни человека. Земноводные являются важным компонентом водных и наземных биоценозов; регулируют численность насекомых; служат пищей многим животным, в том числе и человеку; используются в научных целях.

Класс Земноводные = Амфибии.

Первые наземные позвоночные, еще сохранившие связь с водной средой. Класс насчитывает 3900 видов и включает 3 отряда: хвостатые (саламандры, тритоны), безногие (тропические червяги) и бесхвостые (жабы, квакши, лягушки, и др.).

Вторично-водные животные. Поскольку в яйце отсутствует амниотическая полость (вместе с круглоротыми и рыбами амфибии относятся к анамниям), они размножаются в воде, где проходят начальные этапы их развития. На разных стадиях жизненного цикла земноводные ведут наземный или полуводный образ жизни, распространены практически повсеместно, преимущественно в районах с высокой влажностью по берегам пресных водоемов и на сырых почвах. Среди земноводных нет форм, которые могли бы жить в соленой морской воде. Характерны различные способы передвижения: известны виды, совершающие довольно длинные прыжки, передвигающиеся шагом или «ползающие», лишенные конечностей (червяги).

Основные признаки земноводных.

Амфибии сохранили многие черты своих чисто водных предков, но наряду с этим приобрели и ряд признаков, свойственных настоящим наземным позвоночным.

Для хвостатых и бесхвостых характерно личиночное развитие с жаберным дыханием в пресной воде (головастики лягушки) и их метаморфоз во взрослую особь, дышащую легкими. У безногих по вылуплении личинка принимает вид взрослого животного.

Кровеносная система характеризуется двумя кругами кровообращения. Сердце трехкамерное. Имеет один желудочек и два предсердия.

Обособляются шейный и крестцовый отделы позвоночника, имеющие по одному позвонку.

Для взрослых земноводных характерны парные конечности с шарнирными суставами. Конечности пятипалые.

Череп двумя затылочными мыщелками подвижно сочленяется с шейным позвонком.

Тазовый пояс плотно причленяется к поперечным отросткам крестцового позвонка.

Глаза имеют подвижные веки и мигательные перепонки для предохранения глаз от засорения и высыхания. За счет выпуклой роговицы и уплощенного хрусталика улучшается аккомодация.

Передний мозг увеличивается и разделяется на два полушария. Средний мозг и мозжечок развиты незначительно. От головного мозга отходит 10 пар черепно – мозговых нервов.

Кожа голая, т.е. лишена каких – либо роговых или костных образований, проницаема для воды и газов. Поэтому она всегда влажная – кислород сначала растворяется в жидкости, покрывающей кожу, после чего диффундирует в кровь. То же самое происходит с углекислым газом, но в обратном направлении.

Почки, как у рыб, первичные = мезонефрические.

Для улавливания звуковых волн воздушной среды появляется барабанная перепонка, за ней - среднее ухо (барабанная полость), в котором располагается слуховая косточка – стремя, которая проводит колебания к внутреннему уху. Евстахиевой трубой полость среднего уха сообщается с ротовой полостью. Появляются хоаны – внутренние ноздри, носовые ходы становятся сквозными.

Температура тела непостоянная (пойкилотермия) зависит от температуры окружающей среды и лишь слегка превышает последнюю.

Ароморфозы:

Появились легкие и легочное дыхание.

Усложнилась кровеносная система, развился легочный круг кровообращения, т.е. у амфибий два круга кровообращения – большой и малый. Сердце трехкамерное.

Сформировались парные пятипалые конечности, представляющие собой систему рычагов с шарнирными суставами и предназначенные для передвижения по суше.

Образовался шейный отдел в позвоночнике, обеспечивающий движение головы, и крестцовый отдел – место прикрепления тазового пояса.

Появились среднее ухо, веки, хоаны.

Дифференцировка мышц.

Прогрессивное развитие нервной системы.

Филогения.

Земноводные произошли от древних кистеперых рыб в девонском периоде палеозойской эры примерно 350 млн. лет назад. Первые земноводные – ихтиостеги – по внешнему виду напоминали современных хвостатых амфибий. В их строении были черты, свойственные рыбам, в том числе рудименты жаберной крышки и органы боковой линии.

Покров. Двухслойный. Эпидермис многослойный, кориум – тонкий, но обильно снабжен капиллярами. У земноводных сохранилась способность вырабатывать слизь, но не отдельными клетками, как у большинства рыб, а оформленными слизистыми железами альвеолярного типа. Кроме того, у амфибий часто имеются зернистые железы с ядовитым секретом разной степени токсичности. Цвет кожи амфибий зависит от особых клеток – хроматофоров. К их числу принадлежат меланофоры, липофоры и иридоциты.

Под кожей у лягушек имеются обширные лимфатические лакуны – резервуары, заполненные тканевой жидкостью и позволяющие при неблагоприятных условиях накапливать запас воды.

Скелет подразделяется на осевой и добавочный, как у всех позвоночных. Позвоночный столб более дифференцирован на отделы, чем у рыб и состоит из четырех отделов: шейного, туловищного, крестцового и хвостового. Шейный и крестцовый отделы имеют по одному позвонку. Туловищных позвонков у бесхвостых обычно семь, а все хвостовые позвонки (примерно 12) сливаются в единую косточку – уростиль. У хвостатых 13 – 62 туловищных и 22 – 36 хвостовых позвонков; у безногих общее число позвонков доходит до 200 – 300. Наличие шейного позвонка важно, т.к. в отличие от рыб, земноводные не могут так быстро разворачивать свое тело, а шейный позвонок делает голову подвижной, но с малой амплитудой. Амфибии не могут поворачивать голову, но могут ее наклонять.

Позвонки у разных амфибий могут различаться по своему типу. У безногих и низших хвостатых позвонки амфицельные, с сохранившейся хордой, как у рыб. У высших хвостатых позвонки опистоцельные, т.е. спереди тела выгнуты, а сзади вогнуты. У бесхвостых, наоборот, передняя поверхность тел позвонков вогнута, а задняя выгнута. Такие позвонки называются процельными. Наличие сочленовных поверхностей и сочленовных отростков обеспечивает не только прочное соединение позвонков, но и делает осевой скелет подвижным, что важно для передвижения хвостатых амфибий в воде без участия конечностей, за счет боковых изгибов тела. Кроме того, возможны вертикальные движения.

Череп амфибий представляет собой как бы видоизмененный череп костистой рыбы, приспособленный к наземному существованию. Мозговой череп пожизненно сохраняется преимущественно хрящевым. Затылочная область черепа содержит только две боковые затылочные кости, которые несут по сочленовному мыщелку, с помощью которых череп крепится к позвонкам. Висцеральный череп амфибий претерпевает наибольшие преобразования: возникают вторичные верхние челюсти; образованные межчелюстными (предчелюстными) и верхнечелюстными костями. Редукция жаберного дыхания привела к радикальному изменению подъязычной дуги. Подъязычная дуга преобразуется в элемент слухового аппарата и подъязычную пластинку. В отличие от рыб, висцеральный череп амфибий непосредственно прирастает небно-квадратным хрящом ко дну мозгового черепа. Такой тип прямого соединения компонентов черепа без участия элементов подъязычной дуги называется аутостилией. Элементы жаберной крышки у амфибий отсутствуют.

Добавочный скелет включает в себя кости поясов и свободных конечностей. Как и у рыб, кости плечевого пояса амфибий находятся в толще мышц, которые связывают их с осевым скелетом, но сам пояс не связан с осевым скелетом непосредственно. Пояс обеспечивает опору для свободной конечности.

Всем наземным животным постоянно приходится преодолевать силу тяжести, чего не нужно делать рыбам. Свободная конечность служит опорой, позволяет приподнять тело над поверхностью и обеспечивает перемещение. Свободные конечности состоят из трех отделов: проксимального (одна кость), промежуточного (две кости) и дистального (относительно большое число костей). У представителей разных классов наземных позвоночных встречаются особенности строения той или иной свободной конечности, но все они носят вторичный характер.

У всех амфибий проксимальный отдел свободной передней конечности представлен плечевой костью, промежуточный – локтевой и лучевой костями у хвостатых и единой костью предплечья (она образована в результате сращения локтевой и лучевой кости) у бесхвостых. Дистальный отдел образован запястью, пястью и фалангами пальцев.

Пояс задних конечностей сочленяется непосредственно с осевым скелетом, с его крестцовым отделом. Надежное и жесткое соединение тазового пояса с позвоночным столбом обеспечивает работу задних конечностей, которые более важны для перемещения амфибий.

Мышечная система отличается от мышечной системы рыб. Туловищная мускулатура сохраняет метамерное строение только у безногих. У хвостатых метамерия сегментов нарушается, а у бесхвостых амфибий начинают обособляться участки мышечных сегментов, дифференцируясь в лентовидные мышцы. Резко возрастает масса мускулатуры конечностей. У рыб движения плавников обеспечиваются главным образом мышцами, расположенными на туловище, тогда как пятипалая конечность двигается за счет мышц, расположенной в ней самой. Появляется сложная система мускулов – антагонистов – мышц сгибателей и разгибателей. Сегментированная мускулатура имеется только в области позвоночного столба. Усложняется и специализируется мускулатура ротовой полости (жевательная, языка, дна ротовой полости), не только участвующая в захвате и проглатывании пищи, но и обеспечивающая вентиляцию ротовой полости и легких.

Полость тела – целом. У земноводных в связи с исчезновением жабр изменилось относительное положение перикардиальной полости. Ее вытолкнуло на дно грудной клетки в зону, прикрывающуюся грудиной (или коракоидом). Над ней в паре целомических каналов лежат легкие. Полости, вмещающие сердце и легкие. Разделяет плеврокардиальная перепонка. Полость, в которой располагаются легкие, сообщается с главным целомом.

Нервная система. Головной мозг ихтиопсидного типа, т.е. главным интегрирующим центром является средний мозг, но мозг амфибий имеет ряд прогрессивных изменений. Мозг амфибий имеет пять отделов и отличается от мозга рыб, главным образом, большим развитием переднего мозга, полным разделением его полушарий. Кроме того, нервное вещество уже выстилает кроме дна боковых желудочков также бока и крышу, образуя мозговой свод – архипаллиум. Развитие архипаллиума, сопровождающееся усилением связей с промежуточным и особенно средним мозгом, приводит к тому, что ассоциативная деятельность, регулирующая поведение, осуществляется у земноводных не только продолговатым и средним мозгом, но и полушариями переднего мозга. Удлиненные полушария спереди имеют общую обонятельную долю, от которой берут начало два обонятельных нерва. Позади переднего мозга находится промежуточный мозг. На его крыше располагается эпифиз. На нижней стороне мозга имеется перекрест зрительных нервов (хиазма). От дна промежуточного мозга отходит воронка и гипофиз (нижняя мозговая железа).

Средний мозг представлен в виде двух круглых зрительных долей. Сзади зрительных долей лежит слаборазвитый мозжечок. Сразу же за ним расположен продолговатый мозг с ромбовидной ямкой (четвертый желудочек). Продолговатый мозг постепенно переходит в спинной мозг.

У земноводных от головного мозга отходит 10 пар головных нервов. Одиннадцатая пара не развита, а двенадцатая отходит за пределами черепа.

Настоящих спинномозговых нервов у лягушки 10 пар. Три передние принимают участие в образовании плечевого сплетения, иннервирующего передние конечности, а четыре задние пары – в образовании пояснично-крестцового сплетения, иннервирующего задние конечности.

Органы чувств обеспечивают ориентировку земноводных в воде и на суше.

Органы боковой линии есть у всех личинок и у взрослых с водным образом жизни. Представлены скоплением чувствительных клеток с подходящими к ним нервами, которые разбросаны по всему телу. Чувствительные клетки воспринимают температурные, болевые, тактильные ощущения, а также изменение влажности и химического состава окружающей среды.

Органы обоняния. У амфибий с каждой стороны головы имеется небольшая наружная ноздря, которая ведет в удлиненный мешок, заканчивающийся внутренней ноздрей (хоаной). Хоаны открываются в передней части крыши ротовой полости. Спереди от хоан слева и справа имеется по мешку, которые открываются в носовую полость. Это т.н. вомероназальный орган. В нем большое количество сенсорных клеток. Его функция состоит в получении обонятельной информации о пище.

Органы зрения имеют строение, характерное для наземного позвоночного. Это выражается в выпуклой форме роговицы, хрусталике в виде двояковыпуклой линзы, в подвижных веках, защищающих глаза от высыхания. Но аккомодация, как и у рыб, достигается перемещением хрусталика путем сокращения ресничной мышцы. Мышца располагается в кольцевом валике, окружающем хрусталик, и при ее сокращение хрусталик лягушки несколько выдвигается вперед.

Орган слуха устроен по наземному типу. Появляется второй отдел – среднее ухо, в котором помещается впервые появляющаяся у позвоночных слуховая косточка – стремя. Барабанная полость соединена с глоточной областью евстахиевой трубой.

Поведение земноводных весьма примитивно, условные рефлексы вырабатываются медленно, а угасают быстро. Двигательная специализация рефлексов очень мала, поэтому лягушка не может сформировать защитный рефлекс отдергивания одной лапки, и при раздражении одной конечности она дергает обеими лапками.

Пищеварительная система начинается ротовой щелью, ведущей в ротоглоточную полость. В ней располагается мускулистый язык. В нее открываются протоки слюнных желез. Язык и слюнные железы впервые появляются у амфибий. Железы служат только для смачивания пищевого комка и в химической обработке пищи не участвуют. На межчелюстных, верхнечелюстных костях, сошнике располагаются простые конические зубы, которые основанием прикрепляются к кости. Пищеварительная трубка дифференцируется на ротоглоточную полость, короткий пищевод, выполняющий функцию проведения пищи в желудок, и объемистый желудок. Пилорическая его часть переходит в двенадцатиперстную кишку – начало тонкого кишечника. В петле между желудком и двенадцатиперстной кишкой лежит поджелудочная железа. Тонкая кишка плавно переходит в толстую кишку, которая заканчивается выраженной прямой кишкой, открывающейся в клоаку.

Пищеварительными железами являются печень с желчным пузырем и поджелудочная железа. Протоки печени вместе с протоком желчного пузыря открываются в двенадцатиперстную кишку. Протоки поджелудочной железы впадают в проток желчного пузыря, т.е. самостоятельного сообщения с кишечником эта железа не имеет.

Т.о. пищеварительная система амфибий отличается от аналогичной системы рыб большей длиной пищеварительного тракта, конечный отдел толстой кишки открывается в клоаку.

Кровеносная система замкнутая. Два круга кровообращения. Сердце трехкамерное. Кроме того, в сердце имеется венозный синус, сообщающийся с правым предсердием, а с правой стороны желудочка отходит артериальный конус. От него отходят три пары сосудов, гомологичных жаберным артериям рыб. Каждый сосуд начинается самостоятельным отверстием. Все три сосуда левой и правой стороны идут вначале общим артериальным стволом, окруженным общей оболочкой, а затем разветвляются.

Сосуды первой пары (считая от головы), гомологичные сосудам первой пары жаберных артерий рыб, называются сонными артериями, которые несут кровь к голове. По сосудам второй пары (гомологичным второй паре жаберных артерий рыб) – дугам аорты – кровь направляется к задней части тела. От дуг аорты отходят подключичные артерии, несущие кровь к передним конечностям.

По сосудам третьей пары, гомологичным четвертой паре жаберных артерий рыб – легочным артериям – кровь направляется в легкие. От каждой легочной артерии отходит крупная кожная артерия, по которой кровь направляется в кожу для окисления.

Венозная кровь от переднего конца тела собирается по двум парам яремных вен. Последняя, сливаясь с кожными венами, уже принявшими в себя подключичные вены, образует две передние полые вены. Они несут в венозный синус смешанную кровь, поскольку по кожным венам движется артериальная кровь.

У личинок земноводных один круг кровообращения, их кровеносная система подобна кровеносной системе рыб.

У амфибий появляется новый орган кровообращения – красный костный мозг трубчатых костей. Эритроциты крупные, ядерные, лейкоциты неодинаковы по внешнему виду. Есть лимфоциты.

Лимфатическая система. Кроме лимфатических мешков, расположенных под кожей, имеются лимфатические сосуды и сердца. Одна пара лимфатических сердец помещается около третьего позвонка, другая – вблизи клоачного отверстия. Селезенка, имеющая вид небольшого круглого тела красного цвета, располагается на брюшине вблизи начала прямой кишки.

Дыхательная система. Принципиально отличается от дыхательной системы рыб. У взрослых особей органами дыхания являются легкие и кожа. Дыхательные пути в связи с отсутствием шейного отдела короткие. Представлены носовой и ротоглоточной полостями, а также гортанью. Гортань открывается непосредственно в легкие двумя отверстиями. Вследствие редукции ребер легкие наполняются посредством заглатывания воздуха – по принципу нагнетательного насоса.

Анатомически дыхательная система амфибий включает в себя ротоглоточную полость (верхние воздухоносные пути) и гортанно – трахеальную полость (нижние пути), которая непосредственно переходит в мешковидные легкие. Легкое в процессе эмбрионального развития образуются как слепой вырост переднего (глоточного) отдела пищеварительной трубки, поэтому и во взрослом состоянии остается связанным с глоткой.

Т.о. дыхательная система у наземных позвоночных анатомически и функционально подразделяется на два отдела – систему воздухоносных путей и респираторный отдел. Воздухоносные пути осуществляют двусторонний транспорт воздуха, но не участвуют в самом газообмене, респираторный отдел осуществляет газообмен между внутренней средой организма (кровью) и атмосферным воздухом. Газообмен происходит через поверхностную жидкость и идет пассивно в соответствии с градиентом концентрации.

Система жаберных крышек становится ненужной, поэтому жаберный аппарат у всех наземных животных частично видоизменяется, его скелетные структуры частично входят в состав скелета (хрящей) гортани. Вентиляция легких осуществляется за счет принудительных движений специальной соматической мускулатуры в процессе дыхательного акта.

Выделительная система, как и у рыб, представлена первичными, или туловищными почками. Это компактные тела красновато – коричневого цвета, лежащие по бокам позвоночника, а не лентовидные, как у рыб. От каждой почки тянется к клоаке тонкий вольфов канал. У самок лягушек он служит только мочеточником, а у самцов и мочеточником и семяпроводом. В клоаку вольфовы каналы открываются самостоятельными отверстиями. Также отдельно открывается в клоаку и мочевой пузырь. Окончательным продуктом азотистого обмена у амфибий является мочевина. У водных личинок амфибий основным продуктом азотистого обмена является аммиак, который в виде раствора выводится через жабры и кожу.

Амфибии – гиперосмотические животные по отношению к пресной воде. Вследствие этого вода постоянно поступает в организм через кожу, которая не имеет механизмов, препятствующих этому, как у других наземных позвоночных. Морская вода гиперосмотична по отношению к осмотическому давлению в тканях земноводных, при помещении их в такую среду вода через кожу будет уходить из организма. Вот почему земноводные не могут жить в морской воде и погибают в ней от обезвоживания.

Половая система. У самцов органы размножения представлены парой округлых беловатых семенников, прилегающих к брюшной поверхности почек. От семенников к почкам тянутся тонкие семявыводящие канальцы. Половые продукты из семенника через эти канальцы направляются в тела почек, далее в вольфовы каналы и по ним в клоаку. Перед впадением в клоаку вольфовы каналы образуют небольшое расширение – семенные пузырьки, служащие для временного депонирования спермы.

Органы размножения самок представлены парными яичниками зернистого строения. Сверху над ними располагаются жировые тела. В них накапливаются питательные вещества, обеспечивающие формирование половых продуктов во время зимней спячки. В боковых частях полости тела расположены сильно извитые светлые яйцеводы, или мюллеровы каналы. Каждый яйцевод в полость тела в области сердца открывается воронкой; нижняя маточная часть яйцеводов резко расширена и открывается в клоаку. Созревшие яйца через разрыв стенок яичника выпадают в полость тела, затем захватываются воронками яйцеводов и по ним перемещаются в клоаку.

Вольфовы каналы у самок выполняют только функции мочеточников.

У бесхвостых земноводных оплодотворение наружное. Икринка сразу же орошаются семенной жидкостью.

Наружные половые признаки самцов:

У самцов на внутреннем пальце передних конечностей имеется половая бородавка, которая достигает особенного развития ко времени размножения и помогает самцам удерживать самок при оплодотворении икры.

Самцы обычно меньше самок.

Развитие земноводных сопровождается метаморфозом. Яйца содержат относительно немного желтка (мезолецитальные яйца), поэтому происходит радиальное дробление. Из яйца выходит личинка – головастик, которая по своей организации значительно ближе к рыбам, чем к взрослым амфибиям. Он имеет характерную рыбообразную форму - длинный хвост, окруженный хорошо развитой плавательной перепонкой, по бокам головы у него есть две – три пары наружных перистых жабр, парные конечности отсутствуют; имеются органы боковой линии, функционирующей почкой является пронефрос (предпочка). Вскоре наружные жабры исчезают, а взамен их развиваются три пары жаберных щелей с их жаберными лепесточками. В это время сходством головастика с рыбой является также двухкамерное сердце, один круг кровообращения. Затем путем выпячивания из брюшной стенки пищевода развиваются парные легкие. На этой стадии развития артериальная система головастика чрезвычайно похожа на артериальную систему кистеперых и двоякодышащих рыб, и все отличие сводится к тому, что благодаря отсутствию четвертой жабры четвертая приносящая жаберная артерия без перерыва переходит в легочную артерию. Еще позже жабры редуцируются. Впереди жаберных щелей с каждой стороны образуется складка кожи, которая, постепенно разрастаясь назад, затягивает эти щели. Головастик переходи всецело на легочное дыхание и заглатывает ртом воздух. В дальнейшем у головастика формируется парные конечности – сперва передние, потом задние. Однако передние находятся дольше скрытыми под кожей. Хвост и кишечник начинают укорачиваться, появляется мезонефрос, личинка постепенно переходит от растительной пищи к животной и превращается в молодую лягушку.

В ходе развития личинки у нее перестраиваются внутренние системы: дыхательная, кровеносная, выделительная, пищеварительная. Метаморфоз завершается формированием миниатюрной копии взрослой особи.

Для амбистом характерная неотения, т.е. у них размножаются личинки, которых длительное время принимали за самостоятельный вид, поэтому у них есть свое название – аксолотль. Такая личинка крупнее взрослой особи. Другой интересной группой являются протеи, постоянно живущие в воде, которые в течение всей жизни сохраняют наружные жабры, т.е. признаки личинки.

Метаморфоз головастика в лягушку представляет огромный теоретический интерес, т.к. не только доказывает, что земноводные произошли от рыбообразных существ, но дает возможность в подробностях восстановить эволюцию отдельных систем органов, в частности систем кровообращения и дыхания, при переходе водных животных в наземные.

Значение земноводных состоит в том, что они поедают многих вредных беспозвоночных и сами служат пищей другим организмам в цепях питания.

Земноводными считаются особи, относящиеся к классу позвоночных хладнокровных животных. Амфибии являются четвероногими и включают в себя саламандр, тритонов, червяг, жаб и лягушек. Данный класс считается достаточно небольшим, поскольку общее количество земноводных едва ли достигает 6000 тысяч.

Всем земноводным присуща тонкая и гладкая кожа, богатая железами, которые выделяют слизь. Зачастую эта жидкость является ядовитой; благодаря слизи кожный покров всегда остается влажным. С помощью тканей осуществляется газообмен. Крайне редко встречаются роговые покрытия или чешуйки.

Важнейшими особенностями земноводных являются их органы дыхания, позволяющие существам обитать как на суше, так и в воде. Они представлены, как правило, легкими либо жабрами. Большинство видов амфибий обладает маленькими легкими, которые представляют собой тонкостенные мешки, оплетенные сеткой капилляров и сосудов кровеносных. Жабрами наделены, в основном, головастики и другие создания, которым только предстоит пройти метаморфозу.

Кровеносная система у земноводных замкнутая, а сердце состоит из трех камер, где кровь смешивается в желудочке. На температуру тела животных влияет температура воздуха.

Если говорить об органах пищеварения, стоит отметить следующее: все амфибии питаются исключительно подвижной добычей. Зубы особям нужны лишь для удержания пищи. Сама же добыча переваривается непосредственно в желудке и кишке.

Органы выделения этих животных представлены почками, мочеточниками, клоакой и мочевым пузырем. Сам процесс - довольно сложный, что объясняется поддержанием высокого уровня влажности в организме. Основное количество продуктов обмена и влаги выделяется посредством кожи. В связи с этими особенностями амфибии не могут существовать исключительно на суше.

Нервная система земноводных хорошо развита, а органы чувств адаптированы к функционированию на суше. Глаза этих особей имеют сходство с рыбьими органами зрения, но амфибии лишены серебристой отражательной оболочки. Верхними и нижними подвижными веками наделены земноводные. Общая характеристика органов зрения позволяет нам узнать о том, что слезные железы у животного этого класса отсутствуют. Зато имеются гардеровы железы, которые не позволяют роговице пересыхать.

Обоняние появляется у животных с выходом на сушу; оно представлено двумя специальными мешками. Органы слуха выражены средним ухом, барабанной перепонкой и стремечком.

Земноводные являются раздельнополыми особями, которым свойственно наружное оплодотворение. Однако у отдельных видов встречаются случаи живорождения.

Похожие статьи