[править]ареал обитания
Целаканты обитают в водах Индийского океана: в акватории Коморских острововГран-Комор, Мохели и Анжуан, у берегов Южного Мозамбика, в юго-западной части Мадагаскара, а также у берегов Индонезии[4].
Латимерия обладает массой до 95 кг.[4] при длине тела 1,5[6]-1,8[2][3] м. (при чём самки крупнее самцов).
https://www.youtube.com/watch?v=NzzxOlFJtzg
Внутренний череп полностью окостенел. Он разделён подвижным соединением на рыльную, переднюю и заднюю мозговые части, благодаря чему латимерия открывать рот, , не только опуская нижнюю челюсть, но и поднимая верхнюю, что упрощает процесс питания[4].
Кишечник латимерии относительно кроток, но его всасываемая поверхность достаточно крупная. Настоящие позвонки у латимерии отсутствуют, а ось скелета образованна хордой (хрящевыми дугами), состоящей из эластичных волокон покрытых чехлом и заполненных гелеобразной жидкостью.
Каждая хрящевая дуга заканчивается сверху отростком, состоящим из вытянутого костного цилиндра и хрящевого стержня. Хрящевые дуги укрепляют перепончатый канал, в котором находится спинной мозг целаканта. Маленький головной мозг (3 г. на массу рыбы в 40 кг.) расположен над передней частью хорды.
Он занимает всего 1/100 объёма черепной коробки и больше похож на мозг двоякодышащей рыбы, чем кистепёрой. В передней части головы латимерии находится орган, воспринимающий слабые электрические поля. Чтобы подтвердить способность целакантов к электроцепции (способности воспринимать электрические поля, излучаемые различными животными и предметами) учёные-ихтиологи прикрепили к глубоководному плавательному аппарату два платиновых электрода.
При сближении целаканта и подводной аппарата прибор включил слабый электрический сигнал, на которые рыба тут же отреагировала — застыла в воде головой вниз, приготовившись атаковать. Кроме того, возможно у каждой латимерии есть своё электрическое поле, благодаря которому она узнаёт о приближении собрата задолго до того как тот попадёт в поле её зрения[4].
Плавательный пузырь целаканта редуцировался до маленькой трубки длиной 5-8 см…[4]. Он отходит от брюшной стороны пищевода и проходит по вей брюшной полости рыбы в виде тяжа, покрытого толстым слоем жира.
Сердце у латимерии развито очень примитивно и похоже на изогнутую трубку. В сердце целаканта хорошо развит артериальный конус.[4] Органами чувств латимерии являются боковая линия, которая помогает ориентироваться в пространстве и улавливать давление воды и светящиеся глаза[4].
В глазах целакантов содержится много палочковидных клеток и малое количество колбочек. Органами дыхания латимерии являются жабры, но у целакантов также были обнаружены лёгкие, заполненные жиром, придающие латимериям больше плавучести. Наличие у латимерии лёгких подтверждает теорию о том, что у пресноводных кистепёрых рыб была способность дышать атмосферным воздухом, имея «двойное» дыхание[4].
Об этом также говорят и ископаемые останки доисторических двоякодышащих рыб: большой плавательный пузырь с хорошо развитой кровеносной системой и строением плавников. А латимерии, живущей на больших глубинах, «двойное» дыхание не нужно. Мелкие органы целакантов покрыты жиром (это свидетельствует о том, что латимерии живут на глубине)[4].
Чешуя у латимерии комсоидная и грубая; она состоит из из четырёх слоёв: поверхностного эмалеподобного (первый), губчато-костного (второй), костно-губчатого (третий) и плотного костного (четвёртый, нижний). По химическому составу чешуя целаканта близка к человеческимзубам[4].
Латимерии являются разнополыми животными с ярко выраженным половым диморфизмом: самки больше самцов.
У индонезийского целаканта окрас тела варьируется от светлого до тёмно-коричневого; у коморского — сине-голубой или сине-серый. У каждой рыбы есть свой уникальный рисунок из белых пятен, расположенных по всему телу латимерии[4].
Латимерии — крупные и медлительные рыбы. Являются хищниками[1][3]. Дожили до наших дней во многом потому, что живут и охотятся на больших глубинах (700 м и выше), где с ними не конкурируют более быстрые рыбы.
Латимерии охотятся группами в ночное время. Днём прячутся в подводных пещерах на глубине 150—200 м. Учённые предполагают, что при погружении у целакантов замедляются процессы жизнедеятельности — так рыбы экономят энергию. Несмотря на свою неповоротливость латимерии могут плавать задом наперёд, брюхом вверх, лежать брюхом на дне или стоять на голове.
Раньше считалось, что целаканты ползают по дну на своих «лапах», но современные учёные опровергли эту теорию благодаря многочисленным исследованиям латимерий. Латимерии плавают не только сами, но и с помощью морских течений, идущих вдоль островов (пассивное плавание).
При этом ориентироваться в пространстве им помогает электроцепция, о которой уже говорилось выше. Активное плавание латимерии (когда рыба плывёт сама) осуществляется парными плавниками, которыми при разгоне целакант двигает сверху вниз, грудными, способными вращаться почти во всех направлениях и хвостовым плавником, толкающем рыбу при быстром рывке.
Латимериям присуще бентоносное питание. Из-за особенного строения черепа они резко открывают рот и всасывают воду вместе с пищей. Так же как и её доисторические предки латимерия является хищной рыбой: в её рацион входят моллюски и мелкая глубоководная рыба.
Французские учёные считали, что латимерия является яйцекладущей рыбой и самки откладывают свою икру в расщелины между камнями, самцы оплодотворяют и охраняют будущее потомство. Но совсем недавно было установлено, что целаканты — живородящие, то есть икра оплодотворяется и развивается в утробе самки, не подвергаясь внешним воздействиям.
Эмбрионы сильно отличаются от взрослых большим размером глаз относительно тела и наличием желточного мешка. Длина тела мальков — от 30,1 до 32,7 см (известный максимум около 33 см), диаметр их желточных мешков — от 8 до 12,9 см[4].
Учёнными было установлено, что численность коморской популяции составляет около 200 штук, а о индонезийской популяции точных сведений нет (хотя есть предположения, что индонезийских целакантов больше). В последнее время также наблюдается спад коморской популяции, который связывают с незаконным выловом латимерий для частных коллекций.
Хотя мясо латимерий не съедобно, многие люди хотят получить ценный экземпляр в домашнюю коллекцию. Но местная власть всеми силами старается уберечь целакантов от незаконного вылова, проводя различные акции и беседы с местными жителями с целью сохранения данного вида.
К примеру, выдают рыбакам моторные лодки, на которых они не смогли бы выловить латимерию, уплывая далеко в море, где ценную рыбу не достать, или наоборот, не порыбачили бы на целакантов на мелководье[4].
Сохранение целакантов также приносит местным жителям доход: так например в одной из деревень можно посмотреть на латимерий благодаря подводным камерам, размещённым в морских пещерах, где те отдыхают днём[4].
- ↑ 1,01,1Энциклопедия «Тайны живой природы». Москва, издательство «Астрель», 2002.
- ↑ 2,02,12,2Энциклопедия «Мир динозавров». В. Бондарь. Издательство «Эксмо», 2004.
- ↑ 3,03,13,23,33,43,5Энциклопедия «Вымершие животные». Перевод с английского, издательство «Эксмо», 2008 год.
- ↑ 4,004,014,024,034,044,054,064,074,084,094,104,114,124,134,144,154,164,174,184,194,204,21http://www.zoofirma.ru/vodnyj-mir/2622-latimerija-ryba-zhivoe-iskopaemoe-ili-tselakant.html
- ↑Иллюстрированная энциклопедия рыб. Ст Франк. Перевод Д. Мейснера. Издательство «Артия». Издание второе, 1982 год.
- ↑«Динозавры и другие исчезнувшие животные». Editions FLEURS, 1994. Перевод на русский, издательство «Махаон», 200.
Биология. многообразие живых организмов. животные. 8 класс
Костные рыбы характеризуются тем, что их скелет частично или полностью становится костным. К этому классу относится ряд крупных групп рыб, отличающихся характерными особенностями организации, описанными выше.
Подкласс Хрящекостные рыбы
Это небольшая древняя группа рыб (в числе которых широко известные осетровые – белуга, севрюга, осётр, стерлядь), имеющих ряд общих черт организации с хрящевыми рыбами.
Хвостовой плавник у них, как у акул, неравнолопастный. Плавники располагаются горизонтально. Чешуя в виде крупных костных блях. Основу осевого скелета составляет пожизненно сохраняющаяся хорда, одетая толстым футляром. Мозговой череп почти сплошь хрящевой, прикрытый снаружи костями, формирующими крышу черепа. Имеются жаберная крышка и плавательный пузырь, сообщающийся с кишечником. Оплодотворение наружное, икра мелкая. В нашей стране встречается восемь видов осетровых; все они – очень ценные промысловые рыбы.
Подкласс Двоякодышащие рыбы
Двоякодышащие – немногочисленная древняя и очень своеобразная группа пресноводных рыб, сочетающих признаки неспециализированных предков с чертами высокой приспособленности к жизни в обеднённых кислородом, часто пересыхающих водоёмах. Большая часть скелета у современных представителей в течение всей жизни остаётся хрящевой; сохраняется хорда, а позвоночный столб представлен зачатками верхних и нижних дуг позвонков.
Протоптер в иле впадает в спячку
Латимерия
Характерная особенность двоякодышащих – наличие кроме жаберного ещё и лёгочного дыхания. В качестве органов лёгочного дыхания функционируют один или два пузыря, открывающихся на брюшной стороне пищевода. Обитают двоякодышащие в пересыхающих водоёмах Африки, Австралии и Южной Америки. В жаркий сезон года многие из них выкапывают на дне норку, напоминающую колодец, забираются в неё и дышат атмосферным воздухом до тех пор, пока вода не высохнет совсем. После этого животное образует грязевой кокон и впадает в спячку. Когда в водоёме вновь появляется вода, рыба «просыпается», усиленно пьёт воду и возвращается к активному состоянию.
Подкласс Кистепёрые рыбы
Кистепёрые рыбы – древняя и почти вымершая группа рыб. Единственный вид, доживший до наших дней, – латимерия – обнаружен только в районе Коморских островов. Эти животные избегают освещённых участков, предпочитая затемнённые места обитания.
Кистепёрые – хищники, рот их вооружён острыми зубами. Длина тела у взрослых особей достигает 125–180 см, масса – 25–80 кг. Позвонки зачаточные, и хорда сохраняется в качестве осевого скелета в течение всей жизни. Череп в основном также остаётся хрящевым на протяжении жизни. Плавники мясистые, похожие на лопасти, их скелет имеет общий план строения с конечностями наземных позвоночных.
Скелет переднего плавника кистепёрой рыбы
Двоякодышащая рыба-протоптер
К типу Хордовые относятся многоклеточные двусторонне-симметричные животные. Хорда (осевой скелет) – это эластичный опорный тяж. Большинство хордовых имеют хорду только на этапах зародышевого развития. Центральная нервная система расположена на спинной стороне тела. Кровеносная система замкнута; сердце или сосуд, его заменяющий (у ланцетников), расположены на брюшной стороне тела. Рыбы – исключительно водные животные. Головной мозг состоит из пяти отделов. Дыхание жаберное. Сердце двухкамерное. Конечности представлены плавниками.
Класс Земноводные, или Амфибии
Амфибии – немногочисленная группа наиболее просто устроенных наземных позвоночных, подавляющее большинство которых обитает, в зависимости от стадии жизненного цикла, в воде (личинка амфибий – головастик) или на суше (взрослые лягушки, жабы), – отсюда и название «земноводные». В течение жизни земноводные, как правило, претерпевают метаморфоз, превращаясь из личинок, живущих в водной среде, во взрослые формы, занимающие околоводные места обитания. Некоторые представители, например тритоны, ведут в основном водный образ жизни. Другие земноводные (жабы, лягушки) обитают на суше. У них в связи с этим происходит смена жаберного дыхания на лёгочное, соответственно изменяется кровеносная система, появляются конечности, видоизменяются органы чувств.
Особенности развития современных амфибий свидетельствуют о происхождении этой группы позвоночных от рыбообразных предков: по многим признакам земноводные близки к древним девонским кистепёрым рыбам.
Появление первых земноводных относят к концу девона, а расцвет – к сменившему его каменноугольному периоду палеозойской эры, отстоящему от нашего времени на 345 млн лет, который характеризовался жарким и влажным климатом. Возникновение амфибий сопровождалось рядом преобразований – ароморфозов, во многом определивших дальнейшее развитие позвоночных на суше: 1) образование пятипалой конечности как системы рычагов, соединённых суставами, обеспечивающих передвижение по суше; 2) формирование органов воздушного дыхания – лёгких, обусловивших газообмен с использованием атмосферного кислорода; 3) прогрессивное развитие нервной системы и совершенствование органов чувств, позволившие эффективно приспособиться к новым наземным условиям существования; 4) возникновение второго – лёгочного круга кровообращения; 5) дифференцировка мышц на мышечные пучки, обеспечившие более совершенные формы движения.
Кистепёрая рыба
Головастики
Тритон
Древние амфибии – стегоцефалы – были тесно связаны с водоёмами. Особенности организации древних земноводных не позволяли им свободно передвигаться по суше на большие расстояния. В дальнейшей эволюции они дали начало более приспособленной для наземного существования группе животных – рептилиям, а также более поздним амфибиям. Современная фауна включает около 5 тыс. видов амфибий, объединённых в три отряда: Хвостатые (тритоны, саламандры), Бесхвостые (жабы и лягушки) и Безногие (червяги).
Строение земноводных. Тело земноводных разделено на голову, туловище и хвост; имеется две пары конечностей.
Древесная лягушка
Лягушка озёрная
Кожа у всех амфибий голая, очень богатая многоклеточными железами, выделяющими слизь. Благодаря этому на поверхности кожи возникает слизистая плёнка, без которой невозможен газообмен при значительной роли кожи в обеспечении организма кислородом. Эта плёнка, кроме того, предохраняет животных от иссушения. Выделения некоторых кожных желёз обладают бактерицидными свойствами и защищают земноводных от проникновения через кожу патогенных микроорганизмов. У некоторых амфибий есть ядовитые железы, отпугивающие от них хищников.
Скелет амфибий представлен позвоночником, черепом и скелетом конечностей и их поясов. В связи с двойным образом жизни он более расчленён, чем у рыб. Позвоночник состоит из шейного, туловищного, крестцового и хвостового отделов. Шейный отдел представлен одним позвонком. Число туловищных позвонков различно; наименьшее их число (7) – у бесхвостых, наибольшее (более 100) – у безногих. В крестцовом отделе всего один позвонок. Хвостовой отдел наиболее выражен у хвостатых. Очень короткие рёбра есть только у безногих и хвостатых амфибий, а у бесхвостых рёбра не развиваются. Грудной клетки у амфибий нет.
Головной мозг лягушки
Строение скелета лягушки
Строение уха лягушки
Пояс передних конечностей образует дугу из трёх парных костных элементов. Тазовый пояс также образован тремя парными костными элементами. Длинные подвздошные кости прикрепляются к поперечным отросткам крестцового позвонка.
Скелет свободных конечностей типичен для всех наземных позвоночных, он присоединён к поясам конечностей, связывающим их с осевым скелетом – позвоночником, что делает возможным движение по суше. Конечности наземных позвоночных представляют собой многочисленные рычаги, соединённые суставами, которые способны перемещаться не только относительно тела, но и друг по отношению к другу. Расположены они по бокам тела.
Пятипалая конечность состоит из трёх отделов: плечо или бедро, предплечье или голень, кисть или стопа, соответственно для передней и задней конечностей.
Мышечная система земноводных отличается от таковой у рыб двумя основными особенностями, связанными с передвижением по твёрдому субстрату. Во-первых, развивается мощная и сложноорганизованная мускулатура конечностей.
Во-вторых, в связи с усложнением движений мускулатура тела значительно более дифференцирована, и характерная для рыб сегментация у амфибий нарушена.
Головной мозг характеризуется прогрессивными чертами; это выражается в относительно более крупных, чем у рыб, размерах переднего мозга, в полном разделении его полушарий. Средний мозг сравнительно небольших размеров, мозжечок очень мал, что связано с однообразием движений амфибий. От головного мозга отходит 10 пар черепно-мозговых нервов.
Органы чувств. Глаза амфибий имеют ряд особенностей, связанных с обитанием как в наземных условиях, так и в водоёмах: подвижные веки защищают глаза от высыхания и загрязнения; есть и третье веко, или мигательная перепонка, расположенная в переднем углу глаза. Выпуклая роговица и линзовидный хрусталик определяют более дальнозоркое зрение амфибий.
Органы слуха устроены значительно сложнее, чем у рыб, и приспособлены к лучшему восприятию звуковых раздражений в воздушной среде. Кроме внутреннего уха, имеется среднее ухо, которое представляет собой полость; с одной стороны она открывается в ротоглотку, а другой подходит к поверхности головы и отделяется от окружающей среды тонкой барабанной перепонкой.
Органы обоняния амфибий – это обонятельные капсулы, которые сообщаются со средой парными наружными ноздрями. От обонятельных капсул берут начало внутренние ноздри, сообщающиеся с ротоглоточной полостью. У амфибий, как и у всех наземных позвоночных, эта система служит не только для восприятия запахов, но и для дыхания.
Органы боковой линии свойственны только личинкам амфибий.
Кровеносная система. Сердце у всех амфибий трёхкамерное, состоит из двух предсердий и одного желудочка. В связи с появлением лёгочного дыхания у амфибий возникает второй – лёгочный круг кровообращения. Артериальная кровь (богатая кислородом), поступающая из лёгких, и венозная (насыщенная углекислым газом) – от органов и тканей животных смешивается в желудочке, а затем разносится по организму.
Дыхательная система. Во взрослом состоянии большинство амфибий дышат лёгкими, заглатывая порции воздуха. Однако лёгкие не могут в полной мере обеспечить кислородом процессы обмена веществ земноводных, поэтому у них очень велико значение кожного дыхания.
Пищеварительная система. Все земноводные – хищники; питаются в основном насекомыми, паукообразными, слизнями. Крупные тропические амфибии могут заглатывать даже птенцов и мелких млекопитающих – мышей.
Пищеварительная система начинается с ротового отверстия, которое ведёт в обширную ротоглоточную полость; сужаясь, она переходит в пищевод. В полости рта расположен язык, выделяющий клейкое вещество, что способствует ловле мелких насекомых; зубы, как правило, отсутствуют.
При глотании проталкиванию пищевого комка из ротоглоточной полости в пищевод помогают глазные яблоки, которые отделены от этой полости тонкой слизистой оболочкой и благодаря специальным мышцам могут несколько втягиваться внутрь ротоглотки.
Строение сердца лягушки
Внутреннее строение лягушки
Короткий пищевод впадает в желудок. Кишечник более длинный, чем у рыб, в петле переднего отдела лежит поджелудочная железа. Крупная печень имеет желчный пузырь, проток которого впадает в переднюю часть тонкой кишки, соединяясь с протоками поджелудочной железы. Толстый отдел кишечника отграничен от тонкого нечётко, прямая кишка открывается в клоаку.
Выделительная система представлена первичными (туловищными), как и у рыб, почками, выводные протоки которых – мочеточники – открываются в клоаку.
Органы размножения. Парные семенники не имеют самостоятельных выводных путей. Семявыносящие канальцы проходят через передний отдел почки и мочевыводящий канал, который перед впадением в клоаку образует расширение – семенной пузырёк, где происходит временное сохранение семени. Яичники парные. Созревшие яйца выводятся в полость тела, откуда поступают в воронкообразные расширения парных яйцеводов, передний отдел которых открывается в полость тела, а задний – в клоаку.
Внешние различия между самцами и самками (половой диморфизм) у амфибий выражены в большинстве случаев сравнительно слабо.
Развитие земноводных. Особенность земноводных – их привязанность в период размножения к воде, в которую они откладывают яйца и где происходит оплодотворение и развитие личинок.
Мочеполовые органы самца лягушки
Гнездо южноамериканской квакши
Яйцо дробится. Через 8–10 суток (у лягушек) после оплодотворения зародыш прорывает яйцевые оболочки, и личинка выходит наружу. Первоначально у головастика нет парных конечностей, и функцию органа движения выполняет хвост, окаймлённый хороню развитой перепонкой. Первыми закладываются передние конечности, но снаружи они долго незаметны; сначала становятся видны задние конечности. Вслед за этим у бесхвостых начинает укорачиваться, а затем и совсем пропадает хвост.
Все личинки имеют развитую боковую линию, которая у безногих и бесхвостых затем исчезает. Органами дыхания первоначально являются 2–3 пары наружных ветвистых жабр. В дальнейшем у большинства видов наружные жабры атрофируются, и к этому времени развиваются жаберные дуги с лепестками. На этой стадии головастик имеет двухкамерное сердце, так как предсердие ещё не поделено на левую и правую половины. Существует только один круг кровообращения. В последующем из переднего (глоточного) отдела пищеварительной трубки формируются парные впячивания – лёгкие. По мере их развития исчезают внутренние жабры, видоизменяется и кровеносная система; кишечник укорачивается. Изменяются и другие системы. Головастик становится лягушонком и переходит с растительной пищи на животную.
Экология и значение земноводных. Земноводные распространены на всех континентах, за исключением Антарктиды, причём, как правило, обитают в непосредственной близости к водоемам или в очень влажных тропических местах. Среди амфибий есть водные формы, никогда не выходящие на сушу (протеи, сирены). Большинство бесхвостых амфибий ведёт полуводный образ жизни. Значительное время эти виды (жабы, бурые лягушки, огненная и кавказская саламандры и др.) живут на суше и часто уходят от водоёмов на большие расстояния. Зелёные лягушки также много времени проводят вне воды, но от водоёмов далеко не уходят и при опасности одним прыжком скрываются в воду. В период размножения многие земноводные постоянно живут в водоёмах.
Самка цейлонской червяги, обвившаяся вокруг кладки яиц в норе
Поющая жаба
Квакша
Жаба-повитуха
Среди бесхвостых есть виды, обитающие главным образом на деревьях. В большинстве это обитатели тропических лесов, которые и размножаются на деревьях, используя для откладывания яиц воду, скопившуюся в дуплах и на крупных листьях. Степень связанности с деревьями и приспособленности к древесному образу жизни у этих животных различна. Так, квакши много времени проводят на деревьях, но размножаются на земле, в водоёмах. Квакши лазают по деревьям благодаря большим округлым присоскам, богатым железами, которые выделяют клейкий секрет.
Ещё одна биологическая группа амфибий – это обитающие в земле виды. К ним относятся почти все безногие – обычно обитатели толщи почвы, редко выходящие днём на поверхность.
Выбор амфибиями мест обитания, их распространение связано с требованием специфических жизненных условий: тепло, наличие водоёмов, значительная влажность воздуха.
Амфибии занимают важное место в цепях питания. Питаясь в основном животной пищей, они уничтожают огромное количество насекомых – вредителей сельского хозяйства и переносчиков возбудителей заболеваний человека и животных, например комаров, москитов и др. Многие жабы в средней полосе, поселяясь на полях и огородах, истребляют слизней и других вредителей.
Земноводные обитают в водоёмах и на суше во влажных местах. Кожа влажная. Взрослые особи дышат лёгкими и кожей. Сердце трёхкамерное, имеется два круга кровообращения. Есть пояса конечностей и свободные конечности, представляющие собой систему рычагов, обеспечивающих передвижение по суше. Развитие личинок происходит в водной среде. Амфибии – хищники, занимающие важное место в цепях питания. Они питаются насекомыми, паукообразными и моллюсками; сами являются пищевыми объектами для многих животных.
Класс Пресмыкающиеся, или Рептилии
Рептилии – первые настоящие наземные позвоночные. Они произошли от древних земноводных, похожих на стегоцефалов, о чём свидетельствуют многочисленные черты сходства в их строении, в частности наличие у рептилий третьего, теменного глаза, типичного также для древних кистепёрых рыб и амфибий.
Появившиеся в конце каменноугольного периода – 290–280 млн лет назад, древнейшие пресмыкающиеся по внешнему облику и внутренней организации были ещё очень близки к древним амфибиям. Огромную роль в развитии класса сыграли изменившиеся климатические условия следующего, пермского периода. Резкое сокращение площади заболоченных пространств с пышной растительностью вызвало необходимость перемещения на большие расстояния в поисках воды, что вскоре отразилось на строении представителей новой группы позвоночных – пресмыкающихся.
Появление пресмыкающихся характеризуется целым рядом ароморфозов, имеющих значение и для всей последующей эволюции позвоночных: 1) прогрессивное развитие нервной системы – появление зачатка коры больших полушарий, предопределившее возникновение приспособительного поведения благодаря выработке условных рефлексов; 2) образование вторичной (тазовой) почки, обеспечивающей, в отличие от первичной, удаление продуктов обмена веществ только из крови и более эффективное сохранение воды в организме за счёт обратного всасывания воды в почечных канальцах, а также большую концентрацию в моче продуктов обмена; 3) появление ячеистых лёгких, поверхность которых значительно превышает внутреннюю поверхность мешковидных лёгких предков – амфибий; 4) образование соединительнотканной диафрагмы, разделяющей брюшную и грудную полость и обеспечивающей вместе с грудной клеткой всасывающий тип дыхания в отличие от амфибий, заглатывающих воздух; 5) прогрессивные преобразования скелета: подвижное сочленение черепа и позвоночного столба, формирование грудной клетки, удлинение конечностей, позволяющих быстро перемещаться по суше и совершать точные манёвры; 6) развитие неполной перегородки в желудочке сердца, позволившее обеспечить снабжение мозга и пояса передних конечностей чисто артериальной кровью; 7) возникновение зародышевых оболочек, защищающих зародыш от высыхания, механических повреждений и таким образом обеспечивающих развитие эмбриона в наземных условиях.
Кетцаль-коатль
Брахиозавр
Несмотря на крупные прогрессивные преобразования, рептилии тем не менее остаются наиболее просто устроенными представителями наземных позвоночных. В ходе дальнейшей эволюции пресмыкающиеся дали начало многочисленным формам, среди которых две ветви привели к появлению более высокоорганизованных классов – птиц и млекопитающих.
Сейчас насчитывают не более 6 тыс. видов рептилий, представляющих лишь незначительные остатки мощного класса пресмыкающихся, процветавшего в мезозойскую эру. Древние рептилии были представлены огромным числом форм. Некоторые из них обитали на суше, среди них были гигантские травоядные бронтозавры и крупные хищные тарбозавры. Другие, например ихтиозавры, обитали в водной среде, третьи летали подобно птицам (птерозавры).
Современные пресмыкающиеся образуют отряды: Чешуйчатые (змеи, ящерицы и хамелеоны), Крокодилы (крокодилы и аллигаторы), Черепахи и Клювоголовые (единственный сохранившийся до наших дней вид – гаттерия).
Строение рептилий. Рассмотрим особенности строения пресмыкающихся на примере ящерицы.
Тело рептилий разделено на голову, шею, туловище (грудь и брюхо) и хвост. Снаружи оно покрыто роговыми щитками. Роговой покров предохраняет животных от потери влаги и иссушения, защищает от повреждения. У некоторых видов под роговыми чешуями залегают костные бляшки. Кожа рептилий плотно прилегает к телу, желёз обычно очень мало. Для многих представителей, например змей, характерна линька – периодическое сбрасывание рогового покрова.
Скелет представлен черепом, позвоночником и скелетом конечностей и их поясов.
В шейном отделе позвоночника у ящерицы 8 позвонков. Особенность этого отдела осевого скелета – образование сустава (подвижное соединение костей) между позвоночным столбом и черепом. Первый шейный позвонок представляет собой костное кольцо, разделённое связкой на два отверстия: через одно проходит спинной мозг, в другое заходит зубовидный отросток второго шейного позвонка, вокруг которого вращается первый позвонок. Эта особенность шейного отдела позвоночника обеспечивает подвижность головы.
Пояснично-грудной отдел у ящерицы состоит из 22 позвонков. Все они несут рёбра; рёбра, присоединённые к пяти первым позвонкам, соединены и с грудиной. Таким образом, возникает настоящая грудная клетка, свойственная большинству пресмыкающихся, за исключением змей.
Крестцовый отдел состоит из двух позвонков, к поперечным отросткам которых прикрепляется пояс задних конечностей – таз.
Хвостовой отдел включает несколько десятков позвонков. Передние из них несут отростки и зачаточные рёбра.
Особенность строения черепа у пресмыкающихся – почти его полное окостенение.
Плечевой и тазовый пояса, а также скелет конечностей не имеют принципиальных отличий от таковых у амфибий. Конечности расположены по бокам тела так, что бедро параллельно поверхности земли и перпендикулярно голени, это делает походку рептилий весьма своеобразной – тело их невысоко приподнято над землёй, и брюхо волочится по земле. У змей и безногих ящериц (желтопузик) конечности не развиваются – они передвигаются ползком.
Желтопузик
Зелёная ящерица
Скелет ящерицы
Нервная система. Полушария переднего мозга крупнее, чем у амфибий, они имеют кору из серого мозгового вещества. Однако последняя ещё очень тонка, извилины отсутствуют. Мозжечок сильно развит. Продолговатый мозг образует в вертикальной плоскости выраженный изгиб, что характерно для всех высших позвоночных.
Нервная деятельность стоит на более высоком уровне, чем у амфибий, и с этим связано более сложное приспособительное поведение рептилий, которые, обладая врождёнными рефлексами и инстинктами, способны также к формированию достаточно сложных условных (приобретённых) рефлексов.
Кровеносная система в связи с наземным образом жизни и связанным с ним лёгочным дыханием отличается более полным разделением артериального и венозного кругов кровообращения, благодаря чему головной отдел тела получает чисто артериальную кровь, богатую кислородом.
Сердце у большинства рептилий, как и у амфибий, трёхкамерное, перегородка между предсердиями полная; кроме того, неполная перегородка есть и в желудочке. Эти особенности строения обеспечивают поступление к органам крови, более насыщенной кислородом, чем у земноводных.
Ящерица
Головной мозг ящерицы
Дыхательная система. Для всех рептилий характерна дифференцировка дыхательных путей: от гортани отходит длинная трахея, которая делится на два бронха, идущих в лёгкие. Рептилии дышат только лёгкими. Форма лёгких, как и у амфибий, мешковидная, однако внутри полость лёгкого разделена сложной сетью перегородок на множество мелких ячей, значительно увеличивающих поверхность газообмена. Задняя часть лёгких у многих видов (например, у ящериц) не имеет ячей и перегородок и часто вытянута в виде тонкостенных пальцевидных выростов – лёгочных мешков. Окисление крови в них не происходит.
Пищеварительная система. Пресмыкающиеся – почти исключительно хищные животные. Объектами их питания, в зависимости от размера самого животного, могут быть членистоногие, моллюски, рыбы, амфибии, мелкие млекопитающие и птицы. Крупные хищники – крокодилы подстерегают даже копытных. Рептилии глотают жертву целиком (змеи, ящерицы) или отрывают кусок добычи и заглатывают его не пережёвывая (крокодилы, аллигаторы).
Ротовая полость у рептилий отграничена от глотки. На дне ротовой полости располагается подвижный мускулистый язык, форма которого различна в зависимости от характера пищи и способа её добывания. Например, у змей и многих ящериц язык тонкий и длинный, часто раздвоенный, а у хамелеонов – с расширением на конце для ловли насекомых.
Зубы имеются у большинства рептилий, они прирастают к краям челюстей и только у крокодилов располагаются в альвеолах. У ядовитых змей несколько передних зубов более крупные, они имеют бороздки или каналы, по которым стекает яд.
В остальном строение пищеварительной системы сходно с таковым у земноводных.
Лёгкие ящерицы с пальцеобразными выростами – лёгочными мешками
Язык змеи – орган чувств, дающий информацию о веществах, находящихся в воздухе и на субстрате
Выделительная система взрослых рептилий представлена вторичными (тазовыми) почками. Мочеточники впадают в клоаку.
Половые органы рептилий – семенники и яичники. Оплодотворение внутреннее, т. е. сперма вводится в клоаку самки. После оплодотворения самки откладывают яйца, богатые питательными веществами. Большинство рептилий закапывают яйца в хорошо обогреваемые места, кучи гниющего мусора или песок.
У некоторых видов наблюдается живорождение, как, например, у гадюки обыкновенной.
Экология и значение пресмыкающихся. Пресмыкающиеся широко распространены по земному шару, но большинство видов обитает в странах с жарким и тёплым климатом: как вы, наверное, помните, это животные с непостоянной температурой тела, и их жизнедеятельность зависит от температуры окружающей среды.
Гадюка обыкновенная
Морская черепаха
Зелёный питон
Яйцо черепахи
Гремучая змея
Пресмыкающиеся, как правило, наземные животные. Однако некоторые виды вернулись к обитанию в водной среде, в которой жили их предки. Так, в морях живут морские змеи и черепахи, в реках и озёрах – крокодилы, некоторые змеи и черепахи. Все водные пресмыкающиеся дышат атмосферным воздухом и размножаются на суше, за исключением живородящих морских змей.
Рептилии часто держатся около гнезда, охраняя кладки. Например, самки питонов обвивают кладку яиц своим телом, не только оберегая её от врагов, но и согревая: в таком «гнезде» температура на 6–12 °С выше температуры окружающей среды. В умеренных и северных широтах пресмыкающиеся проводят зиму в глубоком оцепенении, укрывшись в различные убежища. Например, гадюка обыкновенная зимует под пнями в пустотах, образовавшихся в результате выгнивания корней погибших деревьев.
Рептилии занимают важное место в цепях питания многих биоценозов. Мелкие пресмыкающиеся питаются преимущественно беспозвоночными, главным образом насекомыми. Более крупные нападают на позвоночных животных. Есть и немногочисленные виды растительноядных пресмыкающихся, поедающих траву и плоды (например, сухопутные черепахи).
Человек использует в хозяйственной деятельности кожу некоторых видов змей и крокодилов. Определённые виды черепах являются деликатесом в восточных кухнях. Яд некоторых видов змей применяют для получения высокоэффективных лекарственных препаратов.
Аллигатор
Пресмыкающиеся – наземные позвоночные животные. У них сухая кожа, два круга кровообращения, трёхкамерное сердце. Головной мозг снабжается чисто артериальной кровью. У рептилий имеется кора головного мозга, благодаря чему они способны вырабатывать более совершенные условные рефлексы. Дыхание – лёгочное. Рептилии преимущественно хищники; зубы конические, служат для захвата и удержания добычи. Размножение и развитие пресмыкающихся не связано с водой. Рептилии занимают важное место в цепях питания многих сообществ, регулируя численность членистоногих, моллюсков, мелких млекопитающих – грызунов.