Содержание рептилий, земноводных и амфибий дома

Кто такие земноводные?

Земноводные, или амфибии (Amphibia) − хладнокровные четвероногие позвоночные животные, яйца которых не имеют жесткой защитной оболочки вокруг эмбриона. Термин «амфибия» происходит от греческого амфи, означающего «оба» и «биос», что означает «жизнь», следовательно, «двойная жизнь». Это отражает тот факт, что большинство земноводных являются двухфазными, имеют водную стадию, где они проводят часть своего времени, а также наземную стадию. Многие, но далеко не все земноводные, претерпевают изменения от водной личиночной стадии, в которой они пользуются кислородом из воды и испытывают недостаток в конечностях, до четвероногих, дышащих воздухом, взрослых особей, приспособленных к жизни на земле. Есть около шести тысяч различных живых видов амфибий. К примерам относятся лягушки, жабы, саламандры, тритоны, протеи и червяги.

фото Julian Hodgson flickr.com

Весьма разнообразная группа животных, что плохо иллюстрирует наиболее общие определяющие характеристики, земноводные обычно имеют гладкую и голую кожу. Тем не менее некоторые из них имеют дермальные чешуйки. По сравнению с рыбой, земные амфибии водной фазы обычно дышат через кожу и через легкие, а не благодаря жабрам, и имеют конечности вместо плавников, но некоторые амфибии также используют жабры.

Занимая местообитания в большинстве районов мира, земноводные играют важную роль в балансе природы. Они иллюстрируют двухуровневую функциональность, поскольку потребляют значительное количество насекомых и других беспозвоночных и сами являются жертвами крупных животных, что делает их неотъемлемой частью пищевых сетей. Амфибии также важны в кругообороте питательных веществ и в качестве предвестников вредных изменений окружающей среды.

Земноводные также играют важную роль в человеческом обществе. И исторически, и в настоящее время вещества, производимые из амфибий, являются важным источником для медицинских препаратов. Доказано, что они снижают распространенность болезней, вызванных насекомыми, за счет сокращения их числа. В религии амфибии часто были важными символами, будь то в шаманизме, ранних египетских религиях или религиях в предколумбийских Америках.

С 1970-х годов многие популяции земноводных начали снижаться, причем значительная часть сокращения объясняется антропоморфными (вызванными человеком) причинами. Как по этическим, так и по практическим соображениям людям нужно инвестировать в сохранение этих ценных животных.

Изучение амфибий и рептилий известно как герпетология.

Как амфибии слышат?

Амфибии прекрасно слышат. Они даже способны воспринимать те звуки, которые мы, люди, услышать не в состоянии.

Где же у них уши?

Если присмотреться к лягушке внимательно, то по бокам головы, за глазами, можно увидеть небольшие кружочки, затянутые плёнкой. Это и есть барабанная перепонка. Если у нас она расположена в глубине слухового прохода, то у большинства амфибий находится прямо снаружи. Звуковые волны, распространяющиеся в воде или в воздухе, передают ей свои колебания. А барабанная перепонка передаёт полученные импульсы через косточку-столбик внутреннему уху, где расположены слуховые рецепторы. От внутреннего уха нервные импульсы идут в головной мозг, где окончательно формируется звуковая картина окружающей среды.

Но не у всех земноводных слуховая система организована подобным образом.Так, червяги, роющие тоннели во влажной и тёплой почве тропиков, обладают «сейсмическим» слухом и воспринимают колебания почвы нижней челюстью, и звук достигает внутреннего уха через кости черепа. То же наблюдается и у некоторых хвостатых земноводных.

Как амфибии дышат?

Как обитатели и суши, и воды, земноводные обеспечены универсальной дыхательной системой. Она позволяет амфибиям дышать кислородом не только из воздуха, но и из воды (хотя там его приблизительно в 10 раз меньше). Такая универсальность возможна благодаря целому комплексу дыхательных органов для извлечения кислорода из той среды обитания, где животное пребывает в конкретный момент.

Пока амфибия находится в воде, она дышит кожей, но как только оказывается на суше (или на поверхности воды) — подключается система дыхания лёгкими и слизистой оболочкой рта. Но даже при включённом лёгочном дыхании — через кожу в организм может поступать до 50% нужного организму кислорода и выделяться в окружающую среду до 70% углекислого газа. Однако это возможно лишь в том случае, если кожа влажная. Для увлажнения же кожи предназначены особые кожные железы.

У рыб газообмен (поглощение кислорода и выделение углекислого газа) совершается в основном через жабры. Но жабрами также обладают личинки амфибий (головастики) и взрослые хвостатые амфибии, постоянно живущие в водоёмах.

Но есть и безлёгочные саламандры — обитатели суши — которые не имеют ни жабр, ни лёгких! Они получают кислород и выводят углекислый газ исключительно через влажную кожу и слизистую оболочку рта!

Прудовая лягушка и в воде, и на воздухе получает основное количество кислорода через кожу и выделяет через неё практически весь углекислый газ. Дополнительное дыхание обеспечивают лёгкие, но лишь на суше.

А жабы, в отличии от других бесхвостых амфибий, меньше зависят от кожного дыхания, благодаря наличию более мощных лёгких.

* * *

Есть ещё одна удивительная особенность организма амфибий. У них ведь нет ни рёбер с их мышцами, ни диафрагмы, которые вместе помогают всем сухопутным животным дышать лёгкими! Как же осуществляется лёгочное дыхание у амфибий?

Оказалось, что они перекачивают воздух в лёгкие и из них наружу, приспособив для этого ротовую полость — как насос.

Как же происходит вдох? При опускании дна ротовой полости воздух через открытые ноздри всасывается внутрь; затем ноздри замыкаются, а дно рта поднимается к нёбу, выталкивая воздух в лёгкие через гортанную щель.

Эпоха гигантских динозавров

Со временем климат становился теплым и влажным, начала расцветать растительность. Такие условия способствовали появлению новых видов динозавров. Они распространились по всей Земле. В этот период динозавры были огромных размеров и имели очень длинные шеи. Они нуждались в пище и поедали листья даже с макушек деревьев.

Обладателем самого длинного хвоста считают диплодока (рис. 16). Его длина достигала 27 метров, а вес – 15 тонн.

Рис. 16. Диплодок (Источник)

Брахиозавр был короче, но его длина все же достигала 12 метров, а вес – 80 тонн. Он мог бы заглянуть в окно 5-го этажа.

Считается, что очень крупными были суперзавр, ультразавр, сейсмозавр.

От врагов гигантские динозавры защищались своим огромным хвостом. Некоторые виды вели стадный образ жизни, защищаясь от хищников – аллозавров, цератозавров, мегалозавров.

Некоторые травоядные очень хорошо бегали и так ускользали от врагов, другие имели защиту в виде рогов, наростов, панцирей, колючек.

Встречались и маленькие динозавры. Например, компсогнат был ростом около 1 метра. Эти динозавры вымерли последними.

Утконосый гадрозавр имел до 1000 самозатачивающихся зубов, но был травоядным.

Самым большим хищником считают спинозавра. А самым страшным хищником считается тиранозавр.

Динозавры все время менялись, одни появлялись, другие исчезали. На Земле они царствовали 150 миллионов лет. В основном, это были травоядные животные.

Ученые делят динозавров на 2 группы в зависимости от строения таза:

• ящеротазовые;
• птицетазовые.

Все динозавры откладывали яйца размером от 2–3 см до величины футбольного мяча. Ученые считают, что жить они могли до 200 лет.

Значение и сохранение земноводных

Амфибии важны для экологии и людей. В частности, взрослые земноводные являются значительными потребителями насекомых, а также других беспозвоночных и некоторых позвоночных животных. Личиночные амфибии также питаются насекомыми, водорослями и зоопланктоном в водной среде. С другой стороны, они сами являются источниками пищи для рыб, птиц, млекопитающих, рептилий и других земноводных. Таким образом, они играют важную роль в пищевых сетях. Потеря взрослых амфибий часто ассоциируется с увеличением численности насекомых, а исчезновение личинок может приводить к цветению водорослей, низкому уровню кислорода и вследствие гибели рыб. Контролируя насекомых, земноводные также помогают уменьшить угрозу болезней, передаваемых насекомыми.

Токсины земноводных, которые варьируются от умеренно вредных до смертельных, часто безвредны для людей и широко используются в медицине. Сегодня амфибии помогают бороться нам с бактериальными инфекциями, раком кожи и толстой кишки, депрессией и многими другими болезнями.

Земноводные играют важную роль в человеческой культуре и религии. Помимо их исторического использования в народной медицине, амфибии были широко представлены как злые существа (вероятно, в некоторой степени, от их часто ночной природы), или как указатели удачи, плодородия и дождя. Шаманы, духовные лидеры в религии шаманизма, использовали их как религиозные символы и в создании галлюциногенных препаратов.

В некоторых культурах, включая ранние азиатские и доколумбовые американские цивилизации, жаба считалась божественностью, источником и концом всей жизни. В Египте богиня родов, Хекет, изображена с головой лягушки, а предметы с фигурами лягушек помещены в египетские гробницы, чтобы отразить демонов из подземного мира. В некоторых других культурах лягушки и жабы имели менее положительные коннотации, связанные с ведьмами и их варевами. В Гватемале существуют причудливые мифы о ночных саламандрах, которые поднимаются на кроватки младенцев и вызывают у них внезапную смерть.

Начиная 1970-х годов, началось резкое снижение популяций земноводных, но только около одного процента видов амфибий из их общего количества испытали глобальное снижение. Многие из причин их сокращения остаются недостаточно понятными, и в настоящее время являются предметом многолетних исследований.

Окраска кожи

Одной из особенностей кожи земноводных является наличие защитной окраски. В том числе, ведь и успех охоты часто зависит от умения спрятаться!

Африканская большая жаба

Древолаз точечный

К примеру, у большой жабы (Bufo superciliaris), обитающей в Южной Африке, верхняя часть тела напоминает лежащий лист растения, а нижняя подобна глубокой тени, создаваемой этим листом. Иллюзия оказывается полной, когда жаба сидит на земле, усыпанной настоящими листьями.

А вот большинство тропических амфибий имеют чрезвычайно яркий цвет: ведь здесь только яркая окраска способна сделать животное невидимым среди разноцветья и буйной зелени тропиков.

У амфибий некоторых видов окраска может даже меняться, как у хамелеонов, хотя и более медленно. Так, травяные лягушки могут менять цвет от красно-коричневого — до почти чёрного. Эти удивительные возможности кожи реализуются благодаря наличию в ней уникальных пигментных клеток — хроматофоров.

Среда обитания

Эти голые (т.е. без шерсти или иных теплоизоляционных покровов) существа обитают, как ни удивительно, в самых разнообразных условиях и на всех континентах, кроме лишь Антарктиды. Амфибиям «подвластны» невероятно сложные условия проживания: такие, как солёные водоёмы, засушливые и весьма холодные регионы. Их можно обнаружить и в Гималаях на высоте 4500 м, и под землей, и в пустынях, и за Полярным кругом. Хотя, конечно, больше всего видов амфибий — в тропических странах, где тепло, влажно и изобилует пища.

Сибирский углозуб

Высокая холодоустойчивость некоторых земноводных обеспечивает нормальную жизнедеятельность им даже на крайнем севере. Например, на обширной территории севера России — от Камчатки до Урала — живёт сибирский углозуб (Hynobius keyserlingi). Обитая в условиях вечной мерзлоты, этот тритон способен пережить понижение температуры до -20’С в природе и до -30 — -35’С в экспериментальных условиях. Именно этих амфибий находили геологи в ископаемом льду вечной мерзлоты, где углозубы провели по несколько десятков лет! Но стоило заледеневшему тритону растаять и согреться — он тут же принимается ловить мух и пауков как ни в чём не бывало! Как могут сибирские углозубы сохранять жизнь, превратясь, по сути, в льдинки? Оказывается, при минусовых температурах вода в клетках тканей углозуба замещается глицерином, который обладает низкой температурой замерзания и предохраняет клетки от гибели.

Бесхвостые амфибии, именно лягушки и жабы некоторых видов, тоже способны жить за Полярным кругом. Не погибать при отрицательной температуре им также помогают замечательные добавки к крови, напоминающие по своему действию известный автомобилистам «антифриз».

Интересно: что происходит с душами таких животных во время состояния анабиоза в долгие зимние месяцы? Скорее всего, они отделяются от материальных тел и обитают то ли каждая невдалеке от своего тела, то ли в каких-то определённых местах скопления таких душ. Т.е. имеет место явление, сходное с клинической смертью. А когда появляются условия, благоприятные для жизнедеятельности тел, — души возвращаются в них.

Забота о потомстве

Прудовые, озёрные и травяные лягушки отложили икру — и ушли.

Но у остромордых лягушек (Rana arvalis) именно самцы остаются её охранять. И они нападают на всех, кто приближаются к кладке! Они не покидают свои посты до тех пор, пока не вылупятся головастики. Лишь тогда изголодавшиеся отцы выйдут на сушу и смогут наесться.

Подобным образом ведёт себя и самец африканской крапчатой роющей лягушки (Pyxicephalus adspersus). Пока головастики все вместе питаются у поверхности воды, отец плавает поблизости или среди них, частично высунув наружу голову. У него острые зубы и большие размеры (20-25 см в длину) и он сражается за своих детей, нападая даже на крупных животных и людей.

Африканская крапчатаяроющая лягушка

* * *

Некоторые амфибии Южной и Центральной Америки — древолазы (Dendrobatidae) — откладывают икру не в воду, но прячут её в лесную подстилку, в расселины под камнями, пристраивают на листьях, которые низко висят в тени над водой. И оба родителя или охраняют кладку постоянно, или навещают её время от времени. Они также смачивают икринки принесённой во рту водой.

Пятнистый древолаз

А родившихся головастиков они переносят на своих спинах. Куда? Иногда — в естественные водоёмы. Но иногда — в пазухи листьев бромелий: там собирается дождевая вода. Причём родители носят туда еду своим чадам — совсем как птицы или млекопитающие!

* * *

А самец ринодермы Дарвина (Rhinoderma darwini) вынашивает своих детей внутри собственного тела! Для этого он помещает откладываемые самкой немногочисленные крупные яйца в свой горловой мешок. Вылупившиеся из яиц личинки срастаются спинками со стенками горлового мешка отца и получают питание через его кровеносную систему. По завершении развития — в этом аналоге матки млекопитающих! — головастики отбрасывают свои хвосты и рождаются через рот папы, переходя к самостоятельной жизни в водоёме.

Ринодерма Дарвина

Жаба-повитуха

Пипа Карвальо

Забота о потомстве

Носатый реобатрахус, заботливая лягушка

Отец же жабы-повитухи (Alytes obstetricans) также весьма заботливо вынашивает своих малышей. Но не в теле, а на бёдрах, обмотав их «шнурами» с икрой. Носит он их так около месяца, до вылупления головастиков. Дальнейшее развитие головастиков происходит в воде и длится иногда более 2 лет.

* * *

Есть среди амфибий и способ вынашивания детёнышей, аналогичный сумчатым млекопитающим. Так, суринамская пипа (Pipa pipa) и пипа Карвальо (Pipa carvalhoi) выращивают головастиков в ячеистой «сумке» на собственной спине.

Самки сумчатых квакш (Hemiphractinae) также вынашивают оплодотворённую икру в особом кожном кармане (сумке) на спине.

* * *

Забота о потомстве достигает крайней степени у двух видов австралийских Заботливых лягушек — Rheobatrachus silus и Rheobatrachus Vitellinus. Эти виды — единственные известные животные, вынашивающие свое потомство в желудке. Самка заглатывает икринки после того, как их оплодотворит самец. Через 7–8 недель полностью сформированные лягушата выползают в рот матери, садятся к ней на язык и с него выпрыгивают в окружающий мир.

Как показали исследования, головастики избегают переваривания, вырабатывая специальное химическое вещество — простагландин Е2, что подавляет выделение материнским желудком кислоты. К сожалению, это исчезающие виды.

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.

Развитие амфибий, на примере лягушки

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.

Отряд хвостатых земноводных

Науке известно около 350 видов хвостатых земноводных. Эти животные внешне похожи на ящериц, только кожа мягкая и совершенно лишена чешуи. К хвостатым земноводным относятся тритоны, саламандры. У этих животных удлиненное веретенообразное туловище, которое незаметно переходит в длинный хвост. Изгибание хвоста вправо и влево помогает двигаться в воде. На суше амфибии передвигаются с помощью двух пар слаборазвитых конечностей. Пальцы могут иметь перепонки и лишены когтей.

Сирены имеют только передние конечности (рис. 4).

Рис. 4. Сирена (Источник)

Амфибии, постоянно живущие в воде, дышат жабрами. Во рту находится язык, форма его разнообразна. Есть мелкие зубы. Многие хвостатые имеют способность при потере хвоста или ноги отрастить новую. Жевать амфибии не умеют, глотают пищу целиком. Земноводные схватывают все, что движется, и не берут вполне пригодный в пищу неподвижный корм. Питаются бесхвостые земноводные насекомыми, хватая их в движении при помощи длинного липкого языка. Хвостатые питаются червями и членистоногими.

Безногие земноводные пищу находят на ощупь или пользуются обонянием. Питаются они личинками насекомых и червями.

Сибирский углозуб – одна из немногих амфибий, которая не боится жить в условиях вечной мерзлоты (рис. 5).

Рис. 5. Сибирский углозуб (Источник)

Самая общеизвестная хвостатая амфибия – это тритон (рис. 6). Похожи они на маленьких дракончиков. Охотиться тритоны любят ночью.

Рис. 6. Тритон (Источник)

Огненная саламандра знаменита своим ярким окрасом (рис. 7). Интересно то, что форма, размер, рисунок на теле саламандр у каждой особи свой неповторимый.

Рис. 7. Саламандра (Источник)

Аксолотль похож на взрослую личинку (рис. 8).

Рис. 8. Аксолотль (Источник)

Появление динозавров

Динозавр – греч. «ужасный, очень большой ящер».

Останки динозавров обнаружены на всех континентах, включая Антарктиду. В то время на Земле был один огромный континент, из которого впоследствии образовались современные континенты. Он назывался Пангея (рис. 12)

Рис. 12. Пангея (Источник)

Динозаврами называют только одну группу рептилий, обитавшую на Земле в мезозойскую эру. Они могли быть и большими, и маленькими, иметь разные способы передвижения, но все они передвигались на прямых ногах. Конечности их располагались снизу корпуса, а не по бокам, как у большинства рептилий. Среди них были охотники, хищники и травоядные, но все они были наземными существами.

Первыми представителями динозавров того времени были двуногие хищники средних размеров, такие как хальтикозавр (рис. 13) и целофизис (рис. 14). Они были опасными хищниками.

Рис. 13. Халитикозавр (Источник)

Рис. 14. Целофизис (Источник)

Затем появились растительноядные, которые были крупнее и ходили на четырех ногах. Одним из них был платеозавр (рис. 15). Его кости очень распространены и часто выставляются в музеях.

Рис. 15. Платеозавр (Источник)

Выход амфибий на сушу

Постепенно менялся климат, становилось жарче, болота и озера высыхали. Амфибии становились безногими и бесхвостыми. Постепенно они продвигались вглубь суши в поисках пищи, их легкие приспосабливались к обитанию на земле. Кожные покровы тоже приспосабливались к сухому воздуху.

В древних лесах вблизи водоемов можно было найти первых примитивных рептилий, котилозавров (рис. 4).

Рис. 4. Котилозавр (Источник)

Жаркий и сухой климат легко выдерживали пресмыкающиеся. Они стали занимать места обитания земноводных, осваивая новые пространства для жизни (рис. 5).

Рис. 5. Триадобатрах (Источник)

Архозавры (греч. «главный ящер») полностью перебрались на сушу, вылуплялись из яиц и имели чешуйчатое тело с длинными сильными конечностями (рис. 6).

 

Рис. 6. Архозавр (Источник)

У первых рептилий, вернувшихся в воду, была одна особенность – они могли передвигаться по суше и в то же время ловко плавать в воде (рис. 7).

Рис. 7. Лабиринтодонт (Источник)

Может ли кожа заменить амфибии глаза?

В дополнение к вышесказанному кожа служит достаточно чувствительным органом для восприятия внешней информации.

Так, у некоторых видов амфибий, как и у рыб, есть особые органы чувств — органы боковой линии, которые снабжены чувствительными рецепторами.

Органы боковой линии сигнализируют амфибиям о колебаниях воды. Они даны им для активной локации водного пространства, особенно в мутной воде или в ночное время, и полностью заменяют в таких ситуациях зрение.

Африканскаяшпорцевая лягушка

Например, такие органы обнаружены у африканской шпорцевой лягушки (Xenopus laevis). Они имеют вид небольших ямок, снабжённых микроскопическими волосками. Волоски сгибаются при движении воды вдоль тела лягушки. При этом возникают и направляются в нервную систему соответствующие сигналы. Такая замечательная система оповещает лягушку о едва заметных колебаниях воды, вызванных, например, плывущим насекомым.

Кроме того, кожа амфибий обладает чувствительностью к свету. Благодаря таким уникальным свойствам кожи её даже рассматривают как элемент системы органов зрения амфибий.

Характеристика земноводных

Земноводные – это первые позвоночные животные, которые смогли жить на суше, но также они не расстались с водной стихией. Амфибии появились около 350 млн лет назад. Их предками были древние кистеперые рыбы. Земноводные – это многочисленный класс позвоночных животных. Их насчитывают около 3,5 тыс. видов. Современные земноводные делятся на три отряда:

1. Безногие;
2. Хвостатые;
3. Бесхвостые.

У земноводных есть множество признаков, по которым их отличают от других животных. Это позвоночные животные, которые имеют голову, туловище, конечности, и у некоторых видов есть хвост (рис. 1).

Рис. 1. Строение земноводных (Источник)

На голове расположена пара ноздрей для дыхания. Есть глаза, они могут быть защищены веками. Есть рот. Кожа голая, увлажненная слизью. Дышать земноводные могут легкими, а также кожей. У некоторых видов есть жабры.

Температура тела этих животных зависит от температуры окружающей среды, поэтому они активны лишь в теплое время. При понижении температуры они сразу впадают в оцепенение. Встречаются в природе и ядовитые особи.

Размножаются амфибии, как и рыбы, откладывая икру. Икринки не защищены скорлупой или кожей, поэтому размножаются земноводные обычно в воде. Из икринок амфибий выходит личинка, которая внешне очень похожа на рыбу. Развитие дальше происходит в воде с превращением – метаморфозами. Метаморфоз – это глубокое преобразование строения организма, превращение. Затем будущие земноводные теряют жабры, некоторые особи – даже хвост. Потом отращивают конечности и выходят на сушу в виде взрослого животного.

Земноводные питаются исключительно подвижной живой пищей. Они уничтожают в огромном количестве насекомых и их личинок. Встречаются они повсеместно, исключая только слишком холодные или знойные зоны Земли.