Личинки вылупляются из яиц и живых водных организмов. Личинки по своему строению напоминают рыб. Они не имеют парных концов, проходят через жабры (наружные и внутренние), имеют сердце с двумя камерами и цикл кровообращения, а также орган боковой линии.
Сердце земноводных
Земноводные были первыми наземными позвоночными, появившимися в ходе эволюции. Однако его связь с водной средой была полностью сохранена. Он необходим для размножения и развития амфибий на первой стадии развития.
У земноводных развивается второй цикл кровообращения и трехкамерное сердце. Земноводные представлены тритонами, саламандрами, лягушками и блохами. Исследователи используют пример лягушек для изучения структуры и функции сердца. Лягушки являются объектом исследования специфических структур желудочков и квартир амфибий на протяжении десятилетий. Однако были изучены и другие виды амфибий, например, небоскребы и безногие.
Центры земноводных предназначены в основном для перекачки крови, своего рода насоса. У лягушек более сложные сердца, чем у рыб. Несмотря на общее сходство с сердцем различных видов животных и рыб, этот орган у земноводных имеет уникальные характеристики. В кровеносной системе амфибий произошли значительные изменения. Появились два циркуляторных контура. Наличие двухкамерного сердца, как у рыб, невозможно у земноводных.
Тип сердца земноводных
У земноводных сердце состоит из трех основных камер: двух отсеков и одной брюшной. Кровь проходит через легкие, затем поднимается в левый желудочек, где распределяется по всему организму и возвращается в правое предсердие.
Насыщенная кислородом кровь изо рта и кожи вместе с кровью из вен поступает в веновагину, которая имеет свой собственный пульс. Из влагалища кровь поступает в брюшную полость, где попадает в легкие. Смешиваясь, кровь поступает в артериальные конусы.
Сколько камер в сердце земноводных
Действительно, общепризнано, что центр амфибий состоит из трех основных камер. Хотя в целом это верно, следует сразу отметить, что в таких подразделениях есть ряд деталей, на которые необходимо сразу обратить внимание.
Сердце состоит не только из брюшной полости, правого и левого влагалищ, но и из двух частей: венозного влагалища и аорты. Это отдельные участки, называемые также венозным отсеком и артериальным конусом.
Брюшная полость разделена на главную камеру, окруженную дополнительными камерами. Брюшное отверстие смещается немного влево от сердца. Имеются четыре толстые брюшные складки (плавники). Самыми крупными являются спинной и брюшной плавники, в то время как боковые плавники гораздо меньше. Аорто-абдоминальное отверстие расположено справа от диафрагмы сердца. Отверстие имеет три складных или карманообразных плавника.
Венозное влагалище и артериальные конусы обычно считаются частью сердца из-за того, как они устроены. А во время роста они возникают у того же плода, что и брюшная полость. В то же время кровеносные сосуды растут из другого плода. Во время развития органа лягушки венозный отсек становится кардиостимулятором (веной), а артериальный конус — специальным кольцом между аортой и левым желудочком.
У земноводных сердце состоит из трех основных камер: двух отсеков и одной брюшной. Кровь проходит через легкие, затем поднимается в левый желудочек, где распределяется по всему организму и возвращается в правое предсердие.
Содержание
Кожные покровы
У всех земноводных гладкая, тонкая кожа, которая относительно легко пропускает жидкости и газы. Строение кожи типично для позвоночных: имеется несколько слоев кожи и сама кожа (дерма). Кожа богата слизистыми железами, которые выделяют слизь. Некоторые виды слизи могут быть токсичными или способствовать газообмену. Кожа является дополнительным органом газообмена и имеет густую сеть капилляров.
Образование рогов встречается очень редко, как и окостенение кожи: Ephippigeraurantiacus и рогатая жаба Ceratophrysdorsata имеют костные пластины на коже спины, а безногие амфибии имеют чешую — жабы иногда откладывают кальций на коже в старости2.
Скелет
Тело делится на голову, туловище, хвост (хвост) и пять конечностей. Голова подвижна и прикреплена к телу. Скелет разделен на секции.
Позвонки делятся на четыре отдела: шейные позвонки, туловище, крестец и хвост. Количество позвонков варьируется от 10 у бесхвостых амфибий до 200 у безногих.
Шейные позвонки подвижно прикреплены к затылочной части черепа (обеспечивая подвижность головы). Ребра соединены с позвонками туловища (за исключением позвонков без хвоста). Единственный крестцовый позвонок связан с тазовым поясом. В хвосте хвостовые позвонки срослись в одну кость.
Плоский, широкий череп сочленен с позвонками двумя бугорками, образованными затылочными костями.
Скелет конечности состоит из скелета пояса конечности и скелета свободной конечности. Плечевой пояс находится внутри мускулатуры и включает в себя парные плечи, ключ, прикрепленный к грудине, и мозоль. Скелет передней конечности состоит из плеч (кости плеча), предплечий (поясничные позвонки и локтевые кости) и кистей (пястные, пястно-фаланговые и фаланговые кости). Тазовый пояс состоит из пары седалищного и лобкового поясов. Он соединен с крестцом через тазовые кости. Скелет задней конечности включает бедренную кость, голень (большеберцовая и малоберцовая кости) и лапу. предплюсневые кости, плюсневые кости и фаланги пальцев ног. Кости предплечья и голени сращены вместе. Все задние кости сильно вытянуты и образуют сильные рычаги для подвижных прыжков.
Впервые у амфибий появились настоящие пятипалые конечности.
Мускулатура
Мышечная система подразделяется на мускулатуру туловища и конечностей. Мышцы туловища сегментированы. Специальные группы мышц обеспечивают сложные движения на конце рычага. Голова имеет восходящие и нисходящие мышцы.
У лягушек, например, мышцы лучше всего развиваются в области челюстей и конечностей. Хвостатые амфибии (огненные саламандры) также имеют сильно развитые хвостовые мышцы.
Органы дыхания
Дыхательная система амфибий устроена следующим образом.
-
(специальные органы воздушного дыхания);
- кожа и слизистая выстелка ротоглоточной полости (дополнительные органы дыхания); (у некоторых водных обитателей и у головастиков).
У большинства видов (кроме безлегочных саламандр) легкие небольшие, в виде тонкостенных мешочков, оплетенных густой сетью кровеносных сосудов. Каждое легкое открывается отдельным отверстием в гортанную и трахеальную полости (здесь расположены голосовые связки, которые открываются в ротоглоточную полость щелью). Воздух нагнетается в легкие за счет изменения объема ротоглоточной полости. Когда дно опускается, воздух поступает в ротоглоточную полость через ноздри. Когда дно поднимается, воздух выталкивается в легкие. Приспособленные к жизни в сухой среде, жабы имеют роговую кожу, а дыхание осуществляется в основном легкими.
Жизненный цикл
В жизненном цикле амфибий четко выделяются четыре стадии развития: яйцо, личинка, метаморф и взрослая особь.
Яйца амфибий, как и яйца рыб, не имеют водонепроницаемой оболочки. Постоянная гидратация необходима для развития яиц. Большинство амфибий откладывают яйца в пресной воде, но известны и исключения. Черви, земноводные лягушки, гигантские саламандры, арегамикаки и другие амфибии образуют колонии на суше. Даже в этих случаях яйца нуждаются в повышенной влажности окружающей среды, обеспечиваемой родителями. Известно, что некоторые виды переносят яйца на своем теле. Самка сетчатой лягушки приспосабливает икринки к своему брюшку, а самец обматывает комплекс, похожий на струну, вокруг задних лап.4 Особенно необычным является уход за потомством суринамского поползня. Оплодотворенные яйца прижимаются к спине самки самцом, который носит их с собой, пока из яиц не вылупятся крошечные капельки.
Личинки вылупляются из яиц и живых водных организмов. Личинки по своему строению напоминают рыб. Они не имеют парных концов, проходят через жабры (наружные и внутренние), имеют сердце с двумя камерами и цикл кровообращения, а также орган боковой линии.
Во время метаморфоза личинки превращаются во взрослых особей, ведущих наземный образ жизни. Процесс трансформации у бесхвостых амфибий происходит быстро, но у примитивных саламандр и безногих амфибий этот промежуток времени значительно дольше. 5
Некоторые виды земноводных заботятся о своем потомстве (жабы, квакши).
Образ жизни
Большинство земноводных обитают в болотах, чередуя сушу и воду, хотя некоторые виды являются исключительно водными, а другие живут исключительно на деревьях. Недостаточная приспособленность амфибий к жизни в наземной среде определяет резкие изменения в их образе жизни в связи с сезонными изменениями условий обитания. Земноводные могут впадать в спячку при неблагоприятных условиях (например, холод, засуха). Некоторые виды могут менять свою активность с ночи на день за счет понижения температуры в ночное время. Земноводные активны только в теплых условиях. + 7-+ 8°C большинство видов становятся вялыми и погибают при -2°C. Однако некоторые амфибии могут выдерживать длительное замораживание, высыхание и регенерацию сильно утраченных частей тела.
Амфибии не могут жить в соленой воде. Это связано с медленным перемещением раствора их тканей в морской воде и проницаемостью их кожи. Поэтому они не встречаются на большинстве морских островов, где условия, как правило, благоприятны для них.
Питание
Все современные земноводные во взрослой стадии являются хищниками, питаются мелкими животными (в основном насекомыми и беспозвоночными) и склонны к каннибализму. У земноводных очень медленный обмен веществ, и среди них нет травоядных. В рацион водных видов может входить молодая рыба, а более крупные виды могут охотиться в воде на птенцов водоплавающих птиц и мелких грызунов. 6
Рацион питания ювенильных эквифинальных амфибий практически идентичен рациону взрослых животных. Личинки бесхвостых амфибий имеют различие в сердце и питаются растительной добычей и фрагментами (совокупность мелких (от нескольких микрометров до нескольких сантиметров) нерасчлененных частиц растительных и животных организмов или их выделений), причем переходят на добычу только в конце личиночной стадии. 7
Размножение
Общей чертой размножения почти всех амфибий является то, что в этот период они прикрепляются к воде, где откладывают яйца, а личинки развиваются.
Мышечная система подразделяется на мускулатуру туловища и конечностей. Мышцы туловища сегментированы. Специальные группы мышц обеспечивают сложные движения на конце рычага. Голова имеет восходящие и нисходящие мышцы.
Строение сердца
Сердце взрослых амфибий состоит из трех частей: мускулистого брюшка и двух тонкостенных синусов. Артериальный конус с удлиненным спиральным клапаном внутри ответвляется от брюшной полости и распределяет артериальную и смешанную кровь по различным сосудам.
Сердце — важный орган кровеносной системы, выполняющий роль насоса. Он неустанно разгоняет кровь по всему организму и обогащает органы и ткани кислородом.
Кровь в сердце распределяется следующим образом
- В правое предсердие поступает венозная кровь от внутренних органов и артериальная кровь от кожи. Здесь собирается смешанная кровь.
- В левое предсердие поступает артериальная кровь из лёгких.
- Оба предсердия сокращаются, и кровь поступает в желудочек.
Большой и малый круг кровообращения
В отличие от рыб, у которых в одном круге кровообращения по телу циркулирует только венозная кровь, у всех земноводных есть два круга кровообращения, разделенные на венозную и артериальную кровь. В результате формируется сердце другого типа, разделенное на брюшко и два предсердия.
В целом, схема кровообращения земноводных выглядит следующим образом
- Малый круг кровообращения у земноводных начинается в желудочке, проходит через сосуды лёгких и заканчивается в левом предсердии. Сюда попадает артериальная, насыщенная кислородом, кровь из лёгких.
- Большой круг кровообращения также начинается в желудочке. Пройдя все сосуды тела земноводного, кровь возвращается в правое предсердие. Сюда попадает венозная кровь из тела, а также кровь, которая проходит под поверхностью кожи и насыщается там кислородом.
И артериальная, и венозная кровь поступают в брюшную полость, но смешиваются лишь частично из-за наличия системы клапанов и карманов. В результате кровь земноводных распределяется следующим образом
- артериальная кровь идёт к мозгу;
- венозная кровь — в лёгкие и к коже;
- смешанная кровь — ко всем остальным органам.
Наличие смешанной крови у амфибий напрямую влияет на интенсивность жизненных процессов животного. Для всех без исключения земноводных характерна низкая активность биохимических реакций в организме и потенциально нестабильная и часто меняющаяся температура тела.
Очень простой механизм в виде артериального конуса со спиральными клапанами помогает разделить кровь. Венозная кровь, выходящая из распределительной камеры, заполняет все близлежащие кровеносные сосуды, т.е. легочные артерии.
Многообразие земноводных
Категория амфибий теперь включает в себя три категории
Хвостатые амфибии (например, тритоны, саламандры) характеризуются удлиненным хвостом и парными короткими конечностями. Это менее специализированные формы. Глаза маленькие, веки отсутствуют. Некоторые из них имеют пожизненные жабры и жаберные щели.
Амфибии без хвоста (жабы и лягушки) имеют короткое тело с длинными задними конечностями и не имеют хвоста. Некоторые из этих видов употребляются в пищу.
Группа безногих амфибий относится к червям, которые водятся в тропических странах. Их тела похожи на червей и не имеют конечностей. Они питаются разлагающимися растительными остатками.
В Украине и Российской Федерации это самая крупная из европейских лягушек, озерная лягушка, достигающая длины 17 см, и одно из самых маленьких земноводных без хвоста, белопятнистая лягушка, длина которой составляет 3, 5-4,5 см. взрослые лягушки обычно живут на деревьях и имеют специальные диски на кончиках пальцев для крепления к веткам.
В Красную книгу включены четыре вида земноводных. Это карпатская третья, горная третья, камышовая пеночка и прыгающая лягушка.
Происхождение земноводных
Земноводные — это формы, предки которых вышли из воды на сушу около 300 миллионов лет назад и приспособились к новым наземным условиям жизни. Они отличаются от рыб наличием пятипалых конечностей, легких и связанных с ними особенностей кровеносной системы.
- Развитие личинки (головастика) в водной среде;
- присутствие у личинок жаберных щелей;
- присутствие наружных жабр;
- наличие боковой линии;
- отсутствие зародышевых оболочек во время эмбрионального развития.
Предком амфибий среди древних животных считается важная рыба.
Стегоцефалус — переходная форма между нерестовыми рыбами и амфибиями.
Все данные сравнительной морфологии и биологии указывают на то, что предков амфибий следует искать среди древних цист. Переходной формой между ними и современными амфибиями была ископаемая форма — карбонатная, пермская, кровля, присутствовавшая в Троицком периоде. Эти древние амфибии были очень похожи на древних кистеперых рыб, судя по их черепным костям. Для них характерно наличие кожистых костных панцирей на голове, боках и брюхе, спиральных кишечных створок и позвонков, как у акул.
Stegocephalus были ночными хищниками, живущими на мелководье. Позвоночные были установлены на суше во время разложения. Для этого региона характерен сухой климат. В это время животные, которые смогли переместиться из соседних водных масс на сушу, получили преимущество соседства.
Амфибийный акне (период биологического прогресса) пришелся на карбонатную эру. В карбонатную эпоху мягкий, влажный и теплый климат благоприятствовал амфибиям. Только благодаря земле позвонки смогли постепенно развиться позже.
