Класс Земноводные, или Амфибии. Класс земноводные: самые редкие и странные представители Написать сообщение кто такие амфибии

Современная фауна земноводных, или амфибий, немногочисленна - менее 2 тыс. видов. В течение всей жизни или хотя бы в личиночном состоянии земноводные обязательно связаны с водной средой, так как их яйца лишены оболочек, предохраняющих от иссушающего действия воздуха. Взрослые формы для нормальной жизнедеятельности нуждаются в постоянном увлажнении кожи, поэтому обитают лишь вблизи водоемов или в местах с высокой влажностью.

Амфибии по морфологическим и биологическим признакам занимают промежуточное положение между собственно водными и собственно наземными организмами.

Происхождение амфибий связано с рядом ароморфозов, таких как появление пятипалой конечности, развитие легких, разделение предсердия на две камеры и появление двух кругов кровообращения, прогрессивное развитие центральной нервной системы и органов чувств.

Лягушка — типичный представитель земноводных

Лягушка - земноводное (не пресмыкающееся) , типичный представитель класса амфибий, на примере которой и дается обычно характеристика класса. Лягушка имеет короткое туловище без хвоста, удлиненные задние конечности с плавательными перепонками. Передние конечности, в отличие от задних, имеют значительно меньшие размеры; на них четыре пальца вместо пяти.

Строение земноводных

Скелет и мускулатура

Покровы тела амфибий . Кожа голая и всегда покрыта слизью, благодаря большому количеству слизистых многоклеточных желез. Она выполняет не только защитную функцию и воспринимает внешнее раздражение, но и участвует в газообмене.

Скелет земноводных . В позвоночном столбе кроме туловищного и хвостового отделов впервые в эволюции животных появляются шейный и крестцовый отделы.

В шейном отделе имеется лишь один кольцеобразный позвонок. Затем следует 7 туловищных позвонков, имеющих боковые отростки. В крестцовом отделе тоже один позвонок, к которому причленяются кости таза. Хвостовой отдел лягушки представлен уростилем - образованием, состоящим из 12 слившихся хвостовых позвонков. Между телами позвонков сохраняются остатки хорды, имеются верхние дуги и остистый отросток. Ребра и грудная клетка у амфибий отсутствуют.

В черепе сохранились значительные остатки хряща, что обусловливает сходство земноводных с кистеперыми рыбами. Скелет свободных конечностей расчленяется на 3 отдела. Конечности связаны с позвоночным столбом через кости поясов конечностей. В пояс передних конечностей входят: грудина, две вороньи кости, две ключицы и две лопатки. Пояс задних конечностей представлен сросшимися тазовыми костями.

Мускулатура амфибий . Скелетные мышцы лягушки могут обеспечивать движение частей тела благодаря сокращению. Мышцы можно разделить на группы антагонистов: сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие. Большинство мышц прикрепляется к костям сухожилиями.

Внутренние органы лягушки лежат в полости тела, которая выстлана тонким слоем эпителия и содержит небольшое количество жидкости. Большая часть полости тела лягушки занята органами пищеварения.

Пищеварительная система земноводных

В ротовой полости лягушки находится язык, который прикрепляется своим передним концом и животные выбрасывают его при ловле добычи. На верхней челюсти лягушки, а также на небных костях имеются недифференцированные зубы, в чем проявляется сходство с рыбами. Слюна не содержит ферментов.

Пищеварительный канал, начинаясь ротоглоточной полостью, переходит в глотку, затем в пищевод и, наконец, в желудок, который переходит в кишки. Двенадцатиперстная кишка лежит под желудком, а остальные кишки складываются петлями, затем переходят в заднюю (прямую) кишку и заканчиваются клоакой. Имеются пищеварительные железы: слюнные, поджелудочная и печень.

Выделительная система земноводных . Продукты диссимиляции выделяются через кожу и легкие, но большая их часть выделяется почками. От почек по мочеточникам моча выводится в клоаку. Некоторое время моча может накапливаться в мочевом пузыре, который расположен у брюшной поверхности клоаки и имеет с ней связь.

Дыхательная система у земноводных

Земноводные дышат как легкими, так и кожей.

Легкие представлены тонкостенными мешками с ячеистой внутренней поверхностью. Воздух накачивается в легкие в результате нагнетающих движений дна ротоглоточной полости. При нырянии лягушки ее наполненные воздухом легкие выполняют роль гидростатического органа.

Появляются черпаловидные хрящи, окружающие гортанную щель и натянутые на них голосовые связки, имеющиеся только у самцов. Усиление звука достигается голосовыми мешками, образованными слизистой оболочкой ротовой полости.

Кровеносная система земноводных

Сердце трехкамерное, состоит из двух предсердий и желудочка. Сокращаются поочередно сначала оба предсердия, затем - желудочек. В левом предсердии кровь артериальная, в правом - венозная. В желудочке кровь частично смешивается, но строение кровеносных сосудов таково, что:

• Мозг получает артериальную кровь;
• венозная кровь поступает в легкие и кожу;
• во все тело кровь поступает смешанная.

У амфибий два круга кровообращения.

Венозная кровь в легких и коже окисляется и поступает в левое предсердие, т.е. появился малый круг кровообращения. Из всего тела венозная кровь поступает в правое предсердие.

Таким образом, у земноводных сформировалось два круга кровообращения. Но поскольку в органы тела в основном поступает смешанная кровь, интенсивность обмена веществ остается (как и у рыб) невысокой и температура тела мало отличается от окружающей среды.

Второй круг кровообращения возник у земноводных в связи с их приспособлением к дыханию атмосферным воздухом.

Нервная система

Нервная система земноводных состоит из тех же отделов, что и у рыб, но в сравнении с ними имеет ряд прогрессивных черт: большее развитие переднего мозга, полное разделение его полушарий.

Из головного мозга выходит 10 пар нервов. Появление амфибий, сопровождавшееся сменой обитания и выходом из воды на сушу, было связано со значительными изменениями в строении органов чувств. В глазу появились уплощенный хрусталик и выпуклая роговица, приспособленные к видению на довольно далекое расстояние. Наличие век, защищающих глаза от иссушающего действия воздуха, и мигательной перепонки указывают на сходство в строении глаза амфибий с глазами настоящих наземных позвоночных.

В строении органов слуха представляет интерес развитие среднего уха. Наружная полость среднего уха закрыта барабанной перепонкой, приспособленной к улавливанию звуковых волн, а внутренняя полость представляет собой евстахиеву трубу, открывающуюся в глотку. В среднем ухе есть слуховая косточка - стремя. В органе обоняния имеются наружные и внутренние ноздри. Орган вкуса представлен вкусовыми почками на языке, небе и челюстях.

Размножение земноводных

Амфибии раздельнополы . Половые органы парные, состоят из слегка желтоватых семенников у самца и пигментированных яичников у самки. От семенников отходят выносящие протоки, проникающие в передний отдел почки. Здесь они соединяются с мочевыми канальцами и открываются в мочеточник, функционирующий так же, как и семяпровод, и открывающийся в клоаку. Яйцеклетки из яичников попадают в полость тела, откуда через яйцеводы, открывающиеся в клоаку, выводятся наружу.

У лягушек выражен половой диморфизм . Отличительными признаками самцов являются бугорки на внутреннем пальце передних ног и голосовые мешки (резонаторы). Резонаторы усиливают звук при квакании. Голос впервые появляется у земноводных: это связано, очевидно, с жизнью на суше.

Развитие у лягушки, как и у других земноводных, происходит с метаморфозом. Личинки земноводных - типичные обитатели воды, что является отражением образа жизни предков.

К особенностям морфологии головастика, имеющим приспособительное значение в соответствии с условиями среды обитания, относятся:

• специальный аппарат на нижней стороне головы, служащий для прикрепления головастика к подводным предметам;
• более длинные, чем у взрослой лягушки, кишки (по сравнению с размерами тела). Это связано с тем, что головастик потребляет растительную, а не животную (как взрослая лягушка) пищу.

Особенностями организации головастика, повторяющими признаки предков, следует признать рыбообразную форму с длинным хвостовым плавником, отсутствие пятипалых конечностей, наружные жабры, боковую линию и один круг кровообращения. В процессе метаморфоза перестраиваются все системы органов:

• Отрастают конечности;
• рассасываются жабры и хвост;
• укорачиваются кишки;
• меняются характер пищи и химизм пищеварения, строение челюстей и всего черепа, кожные покровы;
• осуществляется переход от жаберного дыхания к легочному, глубокие преобразования происходят в системе органов кровообращения.

Скорость развития головастиков зависит от температуры: чем жарче, тем оно быстрее. Обычно на превращение головастика в лягушку требуется 2-3 месяца.

Многообразие земноводных

В настоящее время к классу земноводных относятся 3 отряда:

• Хвостатые;
• бесхвостые;
• безногие.

Хвостатые амфибии (тритоны, саламандры и т.д.) характеризуются удлиненным хвостом и парными короткими конечностями. Это наименее специализированные формы. Глаза маленькие, без век. У некоторых на всю жизнь сохраняются жабры и жаберные щели.

У бесхвостых амфибий (жабы, лягушки) тело короткое, без хвоста, с длинными задними конечностями. Среди них есть ряд видов, которые употребляются в пищу.

К отряду безногих амфибий относятся червяки, которые обитают в тропических странах. Тело их червеобразное, лишено конечностей. Питаются червяки гниющими растительными остатками.

На территории Украины и РФ водится самая крупная из европейских лягушек - лягушка озерная, длина туловища которой достигает 17см, и одна из самых маленьких бесхвостых земноводных - обыкновенная квакша, имеющая длину 3,5-4,5см. Взрослые квакши живут обычно на деревьях и имеют специальные диски на концах пальцев для прикрепления к ветвям.

Четыре вида земноводных занесены в Красную книгу: тритон карпатский, тритон горный, жаба камышовая, лягушка прыткая.

Происхождение земноводных

К амфибиям относятся формы, предки которых около 300млн. лет назад вышли из воды на сушу и приспособились к новым наземным условиям жизни. От рыб они отличались наличием пятипалой конечности, легких и связанными с ними особенностями кровеносной системы.

С рыбами их объединяло:

• Развитие личинки (головастика) в водной среде;
• присутствие у личинок жаберных щелей;
• присутствие наружных жабр;
• наличие боковой линии;
• отсутствие зародышевых оболочек во время эмбрионального развития.

Предками земноводных среди древних животных считают кистеперых рыб.

Все данные сравнительной морфологии и биологии указывают, что предков амфибий следует искать среди древних кистеперых рыб. Переходными формами между ними и современными амфибиями были ископаемые формы - стегоцефалы, существовавшие в каменноугольном, пермском и триасовом периодах. Эти древнейшие земноводные, судя по костям черепа, были чрезвычайно сходны с древними кистеперыми рыбами. Характерные признаки их: панцирь из кожных костей на голове, боках и животе; спиральный клапан кишок, как у акуловых рыб, отсутствие тел позвонков.

Стегоцефалы были ночными хищниками, жившими в мелких водоемах. Выход позвоночных на сушу совершился в девонский период, отличавшийся засушливым климатом. В этот период преимущество приобретали те животные, которые могли по суше переселяться из пересыхающего водоема в соседний.

Расцвет (период биологического прогресса) земноводных приходится на каменноугольный период, ровный, влажный и теплый климат которого был благоприятен для амфибий. Только благодаря выходу на сушу позвоночные получили возможность в дальнейшем прогрессивно развиваться.

В мире насчитывается порядка 4500 видов амфибий. Они обитают буквально на всех континентах кроме Антарктиды – за Полярным кругом и в засушливых регионах, в условиях высокогорья и в соленых водоемах. Но чаще всего их можно встретить в тропиках.

Современные земноводные или амфибии делятся на 3 отряда. В первый входит порядка 5000 видов животных, называемых бесхвостыми амфибиями. Это хорошо всем известные лягушки, жабы, а также чесночницы, квакши, жерлянки и др. Животные этого отряда имеют хорошо развитые конечности, причем задние значительно длиннее передних и предназначены для передвижения прыжками; туловище короткое, хвост отсутствует.

Следующий отряд – хвостатые – включает порядка 500 видов земноводных. Сюда входят саламандры, тритоны, сирены и др. Все хвостатые амфибии имеют удлиненное тело, переходящее в хвост, конечности короткие и слабые. Важной особенностью организма земноводных этого вида является высокая степень регенерации – нередки случаи полного и быстрого восстановления органов у животных, потерявших чуть ли не половину своего тела.

Последний отряд – червяги или безногие амфибии. Это самые примитивные из всех земноводных, не имеющие ни хвоста, ни конечностей. Внешне они напоминают земляных червей.

Особенности развития и жизнедеятельности земноводных

Земноводные откладывают икру в воде. Оплодотворение внешнее. Икринки не имеют твердых защитных оболочек. В воде они набухают, и это защищает их от высыхания. Из икринок развиваются личинки, не похожие на взрослых животных и приспособленные к обитанию только в водной среде. Они имеют двухкамерное сердце, один круг кровообращения, дышат жабрами, конечности отсутствуют. Передвижение происходит при помощи хвоста.

В процессе развития появляется второй круг кровообращения, сердце становится трехкамерным, появляются пятипалые конечности, жаберное дыхание заменяется воздушным. Строение головного мозга и всей нервной системы усложняется. Взрослые амфибии ведут наземный образ жизни, активно охотясь за насекомыми и беспозвоночными животными и периодически возвращаясь в воду.

Еще одна особенность организма амфибий – они дышат кислородом не только в воздушной среде. В воде амфибии дышат через кожу, а когда оказываются на суше, подключается легочная система дыхания и слизистая оболочка рта. Но даже в этом случае, они могут получать через кожу половину необходимого организму кислорода и выделять через нее до 70% углекислого газа. Все это возможно, только если кожа животного влажная. Некоторые обитающие на суше саламандры не имеют ни легких и жабр, а весь необходимый для дыхания кислород получают через кожу и слизистую рта.

У амфибий нет ни ребер, ни диафрагмы, ни мышц, позволяющих легким сжиматься и расправляться, обеспечивая дыхание. Роль насоса, перекачивающего воздух в легкие, выполняет ротовая полость.

Амфибии – , температура тела которых зависит от окружающей среды. Хорошо известна их способность выживать при низких температурах. К примеру, сибирский саблезуб – , живущий за Полярным кругом - свободно переносит температуру порядка -20°, а порой и ниже -30°С. Некоторые бесхвостые амфибии также обладают этим замечательным свойством. Их организм выделяет в кровь вещества, действующие подобно «антифризу», благодаря чему клетки тела животного не погибают при замерзании. К примеру, обыкновенная может провести зимние месяцы, вмерзнув в лед. Весной она оттаивает, согревается и благополучно продолжает жить дальше.

Филломедузы

Интересными особенностями обладают амфибии семейства квакш, называемые филломедузами. Это древесные лягушки, обитающие в Центральной и Южной Америке. Они имеют лапки хватательного типа – первый палец противопоставлен всем остальным. Филломедузы не умеют ни прыгать, ни плавать, но хорошо лазают по деревьям. Икру они откладывают на широких листьях, где-нибудь над водой. Листочек животное сворачивает кулечком и склеивает липкими оболочками икринок. Когда головастики вылупляются, листок разворачивается, и они падают в воду, где и происходит дальнейшее развитие.

Земноводные, или амфибии, - первые наземные позвоночные, еще сохранившие значительные связи с водной средой. Произошли от кистеперых в девоне. Наиболее близок к гипотетическому предку единственная современная кистеперая рыба – латимерия (целакант). У большинства видов яйца (икра) лишены плотных оболочек и могут развиваться только в воде. Вылупившиеся из яиц личинки ведут водный образ жизни и лишь затем совершают метаморфоз (превращение), во время которого формируются особенности взрослых, ведущих наземный образ жизни.

Для взрослых земноводных характерны парные конечности с шарнирными суставами. Череп двумя затылочными мыщелками подвижно сочленяется с шейным позвонком. Небно-квадратный хрящ срастается с мозговой коробкой (аутостиличный череп), а верхний элемент подъязычной дуги - подвесок - превращается в косточку среднего уха - стремечко. Тазовый пояс причленяется к поперечным отросткам крестцового позвонка. Позвоночник 4 отдела (шейный – 1 позвонок, туловищный, крестцовый – один позвонок, хвостовой – у бесхвостых все позвонки слиты в уростиль. Формируются два круга кровообращения, полностью не разобщенные: в сердце два предсердия, но один желудочек. Мозжечок мал. Глаза имеют подвижные веки – основной орган чувств. Появляется среднее ухо (одна слуховая косточка - столбик и барабанная перепонка). Органы боковой линии у взрослых обычно исчезают. Передний мозг увеличивается и разделяется на два полушария; в его крыше есть скопления нервных клеток. Средний уровень метаболизма амфибий заметно выше уровня рыб. Появляются подвижный мускульный язык и слюнные железы. Кожа проницаемая для воды и газов голая кожа имеет большое количество многоклеточных слизистых желез. Имеются легкие (вентиляция за счет изменения объема ротоглоточной полости), но в дыхании участвует ротоглоточная полость и покровы. Появляется второй круг кровообращения, а в сердце смешанная кровь. Сердце имеет три основных камеры и пять отделов (венозный синус, два предсердия, желудочек, артериальный конус. Органами выделения служат туловищные (мезонефрические) почки и кожа. Температура тела зависит от температуры окружающей среды и лишь слегка превышает последнюю (пойкилотермия).

Отряды земноводных

Внешний облик бесхвостых земноводных определяется компактностью тела, которая была достигнута практическим исчезновением шеи и хвоста. Все хвостовые позвонки при этом срастись в одну косточку - уростиль, уменьшилось общее количество позвонков, которые стали прочно соединяться друг с другом. У большинства видов длина передних конечностей составляет 30 - 61% задних. Компактность тела способствовала обретению прыжкового типа передвижений. В прыжке бесхвостых земноводных различают три фазы: отскок, "полет" и приземление, первая и последняя из которых длятся всего 0.1 секунды.

Отряд Бесхвостые. Фото: Brian Gratwicke

С отскоком связано удлинение пальцев задней конечности, вытягивание двух косточек стопы (tibidae и fibulare) с образованием еще одного (добавочного) рычага - предплюсны или "вторичной голени", слияние большой и малой берцовых костей (tibula и filula) в единую голень (crus). Для более эффективного использования сил, позволяющих оторваться от земли, точки их приложения переносятся ближе друг к другу (происходит сужение таза) и к центру тяжести животного (удлинение подвздошных костей). Маневренность полета во многом определяется способностью совершать "асимметричный отскок" в результате раннего отрывания от земли одной из конечностей, что и позволяет менять направление движения. Основная нагрузка при приземлении у бесхвостых земноводных приходится на плечевую и локтевую кости (radius и ulna), которые для придания им прочности срастаются. Чтобы не скользить в момент касания влажного грунта на нижней поверхности лап, между фалангами пальцев, у многих видов бесхвостых земноводных возникли сочленовные бугорки. С удобством приземления связано относительное укорочение и редукция фаланг пальцев на передней конечности по сравнению с задними. Все эти преобразования привели к достаточно эффективному способу передвижения. На преодоление сопротивления воздуха в "полете" жабы и лягушки тратят менее 2% энергии. Видоизменения задней конечности оказались удачными и при движении в водной среде. Сильные рычажные ноги, между фалангами пальцев которых натянута плавательная перепонка, используемая как гребная поверхность, позволяют быстро передвигаться в толще воды, связь с которой не теряют большинство видов из-за кожного дыхания. Движение в воде соответствует стилю "брасс", но без участия передних конечностей. Бесхвостые земноводные с более короткими ногами (жабы, например) передвигаются по поверхности суши шагом. Целый ряд изменений происходит и в черепе бесхвостых земноводных, например, лобные и теменные кости срастаются в одну лобно-теменную. Жаберные дуги преобразуются в подъязычный аппарат. Помимо внутреннего уха появляется и среднее, закрытое барабанной перепонкой или, что реже, кожей. Кровеносная система характеризуется исчезновением третьей артериальной дуги и связи между дугой аорты, сонными и легочными артериями. Если отношение длины капилляров кожи к таковой легких у гребенчатого тритона 3:1, то даже у влаголюбивых бесхвостых земноводных (чесночниц и жерлянок) оно изменяется до 1:1, у лягушек - 1:2, а у относительно сухолюбивых жаб уже 1:3. Вместе с тем легочное дыхание не на столько совершенно, чтобы отказаться от кожного, поэтому экономия влаги остается важной проблемой. Отчасти она решается водным (15% видов) или околоводным образом жизни, отчасти значительным развитием подкожных лимфатических полостей (мешков) - резервуаров, в которых при неблагоприятных условиях может накапливаться запас воды. Лимфатические лакуны занимают практически все подкожное пространство и лишь в немногих перемычках между мешками кожа соединяется с мускулатурой полосками соединительной ткани. У сухопутных видов (например, у жаб) влагопотери уменьшают уплотнение и частичное ороговение кожных покровов. Все это позволило существенно повысить выживаемость при освоении различных экологических ниш сухопутной среды обитания. Огромное значение в водном обмене играет приспособительное поведение. Одни земноводные выбирают более влажные места обитания. Другие, относительно сухопутные формы, выбрали для своей жизнедеятельности прохладное сумеречно-ночное время, когда более увлажненный воздух снижает влагопотери (водные лягушки активны круглосуточно). Пасмурная погода позволяет наземным видам охотиться и в дневное время. В качестве убежищ они обычно используют места с повышенной влажностью (углубления между корнями, подо мхом, дупла, норы грызунов и т. п.). Освоение новых экологических условий, особенности активности и жизнедеятельности на поверхности суши потребовали преобразования нервной системы и органов чувств. Мозг бесхвостых несколько крупнее мозга хвостатых земноводных, у них увеличено глазное яблоко, число фоторецепторных клеток достигает 400 - 680 тысяч, а их колбочки в отличие от хвостатых содержат масляные капли. Укрупнение и сдвиг глаз на верхнюю поверхность уплощенной в дорзо-вентральном (спинно-брюшном) направлении головы позволило бесхвостым земноводным увеличить общее поле зрения до 360? (при значительном угле бинокулярного видения, что дало возможность им достаточно точно определять расстояние до передвигающегося мелкого пищевого объекта. Глаз бесхвостых земноводных посылает в мозг уже частично переработанную информацию, от особых ганглиозных скоплений - нервных клеток сетчатки (детекторов). У лягушек выявлено пять типов таких детекторов: детектор темного поля (отвечает за реакцию на движущийся мелкий объект в темном поле), детектор прямого края (помогает обходить препятствия), детектор быстро движущегося контрастного предмета, детектор темноты (реагирующий на медленное изменение освещенности) и детектор затемнения (оценивающий характер освещенности). У жаб выявлено только четыре типа детекторов, а у травяной лягушки (Rana temporaria) и лягушки-быка (Rana catesbiana) обнаружены еще и детекторы направления. Многие бесхвостые земноводные хорошо различают синий, зеленый и желтый цвета. На основе изучения механизмов их зрения бесхвостых земноводных созданы специальные фототехнические приборы, позволяющие распознавать мелкие объекты. Бесхвостые земноводные обладают эффективными способами воспринимать и издавать звуки как в водной, так и в воздушной средах. Они могут принимать звуковые колебания в диапазоне от 30 до 15000 гц. В гортанно-трахейной системе бесхвостые земноводные имеют голосовые связки, издающие видоспецифические звуки, громкость которых усиливается горловыми мешками или наружными резонаторами - кожными полостями в углах рта самцов некоторых видов, раздувающихся при кваканье. Голосовые реакции (так называемые "песни") бесхвостых амфибий играют важное значение в социальном общении и обслуживают размножение. В отличие от хвостатых земноводных для ряда бесхвостых характерен "брачный пост", то есть прекращение питания на период размножения. Оплодотворение у Anura наружное (внешнее). Внутренним оплодотворением обладают лишь несколько видов. Для некоторых тропических форм характерно живорождение (точнее - яйцеживорождение). Однако, в большинстве случаев, икра откладывается в воду и оплодотворяется самцом в момент спаривания. При этом многие самцы обладают брачными мозолями - шероховатыми ороговевшими вздутиями кожи на передних конечностях. Кладки имеют разнообразную форму (в виде одиночных икринок, шнуров разной длины и толщины, комков и т. д.). Слипание икринок в конгломераты затрудняет поедание их мелкими хищниками, а разбухшие в воде сферические оболочки яиц играют роль собирательных линз, концентрирующих световые лучи, благодаря чему температура внутри комка на 5 - 7° С превышает температуру окружающей среды. Многие виды имеют специфические приспособления для охраны кладок ("гнезда", подкожные сумки и другие). Плодовитость ряда видов очень велика, некоторые лягушки и жабы откладывают до 7000 - 10000 яиц. Из икры бесхвостых земноводных вылупляются личинки (головастики), обладающие хвостом, который исчезает в процессе метаморфоза. Вылупившиеся личинки имеют специальный присасывательный орган, которым они прикрепляются к водным растениям или пустым оболочкам яиц. Их развитие обычно проходит в водной среде. Наружные жабры головастиков зарастают кожной складкой, их сообщение с внешней средой осуществляется через жаберное отверстие (спиракулюм). Ротовое отверстие окаймлено бахромчатыми губами, на их внутренней поверхности расположены ряды роговых зубчиков и челюсти, которыми головастики соскабливают пищу с подводных предметов. Серии зубов у разных видов расположены специфично, что отражается в зубных формулах и используется для диагностики. Метаморфоз бесхвостых земноводных сопровождается некрозом (разрушением) личиночных тканей и заменой их структурами, характерными для взрослых особей. Плотность популяции головастиков и поддержание ее генетического разнообразия (полиморфизма) регулируется продуктами обмена личинок - метаболитами, количество которых, например, возрастает при увеличении численности популяции, что подавляет рост мелких особей, повышая скорость метаморфоза и шансы на выживание крупных личинок. Выходящие на сушу особи называются сеголетками. Бесхвостые земноводные - самый многочисленный и разнообразный отряд земноводных. Эта группа амфибий включает 4231 вид и 335 родов, объединяемые в 24 семейства по данным на начало 1996 года. В фауне бывшего СССР встречается 29 видов из 6 родов и 6 семейств (почти 0.7% видового разнообразия мировой фауны). А на территории России проживает 22 вида из такого же числа родов и семейств, как и в бывшем СССР. Бесхвостые земноводные заселяют практически все поверхности суши, кроме полярных и ряда океанических островов. В горах они поднимаются до отметки 5238 м, где у подножия ледника был выявлен новый вид зеленой жабы.

Хвостатых земноводных относительно немного - около 340 видов. Все хвостатые амфибии характеризуются тем, что имеют удлиненное туловище, переходящее в хорошо развитый хвост. Передние ноги имеют от 3 до 4, задние - от 2 до 5 пальцев. У некоторых конечности вторично почти исчезли (амфиума) или задняя пара их совсем отсутствует (сирен). Большинство хвостатых ползает или плавает, змееобразно изгибая тело. Только немногие наземные саламандры могут быстро бегать, подобно ящерицам, или даже делать прыжки. При плавании конечности прижимаются к телу и не принимают участия в движении.

Отряд Хвостатые. Фото: Aah-Yeah

Форма тела, характер движения, как и многие черты строения хвостатых земноводных, являются "примитивными и наименее специализированными для класса в целом. Так, для хвостатых характерны двояковогнутые (амфицельные) или задневогнутые (опистоцельные) позвонки, число которых колеблется от 36 до 98. У низших форм зачаточная хорда сохраняется в течение всей жизни. Настоящих ребер нет, но есть короткие верхние ребра, как у костных рыб. Плечевой пояс в большей части остается хрящевым, и коракоиды подвижно налегают один на другой; ключица отсутствует. Лучевая и локтевая, большая и малая берцовые кости не сращены, так же как косточки запястья и предплюсны. В тазовом поясе типично присутствие предлобкового хряща. Лобные и теменные кости черепа не слиты, как у бесхвостых. Квадратноскуловой кости, как правило, нет, так что задний край верхнечелюстной кости оканчивается свободно. Кроме переднеушной, могут быть 1-2 ушные кости. В подъязычном аппарате всегда сохраняется не меньше трех самостоятельных дуг. Барабанной полости и барабанной перепонки нет, что представляет вторичное явление (у примитивных хвостатых амфибий сохраняются остатки барабанной полости). Личинки хвостатых амфибий имеют 4 пары жаберных щелей, которые у большинства во взрослом состоянии исчезают. Только у сирена остается 3 пары, а у протея и колодезного тритона - 2 пары жаберных щелей. Кровеносная система у низших групп хвостатых земноводных характеризуется неполной перегородкой между предсердиями и отсутствием продольного клапана в артериальном конусе. У высших хвостатых амфибий есть полная перегородка между предсердиями и клапан в артериальном конусе, однако у многих сохраняются все четыре артериальные дуги, а в венозной системе наряду с задней полой веной существуют задние кардинальные вены, впадающие в кювьеровы протоки. Большинство дышит легкими, кожей и слизистой оболочкой ротовой полости. Иногда у взрослых исчезают легкие и газообмен осуществляется только через кожу и слизистую рта; в связи с этим перестраивается кровеносная система и сердце становится двухкамерным.

Оплодотворение у подавляющего большинства хвостатых земноводных внутреннее, и самка захватывает клоакой слизистые мешки со сперматозоидами (сперматофоры), отложенные самцами. Количество икры, откладываемое хвостатыми, сравнительно невелико - от 2-5 до 600-700 яиц. Всем видам присуща забота о потомстве, начиная от простого случая завертывания яиц в листья подводных растений и кончая охраной яйцевых кладок и живорождением. Превращение (метаморфоз) личинок во взрослое животное происходит постепенно и не сопровождается коренными изменениями в организации. У ряда видов наблюдается размножение в личиночной стадии (неотения).

Ныне живущие хвостатые земноводные объединяются в 54 рода, 8 семейств и 5 подотрядов.

Подотряд Cryptobranchoidea содержит наиболее примитивных хвостатых амфибий, характеризующихся двояковогнутыми позвонками, свободной угловой костью и наружным оплодотворением. Сюда относятся семейства скрытожаберных (Cryptobranchidae) и углозубых (Hynobiidae).
Подотряд Meantes содержит одно семейство сирен (Sirenidae), характеризующихся 3 парами жабр у взрослых животных.
Подотряд Proteidea включает одно семейство протеев (Proteidae), представляющих собой неотенических личинок неизвестных саламандр.
Подотряд Ambystomatoideaсодержит также одно большое семейство амбистомовых (Ambystomatidae), характеризующихся двояковогнутыми позвонками и отсутствием угловой кости. Среди амбистомовых широко развита неотения.
Подотряд Salamanclroiclea наиболее обширной и содержит семейство (Amphiumidae), безлегочных саламандр (Plethodontidae) и настоящих (Salamandridae). Для большинства представителей подотряда хазадневогнутые позвонки и срастание угловой кости с сочленовной.

Большое число подотрядов и семейств (при относительно небольшом количестве видов) определяется разнообразной организацией ныне живущих хвостатых Амфибий, очевидно, неоднократно менявших среду обитания за длительный период эволюционного развития. Подавляющее большинство видов хвостатых земноводных постоянно живет в воде около 200 видов, 35 родов и 5 семейств представлено только постоянноводными формами. К этому следует добавить, что многие наземные виды, как, например обыкновенный тритон, проводят в водоёмах большую часть летнего периода, а другие наземные виды, как, например, представители рода амбистом, часто имеют неотенических личинок (аксолотлей), постоянно живущих в воде. Чем больше связан с водоемом вид, тем, как правило, больше удлинено тело животного, на длинном хвосте развивается плавник; конечности, напротив, уменьшаются. Однако виды, живущие в горных ручьях, где быстрое течение, отличаются сильными конечностями, снабженными иногда когтями, как, например, граненный у нас в Уссурийском Когтистый тритон. У жителей подземных водоемов, как, например, у протея из подземных рек Югославии, исчезает пигмент в покровах и редуцируются глаза.

В противоположность водным хвостатым земноводным, немногие наземные виды характеризуются укороченным телом и длинными и мощными конечностями. Бег некоторых вполне наземных пещерных саламандр подобен быстрому бегу ящериц. Они хорошо лазают по камням, деревьям и даже прыгают. Интересно, что у этих наземных видов, как у лягушек, выбрасывающийся язык. Среди сухопутных хвостатых есть и подземные виды, например стройная саламандра, которая имеет змеевидное тело с очень слабыми конечностями.

Хвостатые земноводные ограничены в своем распостранении почти исключительным северным полушарием. Так, в Австралии совсем нет хвостатых. В Африке, где обитает около 800 видов земноводных, всего 4 вида хвостатых, распространенных на севере континента. Почти не проникают хвостатые амфибии и в Южную Азию, и только в Южной Америке (и то ее северной горной части) обитает несколько видов безлегочных саламандр.

Первые представители отряда хвостатых найдены в отложениях мелового периода. Многочисленны ископаемые остатки всех основных семейств только с эоцена. Однако древность хвостатых земноводных хорошо доказывается и их географическим распространением. Так, среди них имеются многочисленные случаи разорванного распространения; например, один вид протея живет в Европе, а другой - в Северной Америке; скрытожаберники живут в Японии и Китае, а также в Северной Америке. Кроме того, многие хвостатые имеют чрезвычайно узкие ареалы; например, кавказская саламандра живет только в Западном Закавказье, семиреченский лягушкозуб - в Джунгарском Алатау, когтистый тритон - только в Уссурийском крае и прилежащих с юга районах. Очень много хвостатых земноводных, имеющих чрезвычайно малые области распространения, обитает в Юго-Западном Китае. Таким образом, хвостатые земноводные живут в северных и умеренный широтах (особенно горных районах), где сравнительно мало бесхвостых амфибий, при этом большинство хвостатых вторично перешло к водному образу жизни.

Безногие земноводные - самая малочисленная (165 видов, объединяемых в 32 рода и 5 семейств) и наиболее примитивная группа современных земноводных. Их ископаемые остатки с рудиментарными конечностями описаны из нижней юры Аризоны, а типично безногие формы (Apodos) - из палеоцена Бразилии. Подобно рыбам безногие земноводные сохранили двояковогнутые (амфицельные) позвонки с хорошо развитыми остатками хорды между ними.

Отряд Безногие. Фото: Rob and Stephanie Levy

Среди других примитивных признаков специалисты отмечают неполную перегородку между предсердиями, сочленение слуховой косточки с квадратной костью, короткие нижние ребра, наличие в коже у многих представителей костных чешуек и др. Костные чешуи безногих земноводных - специфические образования, секретируемые двумя типами кожных желез, располагающихся как в эпителиально-соединительной ткани (преимущественно у Caecilia spp.), так и в заросших кожных бороздках, образуя кольцевые или полукольцевые поперечные ряды, состоящие обычно из нескольких (до восьми) чешуек. Количество их в теле может достигать 2000, причем в передней части они мельче (до 1 - 2 мм), чем в задней (около 4 мм). В наиболее подвижных участках тела (в области хвоста, например) они разрушаются, оставляя небольшие полости в толще кожи. Самой же характерной особенностью безногих земноводных является червеобразная (змеевидная) форма тела без хвоста (который выражен лишь у наиболее примитивных форм), конечностей и даже их поясов, а туловище разделено перетяжками на сегменты. Кольцевые сегменты ограничены бороздами, края которых соприкасаются друг с другом, образуя полости, слипающиеся и зарастающие у некоторых видов. В ряде случаев один сегмент расположен над одним позвонком, однако, у многих видов число колец не соответствует числу позвонков, так как на широкие затылочные кольца (называемые воротником) приходится 3 - 4 позвонка, а хвостовой сегмент, отчетливо заметный при расположении лишь перед анальным отверстием - 2 - 5. У видов родов Epicrionops и Ichthyophis количество борозд меньше количества позвонков. Представители рода Ichthyophis обладают сегментами, расположенными не строго вертикально, а несколько наклонно, выгибаясь клином на верхней стороне тела. Для многих видов безногих земноводных характерна вторичная сегментация (наличие между бороздами одного сегмента одной или нескольких более слабо выраженных борозд). Некоторые рода и семейство Typhlonectidae их вообще не имеют. Число первичных колец варьирует от 70 (у Grandisonia sp.) до 283 (у Caecilia sp.), а сумма первичных и вторичных колец может достигать 430. Не случайно начиная еще с первого упоминания о безногих земноводных в 1735 году известным зоологом и коллекционером Альбертом Себой, за такую сегментированность тела, сходную с кольчатыми червями, их называют червягами. Многие знаменитые исследователи прошлого (Линней, Лауренти, Латрей, Доден, Рей), правда, относили червяг к змеям. Только в 1807 году Дюмериль указал на их родство с лягушками и жабами, а Оппель в 1811 году узаконил этот взгляд, придав им наименование Apoda (от греч. "а" - не, "podos" - нога). Некоторые исследователи прошлого считали червяг дегенерировшими саламандрами. Самым длинным видом считается исполинская червяга (Caecilia thompsoni) - 1375 мм, а возможно и до 1.5 м, ширина ее тела укладывается в длине 92 раза. Самыми мелкими безногими земноводными считаются крохотная и короткая червяги - Idiocranium russeli, Grandisonia brevis. Максимальные их размеры - 114 мм (длина превышает ширину в среднем в 25 раз) и 112 мм (в 14 раз) соответственно, хотя многие особи способны размножаться уже при длине тела в 5 мм. Червяги ведут преимущественно роющий образ жизни, прокладывая ходы в увлажненной почве (хотя есть и водные формы), что оставило свой отпечаток не только в их внешнем облике (отсутствие конечностей и удлиненное тело), но и форме внутренних органов: левое легкое удлинилось, а правое укоротилось (как и у змей). Почки у них стали узкими и лентовидными, количество позвонков у ряда видов достигает 200 - 300, лицевая часть черепа, участвующая в рытье нор, и кожа на голове плотно срослись с черепной коробкой, носовая кость у многих видов слилось с предчелюстной, чешуйчатая с квадратно-скуловой, верхнеушная и переднеушная с боковыми затылочными и околоклиновидной, исчезло среднее ухо и барабанная перепонка (хотя червяги способны воспринимать звуки частотой от 100 до 1500 гц). Глаза у них скрылись под кожей или даже под костями (у Scoleocomorphus). У ряда червяг, правда, над глазами обычно располагаются прозрачные "окошки", а сетчатка содержит только редуцированные зрительные палочки без колбочек. В связи с утратой зрения у них сильно развилось обоняние и осязание. Эти функции у безногих земноводных выполняет особой щупальце длиной 2 - 3 мм, заметное только у взрослых особей и расположенное в специальной кожной ямке. Кроме того, считается, что щупальце способно ощущать увлажненность, консистенцию и температуру субстрата (почвы). При этом подземные предметы червяги ощупывают сначала с левой стороны, а потом с правой. В щупальцевую ямку открывается проток большой глазной (называемой также гароеровой) железы, секрет которой у других позвоночных животных обеспечивает смазку глаза, хотя раньше предполагали ее ядовитость. Щупальце представителей семейства Scoleomorphidae способно как бы пропихивать глаз через отверстие щупалец в черепе из-под черепной коробки, размещая его таким способом над черепом. Подземный образ жизни сказался и на размножении червяг. Они - немногие из земноводных, обладающие внутренними оплодотворением: клоака самца специальной мускулатурой выворачивается из задней кишки и служит копулятивным органом, кровеносные сосуды которого, насыщаясь кровью, придают ему упругое (эректированное) состояние. Форма такого копулятивного (совокупительного) аппарата крайне видоспецифична. Ряд африканских родов имеют даже шипы на клоаке. А некоторые водные Potomotyphlus кроме того в анальной области обладают еще и специализированным захватывающим органом. У представителей рода Scoleocomorphus клоака окружена гребнями. Все эти образования отсутствуют у молодых организмов, в связи с чем предполагают их участие в размножении взрослых особей, помогая самцу удерживать самку во время спаривания. В клоаке самцов обнаружены парные железы, играющие роль в стимуляции размножения, что при отсутствии полового диморфизма может быть важным фактором в проведении успешного спаривания червяг. У некоторых водных форм наблюдались, правда, подобие брачного танца. В период размножения самцы накапливают в теле жир, в связи с чем они утолщаются и приобретают сходство с формой тела беременных самок. Таким образом, ширина туловища одного и того же вида может быть разной в разных физиологических состояниях. Большинство червяг откладывает до 20 - 30 яиц во влажную почву, расщелины субстрата около воды, а многие виды охраняют кладку, обвиваясь вокруг нее своим телом (забота о потомстве). Обильные слизистые выделения кожных желез позволяют им не пересыхать при этом. Иногда некоторые червяги яйца прикрепляют нитями в виде связки "воздушных шариков". После вылупления личинки мигрируют в воду и плавают там в течение нескольких месяцев (до года). Еще одной отличительной особенностью чевяг является появление в процессе эмбрионального развития семи (а не шести) жаберных щелей (семь щелей встречается еще лишь у некоторых хрящевых рыб). Зародыши безногих земноводных имеют наружные жабры в виде ветвистых пучков (у Ichthyophis spp., Hypogeophis spp.) или пластинок (Typhlonectes spp., Siphonops spp.). Личинки имеют типично рыбные органы боковой линии и спинохвостовой плавник (складку высотой 1 - 5 мм), исчезающий после метаморфоза. Исключение составляют водные формы, у которых плавник сохраняется всю жизнь. А некоторые виды обладают личиночным плавником и на брюхе. Основным кроветворным органом у них является печень, а не костный мозг, как у взрослых особей. Встречаются среди безногих земноводных и живородящие виды. Это, как правило, водные формы (Typhlonectes spp.), производящие на свет по 5 - 8 яиц. После оплодотворения их яйца остаются в яйцеводе, где развивающиеся эмбрионы пищу получают не через кровь, а как бы соскребая со стенок яйцевода личиночными зубами (не идентичны зубам взрослых животных) секрет специфических желез в виде густого молочка. Питаясь такой калорийной пищей, зародыши очень быстро набирают в весе. Беременность у червяг длится 9 - 11 месяцев. Живут червяги в тропиках Америки, Африки и Азии (их нет только в Австралии и на Мадагаскаре). Многие виды безногих земноводных очень редки, более того - известны всего лишь по нескольким экземплярам, образ жизни их практически не изучен. Основная масса безногих земноводных активна по ночам. В состоянии покоя червяги потребляют в 4 - 6 раз больше кислорода, чем в движении. Днем они прячутся по берегам водоемов, поэтому и попадаются в сети рыболовов. В Мексике безногих земноводных часто можно встретить на конюшнях в навозе, где сосредоточенно значительное количество личинок двукрылых насекомых. Основными объектами питания червяг являются термиты, земляные черви, личинки насекомых и моллюски. Среди врагов наземных червяг обычно называют различных змей (в частности, коралловых) и хищных птиц (например, палевого луня), а водными безногими земноводными питаются рыбы, лягушки, пресноводные черепахи и околоводные млекопитающие. При подготовке информации использовались материалы: Дунаев Е. А., 1999. Разнообразие земноводных. - М.: МГУ.

Земноводные, или амфибии, - это необычные существа, которые могут жить и в воде, и на суше. К ним относятся и лягушки, и тритоны, есть даже уникальные аксолотли - эволюционирующие совершенно особенным образом. Земноводные животные (названия) России будут перечислены ниже. Какие основные отряды земноводных стоит знать?

Тритоны

Этот отряд относится к одним из самых известных амфибий. Многие названия земноводных животных незнакомы обывателям, но слово «тритон» знают практически все. Это существо с длинным туловищем и хвостом, сплюснутым по бокам. Они могут жить как в воде, так и на суше, предпочитая места с пышной растительностью. Цвет тритона может быть разным и определяется местом обитания. Интересно, что зимой они укладываются в спячку. Как только температура возвращается к комфортному уровню, они пробуждаются и отправляются размножаться, откладывая яйца у листьев водных растений. Еще одна интересная особенность - возможность восстанавливать утраченные конечности и хвост. Все эти земноводные животные, названия которых могут быть разными - обыкновенный, гребенчатый, калифорнийский, - имеют некоторые общие черты. Так, перед брачным периодом у самцов на спине возникает особый нарост, а питаться тритоны предпочитают червями, рачками и личинками. Живут они во всех странах с умеренным климатом и ведут ночной образ жизни.

Саламандра

Животные, названия которых не слышал разве что человек, совершенно равнодушный к природе. Они присутствуют в легендах и мифах многих народов, в каждом получая какие-то уникальные черты - бессмертие, способность выживать в огне, отравлять фруктовые деревья и продукты, реки и людей, превращаться в драконов… Словом, в каждой стране есть свои захватывающие истории о саламандрах. В каком-то смысле они обоснованны: эти земноводные животные действительно ядовиты и могут быть опасны для некоторых видов. Например, съевшая такую амфибию собака может получить смертельное отравление. Яд саламандры парализует мозговые центры. Его вырабатывают околоушные железы, что защищает земноводное от нападения. Неудивительно, что другие названия земноводных животных связываются с трагическими событиями куда реже: саламандра действительно опаснее большинства представителей этого класса.

Лягушки

Вспоминая, какие бывают земноводные животные, названия этого семейства нельзя не вспомнить. Лягушки - бесхвостые амфибии, существовавшие еще во времена динозавров. У них потрясающая анатомия, позволяющая им жить и в воде, и на суше. Головастик мало отличается от малька рыбы, а взрослая лягушка - вполне наземное животное. и выделяет данных амфибий. Интересно, что дышат лягушки ртом, кожей и легкими. У них универсальная с двумя отделами сердца, работающими в воде, и левым предсердием, действующим на суше. Наибольшую активность они проявляют в сумерках, когда становится прохладно, однако в совсем холодную погоду они ищут укрытие, а на зиму опускаются в спячке на дно. Цвет лягушек определяется средой обитания, этим отличаются многие земноводные животные. Названия данных существ отличаются: есть озерные, а есть лесные, но объединяет их одно - предельная выживаемость. Именно это сделало их удачным объектом для научных экспериментов, чему посвящены памятники лягушкам в Токио и Париже.

Червяги

Это животные, названия которых не слышал практически никто. Тем не менее червяги очень интересны. Кольцевые складки на их коже напоминают полоски крупных У некоторых есть чешуйки, у других глаза просвечивают через кожу, словом, выглядят червяги весьма оригинально. Они обитают в тропиках Африки, Азии и Южной Америки, предпочитая влажную почву или муравейники. Едят беспозвоночных, например червей. Сухопутные червяги откладывают яйца, а водные - живородящие. От опасностей они защищаются ядовитой кожей. Таким образом, можно сказать, что червяги - это малоизвестные земноводные животные, названия и фотографии которых сложно забыть, настолько они необычные и даже странные.

Жабы

Животные, названия и фото которых знакомы большинству людей. Но при этом многие не отличают их от лягушек. Тем временем жабы - это отдельное семейство со своими уникальными особенностями. Существуют пустынные виды, которые активны лишь в дождевой сезон. От отличаются более короткими задними ногами, которые ограничивают их прыжки двадцатью сантиметрами, сухой кожей с бородавками и тем, что в воде их можно заметить лишь в период размножения. Питаются эти амфибии насекомыми, моллюсками и червями, поэтому, вопреки стереотипам, могут быть полезны для человека, истребляя на огороде слизней. Распространены жабы по всем континентам, ограниченно встречаются лишь в Австралии. Там живет особый пустынный вид, который имеет зубы и зарывается на засушливые периоды в нору, запасая в полостях тела воду.

Аксолотли

Это другие земноводные животные, названия которых почти никто не слышал. Тем временем это уникальный вид, который не нуждается во взрослении. Аксолотли являются личиночной формой амбистомы, но для размножения им необязательно в нее переходить. Им свойственна неотения - зрелость, наступающая в детском возрасте. Аксолотль, проживая в комфортных условиях, может не стареть вовсе, а вот изменение ситуации может привести к превращению в амбистому. Интересно и название. В переводе с ацтекского оно означает «водяная игрушка», что идеально подходит улыбчивой мордочке этого земноводного.