Многообразие земноводных. Хвостатые и Безногие

Мы завершаем изучение земноводных. В прошлом уроке мы подробно рассмотрели отряд Бесхвостые. Сегодня рассмотрим подробнее представителей остальных амфибий — Хвостатых и Безногих.

Отряд Хвостатые

Хвостатые — еще одни представители удивительного мира земноводных. Они населяют Северное полушарие, в Южном их практически не встретить. Известно около 700 видов Хвостатых, на территории России обитает около десятка видов. К отряду относятся тритоны, саламандры, протеи, сирены, амбистомы.

С древних времен до нас дошло очень мало окаменелостей хвостатых, так как их скелеты достаточно хрупкие. Один из наиболее древних представителей хвостатых — караурус, найденный на территории Казахстана. Однако первые упоминания о «животных, похожих на ящериц, в крапинку, выползающих в сильный дождь» есть уже у Плиния Старшего в I веке н. э.

В конце XVIII века шведский естествоиспытатель Карл Линней отнес саламандр и тритонов к ящерицам (рептилиям) — действительно, сходство довольно очевидное. Однако в начале XIX века ученые уже выделили Хвостатых как отряд класса Земноводные.

Хвостатые амфибии имеют удлиненное гладкое, покрытое слизью тело, состоящее из головы, туловища с парными конечностями и хвоста. Хвост обычно длинный и может иметь сверху кожный гребень. Конечности примерно одинаковой длины, но у водных видов часто настолько малы относительно туловища, что опорную функцию не выполняют.

Крупнейший представитель Хвостатых — китайская исполинская саламандра длиной до 180 см. Самые маленькие виды — саламандры, достигающие 3 см. Размеры большинства хвостатых земноводных составляют 10–30 см.

Хвостатые — хищники, питаются различными беспозвоночными, икрой рыб, а крупные особи могут охотиться на других позвоночных. Преимущественно ведут ночной образ жизни. Большинство видов живет в воде, в том числе в пещерных водоемах.

{"questions":[{"content":"Какие утверждения о хвостатых амфибиях неверны?[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["Температура их тел настолько низкая, что они могут выжить даже в огне.","Раньше отряд Хвостатые ученые относили к ящерицам.","У видов, проводящих много времени в воде, конечности редуцируются.","Даже самые крупные особи не длиннее 1 м."],"answer":[0,3]}},"hints":["Хвостатые — холоднокровные животные, температура их тел примерно равна температуре окружающей среды."]}]}

Строение

Скелет представлен черепом, позвоночником и скелетом конечностей. Череп — не монолитная структура, кости не сращены друг с другом, а обособлены. В ротовой полости имеются зубы. 

Позвоночник состоит из позвонков, их число составляет от 35 до 98 единиц. К туловищному отделу позвоночника прикрепляются крошечные отростки ребер, однако истинных ребер нет.

Передние конечности имеют 3–4 пальца, задние конечности — от 2 до 5. Развитие конечностей зачастую связано со средой обитания: например, в реках с сильным течением хвостатые обычно имеют сильные конечности и даже когти. Есть виды, лишенные задней пары конечностей.

Кровеносная система хвостатых состоит из сердца и сосудов. Из-за водного образа жизни перегородка в сердце часто развита слабо, что приводит к упрощению его строения и возврату к двухкамерному сердцу.

Очень часто хвостатые амфибии используют кожное дыхание, отказываясь от жаберного и легочного. Интересно, что у многих видов даже во взрослом состоянии не формируются легкие, а сохраняются жабры. К тому же, есть сведения о способности некоторых видов к регенерации утраченных частей тела.

{"questions":[{"content":"Если хвостатые проводят большую часть жизни в воде, что происходит с их дыхательной и кровеносной системами?[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["Сердце по строению становится ближе к двухкамерному.","Не формируются легкие.","Исчезает жаберное и кожное дыхание.","Развивается способность к регенерации сосудов."],"answer":[0,1]}}}]}

Органы чувств

Органы зрения приспособились к ночной или сумеречной охоте. Глаза затянуты кожей, но способны различать свет и тьму. Барабанной перепонки нет, хотя и сформировано стремечко. Некоторые виды могут издавать звуки — пищащие или лающие. Хвостатые улавливают звуки, ощущая вибрации телом или используя полости тела в качестве резонаторов.

У взрослых особей часто сохраняется орган боковой линии. Органы осязания хорошо развиты, у хвостатых чувствительная кожа. Носовой эпителий обладает повышенной чувствительностью к запахам, соответственно, обоняние — сильная сторона этих земноводных.

Саламандры не горят в огне?

Скрыть

Размножение

Как и все амфибии, хвостатые раздельнополы. Встречается как наружное, так и внутреннее оплодотворение. При наружном самки выметывают икринки в воду, а самец их оплодотворяет. В среднем через 2–3 месяца на свет появляются личинки. Некоторым видам свойственно живорождение.

Чаще встречается внутреннее оплодотворение: самец формирует «мешок» смерматозоидов (сперматофор), заключенный в слизистую оболочку, и прикрепляет его к подводным объектам. Самка открывает проток клоаки и вбирает сперматофор. 

Развитие хвостатых земноводных происходит без метаморфоза, то есть личинки растут, но кардинально не меняют свой внешний вид. Хвостатым амфибиям свойственна неотения.

Неотения — явление, при котором достижение половой зрелости особи происходит на ранних стадиях развития, в том числе на стадии личинки.

Классический пример неотении — аксолотли, личинки амфибий рода Амбистом. В природе аксолотли не превращаются во взрослых особей из-за наследственного недостатка гормона тиреоидина. Они вырастают до размера взрослой особи, размножаются, но фактически остаются личинками до конца жизни.

Превращение аксолотля в амбистому возможно в лабораторных условиях. Если сделать личинке инъекцию гормона, то запустится процесс метаморфоза. Некоторые ученые считают, что многие сирены и протеи — это личинки, чьи взрослые особи вымерли.

{"questions":[{"content":"Что такое неотения?[[fill_choice_big-1]]","widgets":{"fill_choice_big-1":{"type":"fill_choice_big","options":["Достижение особью половой зрелости на стадии личинки.","Дефицит гормонов щитовидной железы, в том числе тиреоидина.","Явление, при котором личинка не проходит процесс метаморфоза."],"placeholder":0,"answer":0}}}]}

Отряд Безногие

Безногие — самый немногочисленный отряд современных земноводных, он включает 220 видов и состоит всего из одного семейства червяг. Иногда их называют «голыми змеями», такое название вы тоже можете встретить. Из-за внешнего вида их легко спутать с кольчатыми червями, но сегодня вы убедитесь, что общего у них мало.

Биологам трудно изучать червяг, так как они ведут скрытный образ жизни. Предположительно первые описания животных, похожих на червяг, встречаются в заметках ученых XVII века. Раньше их относили к рептилиям из-за сходства со змеями и только к концу XIX века причислили к одному из отрядов амфибий.

Встретить их получится только во влажных тропических и субтропических регионах Африки, Южной Америки и Юго-Восточной Азии. Безногие живут в верхних слоях лесной подстилки и почвы вблизи водоемов. Есть виды, которые перестали выходить на сушу и приспособились к жизни только в воде.

Червяги имеют змеевидное гладкое тело, часто с поперечными сегментами, похожими на членики червей. Самый крупный обнаруженный представитель Безногих имел длину 1,5 метра, а самый мелкий едва достиг 10 см. Как правило, кожа с многочисленными слизистыми железами имеет темный цвет с цветными полосками или пятнышками на боках.

Образ жизни и питание червяг изучены слабо. По некоторым данным они питаются как растениями, так и червями и насекомыми, которых им по счастливой случайности удается поймать. Безногие являются одними из самых малоизученных позвоночных животных.

{"questions":[{"content":"Почему ученым мало известно о безногих амфибиях?[[fill_choice_big-1]]","widgets":{"fill_choice_big-1":{"type":"fill_choice_big","options":["За ними трудно наблюдать — они ведут скрытный образ жизни.","Они часто нападают на людей и имеют агрессивное поведение.","Их часто путают со змеями и червями."],"placeholder":0,"answer":0}}}]}

Строение

Скелет червяг состоит из скелета головы (черепа) и позвоночника. Число позвонков достигает 200–300, от них отходят короткие ребра. Между позвонками лежит хорда. Отличительный признак представителей этого отряда — у них нет плечевого и тазового поясов и самих конечностей.

Череп слегка сплюснутый со сросшимися костями. Иногда на челюстях и нёбе встречаются зубы. Череп и позвоночник соединяются одним шейным позвонком (у позвоночных его называют атлантом). Внутри черепа находится мозг, который по величине больше, чем у других амфибий.

Из-за змеевидной формы тела внутренние органы вытянуты. Ротовая полость переходит в пищевод, желудок и далее — в кишечник. В дополнение имеются пищеварительные железы вытянутой формы. Кишка оканчивается крупной клоакой, куда выходят мочевой пузырь и протоки половых желез.

Личинки дышат жабрами, взрослые особи — легкими, но есть один вид, который перешел полностью на кожное дыхание. Легкие у червяг развиты неравномерно: при полноценном правом легком левое всегда редуцировано.

Кровеносная система включает сердце и сосуды, однако форма тела внесла изменения в ее устройство. У червяг более 100 «сердец» — пульсирующих участков, которые обеспечивают ток крови по длинному телу.

{"questions":[{"content":"Почему у безногих кровеносные сосуды имеют дополнительные сокращающиеся участки?[[fill_choice_big-1]]","widgets":{"fill_choice_big-1":{"type":"fill_choice_big","options":["Вытянутая форма тела не дает сердцу поддерживать нужный ток крови.","Недостаточно развито сердце.","Участки помогают животному лучше двигаться."],"placeholder":0,"answer":0}}}]}

Органы чувств

Глаза у червяг обычно затянуты кожей и часто скрыты в углублениях черепа, поэтому они едва различают свет и тьму. Органы слуха также отсутствуют или развиты крайне слабо. У них нет барабанной перепонки и среднего уха. Это обусловлено образом жизни — под землей от зрения и слуха пользы немного.

При этом органы обоняния и осязания у червяг получили довольно неплохое развитие. На голове находятся носовые отверстия, внутри выстланные обонятельными рецепторами. Между глазами и ноздрями есть кожные ямки с крошечными щупальцами, которые выполняют осязательную функцию. Также червяги отлично улавливают вибрацию в почве.

Размножение

Безногие — раздельнополые животные. Оплодотворение, в отличие от большинства земноводных, не наружное, а внутреннее и происходит в теле самки.

У самца в клоаке развит совокупительный аппарат, который в момент оплодотворения удлиняется и переносит сперматозоиды в тело женской особи. Далее возможны варианты: примерно четверть видов безногих откладывает яйца. При этом самка заботится о кладке — увлажняет ее слизью собственного тела.

Однако у большинства безногих оплодотворенные яйца развиваются в теле самки — большинство червяг является живородящими. Личинки созревают и вылупляются в яйцеводах матери и покидают ее организм. В стадии личинки они могут проводить до года, живя в водоеме и почве.

{"questions":[{"content":"Выберите все верные утверждения о половой системе Безногих:[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["Они способны как к живорождению, так и к откладыванию яиц.","Некоторые виды проявляют заботу о потомстве — охраняют яйца.","Оплодотворение наружное и происходит в воде.","Среди безногих встречаются гермафродиты."],"answer":[0,1]}}}]}

Роль в природе и жизни человека

Земноводные — эволюционно важное звено и участник биосферы. Они являются пищей для рыб, змей, птиц и других животных. Амфибии истребляют многих вредных для лесов насекомых, а также насекомых-переносчиков болезней животных и человека. Личинки поддерживают чистоту водоемов, поедая органические остатки.

Бесхвостые участвуют в научных исследованиях в биологии и медицине. Их используют при проведении различных тестов, анализов, изучении внутреннего строения и функционирования органов. В 1952 году провели успешное клонирование лягушки. На основе токсинов и ядов лягушек биохимики создают болеутоляющие препараты, ведут разработки лекарств от ВИЧ. 

Удивительно, но многие виды земноводных находятся под угрозой исчезновения. Наблюдения последних 70 лет показывают значительно сокращение численности амфибий. Около трети видов находится под угрозой вымирания, 120 видов исчезли в период с 1980 по 2000 годы.

Главным образом повышенная восприимчивость к внешней среде провоцирует исчезновение земноводных. Климатические изменения, осушение и исчезновение водоемов, загрязнение воды, почвы, воздуха, разрушение естественных условий жизни — все это отрицательно влияет на популяцию амфибий.

Для защиты земноводных разрабатываются программы по их сохранению в неволе (в питомниках и зоопарках), создаются проекты по защите мест их естественного обитания. В России обитает около 30 видов амфибий, причем 8 из них занесены в Красную книгу.

Некоторые лягушки употребляются в пищу в качестве деликатеса. Лягушачьи лапки едят во Франции, Бельгии, Люксембурге, США и азиатских странах. Многие страны занимаются промышленным разведением лягушек для последующей продажи в рестораны.

Часто задаваемые вопросы