Среди животных, с которыми сталкивается человек, немало таких, что при внешней схожести отличаются друг от друга. К ним относятся земноводные и пресмыкающиеся.
Где живут земноводные
Земноводные относятся к примитивным позвоночным животным , живущим на земле. У них качества наземных и водных животных. Большинство размножаются и развиваются в пресной воде. Вырастая, живут на суше. К таким амфибиям относятся саламандры, тритоны, лягушки и червяги. Науке известно до семи тысяч земноводных. Из них 90 % — лягушки. Большинство амфибий обитают во влажной и теплой среде. Название «амфибия» имеет древнегреческое происхождение и обозначает существ, способных жить в воде и на суше.
Земноводные берут начало у древних кистеперых рыб . В результате эволюции у амфибий появились конечности с пятью пальцами, развились легкие и трехкамерное сердце. У них сформировались два круга кровообращения и среднее ухо. Встречаются земноводные без хвоста и ног. У земноводных голова соединена с туловищем, большинство с хвостом и четырьмя пятипалыми лапами. Амфибии чередуют пребывание на земле и в воде. Известны виды, обитающие преимущественно в воде или на деревьях. Когда тепло, перемещаются в поисках пищи, охотятся.
Реагируют на сезонные изменения, во время холодов или засух цепенеют и впадают в спячку. При минусовой температуре погибают. Однако известны амфибии, способные выжить после продолжительного пересыхания или замораживания. Способности некоторых из них необыкновенны. Например, морская жаба, способна жить в соленой воде. Отдельные земноводные способны сами восстанавливать утраченные части тела. Амфибии — хладнокровные животные со слабым уровнем обмена веществ. Температура тела связана с состоянием окружающей среды.
Организм обеспечен кровью и лимфой . Органы дыхания представляют собой легкие, а у некоторых водных обитателей — жабры. Дополнительными дыхательными органами выступают слизистая рта и кожа. Головной мозг больше, чем у большинства рыб. нервные волокна пронизывают тело.. Гладкая тонкая кожа облегчает газообмен. Кожные железы выделяют слизь, нередко ядовитую. Сложные органы выделения удерживают в организме амфибий воду. У них развиты органы чувств. Взрослые амфибии — хищники, которые охотятся преимущественно на насекомых.
Могут ли динозавры быть их родственниками? Этих животных назвали пресмыкающимися из-за способа передвижения первых рептилий. У них при движении брюхо волочилось по земле.
Рептилии — животные преимущественно позвоночные и живут на земле. Это относится к крокодилам, ящерицам, черепахам и змеям. Далекие предки пресмыкающихся в незапямятные времена хозяйничали на земле, но со временем вымерли по неустановленным причинам. Сегодня ученым известно свыше девяти тысяч видов рептилий .
У пресмыкающихся присутствуют как черты развитых позвоночных животных, так и примитивных амфибий. Уровень обмена веществ не высок. Малоподвижность эпизодически прерывается краткими периодами резких движений и бросков. Прочный и сухой кожаный покров снаружи закрывается ороговевшими элементами. Так, сросшиеся щитки черепах образуют прочный панцирь защищающий этих животных. А роговые чешуйки ящериц напоминают черепицу, перекрывая друг друга.
Внешний покров пресмыкающихся периодически меняется во время частичной или полной линьки. В коже рептилий содержатся выделяющие характерный запах железы. А у некоторых пресмыкающихся, например, хамелеонов, содержатся вещества, для моментальной смены окраски. У них развитый скелет и мускулатура, которая способна подпитываться энергией без кислорода. Это стимулирует рептилий на совершение бросков на короткие расстояния. После этого в результате накопления молочной кислоты мышцы рептилии устают и требуют нескольких часов отдыха.
Развитый мозг рептилий выгодно отличается от мозга земноводных. Органы чувств помогают уверенно ориентироваться в пространстве и добывать пищу. Рептилии чувствительны к теплу и определяют источник. Слух в жизни пресмыкающихся решающей роли не играет, однако осязание развито. Дышат рептилии легкими, кожный покров в этом не участвует. У этих хладнокровных животных трехкамерное сердце, за исключением крокодилов с четырехкамерным.
Путем перемещения на солнце или в тень регулируют температуру тела. Для согревания способны окрас делать темнее, а для охлаждения светлее. Зародыши пресмыкающихся развиваются преимущественно в покрытом оболочкой яйце. Большинство из них плотоядные. У некоторых питание смешанное или травоядное. Как хищники, из рептилий известны только змеи, крокодилы и некоторые ящерицы. Пресмыкающиеся способны бегать, ползать, плавать, а некоторые даже планировать в воздухе.
Чем различаются
Земноводных и пресмыкающихся отличают по таким признакам.
- Земноводные произошли от животных, обитавших в воде, предки пресмыкающиеся — сухопутные динозавры.
- Земноводные рождаются в водной среде с жабрами, которые превращаются в легкие. Пресмыкающиеся рождаются с легкими.
- Земноводные способны дышать при помощи собственной кожи. У рептилий таких качеств нет.
- Обитают земноводные возле водоемов и во влажных местах. Пресмыкающимся нужны преимущественно сухие и жаркие места.
- Кожа земноводных тонкая и без чешуи с большим количеством выделяющих слизь желез. У пресмыкающихся кожа сухая, без желез, периодически линяет.
- У земноводных простые мозг и органы чувств. У пресмыкающиеся жизнеобеспечение организма более развито.
- Земноводные способны обитать в холодных условиях, даже замерзать. Рептилии нуждаются в тепле. При холоде погибают.
- Оплодотворение земноводных происходит в воде. У пресмыкающихся оно внутреннее. Вылупливаются рептилии из яиц.
- Рацион земноводных состоит преимущественно из беспозвоночных. Рептилии плотоядны, питаются также растительной пищей.
- Продолжительность жизни земноводных меньше, чем у пресмыкающихся.
Пресмыкающиеся в отличие от земноводных стали независимы в своем развитии от водной среды. Амфибии размножаются в воде, их личинки обитают в воде. Рептилии же размножаются на суше, и их молодые особи также живут на суше.
Главными эволюционными новшествами (ароморфозами), позволившими пресмыкающимся лучше приспособиться к жизни на суше и отличающими их от земноводных, были следующие: появление грудной клетки, более сложное строение легких и дыхательных путей, появление перегородки в желудочке сердца, появление зачатков коры головного мозга, формирование зародышевых оболочек, ороговение кожных покровов. Более подробно отличия пресмыкающихся от земноводных перечислены ниже.
В позвоночнике пресмыкающихся выделяют больше отделов. Если у земноводных есть шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой отделы, то у рептилий - шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. То есть туловищный отдел дифференцируется на грудной и поясничный отделы. Однако некоторые биологи грудной и поясничный отделы объединяют в один - пояснично-грудной.
У земноводных шейный отдел позвоночника состоит только из одного позвонка. В отличие от них у пресмыкающихся в шейном отделе позвонков существенно больше (у ящериц 8). Кроме того, у рептилий череп соединяется с первым шейным позвонком одним своим мыщелком, а не двумя. А первый шейный позвонок может поворачиваться относительно второго шейного. Все это на порядок увеличивает подвижность головы пресмыкающихся. Если амфибии могут только наклонять и поднимать голову, то рептилии кроме этого свободно поворачивают головой из стороны в сторону. Это позволяет лучше осматривать пространство вокруг, ловить добычу.
Ребра пресмыкающихся хорошо развиты. Они отрастают от всех позвонков пояснично-грудного отдела. Однако только первые (у ящериц первые пять пар) прирастают на брюшной стороне к грудине, формируя таким образом грудную клетку. В отличие от пресмыкающихся у земноводных грудной клетки нет. Из ребра либо короткие, либо вообще отсутствуют. Грудная клетка защищает внутренние органы.
Кроме того благодаря межреберным мышцам возможен более совершенный механизм дыхания, когда воздух в легкие засасывается за счет расширения грудной клетки, а выбрасывается за счет ее уменьшения. У земноводных проталкивание воздуха осуществляется ротоглоточной полостью.
Крестцовый отдел позвоночника пресмыкающихся состоит из двух позвонков, а у земноводных только из одного. К обоим позвонкам крепятся подвздошные кости тазового пояса.
Плечевой пояс рептилий соединен с осевым скелетом (позвоночником) через грудину. У амфибий плечевой пояс свободно лежит в толще мускулатуры.
У пресмыкающихся скелет сильнее окостеневает, но кости становятся более легкими.
Совершенствуются и легкие. В них появляются многочисленные складки, хорошо выраженная ячеистая поверхность. Все это увеличивает внутреннюю поверхность легких, а значит газообмен идет более эффективно. В результате у пресмыкающихся в отличии от земноводных уже нет необходимость восполнять недостаток кислорода за счет дыхания через кожу.
Пресмыкающиеся и не могут дышать кожей, так как она покрывается роговыми чешуями. Они плохо пропускают воздух, но хорошо защищают тело рептилий от потери воды, что важно в условиях обитания в сухой наземной среде.
Отличаются и сердца пресмыкающихся и земноводных, хотя у обеих групп организмов они трехкамерные (по два предсердия и одному желудочку). У пресмыкающихся легочная артерия и две дуги аорты выходят из желудочка сердца самостоятельно, а внутри желудочка есть неполная перегородка. Все это позволяет лучше разделять артериальную и венозную кровь. Хотя у пресмыкающихся она все еще частично смешивается.
У пресмыкающихся функционируют тазовые почки (а не туловищные как у земноводных). Строение почек позволяет воде меньше выделяться из организма вместе с мочой. Основной продукт выделения пресмыкающихся мочевая кислота, которая плохо растворима в воде, и их моча имеет кашицеобразный вид.
В нервной системе пресмыкающихся также происходит ряд изменений, отличающих их от земноводных. В большей степени это касается головного мозга. У рептилий мозжечок больше, чем у амфибий. Это связано с более сложными движениями первых. У пресмыкающихся лучше развито зрение (они хорошо видят не только движущиеся, но и неподвижные предметы), у некоторых видов (змей) есть органы, улавливающие тепловое излучение.
В связи с тем, что пресмыкающиеся размножаются на суше у них исключено наружнее оплодотворение. Поэтому оплодотворение внутреннее, когда яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом внутри половых путей самки. После этого происходит формирование яйца. У эмбрионов в нем развиваются оболочки (амнион и аллантоис), которых нет у земноводных.
Развитие пресмыкающихся прямое. Из яйца выходит маленькая рептилия, похожая на взрослую. У земноводных же развитие протекает с метаморфозом, когда личинка (например, головастик у лягушек) не похожа не взрослую особь и ведет другой образ жизни.
Таким образом, отличие пресмыкающихся от земноводных заключается в лучшем приспособлении первых к жизни в наземных условиях.
Земноводные (амфибии). Это немногочисленная группа наиболее примитивных наземных позвоночных (рис. 87). В зависимости от стадии развития часть жизни большинство из них проводит в воде. Предками земноводных были кистеперые рыбы, жившие в пресных пересыхающих водоемах.
Рис. 87. Земноводные: 1 - тритон; 2 - пятнистая саламандра; 3 - протей; 4 - аксолотль (личинка амбистомы); 5 - прудовая лягушка; 6 - пипа; 7 - червяга
В личиночной стадии (головастики) земноводные имеют большое сходство с рыбами: у них сохраняется жаберное дыхание, имеются плавники, двухкамерное сердце и один круг кровообращения. Для взрослых форм характерны трехкамерное сердце, два круга кровообращения, две пары конечностей. Появляются легкие, но развиты они слабо, поэтому дополнительный газообмен происходит через кожу (см. рис. 85). Земноводные обитают в теплых, влажных местах, особенно распространены в тропиках, где для них подходящие климатические условия.
Это раздельнополые животные. Для них характерны наружное оплодотворение и развитие в воде. Из икринки бесхвостой амфибии, например лягушки, выходит хвостатая личинка - головастик с длинными плавниками и ветвистыми жабрами. По мере развития появляются передние конечности, затем задние, начинает укорачиваться хвост. Ветвистые жабры исчезают, появляются жаберные щели (внутренние жабры). Из переднего отдела пищеварительной трубки формируются легкие, по мере развития которых исчезают жабры. Происходят соответствующие изменения в кровеносной, пищеварительной и выделительной системах. Хвост рассасывается, и молодая лягушка выходит на сушу. У хвостатых амфибий жабры сохраняются значительно дольше (порой всю жизнь), хвост не рассасывается.
Питаются земноводные животной пищей (червями, моллюсками, насекомыми), но личинки, обитающие в воде, могут быть растительноядными.
Существует три группы земноводных: хвостатые (тритон, саламандра, амбистома), бесхвостые (жабы, лягушки), безногие, или червяги (рыбозмей, червяг).
Хвостатые амфибии наиболее примитивны. Они обитают в воде и около воды, конечности у них, как правило, развиты слабо. У некоторых перистые жабры сохраняются всю жизнь.
Личинка амбистомы - аксолотль даже приступает к размножению, не достигая взрослой стадии. Наиболее многочисленны саламандры.
Червяги - очень немногочисленное семейство. У них отсутствуют конечности, тело вытянуто, напоминает червя или змею.
Наиболее процветающая группа - бесхвостые амфибии. У них короткое туловище, хорошо развиты конечности. В сезон размножения они «поют» - издают различные звуки (квакают).
Пресмыкающиеся (рептилии). Пресмыкающиеся относятся к наземным позвоночным. Они хорошо приспособились к жизни на суше и вытеснили многих своих предков земноводных. Сердце у рептилий трехкамерное. У них начинается разделение артериальной и венозной крови за счет появления неполной перегородки в желудочке сердца; лучше, чем у земноводных, развита нервная система: полушария головного мозга значительно больше (см. рис. 85). Поведение пресмыкающихся значительно сложнее, чем у амфибий. Кроме врожденных безусловных, у них формируются и условные рефлексы. Пищеварительная, выделительная и кровеносная системы открываются в клоаку - часть кишечника.
Тело пресмыкающихся покрыто чешуей. Она образуется в толще кожи - эпидермиса - и предохраняет тело от высыхания. Некоторые виды в процессе линьки сбрасывают чешую (змеи, ящерицы). Легкие у пресмыкающихся значительно больше и объемнее, чем у земноводных, за счет ячеистости.
Рептилии - раздельнополые животные. Оплодотворение у них внутреннее. Самка откладывает в песок или в почву в небольшие углубления яйца, покрытые кожистой оболочкой. Даже у водных обитателей развитие яйца идет на суше. Для некоторых видов характерно живорождение.
Наибольшего расцвета пресмыкающиеся достигли в мезозойскую эру, около 100-200 млн лет назад, поэтому эту эру называют эрой рептилий. Их существовало огромное количество и разнообразие: динозавры - на суше, ихтиозавры - в воде, птерозавры - в воздухе. Среди них были виды громадных размеров, а также довольно небольшие формы, размером с кошку. Почти все они вымерли около 70 млн лет назад. Причина вымирания до сих пор до конца не выяснена. Существует несколько гипотез: внезапное резкое изменение климата, падение гигантского метеорита и др. Но все они не объясняют до конца эту загадку.
В настоящее время существует четыре основные группы: черепахи, змеи, ящерицы и крокодилы (рис. 88).
Рис. 88. Пресмыкающиеся: 1 - степной геккон; 2 - агама; 3 - ушастая круглоголовка; 4 - плащеносная ящерица; 5 - серый варан; 6 - очковая змея; 7 - гремучая змея; 8 - уж
Характерной особенностью черепах является наличие панциря, состоящего из костных пластинок и покрытого роговым веществом. Представители этой группы могут жить как на суше, так и в воде. Гигантские и слоновые черепахи (длиной до 110 см) - самые крупные из обитающих на суше. Они распространены на Галопогосских островах Тихого океана, на Мадагаскаре, островах Индийского океана.
Морские черепахи значительно крупнее (до 5 м), имеют ластообразные ноги. Они всю жизнь обитают в воде, но яйца откладывают на суше.
Ящерицы очень разнообразны. Это наиболее процветающая группа. К ним относятся хамелеоны, гекконы, игуаны, агамы, круглоголовки, вараны и настоящие ящерицы. Для большинства ящериц характерны вытянутое тело, длинный хвост, хорошо развитые конечности. У некоторых (желтопузика) конечности утеряны, они напоминают змей.
У змей основным признаком является длинное, лишенное конечностей тело. Это ползающие животные. Все змеи - хищники, они заглатывают добычу целиком или душат, сжимая в кольцах своего тела. Ядовитые железы (видоизмененные слюнные) открываются протоком в основании ядовитого зуба. К змеям относятся: гадюка, гюрза, кобра, питон, удав, а также ужи - неядовитые представители этой группы.
Крокодилы из всех пресмыкающихся ближе всего стоят к млекопитающим. Их сердце можно назвать четырехкамерным, имеется костное нёбо, воздух поступает через ноздри в заднюю часть рта. По структуре ротовой полости и расположению языка они ближе к млекопитающим, чем к остальным рептилиям. Это довольно крупные хвостатые животные, обитающие в воде, по берегам рек. На суше они передвигаются медленно, но зато прекрасно плавают. Самки откладывают покрытые известковой скорлупой яйца на суше в небольшие ямки. Для них характерна забота о потомстве: самка охраняет кладку и заботится о детенышах.
Пресмыкающиеся обитают в основном в теплом климате: тропиках, субтропиках, во влажных и сухих местах: пустынях, болотах, лесах. Питание их также разнообразно: растения, насекомые, черви, моллюски, а крупные особи поедают птиц и млекопитающих. Все пресмыкающиеся заглатывают пищу целиком. Многие виды, питаясь вредителями сельского хозяйства (насекомыми, грызунами), приносят большую пользу человеку. Яд змей используется для приготовления многих лекарственных препаратов. Из кожи змей и крокодилов изготовляют обувь, дамские сумочки, что приводило раньше к массовому истреблению животных. В настоящее время многие виды находятся под охраной, их выращивают на фермах и в питомниках.
| |
§ 62. Хордовые. Рыбы
§ 64. Птицы
Тело Земноводные: Подразделяется на голову, туловище и пятипалые конечности. Хвостатые амфибии имеют хвост.
Пресмыкающиеся: Подразделяется на голову, шею, туловище, хвост и пятипалые конечности.
Кожа Земноводные: Тонкая, лишена чешуи, но имеет большое количество желёз, выделяющих слизь.
Пресмыкающиеся: Сухая, лишена желёз и покрыта роговыми чешуями, которые защищают тело от высыхания. Чешуи сдерживают рост, поэтому для рептилий характерна линька.
Позвоночник
Земноводные: 4 отдела: шейной, туловищный, крестцовый и хвостовой. Рёбра редуцированы, у бесхвостых они отсутствуют. Мускулатура не имеет сегментарного строения и представлена дифференцированными группами мышц.
Пресмыкающиеся: 5 отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. Имеются рёбра, грудина и грудная клетка. Отделы скелета конечностей те же, что у земноводных. Мускулатура более дифференцирована.
Пищеварительная система Земноводные: Пищеварительная трубка подразделяется на передний, средний и задний отделы. Обособлен желудок. Расширение толстой кишки образует клоаку. Развиты пищеварительные железы.
Пресмыкающиеся: Ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, тонкая и толстая кишки. На границе толстой и тонкой кишок находится зачаток слепой кишки. Толстая кишка открывается в клоаку. Развиты пищеварительные железы.
Органы выделения Земноводные: Парные туловищные мочеточники и мочевой пузырь, который открывается в клоаку.
Пресмыкающиеся: Вторичные (тазовые) почки, мочеточники, мочевой пузырь (открывается в клоаку) .
Кровеносная система
Земноводные: Сердце трёхкамерное. Два круга кровообращения. По сосудам большого круга течёт смешанная кровь, а головной мозг снабжается артериальной кровью. Земноводные относятся к пойкилотермным животным.
Пресмыкающиеся: Сердце трёхкамерное, но в желудочке имеется неполная перегородка. Два круга кровообращения.
Органы дыхания У взрослых земноводных животных – лёгкие, у личинок – жабры. Дополнительно в дыхании участвует кожа.
Пресмыкающиеся: Лёгкие. Представляют собой растяжимые мешки, внутренняя сетка которых имеет сеть перекладин, увеличивающих поверхность. Задний конец трахеи разветвлён на два бронха, которые входят в лёгкие.
Нервная система Головной мозг состоит из 5 отделов. Передний мозг более крупный, чем у рыб, и разделён на два полушария. Мозжечок развит хуже. Развиты органы зрения, слуха, вкуса, обоняния, осязания.
Прогрессивное развитие головного мозга связано с появлением зачатков коры больших полушарий. Хорошо развит мозжечок. Органы чувств приспособлены к наземному образу жизни. Глаза имеют веки. Хрусталик способен изменять кривизну. Орган слуха состоит из внутреннего уха (по сравнению с амфибиями более крупные размеры улитки) и среднего уха (одна слуховая косточка и барабанная перепонка) . Развиты органы обоняния, осязания, вкуса.
Размножение Земноводные – раздельнополые животные. Оплодотворение происходит в воде; развитие с неполным метаморфозом.
Пресмыкающиеся, как и земноводные, раздельнополы. Оплодотворение внутреннее. Развитие чаще прямое (откладка яиц) , имеется и живорождение.
