Общая характеристика

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 — 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.

Источник: animals-world.ru

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.

Особенности земноводных

Большинство земноводных производят яйца без оболочек или мембран (анамниотиков), которые осаждаются в воде и опираются на влагу из окружающей среды. Взрослые амфибии имеют трехкамерное сердце (личинки имеют двухкамерное сердце) и обычно два легких. У них есть два выступа на задней части черепа (затылочные мыщелки), тогда как у рептилий есть лишь один затылочный мыщелок.

фото Grim Fandango flickr.com

Хотя большинству земноводных не хватает приспособлений, необходимых для полностью земного существования, некоторые из них на самом деле являются полностью земными, даже рожденными на суше; другие могут требовать исключительно влажной среды обитания. Некоторые из них полностью водные. Будучи хладнокровными организмами, многие земноводные входят в состояние покоя, которое известно, в неблагоприятных условиях (холодной зимой), как зимняя спячка, а во время засухи (летом), как эстификация.

Классификация и разнообразие земноводных

Все земноводные относятся к классу Amphibia подтип позвоночные (Vertebrata). Все существующие амфибии размещены в одном подклассе беспанцирные (Lissamphibia). В подклассе находится три отряда:

• Отряд бесхвостые земноводные (Anura − лягушки и жабы): 5,602 вида в 48 семействах;
• Отряд хвостатые земноводные (Caudata или Urodela – саламандры, тритоны, протеи, сирены и амфиумы): 571 вид в 10 семействах;
• Отряд безногие земноводные (Gymnophiona или Apoda − червяги): 190 видов в 10 семействах.

Лягушки и жабы отличаются от других видов земноводных наличием более крупных задних конечностей среди четырех конечностей. У взрослых особей нет хвостов. Лягушки и жабы являются самыми многочисленными и разнообразными земноводными, которые встречаются почти во всех местах обитания, в том числе в аборальных, водных и земных нишах и на каждом континенте, за исключением Антарктиды. Три вида имеют ареалы, простирающиеся над Полярным кругом. Бесхвостые земноводные имеют хорошо развитые голоса, тогда как два других отряда земноводных ограничены лишь такими звуками, как кашель и хрюканье.

Саламандры, тритоны, протеи, сирены и амфиумы являются членами отряда хвостатых земноводных, соответственно все они имеют хвосты. Как правило, все виды отряда имеют аналогичные размеры конечностей, но у амфиум уменьшенные конечности, а сирены вовсе не имеют задних конечностей и уменьшенные передние конечности. Самое крупное земноводное в мире − хвостатая, китайская гигантская саламандра, которая может достигать двух метров, а ее близкий родственник − японская гигантская саламандра, вырастает до 1,6 метров. Саламандры наиболее многочисленны и разнообразны в умеренных зонах.

Червяги очень похожи на обычных червей, им не хватает внешних конечностей. Головы этих земноводных приспособлены для рытья, их череп сильно окостеневший. Червяги также являются единственными земноводными с дермальными чешуйками, они больше похожи на чешую рыб, чем рептилий. У безногих земноводных есть уникальный орган чувств, убирающееся щупальце, обнаруженное между ноздрей и глазом, которое действует как химический датчик. Червяги живут под землей, большинство из них имеют маленькие глаза, они плохо известны науке и многие даже не имеют общих имен. Есть около 200 известных видов червяг. Они встречаются только в тропических и субтропических регионах мира.

Земноводные имеют размеры от нескольких миллиметров до упомянутых выше двухметровых саламандр. Амфибии освоили почти каждый климат на земле от самых жарких пустынь до замерзших земель Арктики. Они находятся почти в каждой среде, где в течение года есть пресная вода. Действительно, некоторые жабы выживают в пустынях в подземных норах, возникающих только во время периодических, сильных дождей.

Размножение и развитие земноводных

Внешнее и внутреннее воспроизведение известно у земноводных. Бесхвостые земноводные используют главным образом внешнее оплодотворение, в то время как саламандры и червяги − внутреннее.

фото yakovlev.alexey flickr.com

Для размножения большинство амфибий нуждаются в пресной воде. Несколько видов используют и солоноватую воду, но настоящих морских амфибий не существует. Однако несколько сотен видов лягушек вовсе, не нуждаются ни в какой воде. Они размножаются через непосредственное развитие, адаптацию, которая позволила им быть полностью независимыми от воды. Почти все эти лягушки живут во влажных тропических лесах, а из их яиц вылупляются миниатюрные версии взрослых особей, полностью минуя стадию личиночного головастика. Несколько видов также адаптированы к засушливой и полузасушливой среде, но для большинства из них по-прежнему требуется вода для откладывания яиц. Симбиоз с одиночными клетчатыми водорослями, которые живут в желеобразном слое яиц, присутствует у ряда видов.

Все же большинство земноводных проходят как водную стадию, так и наземную. Амамниотические (без оболочки) яйца откладываются в воду. После вылупления личинки амфибий дышат внешними жабрами. Многие начинают постепенно внешне трансформироваться во взрослую особь посредством процесса, называемого метаморфозом. Например, личинки лягушек (головастики) постепенно поглощают свой хвост и развивают ноги для ходьбы на суше. Затем животные покидают воду и становятся земными взрослыми.

В то время как наиболее очевидной частью метаморфоза амфибий является формирование четырех ног для поддержки тела на суше, есть и ряд других серьезных изменений: жабры заменяются другими респираторными органами, то есть легкими; кожа изменяется и развивает железы, чтобы избежать обезвоживания; глаза приобретают веки и приспосабливаются к зрению за пределами воды; для блокировки среднего уха появляется барабанная перепонка; сердце становится трехкамерным; у лягушек и жаб исчезает хвост.

Способность некоторых головастиков регенерировать потерянные части тела (такие, как хвост или нога) обычно исчезает во время метаморфоза. Тем не менее многие саламандры сохраняют способность на протяжении всей своей жизни регенерировать самые разнообразные ткани и структуры, такие как мышцы, хрящи, кожу, спинной мозг, части глаз и челюстей.

В то время как у многих видов амфибий вновь вылупившиеся водные личинки подвергаются метаморфозе во взрослую форму, существует множество исключений для этого способа развития. Многие личинки саламандр похожи на несовершеннолетних и взрослых, за исключением водных признаков, таких как жабры. Некоторые амфибии развиваются без личиночной формы, с молодыми, вылупляющимися непосредственно из яйца. Кроме того, хотя многие виды быстро превращаются у взрослых, некоторые личинки остаются водными в течение месяцев, даже лет, до тех пор, пока не возникнут надлежащие условия. Палеоморфизм − это сохранение характеристик личинок у половозрелых животных, и это характерно для многих видов хвостатых.

Когда типичный двухфазный вид возвращается в воду для размножения, некоторые хвостатые, которые проводят много времени в воде, подвергаются второй метаморфозе, в результате чего происходит адаптация к водному образу жизни.

Зимовка земноводных

Земно­водные животные непосредственно зависят от сезонных изменений в природе. Поэтому цикл их жизни включает периоды: весеннего пробуждения, размножения (нереста), летней активности и зимовки.

Летом земноводные ведут активный образ жизни, накапливают запасы питательных веществ. Осенью со снижением темпера­туры окружающей среды их активность постепенно снижается, они ста­новятся малоподвижными. Земноводные начинают готовиться к зимовке и ищут пригодные для этого места. Зеленые лягушки зимуют на дне тех же водо­емов, где они находились летом. Многие другие лягушки, зимуют как под водой, так и на суше, а тритоны, оби­тающие летом в водоемах, зимуют на суше. Для зимовки на суше земноводные выбирают ямы, заполненные листвой, норы грызунов, подвалы, погреба, трухлявые бревна и т.д. На суше земноводные могут пострадать и даже умереть от воздействия очень низкой температуры, а в воде, где низкая температура не так опасна, они временами страдают от недостатка кислорода.

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.

Источник: www.myplanet-ua.com

Пищевое поведение земноводных

* Читать : Питание и кормление земноводных

Пищевое поведение земноводныхпредставляет собой сложнейший, прекрасно организованный и четко управляемый комплекс действий. А общий термин «пищевое поведение» используется для обозначения различных составляющих поведения, связанных с поиском пищи (пищедобывание), схватыванием добычи, манипулированием с нею. При этом амфибии проявляют разнообразные врожденные и приобретенные опытом пищевые стратегии, используют различные органы, в том числе органы чувств, анализирующие и управляющие системы. А их пищеварительная система на удивление совершенна и сложна во всех своих взаимосвязанных физиологических процессах. Она полностью на всю широту спектра и объем потребляемой добычи. Все предопределено и целесообразно. На каждом шагу исследования, казалось бы, простого пищевого поведения амфибий возникают все новые и новые загадки. Вероятно, этому не будет конца! Ознакомимся с этим подробнее.

Специальное обустройство организма для питания

Если хвостатые земноводные и в личиночном и во взрослом состоянии являются охотниками, то питание бесхвостых амфибий изменяется сообразно возрасту. Головастики поедают водоросли, инфузорий, коловраток, микроскопических ракообразных. С превращением во взрослое животное у них проявляется потребность только в разнообразной животной пище. Так, лягушки становятся настоящими охотниками и преследуют всех животных, которых могут «осилить», начиная с насекомых и червяков и кончая мелкими позвоночными. Некоторые из земноводных способны ловить и питаться даже такими крупными животными, как мыши, змеи, птицы. При этом они не могут разделить на куски свою добычу или разжевать. У одних земноводных зубов нет вовсе, у других, хотя и имеются (в верхней челюсти, на обеих челюстях или на небе), но служат лишь для удержания пищи. Поэтому им приходится глотать, хотя и с большими трудностями, свою добычу целиком. При этом в дело включается орган, который традиционно наделен совсем иной функцией. Оказывается глаза земноводных способны погружаться внутрь головы и обеспечивать передачу добычи внутренним органам. То есть при глотании амфибии закрывают глаза веками, и их глазные яблоки, словно по команде, поворачиваются с помощью специальных мышц глубоко внутрь. При этом в ротовой полости давление увеличивается, и пища проталкивается в пищевод.

Представления об абсолютной непривередливости земноводных опровергают так называемые «гурманы». Например, некоторые тропические амфибии в основном специализируются на определенной лакомой для них живности. Так, крабоядная лягушка предпочитает питаться крабами, и ее организм специально обустроен для их лова и потребления. А бычью лягушку одного из видов почти исключительно привлекают муравьи. Практически одними термитами питается удивительное бесхвостое земноводное из Центральной Америки – носатая жаба, а также африканские представители семейства узкоротых бесхвостых амфибий. Последние даже проживают рядом с собственной добычей – в термитнике. Для защиты от «негостеприимных» хозяев эти земноводные наделены способностью облачаться в своеобразные «доспехи». Их кожа снабжена специальными железами, которые выделяют клейкое вещество. Этот клей особого состава при затвердевании покрывает тело животного защитной корочкой. Только опытный химик знает, какими научными данными, мощной лабораторией и набором химических реактивов надо располагать чтобы создать клей с такими характеристиками. Не говоря уже о том, что его производство потребовало бы идеально воспроизводимых из поколения в поколение технологии и комплексной автоматизированной линии. Что касается носатой жабы, то она тоже прекрасно обустроена для своего способа питания в термитниках. Ее голова заканчивается подобием хоботка, а на подошвах лап расположены роговые бугры. Это приспособления для земляных работ. «Почувствовав» термитник, жаба роет в этом месте землю. Вскрыв подземные галереи, она слизывает термитов языком. В термитниках и муравейниках поселяются и некоторые червяги, которые кормятся их обитателями. Хозяева не могут насмерть закусать незваных голокожих «гостей» только потому, что их спасает едкая кожная слизь.

Стратегии при пищедобывании

Земноводные пользуются самыми разными пищевыми стратегиями. Так, для одних видов характерна стратегия «сидеть и ждать» в заранее выбранном укрытии, чтобы оттуда напасть на жертву. Для других – активная охота, в том числе с преследованием. Различен и ритм охотничьей активности. У амфибий каждого вида свой распорядок питания – кто активно охотятся днем, ловко прыгая и хватая движущуюся добычу. А кто отсиживается в затененном надежном убежище, где достаточно влажно и не слишком жарко, а добывать ужин отправляются в сумерки. Завтракать и обедать у них «не принято», то есть большинство таких амфибий едят один раз в сутки. Среди тех, кто ведет преимущественно ночной образ жизни, – обыкновенные жабы, квакши, чесночницы. Летающих насекомых чесночницы не ловят: ночью, в темноте добыть летящую дичь не легко. Зато они активно охотятся на вездесущих муравьев, пауков, земляных червей, гусениц.

Поскольку лягушки и жабы в основном непритязательны к пище, это делает их охоту достаточно результативной. Они не затрачивают на нее слишком много времени. Так, крупногрудая лягушка большую часть времени проводит в норе, а, выходя на охоту, за 2 часа успевает полностью насытиться.

Удивительно разнообразны охотничьи приемы амфибий. Увидев двигающийся живой объект, например, лягушки рывком поворачиваются к нему всем телом с точностью до 2-70. Причем поворот осуществляется наиболее экономичным образом: если угол поворота меньше 1650, то движение происходит в эту сторону. После поворота следует быстрое приближение к добыче (прыжок, ходьба, подползание) и схватывание добычи.

Прыжок лягушки, отличающийся высокой скоростью, длится около 0,3 с. К его концу амфибия может внести коррекцию в направление движения, поворачивая туловище или выставляя в сторону лапы с расправленными межпальцевыми перепонками. Некоторые древесные лягушки рассчитывают свой прыжок на добычу так, чтобы в конце попасть на ветку дерева или на листья.

Молниеносные движения языка лягушки за жертвой человеческий глаз не успевает зафиксировать. Она ловит насекомых и при ярком свете, и в вечерних сумерках, находясь в природных условиях или в лаборатории. Этот язык является замечательным устройством, а его «конструкция» определяет метод овладения добычей. Он целесообразно прикреплен во рту не задним, а передним концом и может в нужный момент выбрасываться изо рта.

Что касается жаб, то они не обеспечены такими сильными мускулами и такой ловкостью, как лягушки. Они неуклюжи, не могут делать быстрых и дальних прыжков при виде пищи. И реакция поворота у жаб более замедлена. Но зато некоторые жабы способны терпеливо поджидать добычу, неподвижно притаившись в засаде. В ответственный момент их органы чувств дадут сигнал о приближении жертвы, а анализирующая система выдаст точные координаты для броска, который осуществляет самая быстрая часть пищедобывательной системы жабы – ее липкий язык.

В случае успешной охоты, далее следует заглатывание и зачастую вытирание рта передней лапой. Если добыча оказывается, например, из-за дождя мокрой, и ее не удается схватить языком, то у жаб, как и лягушек, имеется «запасной вариант». В этом случае они пользуются ртом и меняют способ манипулирования добычей. Поймав ее, амфибии проталкивают пищу глубже передними лапами. Тоже самое происходит и с тяжелой добычей. Наследственные знания и собственный опыт подсказывают амфибии, что доставить ее в рот тонким и малосильным языком довольно-таки трудно. И земноводные не утруждает себя напрасно – больших жуков, дождевых червей, мышат, лягушат, рыбных мальков они хватает ртом.

Амазонская рогатка, крупное бесхвостое земноводное, также владеет засадной стратегией, долго подкарауливая добычу. Ловит она достаточно крупных животных – других лягушек, ящериц и мышей. Для этого амфибия способна зарываться в мягкую почву, оставляя на поверхности только глаза, как перископы. Ими она высматривает добычу, причем, как и другие амфибии, рогатка реагирует только на движущихся животных. Как только зазевавшаяся жертва оказывается в пределах досягаемости, эта лягушка бросается на нее из засады.

Специфической стратегией охоты отличаются земноводные, живущие возле человеческих жилищ. Они собираются ночью у источника света и питаются насекомыми, привлеченными светом. Для этого амфибии усаживаются в тени на границе с освещенным участком. Вероятнее всего движущей силой такого целесообразного поведения является вырабатываемый условный рефлекс, когда включение света и увеличение количества добычи связываются в мозгу земноводный в одну цепь. Интересно, что на сходной реакции основана одна из техник промыслового лова лягушек.

Органы чувств в пищевом поведении

При поиске добычи земноводные в основном пользуются сложнейшей зрительной системой и обонянием. А представители некоторых видов, кроме того, очень чувствительны к колебаниям воды, вызываемым плывущими живыми существами.

Основная масса лягушек и жаб начинает передвигаться к замеченной добыче, находящейся вне зоны броска, с расстояния, равного нескольким метрам. При этом важнейшим охотничьим атрибутом земноводных являются глаза. Как показывают эксперименты, серая жаба замечает добычу, удаленную на 3 м, а прудовая лягушка и желтобрюхая жерлянка – даже до 10 метров. У лягушки, например, глаза выпучены и торчат над головой. Для нее это имеет большое значение. Во-первых, они позволяют лягушке охватить взором достаточно широкое пространство. Ведь ее голова не способна поворачиваться в стороны. Во-вторых, поскольку амфибия проводит много времени в водоеме, то ее выпученные глаза, высовываясь из воды, зорко высматривают добычу и замечают опасность. Это замечательное устройство имеет не менее важное и целесообразное дополнение. У лягушки отверстия ноздрей находятся на голове достаточно высоко, поэтому при выглядывании из воды, они тоже оказываются снаружи, что позволяет дышать атмосферным воздухом, сидя в подводной засаде. Завидев добычу, например, порхающую над водой стрекозу, лягушка плывет в ее сторону, выставляя при этом над водой одни глаза, чтобы ориентироваться. Чаще всего она достаточно точно всплывает прямо под добычей и мгновенно ее хватает.

Лягушки и жабы двигаются, как правило, с остановками. Во время движения они не меняют направления, а корректируют его поворотами тела во время остановок. Точность поворота земноводных и на суше, и в воде достаточно высока. У некоторых из них подход к двигающейся добыче не обязательно происходит при непрерывном удержании ее в поле зрения. Амфибии могут заходить за ветки и листья и даже совершать обходные маневры. Это подтверждается не только наблюдениями в природных условиях, но и при экспериментах, когда животные обходили сетчатый барьер или стенку с небольшими отверстиями, через которые видна добыча. Во всех этих случаях происходит постоянная корректировка движения. И охотящаяся амфибия демонстрирует нам свою способность непрерывно и достаточно быстро получать и анализировать информацию о своем положении относительно намеченной добычи в пространстве, а также всех изменениях этого положения в связи с их взаимными перемещениями. Ведь охотнику нужно соразмерять свои действия со скоростью, направлением движения добычи и расстоянием до нее. При этом нужно обязательно удержать в памяти мысленную траекторию ее движения, когда добыча временно исчезает из поля зрения или приходится обойти препятствие. Для этого психика должна каким-то образом непрерывно и правильно отражать эти пространственно-временные моменты. И что самое удивительное – для вечного соревнования преследователя и преследуемого важно, что намеченная жертва зачастую обладает теми же способностями. Но одной потенциальной добыче дана возможность выжить, произвести потомство и продлить жизнь своего вида. Другой же суждено накормить охотника и обеспечить его жизнедеятельность. Так уж устроен мир!

Хотя пищевое поведение большинства видов земноводных организуется как цепь реакций на зрительные стимулы, запах тоже оказывает на них немалое влияние. Он повышает пищедобывательную активность – заставляет животных искать пищу и хватать любые движущиеся приманки. Запах приносится струями воды или воздуха и не может точно указать животному его источник. Но он служит сигнальной информацией и вызывает у амфибий сильное возбуждение.

Для некоторых видов земноводных благодаря запаху подвижность не всегда является необходимым свойством пищевого объекта. Например, амфибии, приученные есть мясо, способны находить его под слоем песка и выкапывать. Они также пытаются схватить через стекло привычный неподвижный корм, когда ощущают его запах. Фиксируя взор, перед тем как схватить движущуюся добычу, земноводные обонянием контролируют ее качество. Так, в опытах они не стали хватать червей, покрытых ядовитой слизью, но активно ловили эту добычу, если она пахла привычным кормом – мучными червями.

Некоторые жабы способны находить кухонные отходы и остатки мясной пищи в собачьей миске. После длительного сидения (вероятно, обнюхивания) они поедают эту неподвижную пищу. Также ведут себя и водные амфибии, съедая куски мяса, икру после продолжительного контакта носа с пахнущей добычей. Забавны повадки жабы-аги. Считают, что это единственное бесхвостое земноводное, которое после метаморфоза частично сохраняет вегетарианские привычки. Когда домашние животные лакают из миски, жабы ждут в некотором отдалении. Стоит отойти насытившимся животным, как они быстро, скачками устремляются к миске и доедают остатки.

Реакцию схватывания у земноводных вызывают и другие виды раздражений. Слабое прикосновение к губам и передним конечностям животных вызывает точно направленную реакцию схватывания. Некоторые амфибии при содержании в террариуме питаются благодаря этой способности в полной темноте. Амфибии, в том числе слепые особи, способны целенаправленно реагировать на добычу и в воде. Они «чувствуют» движущиеся в воде объекты на некотором расстоянии от себя и перемещаются к центру концентрической поверхности механической волны. Эта реакция запускается сигналами, которые принимаются тактильными рецепторами кожи, органами боковой линии и органом слуха. Амфибии даже поворачиваются к опущенной при экспериментах неподвижной стеклянной пипетке, из которой вытекает бесцветная струйка воды, и стараются схватить ее кончик. Причем, делают это как на свету, так и в темноте.

Ювенильное пищевое поведение

Пищевое поведение молоди земноводных относится к ювенильному поведению, связанному с их поведенческими особенностями по сравнению с взрослыми особями. Оно направлено на жизнеобеспечение личинок и юных амфибий.

У большинства видов бесхвостых амфибий головастики либо фильтруют воду и питаются органической взвесью, либо обгрызают зубами водоросли и органические остатки. При этом пищу они находят по запаху. Одним из важных преимуществ питания личинок земноводных, позволяющих им занимать собственную экологическую нишу в крупных водоемах, – это широкий спектр пищи, не употребляемый молодью большинства рыб. Поэтому плотность популяции головастиков не лимитируется наличием пищевых запасов, а определяется в основном количеством хищников и гидрологическим режимом.

Метаморфоз – это процесс глубокого преобразования практически всего организма животного от личинки до взрослой особи. Сложнейшая личиночная стадия, например, бесхвостых земноводных по своим поведенческим проявлениям и жизнеобеспеченности организма существенно отличается от жизни взрослых животных. Но при этом она является не менее подготовленной, обеспеченной целесообразными устройствами и системами управления. Лишь появившись на свет, малыш обладает способностью многое делать, чтобы обеспечить свое самостоятельное существование, в том числе в плане пропитания.

Когда развившийся головастик прорвет студенистую защитную оболочку своего яйца-икринки и выйдет в новый для него мир, то первоначальный источник его питания уже существует. Это – оболочка икры и запасы желтка, оставшиеся от яйца. Такое питание предусмотрено для обеспечения юного головастика до выработки активного пищедобывательного поведения. Когда закончатся эти запасы пищи, организм уже подготовит ему роговые пластинки – своеобразные «зубы», которые и спасут малыша от голода. С их помощью он старательно будет соскабливать микроскопические водоросли и различные органические остатки с водных растений и камней. В дальнейшем, четко следуя врожденной программе превращения головастика в лягушку, эти заостренные пластинки будут вовремя заменены на настоящие зубы.

С поздних стадий развития и до полного его завершения личинки бесхвостых амфибий не питаются. В это время их длинный кишечник, специально устроенный для потребления растительной пищи, перестраивается организмом амфибии в короткий. Теперь на него и на весь комплекс физиологических процессов возлагается ответственность за принятие животной пищи.

После окончания метаморфоза у многих лягушек и жаб пищевое поведение формируется в течение 2-3 дней. В начале появляются движения по открыванию и закрыванию рта и как бы «схватыванию» несуществующей добычи. А затем они переходят в целенаправленные действия по поимке движущейся добычи, хотя в первое время молодь ее часто упускает.

Зрительно управляемое пищевое поведение амфибий врожденное, но после метаморфоза оно в первые дни недели и месяцы совершенствуется. Наследственная программа предусматривает процесс научения и приобретения навыков юными амфибиями. Так, на начальной стадии пищевого поведения у них в эксперименте можно вызвать поворот и начало приближения к возможной «добыче» даже больших размеров. Но через время такие пищевые реакции появляются только при виде объекта, соизмеримого с телом молодой лягушки и значительно меньшего по сравнению с телом жабы. А при увеличении этих относительных размеров двигающегося объекта молодь обращается в бегство.

http://www.portal-slovo.ru/rus/science/105/570/607

Источник: www.zooeco.com

Земноводные

Земноводные, или амфибии (от греч. amphi — два и bios — жизнь), — это животные, ведущие двоякий образ жизни. Многие из них приспособились к жизни и на земле и в воде. Рождаются земноводные в основном в воде в виде головастиков и дышат жабрами. Далее происходит процесс, названный метаморфозом и головастики становятся взрослыми животными, которые уже способны к жизни на суше.

Лягушки, квакши (или древесницы) и жабы составляют самую крупную и известную группу амфибий. Они встречаются и в полных испарений тропических дождевых лесах, и в холодных северных болотах. Некоторые виды обитают и в полупустынях.

Вторую по значению группу составляют длиннохвостые, похожие на ящериц саламандры и тритоны, встречающиеся в основном в более прохладных регионах Северного полушария. Они прячутся под камнями и упавшими деревьями, чтобы уберечь свою тонкую кожу от высыхания.

И последняя группа — живущие в тропиках червяги, которые вообще не очень вписываются в представления об амфибиях. Эти загадочные червеобразные существа в большинстве своем живут под землей.

Саламандры

Тритоны и саламандры не могут издавать звуки. Но они распознают себе подобных так же уверенно, как и лягушки с жабами. Зрение, осязание и обоняние заменяют им голос. У многих из них имеются сложные ритуалы ухаживания. Изгибание тела, помахивание хвостом, взаимное обнюхивание — все это входит в сложный танец, ведущий к спариванию.

Хотя многие саламандры серые и незаметные, некоторые, например желтопятнистая амбистома, окрашены пестро. Среди самых ярких — европейские тритоны. Самцы, украшенные спинным гребнем, похожи на маленьких разноцветных драконов.

Саламандры также значительно различаются по образу жизни. Взрослые особи большинства видов живут на суше. Днем они прячутся в темных сырых местах, а ночью выходят на поиски пищи. Многие всю жизнь проводят в воде, причему некоторых видов сохраняются перистые наружные жабры. И наконец, несколько слепых, неокрашенных видов живет в вечной тьме пещер. Разнообразие размеров этих неуловимых амфибий потрясает. Самые мелкие не превышают в длину 5 см, а американский скрытожаберник достигает 70 см. Но голиафом среди земноводных являются живущие в горных реках Китая Японии исполинские саламандры, достигающие полутораметровой длины и 23 кг веса.

 

Как дышат земноводные?

Головастики дышат жабрами; некоторых водных саламандр жабры сохраняются даже у взрослых особей. У лягушек и жаб имеются легкие, но большую часть кислорода они вдыхают через свою влажную кожу. Кислород легко проникает внутрь близко подходящих к поверхности тела кровеносных капилляров. Кожное дыхание столь эффективно, что более чем у половины видов саламандр во взрослой стадии легких даже и нет.

Что земноводные едят?

Головастики лягушек и жаб — вегетарианцы, а личинки саламандр питаются крохотными водными животными. Но все взрослые амфибии — плотоядны. У большинства видов имеется длинный, вытягивающийся язык, который высовывается с молниеносной скоростью, хватая любое оказавшееся рядом мелкое животное. Более крупную добычу они хватают передними лапками. Основа меню большинства амфибий — насекомые, но многие виды ловят все: от дождевых червей и пауков до рыбы и раков. Известны случаи, когда американские лягушки-быки ели мелких мышей.

Бывают ли от жаб бородавки?

Несмотря на бородавчатую внешность жаб, бородавок от них не бывает. Но многие земноводные выделяют яды, слегка раздражающие человеческую кожу. У жаб часто имеются заметные ядовитые железы позади глаз, у некоторых саламандр они расположены на хвосте для защиты от хищников. Ярко окрашенные южноамериканские древолазы — самые знаменитые. Бесчисленные поколения индейцев извлекали из этих животных яд. Всего лишь капли такого яда на наконечнике стрелы достаточно для того, чтобы моментально парализовать мелкую птицу или обезьяну.

Источник: mirfaunas.ru