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.

Отряд безногих земноводных

Наиболее древними и дожившими до наших времен благодаря своему подземному образу жизни являются безногие земноводные. Их в природе насчитывают около 150 видов. К ним относятся все тропические и очень многие водные червяги. Эти земноводные отличаются своим необычным строением тела.
этих амфибий червеобразное цилиндрическое тело. Кожа голая, снабжена слизистыми ядовитыми железами. Есть поперечные кольца, как у дождевых червей. У животных нет конечностей и хвоста. Голова у них крепкая, маленькая, незаметно переходит в туловище. Ею червяки прокладывают во влажной земле себе подземелья. В связи с роющим образом жизни глаза оказались у них под кожей. Еду амфибии отыскивают с помощью обоняния и осязания. Поедают улиток, червей, личинок, насекомых. Ведут очень скрытый образ жизни, не любят солнечный свет. Самая известная – кольчатая червяга (рис. 2).

Рис. 2. Кольчатая червяга (Источник)

В отличие от других амфибий, икру они откладывают на суше. Самка сворачивается вокруг кладки яиц и увлажняет ее своей слизью, высиживает.

У рыбозмея в коже имеются мелкие незаметные костные чешуйки (рис. 3).

Рис. 3. Рыбозмей (Источник)

Центральноамериканская червяга не откладывает икру, у нее сразу рождаются живые детеныши.

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)

Отряд бесхвостых земноводных

В природе есть самый многочисленный отряд земноводных – это бесхвостые амфибии. Их насчитывают около 3 тыс. видов. Это самый известный человеку отряд.
ним относятся жабы, лягушки, квакши, жерлянки, чесночницы. Тело у них короткое, приземистое. Голова широкая, без шеи, переходит в туловище. Хвоста нет. Кожа голая, увлажненная секретами. На голове пара подвижных глаз. С помощью зрения амфибии отыскивают добычу. Имеется пара ноздрей. Передние конечности короче задних. На них есть перепонки, которые помогают плавать. На земле амфибии прыгают, они ведут активный образ жизни. Ловить добычу им помогают мелкие зубы и клейкий язык, который складывается во рту.

Лягушка-бык – хищница (рис. 9). Она нападает даже на цыплят и поедает молодых утят. Крик ее напоминает рев быка.

Рис. 9. Лягушка-бык (Источник)

Суринамская пипа знаменита тем, что вынашивает головастиков в ячейках на спине (рис. 10). Из них появляются уже взрослые лягушата.

Рис. 10. Суринамская пипа (Источник)

Волосатая лягушка защищается острыми коготками, как у кошки (рис. 11).

Рис. 11. Волосатая лягушка (Источник)

Крошечная колумбийская лягушка (рис. 12) умещается в чайной ложке, а яд ее – самый сильный из животных ядов.

Рис. 12. Колумбийская лягушка (Источник)

Летающие лягушки ловко прыгают с деревьев, расправляя свои перепонки (рис. 13). Это помогает удерживаться им в воздухе.

Рис. 13. Летающие лягушки (Источник)

Источник: interneturok.ru

Особенности предковых форм Земноводных животных

Нельзя с точностью определить, какие именно организмы стали первыми земноводными на Земле, но можно выделить ряд предковых форм, которые имеют характерные черты строения. К предковым формам земноводных относят:

• ихтиостегов;
• стегоцефалов;
• древних кистеперых рыб;
• лабиринтодонты.

Что касается ихтиостегов, то они представляли собой первое промежуточное звено между амфибиями и рыбами. Считается, что эти организмы жилив девоне и имели лапы, вместо плавников, хвостовой плавник сохранялся. Тело было покрыто мелкими чешуйками.

Что касается кистеперых рыб, то происхождение земноводных от данной группы взывает наибольшее количество вопросов. Некоторые ученые считают, что земноводные произошли от двух групп кистеперых рыб — Porolepiformes и Osteolepiformes. Существует также и мнение о том, что амфибии могли происходить от остеолепиформных рыб.

Стегоцефалом были свойственны:

• подвижная, отделенная от пояса конечностей голова;
• наличие плечевых и локтевых суставов;
• видоизмененный плавник, который дает возможность животному ходить по мелководью и подниматься над грунтом;
• дыхание через ноздри и усвоение воздуха из наземно-воздушной среды.

Лабиринтодонты, как предковые формы земноводных отличаются кожей, покрытой чешуйчатым панцирем, и могли передвигаться по суше, но с большим трудом. Кожное дыхание затрудняется. Эти животные смогли дожить до начала мезозойской эры.

Таким образом, для древнейших земноводных характерно изменение систем органов кровообращения, нервной системы, а также органов чувств. Основными эволюционными прогрессивными чертами земноводных можно признать развитие пятипалых конечностей, и наличие среднего уха, появление трёхкамерного сердца и двух кругов кровообращения.

Следует отметить тот факт, что большое количество амфибий вымерло в пермский период и только некоторые группы животных дожили до середины триаса. В нижней перми большая часть территории обладала теплым влажным климатом. После вымирания палеозойских земноводных климат становится более сухим и жарким. В середине каменноугольного периода обособились первые примитивные пресмыкающиеся сеймуриаморфы.

Динамика численности земноводных изучена достаточно слабо. На небольшом количестве видов предковых форм земноводных было выяснено, что неблагоприятные погодные условия в сочетании с высокой смертностью и минимальной продолжительностью жизни привели к высоким колебаниям численности этих животных. Влияние врагов, болезней усугубило неблагоприятное воздействие климата. Многие древние земноводные в то время заражались туляремией и гибли от этого заболевания.

Причины смертности земноводных связаны с экологическими особенностями, например, жерлянки получили способность откладывать одиночные икринки, а головастики не обнаруживают скоплений. Общая суммарная гибель икры головастиков достигала в ранние периоды 80 — 90 процентов.

Земноводные играют колоссальная роль в жизни человека. Во – первых, они уничтожают огромное количество вредных насекомых, принося колоссальную пользу сельскому хозяйству. Кроме того, земноводные употребляют в пищу тех земноводных, которые переносят различные болезни. Их используют в медицинских и лабораторных исследованиях, человек может разводить их как домашних животных, употреблять в пищу.

Таким образом, установить точную форму предковых земноводных, которая являлась первой стопроцентно не представляется возможным. При этом выделяется ряд эволюционных линий, которые могли дать начало прогрессивному развитию земноводных организмов. Это доказывается наличием ихтиостегов, стегоцефалов, лабиринтодонтов. Также многие ученые придерживаются мнения о том, что современные земноводные происходили от кистеперых рыб. Каждая гипотеза является вполне обоснованной, но может подергаться серьезной критике.

Источник: spravochnick.ru

Предпосылки[править | править код]

В середине девонского периода, около 385 млн лет назад на Земле сформировались условия, благоприятные для массового освоения суши позвоночными животными. Благоприятными факторами были, в частности, тёплый и влажный климат, наличие достаточной пищевой базы (сформировавшейся обильной фауны наземных беспозвоночных). Кроме того, в тот период в водоёмы вымывалось большое количество органики, в результате окисления которой содержание кислорода в воде снижалось. Это способствовало появлению у рыб приспособлений для дыхания атмосферным воздухом^[1].

Эволюция[править | править код]

Переход позвоночных от водного к наземному образу жизни и появление земноводных сопровождалось появлением двух решающих приспособлений: дыхания кислородом атмосферы и передвижения по твёрдому субстрату. Другими словами, жаберное дыхание должно было замениться лёгочным, а конечности типа плавника — пятипалыми конечностями, представляющими собой многочленный рычаг, служащий для опоры тела о твёрдый субстрат. Параллельно изменялись и другие системы органов: покровы, кровообращение, органы чувств, нервная система.

Зачатки указанных приспособлений можно встретить среди разнообразных групп рыб. Некоторые современные рыбы на то или иное время способны выходить из воды, и в это время кровь у них частично окисляется за счёт кислорода атмосферы. Такова, например, рыба-ползун (Anabas), которая, выходя из воды, проводит на суше до 24 часов. Выползают на сушу некоторые представители семейства бычковых — илистые прыгуны (Periophthalmus). Последние свою добычу ловят чаще на суше, чем в воде. Хорошо известна способность находиться вне воды некоторых двоякодышащих. Однако все эти приспособления носят частный характер и предки земноводных относились к менее специализированным группам пресноводных рыб.

Приспособления к наземности независимо и параллельно развивались в нескольких линиях эволюции кистепёрых рыб. В связи с этим Э. Ярвик выдвинул гипотезу о дифилетическом происхождении наземных позвоночных от двух разных групп кистепёрых рыб (Osteolepiformes и Porolepiformes). Однако целый ряд учёных (А. Ромер, И. И. Шмальгаузен, Э. И. Воробьёва) подвергли аргументы Ярвика критике. Большинство исследователей считают более вероятным монофилетическое происхождение тетрапод от остеолепиформных кистёперых, хотя при этом допускается возможность и парафилии тетрапод, т. e. достижения уровня организации земноводных несколькими близкородственными филетическими линиями остеолепиформных рыб, эволюционировавшими параллельно. Параллельные линии, скорее всего, вымерли.

Одной из наиболее «продвинутых» лопастеперых рыб являлся тиктаалик (Tiktaalik), имевший ряд переходных признаков, сближающих его с земноводными. К таким признакам относятся укороченный череп, отделенная от пояса передних конечностей и относительно подвижная голова, наличие локтевого и плечевого суставов. Плавник тиктаалика мог занимать несколько фиксированных положений, одно из которых предназначалось для того, чтобы животное могло находиться в приподнятом положении над грунтом (вероятно, чтобы «ходить» на мелководье). Тиктаалик дышал через отверстия, расположенные на конце плоской «крокодильей» морды. Воду, а возможно и атмосферный воздух, в лёгкие нагнетали уже не жаберные крышки, а щёчные помпы. Некоторые из указанных приспособлений характерны также для кистепёрой рыбы Пандерихтис (Panderichthys).

Первые амфибии, появившиеся в пресных водоемах в конце девона, — ихтиостегиды (Ichthyostegidae). Они были настоящими переходными формами между кистепёрыми рыбами и земноводными. Так, у них были рудименты жаберной крышки, настоящий рыбий хвост, сохранялся клейтрум. Кожа была покрыта мелкой рыбьей чешуёй. Однако наряду с этим они имели парные пятипалые конечности наземных позвоночных (см. схему конечностей кистепёрых и древнейших земноводных). Ихтиостегиды жили не только в воде, но и на суше. Можно предположить, что они не только размножались, но и кормились в воде, систематически выползая на сушу^[2].

В дальнейшем, в каменноугольном периоде, возник ряд ветвей, которым придают таксономическое значение надотрядов или отрядов. Надотряд лабиринтодонтов (Labyrinthodontia) был очень разнообразен. Ранние формы имели сравнительно небольшие размеры и рыбообразное тело. Более поздние достигали весьма крупных размеров (1 м и более) в длину, тело их было уплощено и заканчивалось коротким толстым хвостом. Лабиринтодонты существовали до конца триаса и занимали наземные, околоводные и водные местообитания. К некоторым лабиринтодонтам относительно близки предки бесхвостых — отряды Proanura, Eoanura, известные с конца карбона и из пермских отложений.

В карбоне возникла и вторая ветвь первичных амфибий — лепоспондилы (Lepospondyli). Они имели мелкие размеры и были хорошо приспособлены к жизни в воде. Некоторые из них вторично утратили конечности. Они просуществовали до середины пермского периода. Полагают, что они дали начало отрядам современных амфибий — хвостатых (Caudata) и безногих (Apoda). В целом все палеозойские амфибии вымерли в течение триаса. Эту группу амфибий иногда именуют стегоцефалами («панцирноголовыми») за сплошной панцирь из кожных костей, покрывавший черепную коробку сверху и с боков. Предками стегоцефалов, вероятно, были костные рыбы, сочетавшие примитивные черты организации (например, слабое окостенение первичного скелета) с наличием дополнительных органов дыхания в виде лёгочных мешков.

Наиболее близки к стегоцефалам кистепёрые рыбы. Они обладали лёгочным дыханием, их конечности имели скелет, сходный с таковым у стегоцефалов. Проксимальный отдел состоял из одной кости, соответствующей плечу или бедру, следующий сегмент состоял из двух костей, соответствующих предплечью или голени; далее располагался отдел, состоявший из нескольких рядов костей, он соответствовал кисти или стопе. Обращает также внимание явное сходство в расположении покровных костей черепа у древних кистепёрых и стегоцефалов.

Девонский период, в котором возникли стегоцефалы, видимо, характеризовался сезонными засухами, во время которых жизнь во многих пресных водоемах была для рыб затруднительна. Обеднению воды кислородом и затрудненности плавания в ней способствовала обильная растительность, произраставшая в каменноугольное время по болотам и берегам водоёмов. Растения падали в воду. В этих условиях могли возникнуть приспособления рыб к дополнительному дыханию лёгочными мешками. Само по себе обеднение воды кислородом ещё не было предпосылкой для выхода на сушу. В этих условиях кистепёрые рыбы могли подниматься на поверхность и заглатывать воздух. Но при сильном усыхании водоемов жизнь для рыб становилась уже невозможной. Неспособные к передвижению по суше, они погибали. Только те из водных позвоночных, которые одновременно со способностью к лёгочному дыханию приобрели конечности, способные обеспечить передвижение по суше, могли переживать эти условия. Они выползали на сушу и переходили в соседние водоёмы, где ещё сохранялась вода.

Вместе с тем передвижение по суше для животных, покрытых толстым слоем тяжёлой костной чешуи, было затруднено, и костный чешуйчатый панцирь на теле не обеспечивал возможности кожного дыхания, столь характерного для всех амфибий. Указанные обстоятельства, видимо, явились предпосылкой для редукции костного панциря на большей части тела. У отдельных групп древних амфибий он сохранился (не считая панциря черепа) только на брюхе.

Стегоцефалы дожили до начала мезозоя. Современные отряды амфибий оформляются только в конце мезозоя.

Источник: ru.wikipedia.org

Происхождение земноводных: первые амфибии

Считается, что первые амфибии Ихтиостегиды (лат. Ichthyostegidae) появились в конце девонского периода в пресных водоёмах. Они образовали переходные формы, т.е. нечто среднее между древними кистепёрыми рыбами и ныне существующими — современными земноводными. Кожа этих древних существ была покрыта очень мелкой рыбьей чешуёй, а наряду с парными пятипалыми конечностями у них имелся обыкновенный рыбий хвост.

От жаберных крышек у них остались лишь рудименты, однако от рыб у них сохранился клейтрум (кость, относящаяся к спинному отделу и соединяющая плечевой пояс с черепом). Эти древние амфибии могли жить не только в пресной воде, но и на суше, а некоторые из них на сушу выползали лишь периодически.

Обсуждая происхождение земноводных, нельзя не сказать о том, что позднее, в каменноугольном периоде образовался ряд ветвей, состоящих из многочисленных надотрядов и отрядов амфибий. Так, к примеру, надотряд Лабиринтодонтов был весьма разнообразен и просуществовал до конца триасового периода.

В карбонском периоде образовалась новая ветвь ранних земноводных — Лепоспондилыов (лат. Lepospondyli). Эти древние земноводные были приспособлены для жизни исключительно в воде и просуществовали примерно до середины пермского периода, дав начало современным отрядам амфибий – Безногим и Хвостатым.

Хочется отметить, что все земноводные, именуемые стегоцефалами (панцирно-головыми), которые появились в палеозое, вымерли уже в триаском периоде. Предполагается, что их первыми предками были костные рыбы, которые сочетали примитивные черты строения с более развитыми (современными).

Рассматривая происхождение земноводных, хочется обратить ваше внимание на то, что более всего к панцирно-головым близки кистепёрые рыбы, поскольку они имели легочное дыхание и скелет, имеющий сходство со скелетами стегоцефалов (панцирно-головых).

По всей вероятности, девонский период, в котором образовались панцирно-головые, отличался сезонными засухами, в период которых многим рыбам жилось «несладко», поскольку вода обеднялась кислородом, а многочисленная разросшаяся водная растительность затрудняла их передвижения в воде.

В такой ситуации дыхательные органы водных существ должны были видоизменяться и превращаться в легочные мешки. Вначале возникновения проблем с дыханием древние кистепёрые рыбы просто обязаны были для получения очередной порции кислорода подниматься на поверхность воды, а позднее в условиях пересыхания водоёмов они были вынуждены приспосабливаться и выходить на сушу. В противном случае, не приспособившиеся к новым условиям животные просто погибали.

Только те водные животные, которые смогли адаптироваться и приспособиться к дыханию атмосферным воздухом и чьи конечности видоизменились до такой степени, что стали способны передвигаться по суше, смогли пережить эти экстремальные условия, и в итоге превратиться в земноводных. В таких сложных условиях первые земноводные, получив новые, более совершенные конечности смогли перемещаться по суше от высохшего водоёма к другому водоёму, где ещё сохранялась вода.

В то же время, те животные, которые были покрыты тяжёлой костной чешуёй (чешуйчатым панцирем) с трудом могли передвигаться по суше и, соответственно, чьё кожное дыхание было затруднено, были вынуждены редуцировать (воспроизвести) костный панцирь на поверхности своего тела.

У некоторых групп древних амфибий он сохранился лишь на брюхе. Надо сказать что панцирно-головые (стегоцефалы) сумели дожить только до начала мезозойской эры. Все современные, т.е. существующие ныне отряды земноводных сформировались лишь в конце мезозойского периода.

На этой ноте мы заканчиваем свой рассказ о происхождении земноводных. Хочется надеяться, что вам понравилась эта статья, и вы вернётесь на страницы сайта ещё, погрузившись за чтением в удивительный мир живой природы.

А подробнее, с интереснейшими представителями земноводных (амфибий), вас познакомят эти статьи:

Источник: podvodnyj-mir-i-vse-ego-tajny.ru