Какие особенности в строении древних земноводных позволили им осваивать сушу как новую среду обитания? Укажите не менее четырёх особенностей.
Спрятать пояснение
Пояснение.
1) Появление рычажных конечностей, необходимых для передвижения.
2) Появление одного шейного позвонка, что позволило земноводным поворачивать и наклонять голову
3) Появление лёгких как органов дыхания кислородом воздуха и механизма засасывания воздуха в них.
4) Появление малого лёгочного круга кровообращения и второго предсердия.
ИЛИ
5) Появление подвижных век, слюнных и слёзных желёз
Спрятать критерии
Критерии проверки:
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Ответ включает все названные выше элементы, не содержит биологических ошибок | 3 |
| Ответ включает три из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок.
ИЛИ Ответ включает три–четыре из названных выше элементов, но содержит негрубые биологические ошибки |
2 |
| Ответ включает два из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок.
ИЛИ Ответ включает один из названных выше элементов или два из названных выше элементов, но содержит негрубые биологические ошибки |
1 |
| Ответ неправильный | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
1) дыхание атмосферным воздухом {орган дыхания — лёгкие), трёх-камерное сердце, два круга кровообращения, развитие конечностей (появление суставов и поясов верхних и нижних конечностей) и скелета в целом (появление шейного отдела позвоночника, обеспечивающего подвижность головы);
2) оплодотворение (наружное) и развитие личиночной стадии всех земноводных происходит в воде, также у них сохранилось кожное дыхание, кожа имеет много желёз и покрыта слизью, её пересыхание ведёт к смерти животного;
3) второй круг кровообращения (лёгочный) связан с редукцией жаберного аппарата и переходом к лёгочному газообмену; наличие двух кругов кровообращения невозможно с двухкамерным (как у рыб) сердцем, поэтому у всех наземных позвоночных (в том числе и земноводных) в сердце имеются два предсердия — в одно поступает венозная кровь от органов (вены большого круга кровообращения), а в другое — артериальная по венам малого круга.
Земноводные, или амфибии (от греч. amphi — с обеих сторон и греч. bios — жизнь) — класс типа хордовые, объединяющий
животных, которые могут обитать как в воде, так и на суше. Это немногочисленный наиболее примитивный класс наземных
позвоночных животных. Произошли земноводные от древних кистеперых рыб.
Для успешного изучения земноводных предлагаю начать с их классификации. Помните, что классификации это именно то, что
раскладывает знания в голове «по полочкам», относитесь к ним с должным вниманием.
Давайте перечислим ароморфозы, которыми сопровождалось появление земноводных.
Традиционно строение земноводных изучается на примере типичного представителя — лягушки озерной, ее мы возьмем за
основу данной статьи.
Покров двуслойный, состоит из эпидермиса и дермы. Эпидермис снабжен густой капиллярной сетью, благодаря которой
у лягушки возможен газообмен через кожу. Кожа голая, содержит большое количество желез: она должна быть постоянно
увлажнена для интенсивного газообмена.
Около 65% всего кислорода поступает через увлажненную кожу. Увлажнение кожи крайне важно, рекомендую запомнить следующий факт: при пересыхании кожи лягушки газообмен в ней прекращается,
и лягушка погибает от недостатка кислорода (гипоксии).
Особой окраской обладают ядовитые виды лягушек, их яркая окраска называется — предупреждающей. Съев такую, хищник серьезно пожалеет о своей оплошности, которая может закончиться летальным исходом. Поэтому животных с такой окраской хищники обычно не трогают.
Индейцы используют лягушек кокои (листолаз ужасный) для
изготовления отравленных стрел: одна лягушки делает смертельным оружием около 50 стрел. Они готовят яд, высушивая лягушку
на костре и смазывая наконечники стрел выступающей на поверхности коже жидкостью — ядом.
Тело состоит из головы, туловища и двух пар конечностей. Передние конечности короче и слабее задних. Задние конечности служат
для плавания, они удлинены и имеют плавательные перепонки между пальцами. Хорошо развита
мышечная система: мышцы дифференцированы на отдельные пучки. В теле амфибий насчитывается до 350 мышц.
Скелет лягушки состоит из скелета головы, туловища, поясов конечностей и свободных конечностей. Скелеты поясов конечностей
малоподвижны, в отличие от скелета свободной конечности, построенного по типу рычагов.
Имеются туловищный (7 позвонков) и хвостовой отделы позвоночника, доставшиеся земноводным еще от рыб. Однако появляются и новые отделы: крестцовый
и шейный, оба содержащие по одному позвонку. Благодаря возникновению шейного отдела, у земноводных становится возможным
поворот головы, что было невозможным для рыб.
В скелете особо необходимо выделить уростиль (от др.-греч. urá — «хвост» и stýlos — «палочка») — палочковидную кость,
которая образуется в результате слияния тел хвостовых позвонков. Уростиль также называют хвостовой костью.
Скелеты поясов конечностей служат опорой для конечностей. В состав плечевого (переднего) пояса входят: лопатки, ключицы, вороньи
кости (коракоиды), хрящи. Ребер нет, вследствие чего грудная клетка отсутствует, передний пояс лежит свободно в толще мышц, грудина не соединена при помощи ребер с позвоночником.
Пояс задних конечностей (тазовый) образован: подвздошными и седалищными костями, лобковым хрящом.
Скелет передней свободной конечности состоит из: плечевой кости, предплечья (образовано сросшимися лучевой и локтевой костями)
и кисти (состоящей из запястья, пястья и фаланг пальцев).
Скелет задней свободной конечности образован бедром, голенью (состоит из сросшихся малоберцовой и большеберцовой
костей), стопы (включает предплюсну, плюсну и фаланги пальцев).
Состоит из ротоглоточной полости, в которую открываются протоки слюнных желез, секрет которых предназначен только для смачивания
и формирования пищевого кома. Слюнные железы впервые возникли именно у амфибий, и пока еще не участвуют в химической обработке
пищи. Слюнные железы были и у насекомых, однако членистоногие — отдельная эволюционная ветвь, хордовые никаким образом не произошли от членистоногих 
Имеются хоаны — внутренние носовые отверстия (ноздри — внешние), с помощью которых полость носа сообщается с полостью глотки. В ротоглоточную полость открываются также
отверстия евстахиевых труб, которые соединяют полость среднего уха с ротоглоткой и уравнивают в них давление. Значительную часть места занимает липкий длинный язык, служащий для ловли добычи.
Короткий пищевод переходит в желудок, продолжающийся в тонкий кишечник, куда открываются протоки желчного пузыря, а также пищеварительных
желез: печени и поджелудочной. Тонкая кишка переходит в толстую кишку, оканчивающуюся клоакой.
Клоака (от лат. cloaca — труба для стока нечистот) — расширенная часть задней кишки, куда открываются мочеточники и мочевой пузырь,
половые протоки.
У лягушки дыхание осуществляется двумя основными способами:
- Легочное дыхание
- Кожное дыхание
Легкие представленные тонкостенными мешками, стенка которых густо оплетена капиллярами, в которых происходит
газообмен. Дыхательная поверхность легких невелика, они не способны полностью удовлетворить нуждам организма
в кислороде, поэтому жизнь лягушки невозможна без кожного дыхания.
Воздух поступает в легкие и удаляется из них благодаря сокращениям мышц дна ротовой полости.
Осуществляется только при увлажненной коже, на поверхности которой растворяется кислород, после чего он проникает в капилляры кожи. Кожа помогает
дышать лягушкам при погружении в воду: кислород поступает в кровь напрямую из воды.
При пересыхании кожи животное погибает, так как
слабо развитые легкие не в состоянии обеспечить потребности организма в кислороде.
Также дыхание осуществляется эпителием, покрывающим ротовую полость, но это вносит незначительный вклад в процесс
дыхания.
Изменения в кровеносной системе земноводных, по сравнению с рыбами, обусловлены заменой жаберного дыхания
на легочное. Сердце имеет 3 камеры: 2 предсердия и 1 желудочек, сердце более крупное. Возникает второй (легочный) круг кровообращения.
Правое предсердие заполнено венозной кровью, а левое — артериальной. Перегородка в желудочке отсутствует, кровь внутри него большей частью смешанная.
Из-за смешения крови интенсивность метаболизма уменьшается, это делает невозможным поддержание постоянной температуры тела. Эритроциты
у амфибий с ядрами, безъядерные эритроциты возникнут позже, у млекопитающих.
Земноводные
относятся к пойкилотермным животным (от греч. poikilos — различный и therme — тепло) — холоднокровным животным, температура тела которых
непостоянна и зависит напрямую от температуры окружающей среды.
Физиологически и анатомически сокращение сердца происходят
таким образом, что более насыщенная кислородом артериальная кровь изгоняется из него в последнюю очередь и попадает в сонные артерии,
идущие к головному мозгу. Таким образом, к головному мозгу направляется более насыщенная кислородом кровь, чем к остальным органам.
Так же, как и у рыб, выделительная система амфибий состоит из парных первичных (туловищных) почек, называемых мезонефрос. В них фильтруются
продукты обмена веществ, главным образом — мочевина.
По мере образования в почке мочи, она поступает в мочеточники, ведущие в клоаку. Попавшая в клоаку моча стекает в мочевой пузырь, через стенки которого осуществляется всасывание воды. При сокращении стенок мочевого пузыря концентрированная моча выводится в клоаку, откуда выбрасывается во внешнюю среду.
Головной мозг земноводных отличается от мозга рыб полностью разделенным на два полушария и более развитым передним мозгом.
Мозжечок и средний мозг развиты гораздо слабее, так как земноводные малоподвижны и их движения относительно простые: они передвигаются по плоскости в «2D измерении». Перемещение рыб в таком случае можно обозначить как в «3D измерении». Это
упрощенное, но вполне справедливое сравнение.
Свободные конечности земноводных позволяют им совершать более разнообразные движения в отличие от циклических поворотов плавников и тела у рыб.
Органы чувств земноводных адаптированы к наземному образу жизни. На суше возникает серьезная проблема,
которой не было у рыб в воде — сухой воздух. Чтобы адаптироваться к нему у земноводных возникает подвижное веко и мигательная
перепонка, движения которых смачивают поверхность глаза и препятствуют высыханию.
Меняется форма хрусталика. Если у рыб он был шарообразный, то у земноводных его форма становится более выпуклой (как и форма
роговицы). Хрусталик приобретает форму двояковыпуклой линзы. Амфибии видят дальше рыб.
Однако аккомодация, настройка глаза на наилучшее видение объекта, остается на том же уровне, что и
у рыб: достигается только за счет перемещения хрусталика вперед и назад. Эти перемещения помогает совершать особая ресничная мышца,
возникшая у земноводных.
Наземная среда меняет и характер передачи звуков: теперь он передается через колебания воздуха. Если рыбам
в воде было достаточно внутреннего уха для улавливания колебаний воды, то земноводным этого мало. У них впервые
возникает среднее ухо, которое снабжено барабанной перепонкой, чувствительной к колебаниям воздуха.
Среднее ухо состоит из одной слуховой косточки — стремени. Евстахиева труба соединяет полость среднего уха с ротоглоточной полостью, служит для уравнивания давления между ними.
Лягушки раздельнополые животные, оплодотворение наружное. Размножение и начальные этапы развития земноводных происходят
в воде, поэтому амфибий крайне редко можно встретить в засушливых местах, где водоемы отсутствуют.
Мужские половые железы представлены парными семенниками с отходящими от них семявыносящими протоками, которые впадают в мочеточники,
открывающиеся в клоаку. Женские половые железы — яичники с отходящими от них яйцеводами, открывающимися в клоаку.
Во время оплодотворения самец удерживает самку сзади и надавливает передними конечностями на ее брюшко, что приводит к выметыванию
икры. Эта икра сразу же оплодотворяется семенной жидкостью самца.
Развитие происходит с метаморфозом — значительной перестройкой большинства органов. Личиночная стадия лягушки еще раз
подчеркивает эволюционные корни этого класса, а именно то, что земноводные произошли от рыб. Головастики требуют нашего
особого внимания.
Головастик — личинка бесхвостых земноводных. Развивается из оплодотворенной яйцеклетки, живет в воде.
Во многом строение головастика напоминает строение рыбы, что подтверждает родство классов земноводных и рыб. Головастик
характеризуется следующими чертами:
По мере изучения вышеуказанных признаков становится очевидно, что предками земноводных являются кистеперые рыбы,
обитавшие мелких континентальных водоемах. От кистеперых рыб произошли древние земноводные — стегоцефалы, появившиеся в конце
девонского периода и вымершие вначале мезозоя.
Земноводные, как и все живые организмы, являются звеном в цепи питания (консументами). Они уничтожают многих кровососущих
насекомых, а также насекомых, которые наносят вред культурным растениям.
Их яд используют для изготовления лекарств, так что не забудем отметить их медицинское значение. Лягушка — классический
объект для лабораторных исследований, в таком качестве лягушки используются повсеместно, и благодаря им совершены тысячи открытий.
Существенными изменениями, которые позволили предкам земноводных выйти на сушу и приспособиться к жизни на ней это: появление легочного дыхания, что позволяет усваивать атмосферный кислород;появление трехкамерного сердца и 2 кругов кровообращения, что значительно усиливает обмен веществ;появление пятипалой конечности для передвижения по суше; формирование среднего уха,появление век на глазах.
В связи с выходом на сушу пресмыкающиеся по сравнению с земноводными имеют ряд преимуществ: внутреннее оплодотворение, увеличение размеров яиц и появление зародышевых оболочек, обеспечивают возможность развития зародыша в воздушной среде(вне воды);увеличение относительных размеров головного мозга и появление зачатка коры больших полушарий, с чем связана их более сложная рефлекторная деятельность;удлинение шеи и обособление 2-х первых шейных позвонков обеспечивает большую подвижность головы и более совершенное использование органов чувств: более прочное причленение поясов конечностей к позвоночнику способствует усилению опоры на конечности; в коже формируются роговые чешуи, щитки, которые защищают тело от иссушения;дыхание только легочное и механизм дыхания более сложный;3-х камерное сердце с неполной перегородкой в желудочке и 3 сосуда, самостоятельно отходящие от разных отделов желудочка, способствуют более полному разделению артериальной и венозной крови; важный признак высокой организации — замена туловищных почек на тазовые.
Перейти к содержанию
Какие особенности земноводных?
На чтение 2 мин Обновлено 21 февраля, 2022
Какие особенности строения земноводных характерны для них и обеспечили выход на сушу, Вы узнаете из этой статьи.
Особенности земноводных
Земноводные являются первой группой позвоночных животных, которые освоили жизнь на суше, но, вместе с тем, сохранили с водной средой обитания тесную связь.
Около 385 млн лет назад на планете сформировались условия, благодаря которым позвоночные животные начали массово осваивать территорию суши:
- влажный и теплый климат,
- достаточное количество пищевой базы для земноводных,
- в воде снизилось содержание кислорода,
- появление приспособлений для дыхания на поверхности.
Какие особенности появились у земноводных в связи с выходом на сушу?
Ученые до сих пор спорят, какие особенности позволяют земноводным жить на суше, какие этапы эволюции они прошли. Некоторые выделяют переходные признаки, помогающие осваивать земные пространства:
- укороченная и подвижная голова, которая уже отделилась от пояса передних конечностей,
- развиты локтевые и плечевые суставы,
- плавник немного видоизменился (но еще не полностью исчез) и приподнимается над грунтом, что позволяет им занимать разные положения тела и даже ходить по мелководью,
- недостаточно развитый дыхательный аппарат.
Постепенно переход водных позвоночных, то есть земноводных, сопровождался более сложными эволюционными шагами. К ним относят:
- Самое главное – появляется легкое. Орган дыхания, который помогает поглощать атмосферный воздух, заменивший жаберный аппарат.
- Вышеуказанные плавники превратились в устойчивые пятипалые конечности – настоящую опору для тела на суше.
- Эволюционировали нервная система, появились трехкамерное сердце и два круга кровообращения.
- Образование среднего уха.
- Постепенно утрачивается метамерность и появляется мускулатура свободных конечностей.
- Развиваются слюнные железы необходимые для формирования пищевого комка.
- На коже образовались пластинки или роговые чешуйки, защищающие ее от пересыхания.
- На глазах появилось третье веко, которое также защищает глаза от высыхания.
- Земноводные, вышедшие на сушу, научились размножаться с помощью откладывания яиц. Также некоторые виды эволюционировали до внутреннего оплодотворения.
Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, какие особенности характерные для земноводных животных.