Позвоночник рыбы и лягушки
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, и передний пояс лежит свободно в толще мышц.
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 — отверстия, 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.
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
с ротглоточной 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 бесховстых 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.
Источник
Еще на уроках биологии учителя рассказывают о различных представителях фауны. Среди них – первые хордовые и позвоночные жители нашей планеты. К ним относятся рыбы и амфибии. О сходствах и различиях рыбы и лягушки читайте в статье.
Рыбы
Эти позвоночные животные издревле населяли всевозможные водоемы. Эволюция заставила их измениться, в результате чего на сушу вышли первые земноводные. Рыбы обитают почти повсеместно. Они являются крупнейшим надклассом первичных хордовых животных. Всего науке известно более двадцати тысяч видов этих животных.
Рыбы – хладнокровные представители фауны. Они сильно зависят от температуры окружающей среды, скорость процессов их жизнедеятельности меняется в зависимости от температурных условий. В зимнее время года, когда вода остывает до нуля градусов и ниже, рыбы просто спускаются ко дну водоема, ведь там всегда плюсовая температура.
Рыба и лягушка являются важнейшими составляющими многих пищевых цепей. Они не только поедают другие растительные и животные организмы, но и сами становятся пищей для хищников. Многие рыбы являются добычей для человека. Из-за того, что огромное количество этих животных погибает в результате рыбалок, некоторые виды рыбы были занесены в Красную книгу или же исчезли с лица Земли.
Лягушки
Амфибии – первые животные, ступившие на сушу. Они могут жить как на земле, так и в воде. В то время как рыбы обитают и в соленых, и в пресных водоемах, земноводных можно встретить лишь у рек.
Рыба и лягушка обладают рядом сходств и различий. У амфибий есть ярко выраженные конечности, которые позволяют земноводным высоко прыгать. Их кожа голая, покрытая слизью. У них хорошо развито зрение – это помогает им замечать добычу издалека и впоследствии ловить ее длинным липким языком. Лягушки являются хладнокровными животными, поэтому пик их активности приходится на теплое время года. Чаще всего их можно встретить в заболоченных местах, влажных лесах и различных водоемах.
Сходства
Описывая сходство рыб и лягушек, нельзя не сказать, что они похожи не только внешне, но и внутренне. Это проявляется в том, что только что вылупившиеся головастики напоминают по форме небольших рыб. Во взрослом состоянии их сходство обуславливается тем, что головы этих представителей фауны плавно переходят в туловище. У лягушки есть один-единственный шейный позвонок, а у рыбы шею заменяют задние жаберные крышки.
Кроме того, и рыба, и лягушка обладают ротовой щелью и крупными глазами. Это одно из наиболее очевидных сходств в их внешнем строении. Что касается носовых пазух и ноздрей, то у амфибий и рыб их по две пары. Правда, две из четырех ноздрей лягушки находятся у нее во рту, в то время как все ноздри рыбы располагаются на ее голове.
Рыба и лягушка обладают хорошо развитой мускулатурой. Если у амфибий это связано с двигательной активностью, то у рыб – с плаваньем. Дело в том, что им важно держаться в воде и сопротивляться ее течению. У них есть отдельные мышцы, которые отвечают за движения глаз, плавников и других частей их тела.
И те, и другие представители фауны откладывают икру. При этом мальки рыб и головастики являются хордовыми. Оба представителя фауны хладнокровные, что делает их зависимыми от температуры вокруг.
Различия
Как говорилось ранее, рыба и лягушка обладают как сходствами, так и различиями. Они бывают как внешними, так и внутренними.
В первую очередь они кроются в строении скелета. У лягушки есть шейный позвонок, в то время как у рыбы он отсутствует, а в черепе земноводного находится меньше костей. Голова лягушки соединена с туловищем подвижно. Ее спинной мозг защищен несколькими дугами. В то время как у рыб есть жабры, у земноводных нет ни жаберных костей, ни их крышек.
Мышечный скелет также отличается у этих представителей фауны. В связи с тем, что лягушка не только плавает в воде, но и передвигается по суше, мышцы ее конечностей хорошо развиты. Кроме того, она может опускать и приподнимать свою голову. Амфибии могут двигаться в разных направлениях, в то время как движения рыб однообразны и чем-то схожи со змеиными. Различие лягушки и рыбы кроется и в строении их глаз. Дело в том, что у рыбы они плоские, а у земноводного – выпуклые.
Форма тела этих представителей фауны очень непохожа. Во-первых, форма тела рыбы обтекаема, что способствует ее высокой скорости передвижения в воде. Кожа водных жителей, как правило, покрыта чешуями, а кожа амфибий голая. Это одно из многочисленных различий между земноводными и рыбами.
Источник
Скелет лягушки
Строение земноводных
Земноводные, или амфибии (Amphibia) – первые позвоночные, перешедшие от водного к наземному образу жизни. Земноводные могут подолгу находиться вне водной среды|среды, однако вода им требуется для размножения. Пройдя метаморфоз, личинки земноводных утрачивают сходство с рыбами и становятся взрослыми амфибиями.
Внешнее строение лягушки. Скелет лягушки.
Большинство земноводных имеют вытянутое или лягушковидное туловище с двумя парами|парами пятипалых конечностей. Голова плавно переходит в туловище, но всё же (в отличие от рыб), может поворачиваться относительно него. Скелет костный (хотя с костями|костями соединяется множество хрящей), позвоночник разделён на отдельные позвонки (от 9 до 200). У большинства бесхвостых земноводных рёбра редуцированы, грудная клетка отсутствует. Конечности состоят из трёх отделов, сочленённых между собой суставами (передняя конечность: плечо, предплечье и кисть; задняя конечность: бедро, голень и стопа). Скелет и мышечная система развиты|развиты сравнительно неплохо и способны поддерживать животное вне воды|воды. Для всех земноводных характерна|характерна гладкая (реже шершавая) богатая железами кожа, лишённая волос|волос, перьев и чешуи; лишь у некоторых безногих в коже имеются костные чешуйки.
Земноводные могут дышать при помощи лёгких, кожи и жабр. Лёгочное дыхание осуществляется через ноздри|ноздри, защищённые от проникновения воды|воды особыми клапанами. Пониженное давление, необходимое для вдоха, создаётся, в отличие от высших позвоночных, движением горла. Важную роль играет кожное дыхание, необходимая для дыхания влажность кожи поддерживается слизистыми железами. Жабры имеются у всех земноводных в личиночной стадии, во взрослом состоянии сохраняются у водных хвостатых амфибий.
Внутреннее строение лягушки
Кровообращение личинок земноводных сходно с кровообращением рыб. Взрослые земноводные имеют трёхкамерное сердце, разделённое на два предсердия и желудочек. Земноводные – первые животные, у которых появились два круга кровообращения. Артериальная кровь от лёгких и кожи поступает в левое предсердие; с венозной кровью из правого предсердия она смешивается лишь частично благодаря строению и работе артериального конуса|конуса сердца|сердца.
Через глотку|глотку и пищевод пища|пища попадает|попадает в желудок, а затем в короткий кишечник. Пищеварительные вещества секретируются стенками желудка, поджелудочной железой и печенью|печенью. Прямая кишка заканчивается клоакой. У личинок имеется головная почка, у взрослых – парные|парные туловищные почки. Мочевой пузырь имеет большое значение в водном обмене. Яйцевод самки открывается в клоаку.
Мозговая коробка|коробка маленькая. Головной мозг земноводных включает, в частности, сравнительно хорошо развитый|развитый передний мозг и недоразвитый мозжечок. Органы|Органы чувств представлены органами|органами зрения (у пещерных земноводных глаза|глаза недоразвиты), слуха, осязания, обоняния, вкуса; у головастиков имеется боковая линия. Глаза|Глаза защищены от смачивания веками|веками; аккомодация глаза|глаза осуществляется перемещением хрусталика. Ухо у высших земноводных имеет барабанную перепонку.
Видео по теме : Скелет лягушки
Скелет лягушки
Анатомия лягушек, жаб, квакш
Общая характеристикаТуловище — короткое, шея не выражена, хвоста нет, парные|парные конечности хорошо развиты|развиты, причём задние конечности в два-три раза больше передних и служат для характерного|характерного передвижения прыжками. Однообразие в строении бесхвостых связано с приспособлением к передвижению прыжками, что первично было присуще всем представителям этого отряда. Одновременный толчок задними ногами повлёк за собой выработку укорочённого, клинообразного тела|тела и удлинённых задних конечностей. При этом возник дополнительный отдел — предплюсна как эластичная вставка, продолжающая действие мускулатуры при прыжке. Образование узкого таза в виде характерного|характерного диска есть также приспособление к наиболее полному использованию силы при прыжке, поскольку при таком типе движения удобно иметь точки приложения сил максимально сдвинутыми. С этим же связано характерное|характерное удлинение подвздошных костей|костей, способствующих перенесению точек приложения сил к центру тяжести животного.
Если делить безхвостых амфибий на лягушек (древесных или водоплавающих) и жаб (наземных), то они отличаются тем, что у лягушек более гладкая кожа, задние ноги|ноги длиннее и хорошо развиты|развиты перепонки между пальцами. А у жаб более округлое тело, сухая, часто бородавчатая кожа и короткие задние ноги|ноги, удобные для ползания и коротких прыжков. Перепонки на задних ногах у них недоразвиты, поскольку предпочитают сушу|сушу.
Амфибии обладают свойством мимикрии. Например, сверху жерлянки имеют тёмную покровительственную окраску, а снизу на брюшке и лапках окраска яркая — оранжевая или жёлтая с тёмными пятнами. При крайней опасности жерлянка сильно прогибает спину и выворачивает лапы, так что становится видимой яркая окраска низа. У квакш в их разнообразной окраске преобладают зелёные тона|тона. Некоторые виды способны менять окраску под цвет субстрата. А ряд лягушек меняет окраску в зависимости от температуры и влажности.
Строение тела|тела и кожи
Тело разделено на голову, туловище и пятипалые конечности. Голова подвижна, соединена с туловищем. Скелет разделён на отделы: осевой скелет (позвоночник); скелет головы|головы (череп); скелет парных|парных конечностей.В позвоночнике выделяют 4 отдела: шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой. Шейный позвонок подвижно причленяется к затылочному отделу черепа|черепа (обеспечивает подвижность головы|головы). К туловищным позвонкам прикрепляются рёбра (кроме тех бесхвостых, у которых они отсутствуют). Единственный крестцовый позвонок соединён с тазовым поясом. Позвонки хвостового отдела срастаются в одну кость. Шейный и туловищный позвонки имеют верхние дуги|дуги, защищающие спинной мозг. На конце позвоночника у лягушки и у всех других бесхвостых земноводных помещается длинная хвостовая кость.
Грудина состоит из нескольких частей. В плечевом поясе имеется ключица. Хвостовые позвонки срослись в одну длинную косточку — уростиль.
Строение позвоночника и наличие рёбер может разниться в зависимости от подотряда и даже семейства амфибий. У амфибий подотряда Amphicoela двояковогнутыми (амфицельные) позвонками рыбьего типа, короткие ребра|рёбра, рудименты хвостовых мышц или хвоста. У видов подотряда Diplasiocoela первые 7 туловищных позвонков передневогнутые (процельные), а последний — двояковогнутый (амфицельный), реже — тоже процельный, рёбер нет. В подотряде Opisthocoela у особей|особей задневогнутые (опистоцельные) позвонки, короткие ребра|рёбра. Для подотряда Procoela характерны|характерны передневогнутые (процельные) позвонки, двойной сочленовный бугорок между крестцом и уростилем и полная редукция рёбер.Представители подотряда Anomocoela характеризуются передневогнутыми (процельными) позвонками или процельными позвонками со свободными вставочными дисками. Крестцовый позвонок слит или сочленяется с уростилем одним бугорком. Свободных рёбер нет. В подотряде Opisthocoela у особей|особей задневогнутые (опистоцельные) позвонки, короткие ребра|рёбра.
Кожа лягушек прикреплена к самому|самому телу только в нескольких местах. У бесхвостых земноводных под кожей имеются обширные лимфатические лакуны — своеобразные резервуары, позволяющие при благоприятных условиях накапливать запас воды|воды. Полосками соединительной ткани, образующими перемычки между лакунами, кожа соединяется с мускулатурой тела|тела лишь в немногих участках.Четыре раза в год лягушки линяют и съедают свою кожу. Лягушка может впитывать влагу через поверхность кожи, и жидкость сразу же включается в состав тканей. Лягушачья кожа гораздо легче пропускает воду внутрь, чем наружу. Здесь немалую роль играет слизь, обильно смачивающая всю поверхность тела|тела. Если слизь удалена, лягушка теряет воду прямо на глазах, сохнет в пять раз быстрее. Слизь сохраняет воду, помогает выскальзывать из лап и клюва врага, не даёт селиться микробам на влажной коже. Поэтому лягушек и пускают в молоко, чтобы оно не скисло, — молочнокислые бактерии уже не могут там активно размножаться. Из слизи даже делают антибиотики.
Источник