Sistemul reproducător al amfibienilor pe scurt. Amfibieni. Sistemul circulator al amfibienilor

Amfibienii sunt o clasă de cordate primitive. Amfibienii din linia evolutivă sunt între vietățile acvatice și cele terestre, deoarece nașterea și maturizarea au loc în apă, iar activitatea vieții mature are loc pe uscat. În clasa a II-a de școală suntem familiarizați cu amfibieni. Lista (clasa 2, manual „Lumea din jurul nostru”) a reprezentanților clasei amfibieni: broaște râioase, broaște, tritoni și salamandre. Trebuie să adăugați cecilieni pe listă.

Știința clasifică aceste animale în ordine:

• broaștele și broaștele sunt fără coadă;
• tritonii și salamandrele sunt cu coadă;
• cecilienii sunt fără picioare.

Astăzi sunt cunoscute 7.711 specii din clasa amfibienilor, care sunt distribuite pe toate continentele, cu excepția Antarcticii.

Apariția și evoluția

În perioada Devoniană (acum 400 de milioane de ani), pe pământ s-au dezvoltat toate condițiile pentru dezvoltarea pământului de către pești. Clima caldă și umedă, abundența aprovizionării cu alimente a permis peștilor pulmonar să vină la țărm. Ulterior, au evoluat în ihtiostegide, care reprezintă o legătură evolutivă între peștii cu aripioare lobe și amfibieni.

Pe uscat, animalele se schimbă de la aripioare la labe. Branhiile dispar și se formează plămânii. În același timp, evoluează și alte sisteme ale corpului, ceea ce duce în cele din urmă la apariția clasei de amfibieni. În Carbonifer, apare o subclasă veche de lepospondyle. Amfibienii au apărut în Mezozoic. În timpul procesului de evoluție, animalele s-au întors în mediul acvatic de mai multe ori și și-au pierdut membrele. Ca urmare a acestui fapt, a apărut o astfel de varietate de specii.

Caracteristici și semne generale

Toți reprezentanții amfibienilor au pielea subțire și netedă, ceea ce facilitează difuzia aerului prin piele. Pielea amfibienilor este formată din corium și epiderma superficială. Are un număr mare de glande care secretă mucus, ceea ce favorizează autoapărarea și respirația. Mucusul poate acoperi întregul corp. Corpul este format dintr-un cap, trunchi, membre (nu se găsesc la cecilieni) și, la unii reprezentanți, o coadă (salamandre și tritoni). În funcție de specie, animalul are de la șapte până la două sute de vertebre. Amfibienii au mușchii trunchiului segmentați.

Majoritatea reprezentanților clasei au plămâni, dar pot respira și prin piele, iar mormolocii au branhii. Aceste creaturi sunt cu sânge rece, au o inimă cu trei camere, un sistem circulator închis și 2 cercuri de circulație a sângelui. Toți amfibienii sunt prădători care se hrănesc cu insecte și pești tineri. Alimentele sunt înghițite întregi, deoarece dinții îndeplinesc doar o funcție de apucare. Ei vânează folosind limba, pe care o împușcă în pradă.

Un sistem nervos dezvoltat este rezultatul atingerii terenului. Este un fapt cunoscut că creierul unui amfibian este de 4 ori mai mare decât cel al peștilor, iar la unele specii este de 10 ori mai mare. Ochii amfibienilor sunt asemănători ca structură cu ochii peștilor, dar sunt adaptați la atmosfera pământului și au diferențe. Unele specii au pleoape și vedere la culoare. Au un sistem auditiv dezvoltat.

Reproducerea amfibienilor

Amfibienii sunt animale bisexuale al căror proces de reproducere are loc în apă. Femela eliberează ouă în mediul acvatic, iar masculul le fertiliză. Oul se dezvoltă pe parcursul a 1 până la 3 săptămâni. După aceea, apare o larvă, care în structură seamănă cu un prajit de pește. Dezvoltarea ulterioară a mormolocului are loc și în rezervor. Următoarea etapă este transformarea în adult și accesul la pământ. Unele specii depun ouă pe pământ, altele le poartă singure.

Specii moderne de amfibieni

Dintre amfibieni, se disting următoarele specii:

Primii locuitori ai pământului sunt amfibienii, care ocupă o nișă importantă în ecosistemul pământului. Ei distrug un număr mare de insecte dăunătoare și ei înșiși furnizează hrană pentru multe animale. Cât timp o broască râioasă distruge dăunătorii? Câteva mii pe tot parcursul anului. Oricare ar fi părtinirea privitoare la amfibieni, trebuie amintit că aceștia sunt foarte folositori pentru oameni. De asemenea, sunt adesea folosite în laboratoare ca probe. În multe țări, aceste creaturi sunt protejate: acest lucru s-a întâmplat datorită rapoartelor și rapoartelor oamenilor de știință.

Reproducerea amfibienilor. Amfibienii sunt animale dioice. Masculii au testicule pereche. Spermatozoizii intră în cloacă prin canalele genito-urinale. Femelele au dezvoltat ovare mari. Ouăle care se maturizează în ele intră în cavitatea corpului și sunt eliberate din aceasta prin oviducte pereche în cloaca. Reproducerea amfibienilor (cu rare excepții) are loc primăvara. După ce s-au trezit din toropeala iernii, se acumulează în corpurile de apă dulce. În acest moment, femelele dezvoltă ouă în ovare, iar masculii dezvoltă lichid seminal în testicule (Fig. 233).

Broaștele brune, de exemplu, depun ouă în zone puțin adânci, bine încălzite ale rezervorului. Broaștele verzi (broaștele de lac și iaz) își depun ouăle la adâncimi mai mari, cel mai adesea printre plantele acvatice. Masculii eliberează lichid seminal pe ouă. Tritonii femelele pun ouă fecundate singure pe frunzele sau tulpinile plantelor acvatice.

Ouăle (ouăle) amfibienilor au cochilii dense, transparente, care își protejează conținutul intern de deteriorarea mecanică. În apă, cojile se umflă și devin groase. Ouăle în sine au un pigment negru care absoarbe căldura razelor solare, necesară dezvoltării embrionului.

Dezvoltarea amfibienilor. Larvele ies din ouă la aproximativ o săptămână (la broaște) sau la două până la trei săptămâni (la tritoni) după începerea dezvoltării embrionului. La broaște și alți amfibieni fără coadă, larvele sunt numite mormoloci. De aspect iar stilul lor de viață seamănă mai mult cu peștii decât cu părinții lor (Fig. 234, 235). Au branhii externe, care sunt apoi înlocuite cu cele interne, organe de linie laterală. Scheletul larvelor este complet cartilaginos, există o notocordă. Au o inimă cu două camere, iar sângele curge în organism printr-o singură circulație.

Larvele de amfibieni sunt în principal erbivore. Se hrănesc cu alge, răzuindu-le de pe roci și plante acvatice superioare. Pe măsură ce larvele cresc și se dezvoltă, apar membre și se dezvoltă plămânii. În acest moment, ei se ridică adesea la suprafața apei și înghit aerul atmosferic. Odată cu apariția plămânilor, se formează un sept în atriu și are loc o circulație pulmonară. Coada mormolocilor se dizolvă, forma capului se schimbă și devin similare cu indivizii adulți fără coadă.

De la începutul depunerii ouălor până la transformarea larvelor în animale adulte, durează aproximativ 2-3 luni.

Femelele majorității amfibienilor depun o mulțime de ouă. Cu toate acestea, o parte nu este fertilizată, o parte este mâncată de diverse animale acvatice sau se usucă atunci când rezervorul devine puțin adânc. Larvele mor, de asemenea, din diferite condiții nefavorabile și servesc drept hrană pentru prădători. Doar o mică parte din urmași supraviețuiește până la vârsta adultă.

40: Ecologia amfibienilor

Condiții de existență și distribuție. Amfibienii aparțin grupului de animale poikiloterme (cu sânge rece), adică temperatura corpului lor nu este constantă și depinde de temperatura ambientală. Viața amfibienilor depinde foarte mult de umiditate mediu.

Acest lucru este determinat de rolul mare al respirației cutanate în viața lor, completând și uneori chiar înlocuind respirația pulmonară imperfectă. Pielea goală a amfibienilor este întotdeauna umedă, deoarece difuzia oxigenului poate avea loc doar printr-o peliculă de apă. Umiditatea de la suprafața pielii se evaporă în mod constant, iar evaporarea are loc cu cât mai repede, cu atât este mai scăzută umiditatea mediului. Evaporarea de pe suprafața pielii scade constant temperatura corpului, iar cu cât aerul este mai uscat, cu atât temperatura va scădea mai mult. Dependența temperaturii corpului de umiditatea aerului în combinație cu poikilotermitatea („sânge rece”) duce la faptul că temperatura corpului la amfibieni nu urmează doar temperatura mediului, ca la pești sau reptile, dar, datorită evaporării, este de obicei cu 2-3° mai mică decât aceasta (această diferență poate ajunge la 8-9° când aerul este mai uscat).

Dependența mare a amfibienilor de umiditate și temperatură determină absența lor aproape completă în deșerturi și țări subpolare și, dimpotrivă, o creștere rapidă a numărului de specii spre ecuator și bogăția lor excepțională în pădurile tropicale umede și calde. Deci, dacă există 12 specii de amfibieni în Caucaz, atunci în vastele întinderi ale Asiei Centrale, care sunt de 6 ori mai mari decât Caucaz, trăiesc doar două specii - broasca verde și broasca de lac. Doar câteva specii pătrund la nord până la Cercul Arctic. Așa sunt iarba și broaștele cu față ascuțită și tritonul siberian cu patru degete.

Respirația pielii diverse tipuri amfibienii joacă un rol diferit. Acolo unde funcția respiratorie a pielii este scăzută, pielea devine keratinizată și evaporarea de la suprafață scade și, în consecință, dependența organismului de umiditatea mediului scade. De regulă, distribuția speciilor în funcție de habitat este determinată de gradul de participare a pielii la respirație.

Printre amfibienii noștri, tritonul cu gheare Ussuri și tritonul Semirechensk se numără printre speciile care trăiesc constant în apă, în care schimbul de gaze are loc aproape exclusiv prin respirația pielii. Broaștele noastre verzi nu se deplasează la o distanță semnificativă față de corpurile de apă, primind mai mult de 50% din oxigenul de care au nevoie pentru a respira prin piele.

Amfibienii de uscat includ aproape toate broaștele râioase, care evaporă jumătate din cantitatea de apă de la suprafața corpului decât broaștele verzi. Unii amfibieni de uscat petrec o parte semnificativă a timpului îngropați în pământ, cum ar fi piciorul nostru spadefoot. Un număr de specii trăiesc în copaci; Un exemplu de formă tipică de copac este broasca de copac, care se găsește în regiunile de sud ale părții europene a Rusiei, în Caucaz și Orientul Îndepărtat.

Particularitatea structurii pielii amfibienilor are o altă consecință ecologică - reprezentanții acestei clase nu pot trăi în apă sărată cu o concentrație care depășește 1,0-1,5%, deoarece echilibrul lor osmotic este perturbat.

Amfibieni

amfibieni (Amphibia) (din grecescul amphibios - trăind o viață dublă), o clasă de vertebrate. Z. sunt primele vertebrate care trec de la un stil de viață acvatic la unul acvatico-terestră. Ei depun ouăle ca peștele, pentru că... ouăle lor (icrele) și embrionii le lipsesc adaptări pentru dezvoltarea terestră (Anamnia). Dezvoltarea se termină cu Metamorfoza , timp în care larvele își pierd asemănarea cu peștii și se transformă în animale adulte. Organizarea lui Z. ca vertebrate terestre este imperfectă în multe privințe: rata metabolică este foarte scăzută, temperatura corpului nu este constantă și corespunde temperaturii mediului extern.

Amfibienii moderni includ aproximativ 2.850 de specii, grupate în trei ordine: amfibienii fără picioare, caudați și fără coadă. Amfibienii fără picioare au corpul alungit, fără membre sau coadă. Amfibienii cu coadă au corpul alungit, coada este bine dezvoltată, iar picioarele sunt de obicei slabe și scurte. Amfibieni fără coadă au două perechi de membre, se mișcă pe pământ prin sărituri; Ei înoată în apă, împingându-se cu membrele posterioare, care la majoritatea speciilor sunt echipate cu membrane de înot.

Pielea moale și umedă joacă un rol important în respirația în Z. Umiditatea pielii necesară pentru schimbul de gaze este menținută de secrețiile glandelor mucoase. Pe partea dorsală a corpului există glande mari proteice (seroase), ale căror secreții sunt otrăvitoare. Doar unii Z. fără picioare au solzi mici de os în piele. Există doi condili occipitali. Elementul osos superior al arcului hioid este transformat în osicul auditiv. În timpul metamorfozei, arcadele branchiale sunt reduse și transformate, împreună cu elementele inferioare ale arcului hioid, în osul hioid. Număr total vertebrele variază de la 9 (la majoritatea anurenilor) la 200 sau mai mult (la anurenii fără picioare). La majoritatea anurenilor, coastele sunt complet reduse. Membrele sunt pereche, de tip cu cinci degete. Ilia pelvisului (foarte alungită la anure) se articulează cu procesele transversale ale vertebrei sacrale.

Creierul lui Z. are un creier anterior bine dezvoltat, ale cărui emisfere sunt complet separate. Cerebelul este foarte slab dezvoltat. Există 10 perechi de nervi cranieni. Z. larvele au organe de linie laterală (vezi Organe laterale). Acomodarea ochiului se realizează prin mișcarea lentilei. La zebrele fără picioare care trăiesc în sol și la caudatele care locuiesc în peșteri, ochii sunt subdezvoltați. Anuranele, pe lângă urechea internă, au o cavitate pentru urechea medie și un timpan. Organele tactile sunt bine dezvoltate. Organele olfactive sunt bine dezvoltate în Z fără picioare și coadă. Organele gustului sunt slab dezvoltate.

La vârsta adultă, toți Z. se hrănesc exclusiv cu hrană animală. Dinții servesc doar pentru a prinde și ține prada. Broaștele (vezi Toad) și sâmburi (vezi Peeps) nu au deloc dinți. Spre deosebire de pești, peștii au o limbă mobilă, bogată în glande care secretă mucus lipicios, ceea ce îi ajută să captureze prada mică. Tubul digestiv al lui Z. este relativ scurt. Majoritatea Z. la vârsta adultă au Plămâni , coane (nările interioare) și cartilajele laringiene. Datorită absenței unui piept în majoritatea Z., atunci când fundul cavității bucale este coborât, aerul este aspirat în ea prin nări; apoi nările se închid cu valve, iar fundul gurii se ridică spre cerul gurii, forțând aerul să intre în plămâni prin fanta laringiană. Respirația pulmonară este completată de respirația cutanată, care are uneori un rol predominant (de exemplu, la salamandrele fără plămâni (Vezi salamandrele fără plămâni)). Caudatele care trăiesc în apă respiră cu branhii (vezi Branhii) , păstrându-le pe tot parcursul vieţii.

Circulația sanguină a larvelor de Z. este similară circulației sanguine a peștilor. După metamorfoză, inima lui Z. capătă o structură cu trei camere, adică este formată din 2 atrii și 1 ventricul. Atriul drept primește sânge venos, atriul stâng primește sânge arterial (din plămâni și piele). Sângele venos și arterial se amestecă doar parțial în cavitatea ventriculului, ai cărui pereți au un sistem complex de bare transversale musculare. Sângele venos este trimis în principal către venele pulmonare, arcurile aortice sunt umplute cu sânge mixt, iar numai arterele carotide primesc sânge arterial. (Fig. 1.)

Adulții au un rinichi trunchi pereche. La larve în stadiile incipiente de dezvoltare, așa-numitele rinichi de cap, sau preferință. Mare valoareîn apă metabolismul are vezică urinară. Masculii au testicule pereche, femelele au ovare pereche. Ouăle sunt eliberate prin oviducte, care se varsă în cloaca (vezi Cloaca). Zebrele ajung la maturitatea sexuală cel mai adesea în al 3-lea sau al 4-lea an. Majoritatea păsărilor își depun ouăle în corpuri de apă. În timpul sezonului de reproducție, anurii se caracterizează prin „concerte de primăvară” (masculi cântând), în timp ce păsările cu coadă sunt caracterizate prin jocuri de împerechere; În multe forme, dimorfismul sexual este semnificativ îmbunătățit. La aproape toți anurenii și câțiva Z. cu coadă fertilizarea este externă, în majoritatea Z. cu coadă și fără picioare fertilizarea este internă. Doar câteva Z. sunt vivipari. Toți ceilalți depun ouă. Fertilitatea lui Z. variază de la 3 ouă la 28 de mii Larva de Z. fără coadă (numită mormoloc) este deosebit de diferită de individul adult. În timpul metamorfozei, branhiile externe dispar, organele senzoriale sunt rearanjate în funcție de condițiile mediului aerian; Stratul cornos se dezvoltă în epidermă. La peștii zebra care depun ouă pe uscat, se observă uneori o tranziție la dezvoltare fără metamorfoză, adică dezvoltare directă. Larvele unor zebre caudate pot ajunge la maturitate înainte de metamorfoză (Neotenie). Majoritatea Z., după ce a depus ouă, o lasă. În unele forme, părinții poartă puii sau ouă (de exemplu, moașe de sex masculin). Unii Z. poartă pui, de exemplu, masculul rinoderma lui Darwin, femelele de broaște marsupiale (vezi broaște marsupiale) și pipas. (Fig. 2 și 3.)

Majoritatea Z. sunt utile deoarece distruge dăunătorii agriculturăși servesc drept hrană pentru alte animale. În multe țări (Franța, Italia, SUA etc.) unele broaște sunt consumate de oameni. Unele animale, precum broaștele, sunt obiecte clasice pentru experimente fiziologice.

Fosilele Pământului sunt mult mai numeroase și mai variate decât cele moderne. Clasificarea fosilelor se bazează pe structura coloanei vertebrale și a craniului lor. Cei mai vechi și primitivi pești - ichthyostegas (Vezi Ichthyostega) - aveau asemănări semnificative cu peștii cu aripioare lobite, fiind descendenții lor. Ramura principală a fosilei Z. a fost formată din Labirintodonți; Batrachosauri, Z. fără coadă și lepospondilic, precum și microsauri, aparent despărțiți de ei. Batrachosaurii sunt probabili strămoși ai reptilelor (vezi Reptile). Apărând în Devonian, verdețurile au atins o largă răspândire și diversitate în Carbonifer, care a fost favorizată de clima umedă și caldă din acea perioadă; În perioada Permian, mai uscată, au apărut multe forme terestre printre Pământ. În Triasic, diversitatea pământului, reprezentată în primul rând de forme acvatice, a scăzut brusc; A doua etapă a prosperității lor relative a avut loc deja în Cenozoic. Unele fosile de Z. au atins dimensiuni gigantice, având un craniu mai mare de 1 m(Mastodonsaurus). Principalele locații ale rămășițelor pământului antic (Devonian - Triasic) sunt cunoscute din emisfera nordică, iar descoperirile individuale sunt din Africa de Sud și India. În URSS, rămășițele minerale sunt numeroase în partea de est a Platformei Ruse și servesc drept linii directoare de încredere pentru stabilirea vârstei geologice a sedimentelor. (Fig. 4 și 5.)

Lit.: Efremov I.A., Vyushkov B.P., Catalogul locației vertebratelor terestre permiene și triasice pe teritoriul URSS, „Tr. Institutul Paleontologic al Academiei de Științe a URSS”, 1955, v. 46; Terentyev P.V., Herpetologie, M., 1961; Shmalgauzen I.I., Originea vertebratelor terestre, M., 1964; Bazele paleontologiei. Amfibieni, reptile și păsări, M., 1964; Viața animalelor, vol. 4, partea 2, M., 1969; Noble G., The biology of the amphibia, N. Y. - L., 1931; Angel F., Vie et moeurs des amphibiens. P., 1947; Romer A. S., Review of Labyrinthodontia, Bulletin Museum Comparative Zoology, 1947, v. 99, nr. Fiziologia amfibiilor, ed. J. A. Moore, N. Y., 1964.

P. V. Terentiev, A. K. Rozhdestvensky.

Marea Enciclopedie Sovietică. - M.: Enciclopedia Sovietică. 1969-1978 .

Vedeți ce sunt „amfibienii” în alte dicționare:

Amfibieni... Dicționar de ortografie - carte de referință

Amfibieni sau amfibieni Clasificare științifică ... Wikipedia

Amfibieni (Amphibia), o clasă de vertebrate terestre care păstrează de obicei stadiul de larvă acvatică în timpul ontogenezei; b. sau m. o strânsă legătură cu mediul acvatic este caracteristică majorității speciilor 3. chiar și la vârsta adultă. 3. provine din vechii pești cu aripioare lobite din... ... Dicționar enciclopedic biologic

Amfibienii, de regulă, se caracterizează printr-o schimbare a mediului în timpul dezvoltării, deoarece majoritatea păstrează metoda de reproducere în apă caracteristică peștilor prin depunerea ouălor și fertilizare externă. Acesta este cel mai mult trăsătură caracteristică amfibieni duce la faptul că merg la rezervor în timpul sezonului de reproducere.

Ouăle amfibienilor, ca și peștii, au doar membrane mucoase care îi protejează de uscare doar pentru o perioadă foarte scurtă de timp, iar apa necesară dezvoltării embrionului intră în oul în curs de dezvoltare din mediu. Cu toate acestea, la amfibieni, fertilizarea externă are o serie de caracteristici. Masculul strânge întotdeauna femela într-un fel sau altul. Cum își dezvoltă bărbații adaptări la o prindere mai strânsă?diverse excrescențe, țepi, „calusuri” etc., cel mai adesea netezite sau dispărând la sfârșitul sezonului de reproducere. Bărbații, în comparație cu femelele, au mușchii picioarelor din față mai dezvoltați și un schelet mai greu. O astfel de împerechere a amfibienilor în timpul fertilizării externe asigură eliberarea simultană a ovulelor și a spermatozoizilor, ceea ce crește procentul de fertilizare a ovulelor.

Metamorfoza, precum și dezvoltarea în mediu acvaticși fertilizarea externă, într-o anumită măsură moștenită de amfibieni de la strămoșii lor asemănătoare peștilor. Dar, spre deosebire de pești, organele respiratorii, de locomoție și digestive ale larvelor de amfibieni sunt diferite de cele ale adulților. Acest lucru se datorează faptului că la pești organismul adult și alevinii trăiesc în același mediu, în timp ce la amfibieni habitatul se modifică în timpul procesului de dezvoltare.

În acest sens, la larvele de amfibieni, care au o serie de caracteristici ale animalelor acvatice, deja în stadiile incipiente de dezvoltare, cu mult înainte de sfârșitul metamorfozei, încep să se dezvolte caracteristici caracteristice unui organism terestru. La broaște, cu aproximativ o lună înainte de sfârșitul metamorfozei, apar rudimentele membrelor anterioare și posterioare. În același timp, mormolocii au deja nări interne care se sparg, există o glotă acoperită de epiglotă, un laringe și saci vasculari cu pereți subțiri perechi - plămânii. Curând apare un sept în atrium și se formează o circulație pulmonară etc. Cu alte cuvinte, larva complet acvatică are deja trăsăturile unui organism terestru adult.

Printre amfibieni vii, datorită particularităților organizării și modului lor de viață, există o diversitate semnificativă în biologia reproducerii.

Amfibienii sunt primele vertebrate terestre, majoritatea trăind pe uscat și se reproduc în apă. Acestea sunt animale iubitoare de umezeală, ceea ce le determină habitatul.

Tritonii și salamandrele care locuiesc în apă, cel mai probabil, odată ce și-au încheiat ciclul de viață în stadiul larvar și au atins maturitatea sexuală în această stare.

Animalele terestre - broaște, broaște râioase, broaște de copac, picior de copac - trăiesc nu numai pe sol, ci și pe copaci (broaște), în nisipurile deșertului (broaște, broaște), unde sunt active numai noaptea și depun ouă în bălți. și rezervoare temporare, da și nu în fiecare an.

Amfibienii se hrănesc cu insecte și larvele lor (gândaci, țânțari, muște), precum și cu păianjeni. Ei mănâncă moluște (melci, melci) și prăjiți de pește. Broaștele râioase sunt utile în special pentru că mănâncă insecte nocturne și limacși care sunt inaccesibili păsărilor. Broaștele de iarbă se hrănesc cu dăunători de grădină, pădure și câmp. O broască poate mânca aproximativ 1.200 de insecte dăunătoare în timpul verii.

Amfibienii înșiși sunt hrană pentru pești, păsări, șerpi, arici, nurci, dihori și vidre. Păsările de pradă își hrănesc puii cu ele. Broaștele și salamandrele, care au glande otrăvitoare pe piele, nu sunt mâncate de mamifere și păsări.

Amfibienii iernează în adăposturi pe uscat sau în corpuri de apă puțin adânci, așa că iernile reci și fără zăpadă le provoacă moartea în masă, iar poluarea și uscarea corpurilor de apă duce la moartea urmașilor lor - ouă și mormoloci. Amfibienii trebuie protejați.

9 specii de reprezentanți ai acestei clase sunt incluse în Cartea Roșie a URSS.

Caracteristicile clasei

Fauna modernă a amfibienilor nu este numeroasă - aproximativ 2.500 de specii dintre cele mai primitive vertebrate terestre. După caracteristicile morfologice și biologice, ele ocupă o poziție intermediară între organismele acvatice actuale și cele terestre propriu-zise.

Originea amfibienilor este asociată cu o serie de aromorfoze, cum ar fi apariția unui membru cu cinci degete, dezvoltarea plămânilor, divizarea atriului în două camere și apariția a două cercuri de circulație, dezvoltarea progresivă a central sistemul nervosși organele de simț. De-a lungul vieții, sau cel puțin în starea larvară, amfibienii sunt neapărat asociați cu mediul acvatic. Formele adulte necesită hidratare constantă a pielii pentru funcționarea normală, așa că trăiesc doar lângă corpuri de apă sau în locuri cu umiditate ridicată. La majoritatea speciilor, ouăle (icrele) nu au cochilii dense și se pot dezvolta doar în apă, precum larvele. Larvele de amfibieni respiră prin branhii în timpul dezvoltării, are loc metamorfoza (transformarea) într-un animal adult, care are respirație pulmonară și o serie de alte caracteristici structurale ale animalelor terestre.

Amfibienii adulți sunt caracterizați prin membre pereche de tipul cu cinci degete. Craniul este articulat mobil cu coloana vertebrală. Pe lângă organul auditiv intern, este dezvoltată și urechea medie. Unul dintre oasele arcului hioid se transformă în osul urechii medii - stape. Se formează două cercuri de circulație a sângelui, inima are două atrii și un ventricul. Creierul anterior este mărit, două emisfere sunt dezvoltate. Împreună cu aceasta, amfibienii au păstrat trăsăturile caracteristice vertebratelor acvatice. Pielea amfibienilor are un număr mare de glande mucoase; mucusul pe care îl secretă o hidratează, ceea ce este necesar pentru respirația pielii (difuzia oxigenului poate avea loc doar printr-o peliculă de apă). Temperatura corpului depinde de temperatura mediului ambiant. Aceste caracteristici ale structurii corpului determină bogăția faunei amfibiene în regiunile tropicale și subtropicale umede și calde (vezi și Tabelul 18).

Un reprezentant tipic al clasei este o broască, al cărei exemplu este de obicei folosit pentru a caracteriza clasa.

Structura și reproducerea unei broaște

broasca de lac trăiește în corpuri de apă sau pe malurile lor. Capul său plat și lat trece ușor într-un corp scurt, cu o coadă redusă și membre posterioare alungite, cu membre posterioare înotate. Membrele anterioare, spre deosebire de membrele posterioare, sunt semnificativ mai mici; au 4, nu 5 degete.

Acoperiri ale corpului. Pielea amfibienilor este goală și întotdeauna acoperită cu mucus datorită unui număr mare de glande multicelulare mucoase. Nu numai că îndeplinește o funcție de protecție (față de microorganisme) și percepe iritația externă, dar participă și la schimbul de gaze.

Schelet este format din coloana vertebrală, craniul și scheletul membrelor. Coloana vertebrală este scurtă, împărțită în patru secțiuni: cervical, trunchi, sacral și caudal. Există o singură vertebră în formă de inel în regiunea cervicală. Regiunea sacră are, de asemenea, o vertebră, de care sunt atașate oasele pelvine. Secțiunea de coadă a broaștei este reprezentată de urostil - o formațiune formată din 12 vertebre caudale fuzionate. Între corpurile vertebrale se află resturi ale notocordului, există arcade superioare și un proces spinos. Nu există coaste. Craniul este larg, aplatizat în direcția dorso-ventral, la animalele adulte, craniul reține mult țesut cartilaginos, ceea ce face ca amfibienii să se aseamănă cu peștii cu înotătoare lobite, dar craniul conține mai puține oase decât la pești. Se notează doi condili occipitali. Brâul scapular este format din stern, două coracoizi, două clavicule și două scapule. În membrul anterior există un umăr, două oase topite ale antebrațului, mai multe oase ale mâinii și patru degete (al cincilea deget este rudimentar). Centura pelviana este formata din trei perechi de oase topite. Membrul posterior este format dintr-un femur, două oase ale picioarelor fuzionate, mai multe oase ale piciorului și cinci degete. Membrele posterioare sunt de două până la trei ori mai lungi decât membrele anterioare. Acest lucru se datorează mișcării prin sărituri în apă, când înoată, broasca lucrează energetic cu membrele posterioare.

Musculatura. O parte a mușchilor trunchiului păstrează o structură metamerică (asemănătoare cu mușchii peștilor). Cu toate acestea, este evidentă o diferențiere mai complexă a mușchilor, se dezvoltă un sistem complex de mușchi ai extremităților (în special ale membrelor posterioare), mușchii de mestecat etc.

Organele interne ale unei broaște se află în cavitatea celomică, care este căptușită cu un strat subțire de epiteliu și conține o cantitate mică de lichid. Cea mai mare parte a cavității corpului este ocupată de organele digestive.

Sistemul digestivÎncepe cu o cavitate orofaringiană mare, la baza căreia este atașată limba la capătul anterior. Când prindeți insecte și alte pradă, limba este aruncată din gură și prada se lipește de ea. Pe fălcile superioare și inferioare ale broaștei, precum și pe oasele palatine, există mici dinți conici (nediferențiați), care servesc doar pentru a ține prada. Aceasta exprimă asemănarea amfibienilor cu peștii. Canalele glandelor salivare se deschid în cavitatea orofaringiană. Secreția lor umezește cavitatea și hrana, facilitând înghițirea prăzii, dar nu conține enzime digestive. În continuare, tubul digestiv trece în faringe, apoi în esofag și, în final, în stomac, a cărui continuare este intestinele. Duodenul se află sub stomac, iar restul intestinului se pliază în bucle și se termină în cloaca. Există glande digestive (pancreas și ficat).

Alimentele umezite cu salivă intră în esofag și apoi în stomac. Celulele glandulare ale pereților stomacului secretă enzima pepsină, care este activă în mediu acid (acidul clorhidric este eliberat și în stomac). Alimentele parțial digerate se deplasează în duoden, în care curge canalul biliar al ficatului.

Secrețiile pancreatice curg și în canalul biliar. Duodenul trece liniștit în intestinul subțire, unde nutrienții sunt absorbiți. Resturile alimentare nedigerate intră în rectul larg și sunt aruncate afară prin cloaca.

Mormolocii (larvele de broaște) se hrănesc în primul rând alimente vegetale(alge, etc.), pe fălcile lor au dezvoltat plăci cornoase care răzuiesc țesuturile moi ale plantelor împreună cu nevertebratele unicelulare și alte mici situate pe ele. Plăcile cornoase sunt vărsate în timpul metamorfozei.

Amfibienii adulți (în special, broaștele) sunt prădători care se hrănesc cu diverse insecte și alte animale nevertebrate unii amfibieni acvatici prind vertebrate mici;

Sistemul respirator. Respirația unei broaște implică nu numai plămânii, ci și pielea, care conține un număr mare de capilare. Plămânii sunt reprezentați de pungi cu pereți subțiri, a căror suprafață interioară este celulară. Pe pereții plămânilor perechi în formă de sac există o rețea extinsă de vase de sânge. Aerul este pompat în plămâni ca urmare a mișcărilor de pompare ale podelei gurii atunci când broasca deschide nările și coboară podeaua cavității orofaringiene. Apoi nările se închid cu valve, fundul cavității orofaringiene se ridică și aerul trece în plămâni. Expirația apare din cauza acțiunii mușchilor abdominali și a prăbușirii pereților pulmonari. U diferite tipuri amfibienii primesc 35-75% oxigen prin plămâni, 15-55% prin piele și 10-15% oxigen prin membrana mucoasă a cavității orofaringiene. 35-55% din dioxid de carbon este eliberat prin plămâni și cavitatea orofaringiană, iar 45-65% din dioxid de carbon prin piele. Masculii au cartilaje aritenoide care înconjoară fisura laringiană și corzile vocale întinse peste ele. Amplificarea sunetului se realizează prin sacii vocali formați de membrana mucoasă a cavității bucale.

Sistemul excretor. Produsele de disimilare sunt excretate prin piele și plămâni, dar majoritatea sunt excretați de rinichii aflați pe părțile laterale ale vertebrei sacrale. Rinichii sunt adiacenți cu partea dorsală a cavității broaștei și sunt corpuri alungite. Rinichii contin glomeruli in care sunt filtrati din sange. produse nocive degradare și unele substanțe valoroase. În timpul curgerii prin tubii renali, compușii valoroși sunt reabsorbiți, iar urina curge prin două uretere în cloac și de acolo în vezică. De ceva timp, urina se poate acumula în vezica urinară, care se află pe suprafața abdominală a cloacii. După umplerea vezicii urinare, mușchii pereților acesteia se contractă, urina este evacuată în cloaca și aruncată afară.

Sistemul circulator. Inima amfibienilor adulți este cu trei camere, constând din două atrii și un ventricul. Există două cercuri de circulație a sângelui, dar nu sunt complet separate, sângele arterial și venos este parțial amestecat datorită unui singur ventricul. Din ventricul se extinde un con arterial cu o valvă spirală longitudinală în interior, care distribuie sângele arterial și amestecat în diferite vase. Atriul drept primește sânge venos din organele interne și sânge arterial din piele, adică sângele amestecat se colectează aici. Atriul stâng primește sânge arterial din plămâni. Ambele atrii se contractă simultan și sângele curge din ele în ventricul. Datorită supapei longitudinale din conul arterial, sângele venos curge către plămâni și piele, sângele mixt curge către toate organele și părțile corpului, cu excepția capului, iar sângele arterial curge către creier și alte organe ale capului.

Sistemul circulator al larvelor de amfibieni este similar cu sistemul circulator al peștilor: există un ventricul și un atriu în inimă, există un cerc de circulație a sângelui.

Sistemul endocrin. La broasca, acest sistem include glanda pituitara, glandele suprarenale, tiroida, pancreasul si gonadele. Glanda pituitară secretă intermedină, care reglează culoarea broaștei, hormoni somatotropi și gonadotropi. Tiroxina, care este produsă de glanda tiroidă, este necesară pentru finalizarea normală a metamorfozei, precum și pentru menținerea metabolismului la un animal adult.

Sistemul nervos caracterizat printr-un grad scăzut de dezvoltare, dar alături de acesta are o serie de trăsături progresive. Creierul are aceleași secțiuni ca la pești (prosencefal, interstițial, mezencefal, cerebel și medular oblongata). Creierul anterior este mai dezvoltat, împărțit în două emisfere, fiecare dintre ele având o cavitate - ventriculul lateral. Cerebelul este mic, ceea ce se datorează unui stil de viață relativ sedentar și monotoniei mișcărilor. Medula oblongata este mult mai mare. Există 10 perechi de nervi care părăsesc creierul.

Evoluția amfibienilor, însoțită de o schimbare a habitatului și apariția din apă pe uscat, este asociată cu schimbări semnificative în structura organelor de simț.

Organele de simț sunt în general mai complexe decât cele ale peștilor; ele asigură orientarea amfibienilor în apă și pe uscat. La larvele și amfibienii adulți care trăiesc în apă, organele de linie laterală sunt împrăștiate pe suprafața pielii, în special numeroase pe cap. Stratul epidermic al pielii conține temperatura, durerea și receptorii tactili. Organul gustului este reprezentat de papilele gustative de pe limbă, palat și maxilare.

Organele olfactive sunt reprezentate de saci olfactiv perechi, care se deschid spre exterior prin nările externe pereche și în cavitatea orofaringiană prin nările interne. O parte din pereții sacilor olfactiv este căptușită cu epiteliu olfactiv. Organele olfactive funcționează numai în aer în apă, nările externe sunt închise. Organele olfactive ale amfibienilor și ale cordatelor superioare fac parte din tractul respirator.

În ochii amfibienilor adulți, pleoapele mobile (superioare și inferioare) și o membrană nictitante sunt dezvoltate pentru a proteja corneea de uscare și contaminare. Larvele de amfibieni nu au pleoape. Corneea ochiului este convexă, cristalinul are forma unei lentile biconvexe. Acest lucru le permite amfibienilor să vadă destul de departe. Retina conține bastonașe și conuri. Mulți amfibieni au dezvoltat viziunea culorilor.

În organele auzului, pe lângă urechea internă, în locul stropitorului de pește cu aripioare lobe, se dezvoltă o ureche medie. Conține un dispozitiv care amplifică vibrațiile sonore. Deschiderea externă a cavității urechii medii este acoperită de un timpan elastic, ale cărui vibrații amplifică undele sonore. Prin tubul auditiv, care se deschide în faringe, cavitatea urechii medii comunică cu mediul extern, ceea ce face posibilă reducerea schimbărilor bruște de presiune asupra timpanului. În cavitate se află un os - etrierul, al cărui capăt se sprijină pe timpan, celălalt - pe fereastra ovală, acoperită de un sept membranos.

Reproducere. Amfibienii sunt dioici. Organele genitale sunt pereche, constând din testicule ușor gălbui la bărbați și ovare pigmentate la femeie. Canalele eferente se extind din testicule și pătrund în partea anterioară a rinichiului. Aici se conectează cu tubii urinari și se deschid în ureter, care îndeplinește simultan funcția de canal deferent și se deschide în cloaca. Ouăle cad din ovare în cavitatea corpului, de unde sunt eliberate prin oviducte, care se deschid în cloaca.

Broaștele au dimorfism sexual bine definit. Astfel, masculul are tuberculi pe degetul interior al picioarelor din față („calus nupțial”), care servesc la ținerea femelei în timpul fecundației, și saci vocali (rezonatoare), care sporesc sunetul la croc. Trebuie subliniat faptul că vocea apare pentru prima dată la amfibieni. Evident, acest lucru este legat de viața pe uscat.

Broaștele se reproduc primăvara în timpul celui de-al treilea an de viață. Femelele depun ouă în apă, iar masculii le iriga cu lichid seminal. Ouăle fertilizate se dezvoltă în 7-15 zile. Mormolocii - larvele broaștelor - sunt foarte diferiți ca structură de animalele adulte (Tabelul 19). După două-trei luni, mormolocul se transformă într-o broască.

Dezvoltare. La broasca, ca si la alti amfibieni, dezvoltarea are loc cu metamorfoza. Metamorfoza este larg răspândită la reprezentanții diferitelor tipuri de animale. Dezvoltarea cu transformare a apărut ca una dintre adaptările la condițiile de viață și este adesea asociată cu trecerea stadiilor larvare de la un habitat la altul, așa cum se observă la amfibieni.

Larvele de amfibieni sunt locuitori tipici ai apei, ceea ce este o reflectare a stilului de viață al strămoșilor lor.

Caracteristicile morfologiei mormolocului care au o semnificație adaptivă în conformitate cu condițiile de mediu includ:

• un dispozitiv special pe partea inferioară a capului, care este utilizat pentru atașarea la obiecte subacvatice - o ventuză;
• intestin mai lung decât cel al unei broaște adulte (comparativ cu dimensiunea corpului); acest lucru se datorează faptului că mormologul consumă hrană vegetală mai degrabă decât animală (precum o broască adultă).

Caracteristicile organizatorice ale mormolocului, care repetă caracteristicile strămoșilor săi, ar trebui recunoscute ca o formă asemănătoare unui pește, cu o înotătoare caudală lungă, absența membrelor cu cinci degete, branhii externe și un cerc de circulație a sângelui. În timpul procesului de metamorfoză, toate sistemele de organe sunt reconstruite: membrele cresc, branhiile și coada se dizolvă, intestinele se scurtează, natura alimentelor și chimia digestiei, structura maxilarelor și a întregului craniu, pielea se schimbă, o tranziție. de la branhii la respirația pulmonară au loc transformări profunde în sistemul circulator.

Cursul metamorfozei amfibienilor este influențat semnificativ de hormonii secretați de glande speciale (vezi mai sus). De exemplu, îndepărtarea glandei tiroide dintr-un mormoloc duce la o prelungire a perioadei de creștere, dar metamorfoza nu are loc. Dimpotrivă, dacă în hrana unui mormoloc de broască sau a altor amfibieni se adaugă preparate tiroidiene sau hormoni tiroidieni, atunci metamorfoza este accelerată semnificativ și creșterea se oprește; Drept urmare, puteți obține o broască de numai 1 cm lungime.

Hormonii sexuali produși de gonade determină dezvoltarea caracteristicilor sexuale secundare care deosebesc bărbați de femele. Broaștele masculi nu dezvoltă un „calus nupțial” pe degetul mare al membrelor anterioare atunci când sunt castrați. Dar dacă un castrat este transplantat cu un testicul sau doar injectat cu un hormon sexual masculin, atunci apare un calus.

Filogenie

Amfibienii includ forme ai căror strămoși cu aproximativ 300 de milioane de ani în urmă (în perioada Carboniferului) au ieșit din apă pe uscat și s-au adaptat la noile condiții de viață terestre. Ei diferă de pești prin prezența unui membru cu cinci degete, precum și plămânii și caracteristicile asociate ale sistemului circulator. Ceea ce au în comun cu peștii este dezvoltarea larvei (morcicul) în mediul acvatic, prezența fantelor branhiale, branhiile externe, o linie laterală, un con arterial în larve și absența membranelor embrionare în timpul dezvoltării embrionare. . Datele din morfologie și biologie comparativă arată că strămoșii amfibienilor ar trebui căutați printre peștii străvechi cu aripioare lobe.

Formele de tranziție dintre ei și amfibienii moderni au fost forme fosile - stegocefale, care au existat în perioadele Carbonifer, Permian și Triasic. Acești amfibieni antici, judecând după oasele craniului, sunt extrem de asemănători cu peștii antici cu aripioare lobe. Trăsăturile lor caracteristice sunt: ​​o înveliș de oase dermice pe cap, părți laterale și abdomen, o valvă intestinală spiralată, ca la peștele rechin, și absența corpurilor vertebrale. Stegocefalienii erau prădători nocturni care trăiau în corpuri de apă puțin adânci. Apariția vertebratelor pe uscat a avut loc în perioada Devoniană, care a fost caracterizată de un climat arid. În această perioadă, acele animale care se puteau muta pe uscat dintr-un rezervor de secat în altul au dobândit un avantaj. Perioada de glorie (perioada progresului biologic) a amfibienilor a avut loc în perioada carboniferului, a cărei climă uniformă, umedă și caldă era favorabilă amfibienilor. Numai datorită accesului lor la pământ, vertebratele au câștigat oportunitatea de a se dezvolta progresiv.

Taxonomie

Clasa de amfibieni este formată din trei ordine: fără picioare (Apoda), cu coadă (Urodela) și fără coadă (Anura). Primul ordin include animale primitive adaptate unui mod unic de viață în solul umed - cecilieni. Ei trăiesc în zona tropicală din Asia, Africa și America. Amfibienii cu coadă se caracterizează printr-o coadă alungită și membre scurte pereche. Acestea sunt cele mai puțin specializate forme. Ochii sunt mici, fără pleoape. Unele specii păstrează branhii externe și fante branhiale pe tot parcursul vieții. Animalele cu coadă includ tritoni, salamandre și amblystoma. Amfibienii fără coadă (broaște râioase, broaște) au un corp scurt, fără coadă și membre posterioare lungi. Printre acestea există o serie de specii care sunt consumate.

Semnificația amfibienilor

Amfibienii distrug un număr mare de țânțari, muschi și alte insecte, precum și moluște, inclusiv dăunători ai plantelor cultivate și purtători de boli. Broasca comună se hrănește în principal cu insecte: gândaci de clic, gândaci de purici, omizi, furnici; broasca verde - gândaci, ploșnițe, omizi, larve de muște, furnici. La rândul lor, amfibienii sunt mâncați de mulți pești din comerț, rațe, stârci și animale purtătoare de blană ( nurcă, purici, vidră etc.).