Земноводные — признаки, общая характеристика и примеры интересных представителей

Введение

Лягушки – наиболее известные нам бесхвостые земноводные. Занимают промежуточное место между наземными и водными позвоночными животными.
Жизнь земноводных заслуживает внимания, прежде всего потому, что они занимают особое место в истории развития наземных позвоночных, будучи первыми и наиболее примитивными обитателями суши. Оценить значение земноводных в природе и хозяйственной деятельности человека возможно при дальнейшем изучении земноводных, биология которых разработана лишь крайне поверхностно. Использование этого животного для изучения вопросов биологии дало признание огромных заслуг лягушки в медицине.

Во-первых, озерная лягушка является истребителем вредных животных. Эта представительница отряда земноводные во взрослом состоянии питается исключительно животной пищей и, обитая в самых разнообразных местах, приносит пользу, поедая вредных насекомых. Значение земноводных возрастает ещё и потому, что они в большем количестве, чем птицы, поедают насекомых с неприятным запахом и вкусом, а также насекомых, обладающих покровительственной окраской. Особого внимания заслуживает и тот факт, что сухопутные виды земноводных охотятся ночью, когда подавляющее большинство насекомоядных птиц спит.

Во-вторых, земноводные лягушки являются кормовой базой для некоторых пушных зверей. Лягушки составляют более одной трети всех кормов норки – ценного пушного зверя, приуроченного к водоёмам. Охотно поедает земноводных и выдра. Сравнительно часто попадаются земноводные в желудках барсука и чёрного хоря. Наконец, многие промысловые рыбы в озёрах и реках в зимний период в больших количествах употребляют в пищу лягушек, оказывающихся вполне доступным массовым кормом.

Конечно же, есть и отрицательные моменты, когда лягушки в больших количествах истребляют рыбью молодь. Привлекаемые скоплениями мальков, многочисленные озёрные лягушки оказываются здесь их основными врагами.

В ряде случаев головастики лягушек могут конкурировать с рыбами из-за корма. За последнее время появились указания на отрицательное значение земноводных в природе как хранителей опасных инфекционных заболеваний, например туляремии.

В-третьих, земноводные оценены как лабораторные животные. Простота препарирования лягушки, подходящие размеры и живучесть сделали её издавна излюбленным подопытным. Большинство приборов экспериментальной медицины и биологии рассчитано на это животное. На лягушке постоянно вырабатывается техника физиологического эксперимента. Огромное количество опытов и наблюдений проводилось и проводится над этими “мучениками науки”. Лаборатории крупных учебных и научных учреждений расходуют десятки тысяч лягушек в год. Расход этот может быть настолько велик, что оказывается необходимым принимать меры, дабы не уничтожить всех животных. Так, в Англии лягушки находятся ныне под охраной закона, и ловля их запрещена.

Таким образом, встает вопрос об актуальности выращивания лягушек в искусственной среде.

Все это позволило определить тему научной работы.

Цель исследования: узнать, при каких разных, искусственно созданных условиях, личинка лягушки пройдет быстрее все стадии метаморфоза.

Задачи исследования:
1. Изучить научную литературу по биологии;
2. Выявить причины положительных и негативных влияний окружающей среды на развитие;
3. Провести исследовательскую работу.

Объект исследования: икра обычной лягушки.

Гипотеза: Различные внешние условия влияют на развитие лягушки от икры до особи в неестественной среде обитания. Если создать все необходимые условия, то можно добиться максимального процента выживаемости головастиков.

Достоверность результатов обеспечивается личным участием автора в процессе исследования.

Размножение животных

Половой зрелости амфибии достигают в три года после рождения, а оплодотворяется потомство наружным способом. Яйцеклетки зарождаются и развиваются в яичниках, затем они выходят в яйцеводы и покрываются там бесцветной слизью. Икра переходит в клоаку и затем появляется в окружающей среде.

Взрослые самцы вырабатывают семенную жидкость. Земноводные размножаются несколько дней. Мужская особь помещается на спине самки, занимается оплодотворением, поливает своей жидкостью икру, которую самка мечет 2−3 суток. Гроздья личинок лягушки крепят к водным растениям или откладывают на воду, где они плавают до созревания.

В жидкости икринки сильно набухают, нагреваются под солнечными лучами и быстро развиваются. За 10 дней личинки превращаются в головастиков. У них больше признаков рыб, чем амфибий. Наружные жабры позже превращаются во внутренние, вырастают задние и передние конечности. Хвост рассасывается, формируются кровеносные круги. Все размножение занимает несколько месяцев — от дня метания икры до превращения головастика в полноценную амфибию.

Размножение

Яичники и семенники земноводных и рыб сходны. Наружное оплодотворение происходит в воде. Половые железы парные. Парные яйцеводы впадают в клоаку, семявыносящие канальцы — в мочеточники. Лягушки размножаются весной на третьем году жизни.

Самец закрепляется на спине у самки, плотно обхватив её передними лапами. Утолщения на внутренних пальцах помогают сцепить лапки так, чтобы не упустить самку в течение нескольких дней. За это время самка выделяет до 3 000 икринок, а самец немедленно поливает их молоками. В результате оплодотворяются почти все икринки, и никому из земноводных не приходится метать их миллионами, как это часто бывает у рыб, поэтому икринки могут быть крупнее, а значит, в каждой — больше запасов.

Икринки покрыты слизистой оболочкой, которая в воде сильно разбухает. Оболочки, как линзы, собирают лучи солнца и на несколько градусов нагревают икру, ускоряя её развитие.

Развитие

Оплодотворённая икра развивается в течение 7-15 дней. Верхняя, тёмная часть икринки постепенно превращается в голову и хвост зародыша, а нижняя светлая — в брюшко. В нём находится желточный мешок с питательными веществами, который постепенно уменьшается. Через 8-15 дней из оболочки икринки выходит личинка — головастик.

Головастик сильно отличается строением от взрослых животных. Он похож на рыбку не только внешне, но и по внутреннему строению. Для движения служит хвостовой плавник, для дыхания — ветвистые наружные жабры. Роговыми скребками вокруг рта головастик добывает растительную пищу. Боковая линия помогает ориентироваться.

Вскоре наружные жабры исчезают, их заменяют жаберные щели с лепестками, прикрытые кожной складкой. На этой стадии у головастика двухкамерное сердце и один круг кровообращения. Кислород поступает в кровь из жабр по трём передним дугам жаберных артерий, а также по кожной вене — с обширной поверхности хвоста. Основной продукт выделения как у рыб — аммиак.

Сравнение строения личинок и взрослых лягушек

Через несколько недель начинается метаморфоз — превращение водной личинки в лягушонка, приспособленного к жизни на суше. Жабры зарастают, боковая линия исчезает, хвост постепенно укорачивается. Появляются конечности, из выпячиваний кишки формируются лёгкие, из четвёртой (задней) жаберной артерии — лёгочной круг кровообращения… и так далее, в соответствии с основными этапами эволюции земноводных. Отслужившие органы не «отваливаются» и не пропадают зря. Они разбираются на молекулы и уносятся кровью туда, где могут быть использованы для «строительства» новых органов. Через два-три месяца головастик превращается в лягушку.

3. Образ жизни

Большинство проводит жизнь во влажных местах, чередуя пребывание на суше и в воде, однако есть некоторые чисто водные виды, а также виды, проводящие жизнь исключительно на деревьях. Недостаточная приспособленность земноводных к обитанию в наземной среде обусловливает резкие изменения их образа жизни в связи с сезонными изменениями условий существования. Земноводные способны впадать в длительную спячку при неблагоприятных условиях (холода, засуха и т. п.). У некоторых видов активность может меняться с ночной на дневную при понижении температуры ночью. Земноводные активны только в тёплых условиях. При температуре +7 — +8 °C большинство видов впадают в оцепенение, а при −2 °C — погибают. Но некоторые земноводные способны переносить длительное замораживание, пересыхание, а также регенерировать значительные утраченные части тела.

Некоторые земноводные, например, морская жаба Bufo marinus, могут жить в солёной воде. Однако, большинство амфибий встречается только в пресной воде. Поэтому они отсутствуют на большинстве океанических островов, где условия для них в принципе благоприятны.

3.1. Питание

Все современные земноводные в стадии имаго — хищники, питаются мелкими животными (в основном насекомыми и беспозвоночными), склонны к каннибализму. Растительноядных животных среди земноводных нет из-за крайне вялого обмена веществ. В рацион водных видов может входить молодь рыб, а наиболее крупные могут охотиться на птенцов водоплавающих птиц и попавших в воду мелких грызунов.

Характер питания личинок хвостатых земноводных практически аналогичен питанию взрослых животным. Личинки бесхвостых имеют кардинальное отличие, питаясь растительной пищей и детритом, переходя к хищничеству лишь к концу личиночной стадии.

3.2. Размножение

Общей особенностью размножения почти всех земноводных является их привязанность в этот период к воде, где они откладывают яйца и где происходит развитие личинок. Размножаются земноводные в мелких, хорошо прогреваемых участках водоемов. В теплые весенние вечера, в конце апреля и в мае, с прудов раздаются громкие квакающие звуки. Эти «концерты» устраивают самцы лягушек для привлечения самок.

Кровеносная система земноводных

Появляется второй круг кровообращения. Он проходит через легкие и называется легочным, а также малым кругом кровообращения. Первый круг кровообращения, проходящий через все органы тела, называется большим.

Сердце земноводных трехкамерное, состоит из двух предсердий и одного желудочка.

В правое предсердие поступает венозная кровь от органов тела, а также артериальная от кожи. В левое предсердие поступает артериальная кровь от легких. Сосуд, впадающий в левое предсердие, называется легочной веной.

Сокращение предсердий выталкивает кровь в общий желудочек сердца. Здесь кровь частично смешивается.

Из желудочка по отдельным сосудам кровь направляется в легкие, в ткани тела, к голове. В легкие по легочным артериям поступает наиболее венозная кровь из желудочка. К голове же идет почти чистая артериальная. Наиболее смешанная кровь, поступающая в туловище, изливается из желудочка в аорту.

Такое разделение крови достигается особым расположением сосудов, выходящим от распределительной камеры сердца, куда кровь попадает из желудочка. Когда выталкивается первая порция крови, то она заполняет наиболее близкие сосуды. И это кровь наиболее венозная, которая попадает в легочные артерии, идет в легкие и кожу, где обогащается кислородом. Из легких кровь возвращается в левое предсердие. Следующая порция крови — смешанная — попадает в дуги аорты, идущие к органам тела. Наиболее артериальная кровь попадает в дальнюю пару сосудов (сонные артерии) и направляется к голове.

Размножение

Животные находят дорогу к местам размножения, полагаясь, вероятно, на зрение и обоняние, но их также привлекают и звуки, издаваемые особями того же вида. Звуки производятся вибрацией голосовых связок; надувающиеся голосовые мешки на горле служат для усиления звука. Кваканье может быть очень громким. А ночной хор крохотных свистящих квакш, поющих в унисон, порой звучит как песня.

Песни так же видоспецифичны, как и у птиц; опытный слушатель распознает многие виды жаб и лягушек по голосу. Когда поет североамериканская лягушка-плотник, кажется, кто-то забивает гвозди, а «х-х-рамф» лягушки-быка ни с чем не перепутаешь. Но цель у всех артистов весенних хоров одна. И рев лягушки-быка, и свиристение древесниц, и трели жаб — все это знак того, что самец данного вида готов к размножению.

Большинство земноводных откладывает икринки (иногда сотни) в прудах и медленно текущих реках, где вода предохраняет эти «яйца без скорлупы» от высыхания. Некоторые виды прикрепляют каждую икринку в отдельности к листьям подводных растений. Но не все земноводные возвращаются для размножения в воду. Многие саламандры строят гнезда среди влажной растительности, под камнями или в щелях гниющих древесных стволов. Некоторые тропические древесницы сооружают гнезда из пены среди ветвей и листьев, нависающих над водой. Самка выделяет жидкость, которую задними ногами взбивает в пену, и откладывает в нее икру. Когда выводятся личинки, они выпадают из пенного гнезда и оказываются в воде. Некоторые другие лягушки и жабы зарывают икру в землю. Очень немногие виды рождают полностью развитых детенышей.

Большинство земноводных, отложив икру, бросает ее на произвол судьбы. Но есть и заботливые родители. У многих видов саламандр самки охраняют свою икру, а иногда и личинок. Североамериканская красноспинная саламандра будет охранять даже икру, отложенную в ее гнездо другой самкой.

Некоторые лягушки и жабы ведут себя весьма необычно. Европейские жабы-повитухи получили такое название из-за поведения самца. В процессе спаривания он наматывает яйцевой шнур, выходящий из клоаки самки, себе на бедра и носит там икру до вылупления потомства. К этому моменту самец направляется в водоем и остается там; появившихся на свет головастиков он стряхивает и, более о них не заботясь, возвращается на сушу. Живущая в Южной Америке суринамская пипа поступает еще интереснее. Кружась в водном танце, самец направляет выходящие из клоаки икринки в ячейки на спине самки. Ее кожа тут же набухает, так что икринки оказываются плотно сидящими в ней. Примерно через 2 месяца из ячеек выходят вполне сформировавшиеся молодые животные, а не личинки.

Внешний вид

У земноводных животных кожа гладкая и нежная покрытая множеством слизистых желез. Кожный покров относительно легко пропускает жидкость и воздух, благодаря чему у них сформировалось так называемое кожное дыхание.

Легкие развиты слабо, поэтому около половины необходимого кислорода поступает в организм через кожу. Во время спячки, под водой земноводные животные дышат кожей.

Температура тела амфибий соответствует температуре внешней среды, они не умеют регулировать ее, как это делают млекопитающие. Поэтому в теплое время года они активны, а с наступлением холодов или сильной засухи – замирают.

• 37 фактов про гепардов
• Сколопендра
• 32 фактов про тигров
• Ласка
• Китовая акула
• 34 фактов про енотов

Внешнее строение земноводных сильно отличается. Группа хвостатых, в которую входят тритоны и саламандры, по виду напоминает ящериц. Они вырастают до 20 сантиметров. Их тело вытянуто и заканчивается длинным хвостом. Шея, задние и передние конечности короткие. Лягушки относятся к бесхвостым земноводным. Они обладают широким слегка уплощенным туловищем и короткой шеей. Хвост имеется только на стадии головастиков. Их конечности удлинены и согнуты, выпрямляются в момент прыжков и плавания (основные способы перемещения). Пальцы лягушек и саламандр соединены кожной перепонкой. Червяги – это амфибии отряда «безногие». Внешне они похожи на червяков или змей. Их размеры колеблются от десяти сантиметров до метра. У червяг нет конечностей, а хвост укорочен. Их тело покрыто известковой чешуей и окрашено в темные черные или коричневые тона, иногда с пятнами или полосками.

В чём польза от амфибий для нас?

Амфибии — весьма важные для человека животные. Питаясь насекомыми, они сдерживают массовое размножение сельскохозяйственных вредителей. Благодаря этому они — вместе с насекомоядными птицами — зачислены в категорию защитников урожая, друзей садоводов и огородников. Они также уничтожают множество насекомых-кровососов, включая переносчиков болезней человека, например, малярийных комаров. Причём делают они это не только на суше, ловя взрослых комаров, но для тритонов основной пищей являются именно личинки комаров, живущие в воде.

В США приблизительно оценили экономию средств, которую приносят жабы фермерскому и лесному хозяйству. Оказалось, что это — миллиарды долларов в год! Ежегодно от одной лишь жабы прибыль составляет 20 – 30 долларов.

А в Париже существовал даже специальный рынок, где крестьяне сотнями покупали жаб, чтобы выпустить их на огороды, поля и в сады. Тем самым они сберегали огромную долю своего урожая.

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.

Общая информация

Амфибии – это позвоночные, которые в царстве животных занимают промежуточное положение между рыбами и пресмыкающимися. Многие представители чередуют периоды жизни в воде и на суше. Размножение и начальное развитие у большинства происходит в воде, а вырастая, они ведут наземный образ жизни. Некоторые виды живут только в воде. Большинство земноводных не переносят холодов, предпочитают теплые и влажные места, но могут жить и в засушливой местности. При наступлении неблагоприятных условий, могут впадать в спячку или менять время активности, например, с ночного на дневное. Впрочем, отдельные виды расселились далеко на севере, например, сибирский углозуб. Амфибии селятся вблизи пресных водоемов, а личинки порой откладывают даже в глубокие лужи. Только несколько видов обитают в морской воде. Развитие, как правило, сопровождается четырьмя стадиями: яйцо (икра), личинка, метаморфоза и взрослая особь. У саламандр существует и живорождение. У всех представителей класса слабый обмен веществ, поэтому им не под силу усвоить растительную пищу. Земноводные являются хищниками и питаются насекомыми, мелкими беспозвоночными, а иногда и своими собратьями. Крупные особи едят молодых рыб, птенцов и грызунов. Растениями питаются только личинки отряда бесхвостых.

Мир науки

Развитие лягушки озерной от икринки до молодой лягушки происходит в три этапа ( рис. 99).

Первый этап — развитие икры — начинается с момента оплодотворения и заканчивается появлением личинки — головастика . Этот этап длится 7-10 дней . Чем выше температура воды , тем быстрее появляется головастик .

Второй этап — развитие головастика — продолжается в течение двух месяцев. Личинка , появившейся напоминает маленькую рыбку с большим хвостом . В первые дни жизни головастик лишен рта и питается благодаря запасу питательных веществ . ( Вспомни , как называются рыбы на такой же стадии развития . ) Головастик имеет анальное отверстие , в который открываются протоки органов выделения . Он дышит жабрами, которые представляют собой светлые пучки , расположенные с обеих сторон головы, однако у него есть и зачатки легких. Через некоторое время позади главных почек развиваются туловищные . Вскоре наружные жабры заменяются внутренними , образуется ротовое отверстие , головастик начинает питаться водорослями и простейшими , которых он зишкрябують ртом с поверхности водных растений , подводных камней , коряг .

Строение головастика несколько подобна строения далеких предков — древних рыб. Он жабры , один круг кровообращения , двухкамерное сердце , боковую линию. Кроме того, в головастика , который только что появился на свет , скелет состоит только из хорды .

Третий этап — метаморфоз лягушки . Это чудесное превращение головастика , который по строению и образу жизни напоминает маленькую рыбку , на взрослое животное , движущийся с помощью ног и дышит легкими . У лягушки озерной метаморфоз длится всего 5 дней . В головастика укорачивается хвост , появляются конечности , причем сначала задние. Исчезают жабры и развиваются легкие . Маленький лягушонок начинает дышать кислородом воздуха и прыгать на суше. Затем исчезает хвост , он словно растворяется (Не отсыхает и отпадает ) , и животное становится молодой лягушкой , которая называется сеголетки . Впоследствии молодая лягушка выбирается из водоема и питается животной пищей .

Как правило , метаморфоз сопровождается уменьшением размеров тела . Рекордсменом в этом отношении чесночница (земляная лягушка ) , головастик которой длиной 12 см , а молодая чесночница — всего 2 сантиметра. А как меняются вкусы лягушки течение жизни ! Головастик , который только что появился из икринки , не ест вообще , потом питается разнообразными обрастаниями , а взрослая лягушка озерная — хищник , не брезгует даже полевками , другими мелкими млекопитающими и , к сожалению , — птенцами . Чрезмерный аппетит этих земноводных способствует тому , что взрослые лягушки имеют длину около 17 сантиметров .

Весь период развития лягушки озерной от икринки до молодой лягушки продолжается 80-90 дней . Завершается индивидуальное развитие на третьем году жизни половым созреванием .

Продолжительность жизни земноводных невелика. Например , лягушки в природе живут 6-8 лет. В неволе амфибии живут значительно дольше : лягушки — до 36 лет, жерлянки — до 30, тритоны — до 25 лет .

Онтогенез земноводных — это переход от водного образа жизни к сухопутному . Он представляет собой повторение исторического развития земноводных , в результате которого они с рыб превратились в наземных животных.

Строение земноводных

Червяги по праву относятся к амфибиям, но кардинально отличаются от представителей других отрядов амфибий, напоминая внешним видом и строением всем знакомых червей. Большинство же известных земноводных обладают небольшим вытянутым телом с четырьмя конечностями и хвостом в случае с отрядом хвостатых. У хвостатых сирен задние лапы отсутствуют, а у червяг вообще нет конечностей.

Тело плавно переходит в голову, которая может поворачиваться в сторону, чего не наблюдается у рыб. Череп амфибий — плоский и широкий, состоит из хрящей и сросшихся костей. Позвоночник делится на четыре отдела: туловищный, шейный, хвостовой и крестцовый. Периферический скелет включает в себя: скелеты передних и задних конечностей; плечевой и тазовый пояса.

Кожа амфибий покрыта железами и сложной системой кровеносных сосудов. Железы выделяют увлажняющую и защищающую от микробов слизь, которая активно участвует в дыхании земноводных, помогая коже впитывать кислород и избавляться от углекислого газа. Слизь амфибий зачастую содержит токсичные вещества и защищает не только от микроорганизмов, но и от хищников. Большая часть амфибий безвредна для человека, но встречаются и чрезвычайно опасные виды. Так, мировой рекорд по ядовитости среди позвоночных принадлежит лягушке листолазу, обитающей в колумбийских лесах.

Мускулатура земноводных обеспечивает разнообразные движения животного, отлично развита и частично сегментирована. Группы мышц крепятся сухожилиями к костям и делятся на приводящие и отводящие, сгибатели и разгибатели. Внутренние органы земноводных довольно просты и включают в себя мозг, сердце, легкие, пищеварительную систему. Самый значительный объем в теле амфибии занимают органы пищеварения.

Пищеварительная система земноводных

Общий план строения пищеварительной системы земноводных сходен с рыбьей. Однако появляются некоторые новшевства.

Передний коней языка лягушек прирастает к нижней челюсти, а задний остается свободным. Такое строение языка позволяет ловить им добычу.

У земноводных появляются слюнные железы. Их секрет смачивает пищу, но никак не переваривает ее, так как не содержит пищеварительных ферментов. На челюстях бывают конические зубы. Они служат для удержания пищи.

За ротоглоточной полостью находится короткий пищевод, открывающийся в желудок. Здесь пища частично переваривается. Первый отдел тонкого кишечника — двенадцатиперстная кишка. В нее открывается единых проток, куда попадают секреты печени, желчного пузыря и поджелудочной железы. В тонком кишечнике переваривание пищи завершается, и питательные вещества всасываются в кровь.

Непереваренные остатки пищи попадают в толстый кишечник, откуда перемещаются в клоаку, представляющую собой расширение кишечника. В клоаку также открываются протоки выделительной и половой систем. Из нее непереваренные остатки попадают во внешнюю среду. У рыб клоаки нет.

Взрослые земноводные питаются животной пищей, чаще всего различными насекомыми. Головастики питаются планктоном и растительной пищей.

1 Правое предсердие, 2 Печень, 3 Аорта, 4 Яйцеклетки, 5 Толстый кишечник, 6 Левое предсердие, 7 Желудочек сердца, 8 Желудок, 9 Левое легкое, 10 Желчный пузырь, 11 Тонкий кишечник, 12 Клоака