слезные железы у земноводных или рыб

Класс земноводных

Общая биологическая характеристика

Для познания эволюции наземных позвоночных биология земноводных дает в руки учащихся богатейший фактический материал, объясняющий ход исторического развития этого класса.

В онтогенезе амфибий (хвостатых и бесхвостых) отчетливо видны на ранних стадиях развития черты, свойственные рыбам, т. е, позвоночным того класса, от которого произошел класс земноводных. Замечательное сходство головастика с рыбой, наличие у него жабр (сначала наружных, а затем внутренних с жаберными щелями) и органов боковой линии необходимо показать учащимся в натуре, что вполне возможно осуществить, если организовать в уголке живой природы наблюдение за развитием икры различных видов земноводных. Способ размножения амфибий остался тот же, что и у рыб: яйца в виде икры земноводные откладывают в воду, где происходит наружное оплодотворение. Так же как и у рыб, яйца земноводных покрыты незначительным слоем слизи, которая может предохранить их от высыхания лишь на короткое время, поэтому для последующего развития они требуют наличия воды. Надо обратить внимание учащихся, что водная среда для земноводных продолжает оставаться необходимым условием существования на первых этапах их жизненного цикла, а для некоторых видов и в течение всей жизни (например, для азиатских видов тритонов).

В конце концов образуются молодые животные, повторяющие черты своих родителей, т. е. взрослых особей тех именно видов хвостатых или бесхвостых амфибий, к которым они принадлежат.

Распространение амфибий по земной поверхности ограничено в основном двумя факторами внешней среды- влажностью и температурой. От сочетания этих факторов зависит численность тех или иных видов земноводных в различных климатических поясах, их образ жизни, суточная и сезонная цикличность.

Земноводные второго экологического типа существенно отличаются от амфибий первого тем, что у них приспособление к наземному существованию пошло по пути отрыва от водоема. Это повысило ограничивающую роль фактора влажности и определило ряд морфолого-физио-логических особенностей сухопутных амфибий. Прежде всего влияние условий жизни вдали от водоемов отразилось на более сильном развитии легочного дыхания за счет снижения дыхательной функции кожи и привело к более или менее выраженному ее ороговению, которое уменьшило степень потери влаги через испарение. Однако потеря возможности в любой момент погружаться в воду для пополнения влаги поставила сухопутных земноводных в зависимость прежде всего от влажности атмосферы. Дневная сухость воздуха вынуждает их прятаться в укромные сырые места и впадать в оцепенение. Только в дождливые или пасмурные теплые дни наблюдается оживление сухопутных амфибий (например, жаб, травяных лягушек и других) и выход их на поверхность земли. Ночью, несмотря на понижение температуры воздуха, сухопутные амфибии активизируются и начинают охотиться на свою добычу, так как повышается влажность атмосферы, при которой устраняется опасность высыхания тела. Таким образом, ночной образ жизни стал для них необходимым условием выживания, которое исторически сложилось и закрепилось действием естественного отбора. В связи с этим повысилась устойчивость сухопутных видов к низким температурам, обычным для ночей в средних широтах. Этот режим неизбежно меняется весной в период размножения, когда большинство сухопутных видов переходит к образу жизни, свойственному водным амфибиям, используя водоемы для икрометания. Точно так же осенью амфибии, ведущие водный образ жизни (из числа зимующих на суше), сближаются по режиму с сухопутными видами, так как все они на зиму прячутся на суше в защищенные места и впадают в длительную спячку. Биология некоторых видов амфибий очень специфична (например, чесночницы и квакши), что выделяет их из остальной массы земноводных.

Самые благоприятные условия земноводные имеют во влажных тропических лесах, где и наблюдается исключительное богатство видов этого класса. Наоборот, приполярные области и пустыни почти лишены амфибий из-за недостатка для них тепла или влаги.

Учащиеся часто спрашивают, почему все земноводные, будь то лягушки, тритоны или аксолотли, на ощупь скользкие и холодные. В этом случае надо обратить внимание школьников на то, что в отличие от рыб земноводные покрыты голой кожей: так же, как и у рыб, она богата железами, которые выделяют слизь. Однако биологическое значение слизи у земноводных иное, чем у рыб.

У некоторых амфибий слизь обладает ядовитыми свойствами (например, у жерлянки, саламандры, жабы) и служит защитным приспособлением против врагов. Так, например, от яда бразильской жабы аги погибает собака, схватившая ее зубами.

Если в летнее время опустить лягушку в сосуд с молоком, то последнее не скисает. Этот опыт можно демонстрировать для доказательства бактерицидных свойств слизи амфибий. Учащимся станет понятным, почему кожа земноводных очень устойчива к грибковым и другим заболеваниям, а также хорошо предохранена от укусов мошек и комаров, избегающих садиться на поверхность их тела. Распространенное среди учащихся убеждение, что на коже человека появляются бородавки, если взять в руки жабу или лягушку, не имеет никаких оснований и является предрассудком, с которым надо бороться.

Переход земноводных в воздушную среду совершался в их историческом развитии под воздействием иных условий жизни по сравнению с теми, в каких сложился организм рыб. Естественно поэтому отметить то новое, что было приобретено в процессе эволюции рыбоподобными предками амфибий и в дальнейшем унаследовано современными земноводными. Произошло изменение внешнего вида, образовались конечности в виде ног, усложнилось внутреннее строение (особенно органы дыхания и кровообращения), усовершенствовались нервная система и органы чувств. Вместе с тем были утрачены твердые покровы кожи (чешуя) и органы боковой линии. В отличие от рыб головной мозг амфибий в переднем своем отделе характеризуется полным разделением на два полушария, которые слегка прикрывают промежуточный мозг. Передний мозг уже имеет настоящий мозговой свод. Однако все части головного мозга, как и у рыб, остались вытянутыми в один ряд, а мозжечок даже несколько недоразвит, что связано с однообразием производимых амфибиями движений.

Несмотря на то что у земноводных головной мозг сложнее, чем у рыб, он не имеет большого значения в физиологии нервной деятельности. Так, например, лягушки после удаления у них обоих полушарий переднего мозга продолжают нормально плавать, могут перевертываться со спины на брюхо (если их положить на спину), способны глотать мух и даже спариваться. Приведенные факты указывают на то, что нервная система земноводных по уровню развития стоит еще на довольно низкой ступени. Это подтверждается отсутствием в наружных стенках больших полушарий переднего мозга коры, хотя анатомические предпосылки к ее образованию уже наметились (имеется в виду архипаллиум). В поведении земноводных, естественно, преобладают безусловные рефлексы, а не условные, о чем желательно сообщить учащимся на конкретных примерах.

Переход амфибий к частичному обитанию на суше в воздушной среде привел к изменению строения их глаз по сравнению с глазами рыб. Роговица глаза земноводных стала более выпуклой, хрусталик приобрел форму двояковыпуклой линзы, что способствует более отчетливому видению окружающих предметов и на более далеком расстоянии, чем это возможно у рыб. Глаза рыб постоянно омываются водой. У амфибий поверхность глаз могла бы загрязняться и подсыхать на воздухе, но этого не происходит, так как в процессе эволюции у них развились веки и слезные железы. Интересно отметить, что у хвостатых амфибий, обитающих в воде, веки отсутствуют.

В жизненной обстановке амфибий при их плотоядности движущимся предметом чаще всего является что-либо съедобное. Отсюда, пищевой рефлекс у них связан с реакцией на движение.

Земноводные могут различать цвет, окраску предметов, особенно они чувствительны к фиолетовой части спектра. Что касается различения формы и величины предметов, то здесь для юннатов открывается широкое поле деятельности, так как в этом отношении амфибии почти не изучены.

Из других органов чувств заслуживает внимания обоняние, которое легко обнаружить у водных амфибий (тритонов, аксолотлей). Если опустить в аквариум мешочек с нарезанными кусочками мяса или дождевых червей и спрятать его хотя бы под небольшой цветочный горшок, а затем поместить в воду тритона, то последний быстро почувствует съедобное и начнет совершать поисковые движения головой, направляясь в сторону корма.

Условнорефлекторная деятельность амфибий весьма ограничена.

Способность к образованию условных рефлексов у них почти такая же, как и у рыб. У наземных видов она несколько выше, чем у водных, что связано с более сложными условиями жизни. Опыты показали, что у лягушки можно выработать некоторые условные рефлексы. Однако, чтобы заставить ее правильно избрать путь из лабиринта направо или налево от перегородки, где соответственно она находит корм, необходимо проделать до 120 опытов. Только после этого она безошибочно выбирается из лабиринта и находит пищу.

Можно также выработать у лягушки отрицательный рефлекс на движущуюся добычу. Если перед ней помещать несъедобных мохнатых гусениц, которые своими волосками обжигают слизистую оболочку рта, то через 4-7 экспериментов лягушка перестает схватывать их. Таким же образом после нескольких сеансов она становится безразличной к движущемуся куску бумаги, отличая его от съедобного корма. Происходит дифференцирование сигналов, анализ раздражителей внешней среды, различение существенных агентов от несущественных.

У лягушки можно также довольно быстро выработать отрицательный условный пищевой рефлекс на насекомое, если при каждом схватывании травмировать ее электрическим ударом. Если же насекомое посадить в стеклянный стакан, то условный рефлекс на преграду вырабатывается у лягушки с большим трудом: она без конца продолжает попытки схватить добычу.

Опыты над тритонами показали, что они также способны ориентироваться в лабиринте и находить путь к пище. Условные рефлексы на прозрачную преграду вырабатываются у них с большой затратой времени, что указывает на слабость тормозных процессов.

У жабы способность к выработке условных рефлексов выражена лучше, чем у лягушек, а также лучше развиты тормозные процессы. При содержании в неволе жабы начинают реагировать не только непосредственно на корм, но и на вид посуды, в которой он дается.

Если обыкновенную жабу кормить ежедневно из пробирки слегка помятыми мухами, то у нее с течением времени образуется условный пищевой рефлекс на вид пробирки. Пустая пробирка, опущенная в банку, где сидит жаба, вызывает у нее хватательные движения: жаба нацеливается на конец пробирки и выбрасывает язык. Без периодического подкрепления такой рефлекс угасает. Замечено, что жабы как бы узнают кормящего человека, однако условный рефлекс вырабатывается у них не персонально, а вообще на вид фигуры человека. Если преградить путь к пище стеклянной пластинкой, то жаба будет обходить ее, что указывает на способность ориентироваться в обстановке. В качестве примера изменения поведения амфибий соответственно новым условиям жизни можно указать на содержащихся в Московском зоопарке крупных американских жаб ага. Во время кормления эти животные быстро выбрасывают язык, накрывают пищу и возвращают его в рот. Затем происходит рефлекторный акт глотания с закрыванием и втягиванием выпуклых глаз. Интересно сообщить учащимся, что в неволе жаба ага стала поедать неподвижный корм, которым она в природе не питается. В естественных условиях жаба ага нападает на мелких грызунов (мышей) и различных насекомых. В зоопарке же она получает мясной фарш, рубленое яйцо, мучных червей. Это указывает на изменение пищевого рефлекса жабы ага. У нее выработался условный рефлекс на вид тарелочки, в которой ей дают корм, а врожденный рефлекс на движущуюся добычу затормозился (рис. 21).

Рис. 21. Жаба ага у кормушки

В Московском зоопарке, кроме жабы аги, имеется довольно разнообразная коллекция амфибий, и у многих из них выработался условный рефлекс на вид кормушек определенной формы и цвета. Как только такие кормушки ставят в террариумы, у амфибий проявляется на них положительная реакция. Жабы, лягушки, саламандры приближаются к кормушкам и поедают положенный туда корм.

При подборе видового состава земноводных для содержания их в неволе наиболее целесообразно в учебных целях иметь тех, которые ведут в природе неодинаковый образ жизни. Тогда и условия их содержания будут несколько отличаться и наблюдения дадут ценный сравнительный материал.

Указанные нами попутно несложные опыты могут быть поставлены учащимися непосредственно в уголках живой природы.

Источник

Класс Земноводные или Амфибии (Amphibia)

теория по биологии 🌿 зоология

Земноводные — один из классов в составе типа Хордовые, первые позвоночные животные, приспособленные к жизни на суше. Устроены наиболее примитивно по сравнению с другими наземными позвоночными. В класс входит всего более 7 700 видов. Для размножения амфибиям всё ещё необходима вода, поэтому они занимают промежуточное положение между истинными сухопутными и водными позвоночными животными.

Появление амфибий дало начало заселению суши. Предполагается, что первые амфибии произошли от кистепёрых рыб или их предков.

Тело и покровы

Строение тела характерно для наземных позвоночных: четыре пятипалые конечности, тело с подвижной головой, хвост. У лягушек и жаб хвоста нет, а шейный отдел позвоночника короткий, поэтому голова не очень подвижна.

Покровы тела представлены мягкой голой кожей, которая очень хорошо проницаема для газов и воды. Такая кожа быстро высыхает на суше, зато через неё может происходить транспорт газов.

Опорно-двигательная система

Скелет земноводных сильно отличается от скелета рыб, происходит ряд преобразований, связанных с наземным образом жизни. Появляются пояса конечностей (лопатки и таз), дифференцируются отделы позвоночника.

Конечности образованы удлинёнными костями, действуют по принципу рычагов. Особенно хорошо это заметно на мощных задних конечностях лягушек, которые приспособлены для прыжков. У бесхвостых земноводных кости предплечья и голени срослись в одну.

Мускулатура утрачивает сегментированное строение. Мышцы разнообразны и разбросаны по телу, что позволяет совершать довольно сложные движения.

Дыхательная система

Земноводные с влажной кожей большую часть кислорода (до 80%) получают с помощью кожного дыхания.

Лёгкие и дыхательные пути лучше развиты у видов, ведущих наземный образ жизни. Так, у тритонов, которые большую часть жизни проводят в воде, лёгкие представлены мешками с гладкими стенками. У жаб, которые проводят на суше почти всю жизнь, кожа сухая, а стенка лёгочного мешка сильно бугристая, что увеличивает площадь поверхности газообмена в несколько раз.

Дно ротовой полости земноводных подвижное, с его помощью воздух нагнетается в лёгкие. Такой механизм слабо эффективен, он не обеспечивает полного обновления воздуха.

Кровеносная система

С возникновением лёгких появился и лёгочный круг кровообращения. Таким образом, земноводные – первые животные с двумя кругами кровообращения, большим и малым. Кожа обильно кровоснабжается, так как в ней тоже происходит поглощение кислорода.

Сердце трёхкамерное. Богатая кислородом

Так как амфибии – хладнокровные животные, активность метаболических процессов у них зависит от температуры

Метаболизм — обмен веществ и энергии.

Пищеварительная система

Пищеварительная система стандартная, состоит из рта, глотки, пищевода, желудка и кишечника. Кишечник заканчивается клоакой, куда также выходят протоки выделительной и половой систем. Есть две пищеварительные железы: печень и поджелудочная.

Язык может быть очень длинным и эластичным, он «выстреливает» из ротовой полости, служит для захвата пищи.

Нервная система

Мозг земноводных по объёму сопоставим с мозгом рыб. Отличается он развитием отделов. Мозжечок, в связи с малой подвижностью и однообразием движений, развит слабо. Передний мозг – достаточно хорошо, что свидетельствует об усложнении поведения амфибий. Также увеличивается общее количество нервных клеток.

Глаза земноводных приспособлены к тому, чтобы видеть и в воздухе, и под водой. Появляется выпуклая

Глаза лягушки расположены по бокам от тела, что обеспечивает очень большой угол зрения. Земноводные способны двигать глазами асинхронно.

Ещё одно важное приспособление к жизни на суше – появление

Обоняние осуществляется с помощью чувствительных клеток в обонятельных ямках. С наружной средой они соединены ноздрями, а с ротоголоточной полостью хоанами, внутренними носовыми отверстиями. Химический состав воздуха анализируется постоянно во время дыхания.

Выделительная система

Представлена туловищными почками, которые выводят избыток воды и продуктов обмена. Выделяется мочевина, моча по мочеточникам попадает в клоаку, может накапливаться в мочевом пузыре.

Половая система и размножение

У самца есть парные

Оплодотворение — слияние половых клеток.

Развитие с метаморфозом. У головастиков, личинок земноводных, строение органов такое же, как у рыб. Имеются жабры, поверхностная

Многообразие и роль в природе

В классе земноводных выделяют три отряда: бесхвостые, хвостатые и безногие.

К отряду бесхвостых относят лягушек, жаб, квакш. Всего в нём начитывается более 6 000 видов. У них короткое туловище, мощные задние конечности. Размеры от 1 до 30 см. У взрослых особей отсутствует хвост. В тропиках есть много древовидных видов. У некоторых лягушек имеются ядовитые железы, с помощью которых они охотятся и защищаются от врагов. Бесхвостые обладают развитым голосом, благодаря которому самцы привлекают самок.

В отряд хвостатых земноводных входит около 700 видов, во внешнем и внутреннем строении они сохранили наибольшее сходство с рыбами. Обитают в основном в северном полушарии. Туловище удлинённое, обычно до 30 см, конечности развиты слабо. Оплодотворение у большинства видов внутреннее, встречаются живородящие животные. Многие виды заботятся о потомстве. Тритоны способны переносить отрицательную температуру в течении долгого времени. Обыкновенные тритоны также хорошо регенерируют, они могут восстанавливать не только отрезанные конечности, но и глаза.

Безногие лишены конечностей, тело удлинённое червеобразное. Всего в отряде около 200 видов. Характерный представитель – червяга, обитает в тропиках и большую часть жизни проводит под землёй.

Амфибий можно встретить во всех частях света за исключением Антарктиды. Больше всего видов обитает в тропических странах, где тепло, влажно и изобилие пищи.

Мясо некоторых земноводных употребляют в пищу. Лягушки и жабы питаются насекомыми-вредителями и слизнями, чем приносят пользу сельскому хозяйству. Сами земноводные служат пищей для многих птиц и млекопитающих.

Задание EB10412 Установите соответствие между видом животного и особенностью строения его сердца.