Амфібії (земноводні) — нечисленна група найдавніших наземних хребетних тварин. їхнє життя, як правило, досить тісно пов’язане як з наземним, так і з водним середовищем, що відбивається в назві. Серед амфібій виділяють три групи: хвостаті, безхвості та безногі.
Поширення та спосіб життя
Середовище життя
Більшість земноводних живе у воді або у вологих місцях. Лише деякі види, як, наприклад, ропухи, пристосувалися до більш сухих умов. Але й вони розмножуються у водоймах.
Здебільшого — це жителі тропічних і субтропічних регіонів. Але й у помірному кліматі земноводних досить багато. У несприятливих умовах (холод, посуха) земноводні можуть упадати сплячку.
Що їдять і хто їх їсть?
Живляться земноводні переважно комахами та дрібними безхребетними. Рослиноїдними є тільки пуголовки жаб. Дорослі жаби ловлять здобич за допомогою липкого язика. Найбільші за розмірами земноводні можуть полювати на дрібних хребетних. У свою чергу вони самі є кормом для риб, чапель, норок, тхорів, видр тощо.
Особливості будови
Розміри тіла
Найбільшим представником сучасних земноводних вважають китайську велетенську саламандру. Довжина її тіла може сягати 180 см, а вага — 70 кг. Найменшим же представником є маленька жабка з Папуа — Нової Гвінеї. Середня довжина тіла дорослих особин цього виду — усього 7,7 мм.
Відділи тіла
Тіло жаби, типового представника земноводних, коротке, почленоване на голову, тулуб і кінцівки (мал 20.1). Шкіра гола, вкрита слизом, який захищає її від мікроорганізмів. На суходолі жаба стрибає або лазить, а у воді вправно плаває, відштовхуючись задніми кінцівками, що мають перетинки між пальцями. На голові в жаби розташовані широкий рот, великі опуклі очі з повіками, ніздрі й слухові отвори, затягнуті шкірястою барабанною перетинкою.
Мал. 20.1. Зовнішня будова амфібії
У хвостатих земноводних задні ноги не стрибальні. У них також розвинений хвіст. Безногі земноводні не мають кінцівок.
Розмноження і розвиток
Амфібії — це роздільностатеві організми. Коли настає час розмноження, земноводні прямують до водойми, де проходив їхній розвиток. Подібно до риб, самка викидає у воду ікру, а самець її запліднює. Лише деякі земноводні відкладають ікру на суші в дуже вологих місцях.
У жаб з ікринок вилуплюються личинки-пуголовки (мал. 20.2, с. 82). Вони не схожі на дорослих тварин, не мають кінцівок, у них є хвіст, бічна лінія. Живуть у воді й живляться рослинною їжею. Поступово в них утворюються кінцівки, згодом пуголовок стає більше схожим на жабу. Останнім зникає хвіст, і молода жаба починає живитися тваринною їжею.
Отже, розвиток у земноводних непрямий, тісно пов’язаний з водним середовищем.
Дуже отруйні жаби
Чемпіонами серед отруйних амфібій є жаби-дереволази — невеличкі тварини, що живуть у лісах Південної Америки. їхня шкіра яскраво забарвлена, що є попередженням для інших тварин, тому їх ніхто не чіпає. Самі жаби до своєї отрути нечутливі.
Мал. 20.2. Пуголовки — це єдині представники амфібій, які не є хижаками
Мал. 20.3. Сіра ропуха живе на суходолі. Вона поїдає слимаків, комарів та інших шкідників
Мал. 20.4. Саламандра плямиста — типовий мешканець Українських Карпат
Мал. 20.5. Черв’яги мешкають переважно в тропічному кліматі
Різноманітність
Безхвості — це жаби, ропухи, квакші, кумки. В Україні поширена трав’яна, озерна й гостроморда жаби. Вони корисні, бо контролюють чисельність комарів, мух та інших комах, які є їхньою їжею.
Ропухи, на відміну від жаб, ведуть наземний спосіб життя, тому їхня шкіра грубіша й містить більше залоз (мал. 20.3). В Україні живуть зелена і звичайна ропухи. Квакші — дрібні деревні жаби, які живуть на різних континентах. Вони вправно лазять по деревах, бо мають спеціальні присоски на кінчиках пальців.
Хвостаті — це нечисленна група земноводних, до яких належать саламандри та тритони (мал. 20.4). Зовні вони нагадують ящірок, бо мають хвіст. В Україні живуть звичайний і гребінчастий тритони.
Улітку їх можна побачити у стоячих і повільних водоймах, а наприкінці літа вони виходять на суходіл, знаходять затишне місце під колодою чи під каменем і там зимують.
Безногі — це нечисленні найпримітивніші земноводні, які пристосувалися до риючого способу життя (мал. 20.5). Зовні вони подібні до земляних червів: ноги відсутні, шкіра гола й слизувата, очей практично немає. Це відображено в їхній назві — черв’яги. Живуть вони в Південній Америці, Тропічній Африці, на півдні Азії. Мешкають черв’яги у вологих місцях, живляться ґрунтовими комахами.
Значення для людини
• Регулюють чисельність комарів та інших комах (жаби, тритони, саламандри).
• Очищують водойми від дрібної рослинності (пуголовки жаб).
• Знищують шкідників сільськогосподарських рослин (ропухи).
• Використовуються в їжу (жаби).
• Є об’єктами наукових досліджень (жаби, тритони).
• Деякі види отруйні й становлять небезпеку для життя людини в разі необережного поводження.
Запам’ятайте найважливіше
Земноводні — це хребетні тварини, що займають проміжне положення між рибами та наземними хребетними організмами. Для земноводних характерні такі ознаки: тіло складається з голови, тулуба, кінцівок, шкіра гола із залозами, зовнішнє запліднення, непрямий розвиток.
Перевірте свої знання
2. Які групи земноводних вам відомі?
3. Чому в риб очі без повік, а в жаб є повіки?
4*. Які переваги порівняно з наземними тваринами дає земноводним їхній спосіб життя?
5*. Використовуючи матеріали параграфа й додаткові джерела, поясніть, яку роль у природі відіграють амфібії.
Земноводні — перша група хребетних, що вийшла на сушу, проте їхнє розмноження і розвиток відбуваються у прісній воді. У відкладах верхнього девону знайдено перехідні форми між рибами та справжніми земноводними — іхтіостегіди. За зовнішнім виглядом вони нагадували сучасних хвостатих земноводних, мали парні п’ятипалі кінцівки наземного типу, скелет поясів, на які вони опирались. Разом із цим у них ще були виражені ознаки риб: череп, утворений покривними кістками, з каналами бічної лінії; риб’ячий хвіст; рудименти зябрової кришки.
Будова і життєві функції. У будові сучасних земноводних поєднуються ознаки пристосування до водного та наземного способів життя.
Довжина тіла — від 1,5 см до 1,6 м, проте переважають дрібні форми (3-30 см). Шкіра гола, із численними слизовими залозами. Слиз зменшує тертя під час руху у воді, запобігає проникненню в шкіру бактерій і грибів, деякою мірою захищає її від пересихання. Шкіра бере активну участь у газообміні. Завдяки шкірному диханню земноводні можуть довго перебувати у воді. Крізь шкіру вода легко проникає в організм, тому амфібії води не п’ють. В амфібій ускладнюється будова скелета. Хребет диференційований на відділи: шийний (1 хребець), тулубний, крижовий (1 хребець), хвостовий. Хребці щільніше, ніж у риб, з’єднані між собою. Грудної клітки немає.
Череп з’єднаний із хребтом двома потиличними виростами. Наявність шийного хребця та особливості його зчленування із черепом забезпечують рухомість голови у вертикальній площині. У черепі ще зберігається багато хрящових елементів.
Обидві пари кінцівок мають будову, спільну для всіх наземних хребетних. Передня кінцівка складається з плечової кістки, передпліччя (ліктьова та променева кістки), кисті. До складу задньої кінцівки входять: стегнова кістка, гомілка (велика й мала гомілкові кістки), стопа.
Нервова система амфібій перебуває ще на низькому рівні організації. Відносні розміри головного мозку цих тварин, порівняно з рибами, помітно не зростають. Прогресивнішою ознакою його будови є наявність півкуль. Середній мозок менших розмірів, ніж у риб. Мозочок розвинутий слабко, що, очевидно, пов’язано із загальною малою рухливістю земноводних і порівняно простими рухами.
Органи зору мають будову, характерну для наземних хребетних. Рогівка опукла, кришталик набув форми двоопуклої лінзи, розвинулись повіки (верхня, нижня та миготлива перетинка) та слізні залози. У хвостатих амфібій, що живуть у воді, повік немає. Багатьом представникам класу властивий кольоровий зір. Нерухомі земноводні бачать лише рухомі об’єкти; під час руху розрізняють і нерухомі. Завдяки тому, що очі випуклі й розташовані по боках голови, у багатьох земноводних поле зору становить 360°. Орган слуху земноводних досконаліший, ніж у риб: крім внутрішнього, розвинене середнє вухо, або барабанна порожнина, відмежована від навколишнього середовища барабанною перетинкою. Середнє вухо за допомогою євстахієвої труби з’єднується із глоткою, що сприяє зрівноваженню в ньому тиску. Слухова кісточка — стремінце — служить для передачі звукових коливань від барабанної перетинки до внутрішнього вуха.
У земноводних є голосовий апарат. Він утворений голосовими зв’язками, що оточують гортанну щілину. У самців є резонаторні мішки по кутках рота, які під час квакання роздуваються і підсилюють звук.
В усіх личинок і дорослих хвостатих земноводних є органи бічної лінії. Вони розкидані по всьому тілу. В епідермісі шкіри є закінчення чутливих нервів: воші сприймають температурні, больові й тактильні відчуття.
Органи травлення, порівняно з рибами, більш диференційовані. Широкий рот веде до великої ротової порожнини. У багатьох земноводних на щелепах, а також на піднебінні розташовані зуби. Язик липкий, добре розвинений. У безхвостих земноводних він прикріплений переднім кінцем до нижньої щелепи, а задній кінець вільний і під час ловлі здобичі викидається назовні. У роті є слинні залози, секрет яких зволожує ротову порожнину й полегшує проковтування їжі, але участі у травленні не бере. Проковтуванню їжі допомагають очні яблука. Шлунок слабо відмежований від стравоходу. Кишки (дванадцятипала, тонка, пряма) закінчуються клоакою. Органи виділення у земноводних, як і в риб, — тулубні нирки. Частково продукти обміну речовин виділяються крізь шкіру.
У більшості земноводних у дорослому стані розвиваються легені — пристосування до дихання атмосферним повітрям. Вони мають вигляд тонкостінних еластичних мішків, їх стінки комірчасті. Дихальна поверхня легень менша від поверхні тіла (співвідношення 2 : 3).
Значну роль у газообміні всіх земноводних відіграє шкіра. У трав’яної жаби, яка веде переважно наземний спосіб життя, через легені надходить до 67 % кисню і виділяється близько 26 % вуглекислого газу.
Кровоносна система земноводних має два кола кровообігу: велике (шлуночок серця —> все тіло —> праве передсердя) й мале (шлуночок серця —> легені —> ліве передсердя). Серце трикамерне і складається із двох передсердь — правого та лівого — й одного шлуночка. Дуги аорти, що несуть змішану кров від центральної частини шлуночка, обігнувши серце, зливаються в спинну аорту. Від неї відходять артерії, по яких змішана кров рухається до різних органів. Від легень артеріальна кров по легеневих венах рухається до лівого передсердя. Отже, до голови у земноводних іде артеріальна кров, до всіх інших органів — змішана.
Земноводні — різностатеві тварини; у багатьох спостерігається статевий диморфізм. Статеві залози (яєчники та сім’яники) парні. У більшості земноводних запліднення зовнішнє. Яйце (ікра) покрите лише слизовою білковою оболонкою, що не захищає його від висихання, тому розвиток відбувається у водному середовищі. Напівпрозора сферична оболонка концентрує промені світла, що прискорює розвиток ікри. Земноводним властивий метаморфоз.
Поведінка амфібій нескладна, що відповідає організації центральної нервової системи. Основою поведінки є інстинкти (вибір середовища існування, добування їжі, захист, розмноження, турбота про потомство). Індивідуальний досвід у житті цих тварин відіграє неістотну роль, хоч вони і здатні до нескладної умовно-рефлекторної діяльності. Проте умовні рефлекси виробляються повільно і швидко згасають.
Земноводні – це хордові хребетні холоднокровні тварини, які більшою чи меншою мірою зберігають зв’язок з водним середовищем. Налічують близько 4000 (в Україні – 17) видів земноводних. Походження амфібій пов’язане з низкою таких ароморфозів, як: 1) поява п’ятипалих кінцівок; 2) розвиток легень; 3) поява трикамерного серця; 4) поява двох кіл кровообігу, 5) прогресивний розвиток центральної” нервової системи й органів чуття та ін. Наука, яка вивчає земноводних, називається батрахологією.
Особливості зовнішньої будови
Відділи тіла – голова, тулуб, хвіст є лише у хвостатих земноводних, парні п’ятипалі кінцівки наземного типу (збудовані за принципом тричленистих важелів з кулеподібними суглобами).
Покриви – гола шкіра з багатоклітинними (на відміну від риб, у яких ці залози одноклітинні) слизовими залозами, секрет яких забезпечує зволоження поверхні тіла і захист від проникнення хвороботворних мікроорганізмів та нападу хижаків. Можуть бути отруйні залози. Шкіра прикріплюється лише в певних ділянках і під нею є підшкірні лімфатичні мішки.
Особливості внутрішньої будови та процесів життєдіяльності
Опора пов’язана з ендоскелетом, у якому виділяють три відділи:
Рух за участю м’язів, які досягають значного диференціювання у зв’язку зі складними рухами (втрачається сегментація і розвивається міцна мускулатура кінцівок). М’язи у земноводних поділяються на м’язи – антагоністи та м’язи – синергісти.
Травлення в травній системі з довшим, ніж у риб, кишківником.
Ротова порожнина
Тонка кишка
Товста кишка
Мускулистий язик, слина без ферментів, недиференційовані зуби
3 протоками печінки і підшлункової залози
Має пряму кишку з клоакою
Дихання відбувається за допомогою шкіри та органів дихальної системи: парних мішкоподібних легенів та дихальних шляхів (ніздрі, ротоглоткова порожнина, трахейно-гортанна камера). Земноводним властиві 4 способи дихання: шкірне, ротове (дифузія через ротовий епітелій), легеневе і зяброве, які доповнюють оди одного. У багатьох виникає голосовий апарат.
Транспортування речовин здійснюється кровоносною системою, яка має низку ускладнень порівняно з рибами: серце трикамерне (два передсердя і шлуночок) і два кола кровообігу – мале і велике. Мале коло кровообігу – рух крові від шлуночка серця до лівого передсердя через легені, у яких відбувається її збагачення киснем. Велике коло кровообігу – рух крові від шлуночка серця до правого передсердя, під час якого відбувається надходження з крові до тканин та органів кисню й поживних речовин. Характерною ознакою земноводних є наявність “третього” кола кровообігу, яке додатково забезпечує оксидування венозної крові. Утворюється це коло шкірними артеріями, капілярами та шкірними венами. До більшості органів кров надходить змішана, але внаслідок наявності комірчин на внутрішній поверхні шлуночка найнасиченіша киснем кров буде поступати до головного мозку. Еритроцити у земноводних утворюються не лише в селезінці, а й у червоному кістковому мозку, який характерний лише для наземних хребетних. Амфібії є холоднокровними тваринами, оскільки в органи надходить переважно змішана кров, що обумовлює невисоку інтенсивність обміну речовин і, відповідно, утворення невеликої кількості тепла.
Виділення за участю видільної системи, яка має тулубові нирки – сечоводи – клоаку – сечовий міхур.
Особливості нервової системи. Головний мозок дещо більший і має ряд прогресивних рис: передній мозок має 2 розділених півкулі, довгастий мозок збільшився. Відходить від головного мозку 10 пар черепно-мозкових нервів. Спинний мозок подібний до спинного мозку риб, але має шийне і поперекове потовщення трохи більших розмірів.
Органи чуттів у земноводних зазнали прогресивного розвитку. Серед органів чуттів земноводних водночас є органи, характерні тільки для водяних організмів, і такі, що притаманні наземним тваринам. До органів чуттів, пов’язаних із водним середовищем, належить бічна лінія (у личинок, водяних хвостатих земноводних).
Повіки (верхня, нижня та мигальна), слізні залози, випукла рогівка, лінзоподібний кришталик; акомодація лише переміщенням кришталика за допомогою війчастого м’яза. Кольоровий зір
З’являється середнє вухо, до складу якого входять слухова кісточка та барабанна перетинка
Має, крім зовнішніх, і внутрішні ніздрі – хоани, які сполучають ню- хові капсули з ротоглотковою порожниною
Смакові бруньки на язиці, піднебінні та щелепах
Рецепторні клітини по всьому тілі
Напівколові канали внутрішнього вуха
Внутрішня будова жаби: А – легені; Б – серце; В – печінка; Г – тонка кишка; Д – статева залозо; Е – протока статевої залози; Є – прямо кишка; Ж – сечовий міхур; З – протока сечового міхура; И – клоака; І – сечовід; Й – селезінка; К – нирка; Л – підшлункова залоза; М – шлунок
Розмноження статеве з явищем роздільностатевості. Статеві органи парні, запліднення зовнішнє або внутрішнє, наявний статевий диморфізм. Розмножуються земноводні у воді за допомогою ікри. Кожна ікринка має прозору драглисту оболонку, яка у воді набухає і перешкоджає зближенню ікринок між собою, поліпшуючи доступ до них кисню. Оболонка виконує також роль своєрідної лінзи – фокусуючи сонячні промені на яйце, вона отримує більше тепла. Верхня частина ікри містить чорний пігмент, який поглинає тепло сонячних променів і перешкоджає проникненню ультрафіолетових.
Розвиток непрямий (безхвості, у воді) і прямий (у деяких земноводних, на суші). Процес перетворення личинки на дорослу істоту називається метаморфозом і контролюється йодовмісним гормоном тироксином. Личинки суттєво відрізняються від дорослих (особливо пуголовки безхвостих). Деяким земноводним (у личинок амбістом – аксолотлів, альпійського тритона) властива неотенія – розмноження на личинковій стадії. Річний цикл може поділятися на такі періоди: весняне пробудження, розмноження, період літньої активності, зимівля (заціпеніння).
Регенерація добре виражена у хвостатих земноводних (особливо в їхніх личинок).
Порівняльна характеристика дорослих безхвостих амфібій і їх личинок
Личинка (пуголовок)
Доросла тварина
Якщо мертві клітини не видалити вчасно, поверхня шкіри стане нерівною, колір тьмяним, а пори можуть…
Проводимо пальцем вздовж хребта та акуратно відокремлюємо філе від хребта. Також відокремлюємо хребет від іншої…
Сигаретні пачки формуються в блоки, як правило по 10 пачок у блоці, хоч і існують…
Ні, продати неприватизовану квартиру неможливо. Житлове приміщення надається у користування громадянам на підставі договору найму…
Дружина повинна підтримувати чистоту та порядок у квартирі, надавати дітям допомогу з домашнім завданням. Не…
Мокра бактеріальна гниль Захворювання активно розвивається в разі порушення умов зберігання (висока температура, вологість і…