у земноводных какой тип развития
Размножение, развитие и происхождение земноводных
Урок 9. Позвоночные животные [биология 7 класс]
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Размножение, развитие и происхождение земноводных»
Земноводные – раздельнополые животные. Внешние различия между самцами и самками (половой диморфизм) практически не выражены.
Оплодотворение наружное, происходит в воде, как и у большинства рыб.
Для многих амфибий характерно брачное поведение, часто сопровождающееся голосовыми сигналами. Самцы некоторых лягушек могут издавать громкие звуки для привлечения самок.
Мужская половая система представлена парными округлыми семенниками, расположенными рядом с почками. От них отходят семявыносящие канальцы, которые объединяются в мочеточники, одновременно служащие самцам семяпроводами. По ним сперматозоиды попадают в клоаку, из которой выделяются наружу.
Женская половая система представлена парными яичниками. Весной их размер сильно увеличивается, через тонкую стенку просвечиваются крупные яйца. Созревшие икринки попадают в брюшную полость тела, затем проходят через яйцевод и через клоаку выводятся наружу.
После окончания зимней спячки земноводные приступают к размножению. В тёплые весенние вечера, в конце апреля и в мае лягушки в больших количествах собираются в мелких водоёмах, которые хорошо прогреваются за день. После периода размножения большинство видов земноводных покидают водоёмы.
Самки откладывают икру в воду, а самцы поливают её жидкостью со сперматозоидами. Форма кладки икринок различна у разных видов земноводных.
Икринки покрыты оболочкой, которая защищает их от механических повреждений. Через некоторое время оболочка, отложенных в воду икринок, набухает. Благодаря этому между ними циркулирует вода с растворённым в ней кислородом, необходимым для дыхания развивающегося в яйце зародыша.
У жаб и лягушек через неделю, а у тритонов через две-три из яиц выходят личинки. Они имеют большую голову, поэтому их называют головастиками. Головастики по своему строению значительно ближе к рыбам, чем к взрослым амфибиям. Они имеют рыбообразную форму тела, хвост, который окружен плавательной перепонкой. Дышат они жабрами, у них есть боковая линия, двухкамерное сердце, один круг кровообращения. Питаются головастики водными растениями и одноклеточными водорослями.
В ходе развития у них появляются сначала задние, а потом и передние ноги, сердце становится трёхкамерным, развиваются лёгкие и малый круг кровообращения, изменяются и другие системы органов. Личиночные органы отмирают. У бесхвостых при этом утрачивается хвост. Через пятьдесят–шестьдесят суток с тёплой воде и восемьдесят суток в холодной воде превращение, или метаморфоз, завершается формированием лягушонка – маленькой копии взрослой особи. Лягушонок переходит с питания растительной пищи на животную.
Итак, родство земноводных с рыбами хорошо проявляется в процессах размножения и развития. Развитие земноводных происходит с метаморфозом, в результате которого личинка с типичным водным образом жизни превращается во взрослое животное, способное жить и в водной и в наземной среде.
Большинство земноводных откладывают икру в водоёмы, но известны и исключения. Например, амфиума, гигантская саламандра и некоторые другие амфибии откладывают икринки на суше. Но даже в этих случаях им необходима повышенная влажность воздуха.
Самка веслоногой лягушки носит икринки на своём теле, прикрепляя к животу. Самцы жаб-повитух обматывают шнурообразную кладку вокруг задних ног.
Предками земноводных, вероятно, были кистепёрые рыбы.
Учёные предполагают, что одной из наиболее развитых кистепёрых рыб был тиктаалик. Он имел ряд переходных признаков, которые сближают его с земноводными: укороченный череп, относительно подвижная голова, наличие локтевого и плечевого суставов.
Он дышал через отверстия, расположенные на конце плоской вытянутой головы.
Первые амфибии появились в пресных водоёмах около 350 миллионов лет назад. Это ихтиостегиды. Они были настоящими переходными формами между кистепёрыми рыбами и земноводными, так как сочетали признаки рыб и земноводных. У них были рыбий хвост, вытянутая голова. Кожа была покрыта мелкой рыбьей чешуей. С земноводными их сближало наличие парных пятипалых конечностей. Ихтиостегиды жили не только в воде, но и на суше. Можно предположить, что они размножались и кормились в водоёмах, периодически выползая на поверхность.
В ходе дальнейшей эволюции возникали различные группы земноводных.
Лабиринтодонты имели небольшие размеры и рыбообразное тело. Более поздние виды достигали размеров до одного метра, тело их было уплощено и заканчивалось коротким толстым хвостом.
Позднее возникла группа амфибий — лепоспондилы. Они имели небольшие размеры и были хорошо приспособлены к жизни в воде. Самый крупный представитель достигал одного метра в длину. Лепоспондилы имели удлинённое тело и недоразвитые конечности.
Всех древних вымерших земноводных называют стегоцефалами, или панцирно-головыми, за сплошной панцирь из кожных костей, покрывавший черепную коробку сверху и с боков. Они были тесно связаны с водоёмами. Период, в который жили стегоцефалы, видимо, характеризовался сезонными засухами. Благодаря лёгочному дыханию и мускулистым плавникам они могли переползать из одного пересыхающего водоёма в другой. Некоторые из таких животных задерживались на суше и питались древними беспозвоночными. Нападать на них никто не мог, так как на земле в те времена еще не было хищных наземных позвоночных.
Примерно так предки современных земноводных могли переходить от водного образа жизни к наземному. Из поколения в поколение у них совершенствовались приспособления к обитанию на суше: парные плавники превращались в пятипалые конечности, усложнялось строение лёгких, двухкамерное сердце превратилось в трёхкамерное, образовался второй (малый) круг кровообращения.
В ходе дальнейшей эволюции стегоцефалы дали начало более приспособленным для наземного существования группам животных: современным земноводным – хвостатым и бесхвостым, и примитивным пресмыкающимся.
Итак, в жизненном цикле земноводных чётко выделяются четыре стадии развития: яйцо, личинка (головастик), период метаморфоза, взрослая особь.
Первые земноводные появились около 350 миллионов лет назад от древних кистепёрых рыб.
У земноводных какой тип развития
Земноводные – это первые позвоночные животные, которые смогли жить на суше, но также они не расстались с водной стихией. Амфибии появились около 350 млн лет назад. Их предками были древние кистеперые рыбы. Земноводные – это многочисленный класс позвоночных животных. Их насчитывают около 3,5 тыс. видов. Современные земноводные делятся на три отряда:
У земноводных есть множество признаков, по которым их отличают от других животных. Это позвоночные животные, которые имеют голову, туловище, конечности, и у некоторых видов есть хвост (рис. 1).
Рис. 1. Строение земноводных
На голове расположена пара ноздрей для дыхания. Есть глаза, они могут быть защищены веками. Есть рот. Кожа голая, увлажненная слизью. Дышать земноводные могут легкими, а также кожей. У некоторых видов есть жабры.
Температура тела этих животных зависит от температуры окружающей среды, поэтому они активны лишь в теплое время. При понижении температуры они сразу впадают в оцепенение. Встречаются в природе и ядовитые особи.
Размножаются амфибии, как и рыбы, откладывая икру. Икринки не защищены скорлупой или кожей, поэтому размножаются земноводные обычно в воде. Из икринок амфибий выходит личинка, которая внешне очень похожа на рыбу. Развитие дальше происходит в воде с превращением – метаморфозами. Метаморфоз – это глубокое преобразование строения организма, превращение. Затем будущие земноводные теряют жабры, некоторые особи – даже хвост. Потом отращивают конечности и выходят на сушу в виде взрослого животного.
Земноводные питаются исключительно подвижной живой пищей. Они уничтожают в огромном количестве насекомых и их личинок. Встречаются они повсеместно, исключая только слишком холодные или знойные зоны Земли.
Покровы
Кожа сухая, лишена кожных желез, покрыта роговыми чешуйками, щитками или пластинками
Скелет
Позвоночник состоит из следующих отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый. Суставные конечности
Мышечная система
Мускулатура развита значительно лучше, чем у амфибий. Большое значение имеет появление межреберных мышц, с помощью которых осуществляется легочное дыхание
Пищеварительная система
Мало отличается от пищеварительной системы амфибий. У рептилий на границе тонкого и толстого кишечника появляется зачаток слепой кишки
Дыхательная система
Появляются верхние дыхательные пути: гортань, длинная трахея, разветвляющаяся на два бронха. Легкие имеют ячеистое строение
Кровеносная система
Сердце трехкамерное, но в желудочке имеется неполная перегородка. Головной мозг и передние конечности снабжаются артериальной кровью, все остальное тело — смешанной. У крокодила сердце четырехкамерное, но кровь смешанная
Выделительнаясистема
Представлена вторичными (тазовыми) почками и мочеточниками, впадающими в клоаку
Нервная система
Головной мозг рептилий отличается от мозга амфибий лучшим развитием больших полушарий. Крупный мозжечок. Из головного мозга отходит 12 пар черепномозговых нервов
Органы чувств
Органы зрения. Глаза снабжены подвижными веками. Имеется третье веко — мигательная перепонка. Органы слуха, как у амфибий. Боковая линия исчезает
Размножение
Рептилии раздельнополые животные. Половые железы парные. Внутреннее оплодотворение. Размножение происходит только на суше за счет формирования защитных оболочек у яйца. Развитие прямое без метаморфоза
Отряд безногих земноводных
Наиболее древними и дожившими до наших времен благодаря своему подземному образу жизни являются безногие земноводные. Их в природе насчитывают около 150 видов. К ним относятся все тропические и очень многие водные червяги. Эти земноводные отличаются своим необычным строением тела. У этих амфибий червеобразное цилиндрическое тело. Кожа голая, снабжена слизистыми ядовитыми железами. Есть поперечные кольца, как у дождевых червей. У животных нет конечностей и хвоста. Голова у них крепкая, маленькая, незаметно переходит в туловище. Ею червяки прокладывают во влажной земле себе подземелья. В связи с роющим образом жизни глаза оказались у них под кожей. Еду амфибии отыскивают с помощью обоняния и осязания. Поедают улиток, червей, личинок, насекомых. Ведут очень скрытый образ жизни, не любят солнечный свет. Самая известная – кольчатая червяга (рис. 2).
Рис. 2. Кольчатая червяга
В отличие от других амфибий, икру они откладывают на суше. Самка сворачивается вокруг кладки яиц и увлажняет ее своей слизью, высиживает.
У рыбозмея в коже имеются мелкие незаметные костные чешуйки (рис. 3).
Центральноамериканская червяга не откладывает икру, у нее сразу рождаются живые детеныши.
Отряд хвостатых земноводных
Науке известно около 350 видов хвостатых земноводных. Эти животные внешне похожи на ящериц, только кожа мягкая и совершенно лишена чешуи. К хвостатым земноводным относятся тритоны, саламандры. У этих животных удлиненное веретенообразное туловище, которое незаметно переходит в длинный хвост. Изгибание хвоста вправо и влево помогает двигаться в воде. На суше амфибии передвигаются с помощью двух пар слаборазвитых конечностей. Пальцы могут иметь перепонки и лишены когтей.
Сирены имеют только передние конечности (рис. 4).
Амфибии, постоянно живущие в воде, дышат жабрами. Во рту находится язык, форма его разнообразна. Есть мелкие зубы. Многие хвостатые имеют способность при потере хвоста или ноги отрастить новую. Жевать амфибии не умеют, глотают пищу целиком. Земноводные схватывают все, что движется, и не берут вполне пригодный в пищу неподвижный корм. Питаются бесхвостые земноводные насекомыми, хватая их в движении при помощи длинного липкого языка. Хвостатые питаются червями и членистоногими.
Безногие земноводные пищу находят на ощупь или пользуются обонянием. Питаются они личинками насекомых и червями.
Сибирский углозуб – одна из немногих амфибий, которая не боится жить в условиях вечной мерзлоты (рис. 5).
Рис. 5. Сибирский углозуб
Самая общеизвестная хвостатая амфибия – это тритон (рис. 6). Похожи они на маленьких дракончиков. Охотиться тритоны любят ночью.
Огненная саламандра знаменита своим ярким окрасом (рис. 7). Интересно то, что форма, размер, рисунок на теле саламандр у каждой особи свой неповторимый.
Аксолотль похож на взрослую личинку (рис. 8).
Отряд бесхвостых земноводных
В природе есть самый многочисленный отряд земноводных – это бесхвостые амфибии. Их насчитывают около 3 тыс. видов. Это самый известный человеку отряд. К ним относятся жабы, лягушки, квакши, жерлянки, чесночницы. Тело у них короткое, приземистое. Голова широкая, без шеи, переходит в туловище. Хвоста нет. Кожа голая, увлажненная секретами. На голове пара подвижных глаз. С помощью зрения амфибии отыскивают добычу. Имеется пара ноздрей. Передние конечности короче задних. На них есть перепонки, которые помогают плавать. На земле амфибии прыгают, они ведут активный образ жизни. Ловить добычу им помогают мелкие зубы и клейкий язык, который складывается во рту.
Лягушка-бык – хищница (рис. 9). Она нападает даже на цыплят и поедает молодых утят. Крик ее напоминает рев быка.
Суринамская пипа знаменита тем, что вынашивает головастиков в ячейках на спине (рис. 10). Из них появляются уже взрослые лягушата.
Рис. 10. Суринамская пипа
Волосатая лягушка защищается острыми коготками, как у кошки (рис. 11).
Рис. 11. Волосатая лягушка
Рис. 12. Колумбийская лягушка
Летающие лягушки ловко прыгают с деревьев, расправляя свои перепонки (рис. 13). Это помогает удерживаться им в воздухе.
Рис. 13. Летающие лягушки
Роль в жизни человека
Земноводные играют большую роль в жизни человека. Они уничтожают огромное количество насекомых, тем самым принося пользу сельскому хозяйству. Еще они употребляют в пищу насекомых, которые являются переносчиками болезней. Также земноводных используют в медицинских лабораторных исследованиях. Человек даже разводит земноводных как домашнее животное. В некоторых странах их даже употребляют в пищу.
Класс земноводные
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.
Ароморфозы земноводных
У ранее обсуждаемой нами рыбы латимерии (целаканта) плавники напоминали конечность пятипалого типа. У земноводных они преобразовываются в скелет передней и скелет задней конечностей, которые мы обсудим в данной статье подробно.
Мышцы дифференцируются (делятся) на мышечные пучки, становятся возможны более сложные и точные движения.
Легкие земноводных представлены в виде тонкостенных мешков, относительно небольшого объема.
Благодаря появлению шейного отдела становится возможным движение головой вверх-вниз, что было невозможным для рыб. Однако, подвижность головы значительно ограничена, и поворот головы из стороны в сторону невозможен.
Лягушка озерная
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).
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Головастики
Значение земноводных
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.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.