Земноводные

Происхождение земноводных

К амфибиям относятся формы, предки которых около 300млн. лет назад вышли из воды на сушу и приспособились к новым наземным условиям жизни. От рыб они отличались наличием пятипалой конечности, легких и связанными с ними особенностями кровеносной системы.

С рыбами их объединяло:

Развитие личинки (головастика) в водной среде;
присутствие у личинок жаберных щелей;
присутствие наружных жабр;
наличие боковой линии;
отсутствие зародышевых оболочек во время эмбрионального развития.

Стегоцефалы — переходная форма между кистеперыми рыбами и земноводными

Все данные сравнительной морфологии и биологии указывают, что предков амфибий следует искать среди древних кистеперых рыб. Переходными формами между ними и современными амфибиями были ископаемые формы — стегоцефалы, существовавшие в каменноугольном, пермском и триасовом периодах. Эти древнейшие земноводные, судя по костям черепа, были чрезвычайно сходны с древними кистеперыми рыбами. Характерные признаки их: панцирь из кожных костей на голове, боках и животе; спиральный клапан кишок, как у акуловых рыб, отсутствие тел позвонков.

Стегоцефалы были ночными хищниками, жившими в мелких водоемах. Выход позвоночных на сушу совершился в девонский период, отличавшийся засушливым климатом. В этот период преимущество приобретали те животные, которые могли по суше переселяться из пересыхающего водоема в соседний.

Расцвет (период биологического прогресса) земноводных приходится на каменноугольный период, ровный, влажный и теплый климат которого был благоприятен для амфибий. Только благодаря выходу на сушу позвоночные получили возможность в дальнейшем прогрессивно развиваться.

Хвостатые земноводные

Типичное хвостатое земноводное, которое, пожалуй, каждый видел хотя бы раз на картинке, это огненная саламандра. У нее такое же вытянутое тело, как у ящерицы, 4 ноги, голова на шее и достаточно длинный, заостренный хвост. Благодаря этому признаку вид получил название и отличие от лягушачьих. Европейские тритоны, с точки зрения биологов, мало что имеют общего с их американскими тезками.

Фото: огненная саламандра

Другими словами, почти 250 видов хвостатых земноводных так богаты подвидами и разнообразием форм, что даже специалистам это разнообразие трудно охватить. Только небольшая часть этого отряда представлена в террариумах. Это объясняется тем, что хвостатые земноводные проживают главным образом в прохладных областях. А все европейские виды, как известно, находятся под охраной, так что для частного содержания нужно иметь соответствующие разрешение.

Отряд Хвостатые амфибии

Хвостатые земноводные являются самой древней группой амфибий. В современном мире известно около 130 видов. Хвостатые амфибии имеют вальковатое, удлиненное тело, длинный хвост. Передние и задние конечности почти одинаковой длины. Передвигаются хождением или ползанием. Некоторые виды сохраняют жабры на протяжении всей жизни. Оплодотворение внутреннее.

В России широко распространены тритоны. Чаще всего встречается гребенчатый тритон. Самцы черные с оранжевым брюшком. Обыкновенный тритон меньших размеров со светлой пятнистой окраской.
Летом тритоны обитают в воде, зимой находятся на суше в состоянии оцепенения.

К отряду хвостатые относится балканский протей, обитающий в водоемах пещер. У этой амфибии полностью редуцированы глаза, кожа не содержит пигментов.

Размножение земноводных

Амфибии раздельнополы. Половые органы парные, состоят из слегка желтоватых семенников у самца и пигментированных яичников у самки. От семенников отходят выносящие протоки, проникающие в передний отдел почки. Здесь они соединяются с мочевыми канальцами и открываются в мочеточник, функционирующий так же, как и семяпровод, и открывающийся в клоаку. Яйцеклетки из яичников попадают в полость тела, откуда через яйцеводы, открывающиеся в клоаку, выводятся наружу.

У лягушек выражен половой диморфизм. Отличительными признаками самцов являются бугорки на внутреннем пальце передних ног и голосовые мешки (резонаторы). Резонаторы усиливают звук при квакании. Голос впервые появляется у земноводных: это связано, очевидно, с жизнью на суше.

Развитие у лягушки, как и у других земноводных, происходит с метаморфозом. Личинки земноводных — типичные обитатели воды, что является отражением образа жизни предков.

Развитие амфибий, на примере лягушки

К особенностям морфологии головастика, имеющим приспособительное значение в соответствии с условиями среды обитания, относятся:

специальный аппарат на нижней стороне головы, служащий для прикрепления головастика к подводным предметам;
более длинные, чем у взрослой лягушки, кишки (по сравнению с размерами тела). Это связано с тем, что головастик потребляет растительную, а не животную (как взрослая лягушка) пищу.

Особенностями организации головастика, повторяющими признаки предков, следует признать рыбообразную форму с длинным хвостовым плавником, отсутствие пятипалых конечностей, наружные жабры, боковую линию и один круг кровообращения. В процессе метаморфоза перестраиваются все системы органов:

Отрастают конечности;
рассасываются жабры и хвост;
укорачиваются кишки;
меняются характер пищи и химизм пищеварения, строение челюстей и всего черепа, кожные покровы;
осуществляется переход от жаберного дыхания к легочному, глубокие преобразования происходят в системе органов кровообращения.

Скорость развития головастиков зависит от температуры: чем жарче, тем оно быстрее. Обычно на превращение головастика в лягушку требуется 2-3 месяца.

https://youtube.com/watch?v=ObDNauvFSW4

Жизненный цикл[править]

Жизненный цикл земноводных

После откладывания икры и внешнего (вне тела самки) оплодотворения, из икринок вылупляются личинки (головастики), напоминающие рыб и мало похожие на взрослое животное, так как приспособлены только к водному образу жизни.
Они дышат жабрами (наружными или внутренними), имеют двухкамерное сердце и один круг кровообращения, как у рыб.
Отсутствие конечностей на первых стадиях личиночного развития возмещается движениями хвоста.

Живя в воде, личинки самого многочисленного отряда амфибий — бесхвостых питаются водорослями, бактериями и разлагающимися остатками растений и животных, тогда как все взрослые особи — исключительно хищники.

При превращении во взрослых происходит смена жаберного дыхания в воде на воздушное — через образовавшиеся лёгкие и влажную кожу.
Соответственно видоизменяется кровеносная система — образуются трёхкамерное сердце и два круга кровообращения.
Появляются суставные конечности пятипалого типа (у хвостатых — сначала передние, затем задние, у бесхвостых — задние, потом передние).
Существенно меняется система органов чувств, особенно зрения и слуха, при этом усложняется строение головного мозга и всей нервной системы.

Четвероногое земноводное начинает вести наземный образ жизни, активно охотится за различными беспозвоночными и даже мелкими позвоночными, периодически возвращаясь к воде (обычно только в период размножения).

Половозрелости земноводные достигают чаще всего к 3−4-му году.

Продолжительность жизниправить

Продолжительность жизни земноводных, как правило, невелика.
Однако известны случаи, когда некоторые виды в неволе жили долго:

обыкновенная жаба — 36 лет,
гребенчатый тритон — 28,
жерлянка — 20—29,
квакша — 22,
траченная лягушка — 18,
камышовая жаба — 16,
лягушка-бык — 16,
шпорцевая лягушка — 15,
чесночница — 11,
пипа — 8,
прудовая лягушка — 6−10 и т. д.

В природе продолжительность жизни амфибий значительно меньшая. Жерлянки, по всей вероятности, в массе не живут больше 2,5 лет, травяные лягушки — 4−6, озерные — 6−8, так же как серые жабы и многие другие виды. У обыкновенного тритона только единицы доживают до 3-летнего возраста.

Многообразие земноводных

Безногие

Отряд Безногие (червяги, цейлонский рыбозмей и др.) насчитывает около 60 видов амфибий, ведущих подземный образ жизни. Форма тела червеобразная, у многих видов – с кольцевидными перетяжками, что придает этим животным внешнее сходство с земляными червями. Конечности и их пояса отсутствуют. Глаза рудиментарные, кожа богата железами, выделяющими обильную слизь. Осеменение внутреннее. Некоторые виды живородящи. Питаются почвенными беспозвоночными. Некоторые виды живут в муравейниках‚ где питаются личинками муравьев. Встречаются только в тропиках.

Читайте: Побег и стебель растений и все о них #14

Хвостатые

Отряд Хвостатые (тритоны, саламандры) объединяет около 280 видов. Они характеризуются удлиненным телом с хорошо развитыми головным, туловищным и хвостовым отделами. По внешнему виду напоминают ящериц, но их кожа не имеет чешуй. Хвост в поперечном сечении круглый или сжатый с боков, иногда с кожной окантовкой. Конечности у большинства представителей хорошо развиты, при этом передние и задние конечности одинаковой длины. Основным органом дыхания служат легкие. Кроме того, у некоторых пожизненно сохраняются жабры, чаще наружные. Развито кожное дыхание. У многих сохраняются органы боковой линии. Глаза развиты в различной степени, в зависимости от условий обитания. У водных форм нет подвижных век. Осеменение у многих видов внутреннее.

Читайте: Корень как вегетативный орган растений #13

Бесхвостые

Отряд Бесхвостые (чесночница, квакша, жерлянка, камышовая жаба, озерная лягушка, голиаф) объединяет около 2000 видов. Весной в период размножения заселяют небольшие, хорошо прогреваемые водоемы. Летом и осенью обитают вблизи водоемов. Квакши живут на деревьях, удерживаясь с помощью присосок на пальцах. Являются наиболее высокоорганизованной группой земноводных. Характеризуются широкой, плоской головой, коротким туловищем, отсутствием хвоста, наличием хорошо развитых передних и задних конечностей, причем задние в 2-3 раза длиннее передних, имеют 5 пальцев, между которыми натянуты плавательные перепонки. В водоеме лягушка плавает, на суше передвигается короткими прыжками. У жаб кожа грубая, выделяет ядовитую жидкость. Они более медлительны в движениях и ведут ночной образ жизни.

Источники информации
1. Биология для абитуриентов. Авторы: Давыдов В.В. , Бутвиловский В.Э. , Рачковская И. В. , Заяц Р.Г.

Отряд Бесхвостые амфибии

К бесхвостым относятся разнообразные жабы, лягушки, квакши. Для них характерно широкое, короткое тело. Задние конечности намного длиннее передних, что позволяет животным передвигаться скачками. Оплодотворение наружное.

У лягушек кожа слизистая, гладкая. В ротовой полости есть зубы. Лягушки – преимущественно дневные и сумеречные амфибии.

У жаб кожа сухая, бугристая, есть роговой слой эпидермиса. Зубов нет.

Квакши небольших размеров, у них стройное тонкое тело, на концах пальцев лап имеются присоски. Присоски обеспечивают квакшам передвижение по деревьям, вертикальным поверхностям. Окраска, как правило, ярко – зеленая, способна изменяться в зависимости от фона окружающей среды.

Эволюция

Основная статья: Происхождение земноводных

В эволюционном отношении земноводные произошли от древних кистепёрых рыб и дали начало представителям класса пресмыкающиеся. Самым примитивным отрядом земноводных считаются хвостатые. Хвостатые земноводные наиболее схожи с древнейшими представителями класса. Более специализированными группами являются бесхвостые земноводные и безногие.

О происхождении земноводных до сих пор ведутся споры и согласно последним данным, земноводные происходят от древних кистепёрых рыб, конкретно, от отряда рипидистий. По строению конечности и черепа эти рыбы близки к ископаемым земноводным (стегоцефалам), которых считают предками современных амфибий. Самой архаичной группой считаются ихтиостегиды, которые сохраняют ряд черт, свойственных рыбам— хвостовой плавник, рудименты жаберных крышек, органы, соответствующие органам боковой линии рыб. жопа

Основные ароморфозы

Появление пятипалой конечности.
Развитие лёгких.
Наличие трёхкамерного сердца.
Формирование среднего уха.

Амбистомовые (Ambystomatidae)

Амбистома Бишопа (Ambystoma bishopi) — уязвимый вид

Амбистома Дюмериля (Ambystoma dumerilii) — вид на грани исчезновения

Амбистома Тейлора (Ambystoma taylori) — вид на грани исчезновения

Блестящая амбистома (Ambystoma bombypellum) — вид на грани исчезновения

Горная амбистома (Ambystoma altamirani) — вымирающий вид

Калифорнийская тигровая амбистома (Ambystoma californiense) — уязвимый вид

Коренастая амбистома (Ambystoma andersoni) — вид на грани исчезновения

Крапчатая амбистома (Ambystoma flavipiperatum) — вымирающий вид

Мексиканская амбистома (Ambystoma mexicanum) — вид на грани исчезновения

Оливковая амбистома (Ambystoma granulosum) — вид на грани исчезновения

Пугливая амбистома (Ambystoma leorae) — вид на грани исчезновения

Пятнистобокая амбистома (Ambystoma amblycephalum) — вид на грани исчезновения

Речная амбистома (Ambystoma ordinarium) — вымирающий вид

Сетчатая амбистома (Ambystoma cingulatum) — уязвимый вид

Съедобная амбистома (Ambystoma lermaense) — вымирающий вид

Общая характеристика

Современная фауна земноводных, или амфибий, немногочисленна — менее 2 тыс. видов. В течение всей жизни или хотя бы в личиночном состоянии земноводные обязательно связаны с водной средой, так как их яйца лишены оболочек, предохраняющих от иссушающего действия воздуха. Взрослые формы для нормальной жизнедеятельности нуждаются в постоянном увлажнении кожи, поэтому обитают лишь вблизи водоемов или в местах с высокой влажностью.

Происхождение амфибий связано с рядом ароморфозов, таких как появление пятипалой конечности, развитие легких, разделение предсердия на две камеры и появление двух кругов кровообращения, прогрессивное развитие центральной нервной системы и органов чувств.

Лягушка — типичный представитель земноводных

Лягушка — земноводное (не пресмыкающееся), типичный представитель класса амфибий, на примере которой и дается обычно характеристика класса. Лягушка имеет короткое туловище без хвоста, удлиненные задние конечности с плавательными перепонками. Передние конечности, в отличие от задних, имеют значительно меньшие размеры; на них четыре пальца вместо пяти.

Внешнее строение[править]

Большинство земноводных имеют вытянутое, или лягушковидное туловище с двумя парами пятипалых конечностей.
Голова плавно переходит в туловище, но всё же, в отличие от рыб, может поворачиваться относительно него.

Длина земноводных животных не превышает метра, они все маленькие, за исключением гигантской саламандры (от 1 до 1,5м), которая живет в Японии.

Наиболее важное отличие между земноводными и рыбами заключается в том, что у первых никогда не бывает парных плавников.
Вместо них есть две пары конечностей: передние обычно четырехпалые, а задние — пятипалые.
У сирен из отряда хвостатых земноводных отсутствуют задние конечности, а у безногих земноводных — и передние.

Кожный покровправить

Кожный покров земноводных

Для всех земноводных характерна гладкая (реже шершавая) богатая железами кожа, лишённая волос, перьев и чешуи; лишь у некоторых безногих в коже имеются костные чешуйки.

Голая кожа способствует свободному газообмену в кровеносных сосудах, образующих в ней густую сеть. Так как обмен газами между организмом и средой идет только через водную пленку, кожа земноводных постоянно увлажняется слизью, вырабатываемой многочисленными железами.
Кроме слизистых, в коже земноводных помещаются еще и ядовитые железы, секрет которых защищает животное от врагов и различных микроорганизмов.

Половой диморфизмправить

Различия между полами у земноводных не ограничиваются окраской.

Как приспособление к более крепкому обхватыванию у самцов лягушек на передних конечностях развиваются шероховатые образования — брачные мозоли, которые у разных видов имеют разную форму, расположение и цвет. Передние лапы самцов по сравнению с таковыми у самок обычно отличаются более развитой мускулатурой. Самцы также обладают более тяжелым скелетом.

У самцов, разыскивающих самок, крупнее глаза, лучше развиты все органы чувств и соответственно больше мозг.

Большинству поющих самцов свойственны особые голосовые мешки — резонаторы, усиливающие издаваемые самцом звуки.
Обладающие более мощным голосом, самцы отличаются от самок и более развитыми легкими.

Увеличение легких ведет к развитию более мощной брюшной мускулатуры.

Образ жизни

Амфибии, которые живут в холодных местах, проводят большую часть своего времени, пытаясь держать себя влажными и теплыми. В теплых местах, они стараются оставаться влажными и холодными, и обычно выходят только ночью. В течение дня они проводят время под камнями, скалами или бревнами, или же на земле.

Амфибии зимуют (становятся бездействующими) в течение холодных зим, а в теплых местах, наоборот, они становятся бездействующими в течение лета.

Почти все взрослые амфибии — плотоядные. Лягушки и саламандры обладают липкими языками. Они высовывают свои языки, чтобы поймать насекомых, пауков, и других животных. У червягей есть острые зубы для того, чтобы захватить свою добычу.

Амфибии спариваются в дождливой погоде. Они собираются в группах, чтобы найти себе пары

Некоторые самцы саламандр показывают свои яркие цвета, чтобы завладеть вниманием самок. Самки амфибий кладут яйца в воде или влажных местах на земле

Личинки выходят из яиц.

Никто не знает, как долго амфибии живут в дикой местности. Но некоторые пойманные для исследования жабы жили 30 лет.

Круглоязычные

Интересным поведением отличаются представители семейства круглоязычных (Discoglossidae), например, краснобрюхая жерлянка (Bombina bombina). Свое название вид получил за характерный крик, напоминающий глухой «кум… кум… кум». Жерлянка, или как ее еще называют, кумка, является наиболее ядовитым видом среди отечественных земноводных, имеет яркую черно-красную окраску брюшка. В животном мире сочетание черного и ярких цветов (красного, желтого, оранжевого) является своеобразным сигналом опасности. В случае опасности эта амфибия принимает специальную защитную позу: она прогибает спину и одновременно поднимает над телом все лапки (становится похожей на маленькое кресло-качалку), демонстрируя свое брюшко — так жерлянка предупреждает о своей опасности.

Жерлянка краснобрюхая

Еще одни необычные амфибии, распространенные в Западной Европе — жабы-повитухи (Alytes obstetricans и родственные виды), хотя они и вовсе не лягушки с точки зрения биолога. У этих видов спаривание происходит на суше. Самка откладывает икринки, собранные в нити, самец подхватывает их, наматывает себе на бедра и в таком виде носит на себе до 6 недель. На момент выхода головастиков самец уже находится в воде, личинки разрывают яйцевые оболочки и выходят в воду.