ЗЕМНОВОДНІ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ТИПИ, СИСТЕМИ, ВІДТВОРЕННЯ - БІОЛОГІЯ

У амфібія є класом хребетних , які не володіють здатністю регулювати температуру тіла. До складу класу входить майже 6 000 видів жаб, жаб, саламандрів та кахелій. Ця остання група не відома в народі, і вони є земноводними, схожими на змію, оскільки вони перероджували свої кінцівки.

Термін «амфібія» відноситься до однієї з найвидатніших характеристик групи: її двох способів життя. Земноводні, як правило, мають водну личинкову стадію і наземну дорослу особину.

Ануран. Джерело: pixabay.com

Тому його розмноження все ще пов’язане з водоймами. У результаті репродуктивної події виходить яйцеклітина, якій не вистачає навколоплідної оболонки, тому вона повинна бути відкладена у ставках або у вологому середовищі. Жаби мають зовнішнє запліднення, а саламандри - і, ймовірно, кахеціани - мають внутрішнє запліднення.

Шкіра земноводних дуже тонка, волога і залозиста. Деякі види мають модифікації для виробництва отрути для захисту від потенційних хижаків. Хоча в деяких видів є легені, в інших вони втрачені і дихання відбувається цілком через шкіру.

Ми знаходимо земноводних у широкому різноманітті екосистем, у тропічних та помірних регіонах (за винятком океанічних островів).

Герпетологія - галузь зоології, яка займається вивченням земноводних - а також рептилій. Професіонал, який професійно розвивається в цій науці, відомий як герпетолог.

характеристики

Характеристики кісток

Земноводні - це хребетні, тетраподи та четвероногі тварини. Його скелет складається в основному з кістки, а кількість хребців мінлива. Деякі види мають ребра, які можуть бути або не можуть бути зрощені з хребцями.

Череп саламандрів і жаб, як правило, відкритий і делікатний. Навпаки, каеціали демонструють величезне ущільнення в черепі, перетворюючи його у важку і тверду структуру.

Загальна морфологія організму

Морфологія тіла представляє три основні диспозиції, які відповідають систематичному впорядкуванню класу: зрощене тіло, пухке, без шиї та видозмінені передні кінцівки для стрибків жаб; витончена конструкція з чітко вираженою шиєю, довгим хвостом і кінцівками рівних розмірів саламандрам; і витягнуту, безмежну форму кацелій.

Метаморфози

Життєвий цикл більшості земноводних характеризується двофазністю: з яйця вилуплюється водна личинка, яка перетворюється на статевозрілу наземну особину, яка відкладає яйця і тим самим закриває цикл. Інші види ліквідували водну стадію.

Шкіра

Шкіра земноводних досить унікальна. Він характеризується тим, що дуже тонкий, вологий і з наявністю множинних залоз. У видів, яким не вистачає легенів, газообмін може відбуватися через шкіру. Існують модифікації структур, які виділяють токсичні речовини для боротьби з хижаками.

На шкірі виділяються яскраві кольори - або здатність маскуватися. Багато з них призначені для оповіщення або сховання від хижаків. Насправді забарвлення амфібій складніше, ніж здається; Він складається з серії клітин, які зберігають пігменти, які називаються хроматофорами.

Типи (класифікація)

Клас Амфібія ділиться на три порядки: орден Гімнофіона (Апода), що складається з каецилій; Орден Уродела (Caudata) зазвичай називають саламандрами, а орден Anura (Salientia) утворений жабами, жабами та спорідненими. Нижче ми опишемо кожну з характеристик кожного класу:

Замовити Gymnophiona (Псевдонім)

Мікроподія Eocaecilia, ранній нижній юрський каецилій, малюнок олівцем. Нобу-Тамура (http://spinops.blogspot.com)

Гімнафіони або какеліни складають близько 173 видів організмів з дуже витягнутим тілом, без кінцівок і з підземним способом життя.

Поверхово вони нагадують хробака чи маленьку змію. Її тіло вкрите дрібними шкірними лусочками, і вони зведені нанівець. Казеліновий череп значно окостенілий. У кількох водних формах, які існують, візерунок кільця не такий, як позначений.

Більшість видів зустрічається в тропічних лісах Південної Америки, закопаних у землю. Однак про них також повідомлялося в Африці, Індії та деяких регіонах Азії.

Як і у більшості видів із підземними звичками, очі дуже маленькі, а у деяких видів - зовсім марні.

Замовити Уродела (Caudata)

Саламандра саламандра. Джерело: pixabay.com

Уроделос складається з майже 600 видів саламандрів. Ці земноводні мешкають у різних середовищах, як помірних, так і тропічних. Їх рясно в Північній Америці. З екологічної точки зору саламандри дуже різноманітні; вони можуть бути абсолютно водними, наземними, дендропарчними, підземними, серед інших середовищ.

Для них характерні організми невеликих розмірів - рідко особина перевищує 15 див. Виняток становить гігантський японський саламандра, який досягає понад 1,5 метра в довжину.

Кінцівки утворюють прямий кут зі стовбуром циліндричного і тонкого тіла, яким вони володіють. Задні та передні кінцівки однакового розміру. У деяких водних і підземних формах члени зазнали значного скорочення.

Замовити Ануру (Salientia)

Pelophylax perezi

Орден Анури є найрізноманітнішим серед земноводних, має майже 5300 видів жаб та жаб, поділених на 44 родини. На відміну від саламандри, ауранам не вистачає хвоста. Лише жаби роду Ascaphus володіють однією. Назва ордена Анура натякає на цю морфологічну характеристику.

Альтернативна назва групи, Salientia, підкреслює пристосування для руху групи, завдяки стрибкам завдяки потужним заднім ногам. Тіло їх пухке і їм не вистачає шиї.

Це жаба чи жаба?

Іноді, коли ми бачимо ауран, ми зазвичай задаємося питанням, чи відповідає екземпляр «жаба» чи «жаба». Взагалі, коли ми говоримо про жабу, ми маємо на увазі ануран зі шкірястою шкірою, видатними бородавками і міцним тілом, тоді як жаба - витончена тварина, яскраво забарвленого кольору, вражаючого та зі залозистою шкірою.

Однак ця диференціація є просто популярною і не має таксономічного значення. Іншими словами; не існує таксономічного ареалу, який називається жабами чи жабами.

Травна система

1-праве передсердя, 2-ова артерія, 3- яйцеклітина, 4- ободова кишка, 5-ліве передсердя, 6-шлуночок, 7- шлунок, 8-леве легке, 9-селезінка, 10-ти тонка кишка. Картина Cloaca, зроблена Джонатаном Макінтошем

Адаптації головної області

Язик земноводних є виразним і дозволяє їм ловити дрібних комах, які стануть їх здобиччю. Цей орган має різні залози, які виробляють липкі виділення, які прагнуть забезпечити захоплення їжі.

Полоски мають ороговілі структури в ротовій області, що дозволяють їм вискоблювати рослинні речовини, які вони будуть споживати. Влаштування та кількість цих букальних структур мають таксономічне значення.

Адаптації кишечника

У порівнянні з іншими тваринами травний тракт земноводних досить короткий. Для всього тваринного царства травна система, що складається з коротких кишок, є типовою для м’ясоїдної дієти, оскільки вони відносно легко засвоюються харчовими матеріалами.

У личинок шлунково-кишкова система довша, характеристика, яка, ймовірно, сприяє всмоктуванню рослинної речовини, дозволяючи бродити.

Дієта

Більшість земноводних мають м’ясоїдну дієту. У меню аурана ми знаходимо кілька видів комах, павуків, черв’яків, слимаків, меліпедів і майже будь-яку тварину, яка є достатньо маленькою, щоб земноводні могли споживати її без особливих зусиль.

Гімнофіони харчуються дрібними безхребетними, якими їм вдається полювати в підземних середовищах. Саламандри мають м’ясоїдну дієту.

Навпаки, більшість личинкових форм трьох порядків є рослиноїдними (хоча є винятки) і живляться рослинною речовиною та водоростями, що знаходяться у водоймах.

Серцево-судинна система

Дидактична модель серця земноводних. Вагнер Суза і Сільва / Музей ветеринарної анатомії FMVZ USP

У земноводних є серце з венозною пазухою, двома передсердями, шлуночком і артеріозом конуса.

Кровообіг двоякий: він проходить через серце, легеневі артерії та вени постачають легені (у видів, які ними володіють), і оксигенована кров повертається до серця. Шкіра земноводних багата на дрібні кровоносні судини.

1 - Внутрішні зябра / точка, де кров повторно киснюється. 2 - Точка, де кров виснажена киснем. 3 - Двокамерне серце. Червоний - киснева кров. Синій - кров, виснажена киснем. Opellegrini15

Личинкова форма представляє інший тираж, ніж описаний для дорослих форм. Перед метаморфозом кровообіг схожий на той, що зустрічається у риб (пам’ятайте, що у личинок є зябра і кровоносна система повинна включати їх у свій шлях).

У личинок три з чотирьох артерій, що починаються від вентральної аорти, йдуть до зябер, а решта зв’язується з легенями в рудиментарному або дуже слаборозвиненому стані.

Нервова система

Нервова система складається з головного та спинного мозку. Ці структури виводяться ембріологічно з нервової трубки. Передня частина цієї структури розширюється і утворює мозок. У порівнянні з рештою хребетних, нервова система земноводних досить мала, проста і рудиментарна.

У земноводних є 10 пар черепних нервів. Мозок витягнутий (не кругла маса, як у ссавців) і структурно і функціонально поділений на передню, середню і задню область.

Мозок подібний у всіх трьох груп земноводних. Однак це, як правило, більш коротка будова у жаб і більш витягнута у кахелій і саламандрів.

Дихальна система

Розділ шкіри жаби. A: слизова залоза, B: хромофор, C: зерниста отруйна залоза, D: сполучна тканина, E: роговий шар, F: перехідна зона, G: епідерміс та H: дерма. Джон економ

У земноводних є різні структури, які беруть участь у дихальному процесі. Тонка, залізиста і сильно васкуляризована шкіра відіграє важливу роль у газообміні багатьох видів, особливо тих, у яких відсутні легені.

Легені у земноводних мають особливий механізм; На відміну від надходження повітря з легенів інших тварин, вентиляція відбувається за допомогою позитивного тиску. У цій системі повітря потрапляє в трахею.

Личинкові форми - водні - дихають зябрами. Ці зовнішні органи дихання досягають ефективного вилучення розчиненого кисню у воді та опосередковують обмін діоксидом вуглецю. Є саламандри, які можуть мати лише зябра, тільки легені, обидві структури, або жодне.

Деякі види саламандрів, які проживають все своє доросле життя у водоймах, мають здатність ухилятися від метаморфозу та зберігати свої зябра. В еволюційній біології явище збереження дитячої зовнішності у дорослих та статевозрілих формах називається педоморфозом.

Одним з найвідоміших представників саламандри, якому вдається зберегти зябра у дорослому стані, є аксолотль або амбістома мексикан.

Вокалізація

Коли ми думаємо про жаб та жаб, то майже неможливо не натякати на їхні нічні пісні.

Система вокалізації у земноводних має велике значення для ануранів, оскільки пісні є важливим фактором розпізнавання пари та оборони території. Ця система значно розвинена у чоловіків, ніж у жінок.

Голосові зв'язки розташовані в гортані. Ауран здатний видавати звук завдяки проходженню повітря через голосові зв'язки, між легенями та через пару великих мішків, розташованих на підлозі рота. Усі ці структури, що згадані, відповідають за організацію виробництва звуку та пісень, настільки специфічних для групи.

Видільна система

Видільна система земноводних утворюється нирками мезонефричного або опістефричного типу, остання є найбільш поширеною. Нирки - органи, відповідальні за виведення азотистих відходів з крові та підтримання водного балансу.

У сучасних земноводних холонефрична нирка існує на ембріональних стадіях, але ніколи не стає функціональною. Основні відходи азоту - сечовина.

Відтворення та розвиток

Враховуючи свою нездатність регулювати температуру тіла, земноводні прагнуть до розмноження у пору року, коли температура навколишнього середовища висока. Оскільки репродуктивні стратегії трьох порядків настільки розрізнені, ми опишемо їх окремо:

Гімнофіони

Література, що стосується репродуктивної біології цього порядку земноводних, не особливо багата. Запліднення внутрішнє, а самці мають копуляторний орган.

Як правило, яйця відкладаються у вологих місцях з розташованими поблизу водоймами. У деяких видів є типові водні личинки земноводних, у інших же личинка стадія відбувається всередині яйця.

У певних видів батьки проявляють поведінку укриття яєць у складках свого тіла. Значна кількість кахеліїв є живородними, що є загальною подією в групі. У цих випадках ембріони живляться стінками яйцепроводу.

Уродело

Яйця більшості саламандрів внутрішньо запліднюються. Жіночі особини здатні приймати структури, які називаються сперматофорами (пакет сперми, вироблений самцем).

Ці сперматофори відкладаються на поверхні листка або стовбура. Водні види відкладають свої яйця в скупчення у воді.

Анурани

Серія зображень пуголовків (звичайна жаба - Bufo bufo). Зображення показують останні два тижні розвитку личинок, що закінчуються метаморфозом. Bufo_metamorphosis.jpg: CLauterderivative work: Cwmhiraeth

У ауранах самці приваблюють самок своїми мелодійними (і видовими) піснями. Коли пара йде на скупчення, вони беруть участь у своєрідному «обіймі», який називають амплексусом.

Коли самка відкладає свої яйця, самець скидає сперму на ці гамети для запліднення їх. Єдиним винятком події зовнішнього запліднення у ануранів є організми роду Ascaphus.

Яйця відкладаються у вологе середовище або безпосередньо у водоймі. Вони агломеруються в маси з декількома яйцями і можуть прикріплюватися до рослинних ділянок. Запліднена яйцеклітина швидко розвивається, і при готовності з'являється невеликий водний пуголовник.

Ця маленька пуголовка зазнає події драматичної зміни: метаморфози. Однією з перших модифікацій є розвиток задніх кінцівок, хвіст, який дозволяє їм плавати, реабсорбується - як і зябра, кишечник вкорочений, легені розвиваються і рот набуває характеристики дорослого.

Часові рамки розвитку сильно відрізняються серед видів земноводних. Окремі види здатні завершити свою метаморфозу за три місяці, а іншим потрібно до трьох років, щоб завершити трансформацію.

Еволюція та філогенія

Художнє зображення Triadobatrachus massinoti. Pavel.Riha.CB

Еволюційна реконструкція цієї групи тетрапод зазнала декількох труднощів. Найбільш очевидним є розрив записів копалин. Крім того, методи, що застосовуються для реконструкції філогенетичних зв’язків, постійно змінюються.

Живі земноводні є нащадками перших наземних тетрапод. Цими пращурами були риби-лусочки (Sarcopterygii), дуже особлива група кісткових риб.

Ці риби з'являються, коли закінчився девонський період, приблизно 400 мільйонів років тому. Група зазнала адаптаційного випромінювання як до прісних, так і до солоних водойм.

Найбільш ранні тетраподи зберегли систему бічних ліній у своїх юнацьких формах, але відсутні у дорослих. Така ж картина спостерігається і в сучасних земноводних.

Земноводні - це група, яка успішно експлуатувала широке розмаїття наземних середовищ, пов’язаних із водоймами.

Перші тетраподи

Існує ряд скам’янілостей, які є ключовими для еволюції тетраподів, включаючи Ельгінерпетон, Вентастегу, Акантостегу та Іхтіостегу. Ці нині вимерлі організми характеризувалися тим, що вони були водними - ознакою, що виводиться з анатомії їх тіла - і наявністю чотирьох кінцівок.

Представники роду Acanthostega були організмами, які сформували кінцівки, але ці структури були настільки слабкими, що навряд чи тварини мали можливість вільно ходити з води.

На противагу цьому, у роду Ichthyostega були всі чотири кінцівки і, за свідченнями, він міг залишатися поза водою - хоч і з незграбною ходою. Вражаюча характеристика обох статей - наявність більше п'яти цифр як на задніх кінцівках, так і на передніх кінцівках.

В один момент еволюції тетрапод, пентадактилія була характеристикою, яка була зафіксована і залишалася постійною у переважній більшості тетрапод.

Філогенетичні зв’язки між поточними групами

Відносини між трьома нинішніми земноводними групами залишаються суперечливими. Орієнтовно сучасні групи (сучасні земноводні групуються під назвою lisanfibios або Lissamphibia) разом із вимерлими родовищами об’єднуються у більшу групу під назвою темноспондили (Temnospondyli).

Більшість молекулярних та палеонтологічних доказів підтверджує філогенетичну гіпотезу про групування ануранів та саламандрів як сестринських груп, залишаючи каецилій як більш віддалену групу. Ми підкреслюємо існування декількох досліджень, які підтримують цей філогенетичний зв’язок (докладнішу інформацію див. Zardoya & Meyer, 2001).

На противагу цьому, використовуючи рибосомальну РНК як молекулярний маркер, було отримано альтернативну гіпотезу. Ці нові дослідження позначають каецилій як сестринську групу для саламандрів, залишаючи жаб як віддалену групу.

Сучасний стан збереження

Сьогодні земноводні піддаються різним факторам, які негативно впливають на популяції. За останніми оцінками, кількість земноводних, яким загрожує вимирання, становить щонайменше третину всіх відомих видів.

Ця кількість значно перевищує пропорції загрозливих видів птахів та ссавців.

Хоча не вдалося визначити єдину причину, яка безпосередньо пов'язана з масовим зниженням земноводних, вчені припускають, що найбільш важливими є:

Знищення середовища проживання та зміни клімату

До основних сил, які загрожують земноводним, належать: деградація та втрата середовища проживання та глобальне потепління. Оскільки земноводні мають дуже тонку шкіру і настільки залежать від водойм, коливання температури та стадії посухи значно впливають на них.

Підвищення температури та зменшення басейнів, доступних для відкладення яєць, є важливим фактором цього явища локального вимирання та дуже помітного зниження популяції.

Хітридіомікоз

Швидке поширення інфекційного захворювання хітридіомікоз, спричинений грибом виду Batrachochytrium dendrobatidis, сильно вражає земноводних.

Грибок настільки шкідливий, оскільки атакує дуже важливий аспект анатомії земноводних: його шкіру. Грибок пошкоджує цю структуру, що важливо для терморегуляції та накопичення води.

Хітридіомікоз спричинив величезний спад популяцій земноводних у великих географічних регіонах, включаючи Північну Америку, Центральну Америку, Південну Америку та локалізовані райони Австралії. Дотепер наукою не існує ефективного лікування, яке б дозволило усунути грибок виду.

Внесення екзотичних видів

Внесення видів у певні регіони сприяло зменшенню популяцій. Багато разів впровадження екзотичних земноводних негативно впливає на збереження в районі ендемічних земноводних.

Список літератури

Дайвери, SJ, & Stahl, SJ (ред.). (2018). Медицина та хірургія "Рептилія та амфібія" Мадера - електронна книга. Науки про здоров’я Ельзев'є.
Хікман, К.П., Робертс, Л.С., Ларсон, А., Обер, WC, & Гарнізон, C. (2001). Комплексні принципи зоології. McGraw - Хілл.
Кардон, К. В. (2006). Хребетні: порівняльна анатомія, функція, еволюція. McGraw-Hill.
Льоса, ZB (2003). Загальна зоологія. EUNED.
Вітт, LJ, та Колдвелл, JP (2013). Герпетологія: вступна біологія земноводних та плазунів. Академічна преса.
Zardoya, R., & Meyer, A. (2001). Про походження та філогенетичні зв’язки серед живих земноводних. Праці Національної академії наук Сполучених Штатів Америки, 98 (13), 7380-3.

ЗЕМНОВОДНІ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ТИПИ, СИСТЕМИ, ВІДТВОРЕННЯ - БІОЛОГІЯ - 2025