Что появилось у земноводных в связи с выходом на сушу

Что появилось у земноводных в процессе эволюции?

Вы будете перенаправлены на Автор24

Земноводные – это класс живых организмов, входящих в тип Хордовые, обладающих признаками переходной формы живых существ от водного к наземно-воздушному образу жизни.

Характеристика класса Земноводные

Земноводные обладают определенными характерными чертами строения. Имеют голую кожу, которая покрыта слизью с целью увлажнения, чтобы обеспечить коже возможность дышать. В скелете земноводных появляется шейный позвонок, который дает возможность животному поднимать и опускать голову. Легкие животных развиты слабо и имеют вид мешка. Грудная клетка отсутствует (легкие не защищены) и вдох производится за счет горловых движений.

Земноводные имеют трехкамерное сердце и обладают двумя кругами кровообращения. Отсутствует межжелудочковая перегородка, кровь смешивается. Данная группа животных не имеет постоянной температуры тела, при понижении температуры они впадают в спячку.

Оплодотворение земноводных проходит в воде. Развитие животных непрямое, происходит превращение личинки (головастика), которая очень сильно отличается от взрослой особи. Головастики не имеют конечностей, обладают жаберным дыханием, двухкамерным сердцем, одним кругом кровообращения. У них присутствует специфический орган водных животных – боковая линия. Головастик может развиваться только в воде, поэтому, несмотря на легочное дыхание, земноводных нельзя считать полностью сухопутными животными. Также их конечности приобрели пятипалое строение, но не могут обеспечить передвижение по слишком рельефному субстрату.

Среднее ухо и барабанная перепонка появляются у головастика в связи с выходом этих животных на сушу. Среди Земноводных выделяют основные отряды: бесхвостые (жабы и лягушки), отряд хвостатые (саламандры и тритоны), безногие или червяги. Жабы имеют развитые легкие и сухую кожу, поэтому живут полностью на суше (размножаются все равно в воде).

Земноводные питаются насекомыми, их личинками. Сами они являются пищей для рыб, ежей или змей. Саламандры и жабы имеют ядовитые железы на собственной коже. Земноводные способны к зимовке и от холодных температур они прячутся в укрытиях на суше или в мелки водоемах. При загрязнении водоёмов очень быстро погибают головастики. Также головастики не могут переносить сильное понижение температур.

Готовые работы на аналогичную тему

Лягушек часто используют на рыборазводных хозяйствах, и они уничтожают некоторых мальков рыб. Иногда лягушки служат предметам международной торговли. В ряде стран лягушки и другие виды земноводных находятся под охраной закона. В любом случае животные являются систематическим элементом биоценозов и участвуют в обеспечении непрерывного круговорота веществ.

Многие ученые выделяют следующие предпосылки возникновения и формирования данной группы живых организмов:

Период перехода земноводных от водного к наземно-воздушному образу жизни сопровождался следующими преобразованиями морфологического, анатомического, физиологического характера.

Основные аспекты эволюции Земноводных

Все вышеописанные признаки существенно отличают их от водных животных, а именно рыб. Но при этом они же говорят о большой связи этих живых организмов с водой, что выражается в зависимости процесса размножения этих организмов от наличия воды.

Существуют различные гипотезы, отражающие происхождение земноводных животных. Для того, чтобы адекватно оценить эволюционный потенциал земноводных животных, необходимо последовательно описать их предков.

Панцирноголовые земноводные или стегоцефалы. Эти древние животные обладали рядом признаков, а именно подвижной головой, которая была отделена от пояса, укороченной головой, развитыми плечевыми и локтевыми суставами, видоизмененным плавником и щечными помпами. 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).

Ихтиостегиды появились в конце девонского периода и обитали в пресных водоемах. Они представляли собой переходные формы и появились в конце девонского периода. Кожа данных живых организмов была покрыта своеобразной мелкой рыбьей чешуей, а наряду с парными конечностями пятипалого типа у них присутствовал рыбий хвост. Жаберные крышки были рудиментарны, но присутствовал клейтрум.

Клейтрум – это кость, относящаяся к спинному отделу и соединяющая плечевой пояс с черепом.

Эта группа древних амфибий могла жить в пресной воде, на суше, многие из них выползали на сушу только периодически.

Также предковой формой земноводных считали лабиринтодонтов. Тело животных данной группы было покрыто тяжелой костной чешуей, а именно чешуйчатым панцирем. Они с трудом передвигались по суше, кроме того, их кожное дыхание было существенно затруднено. В связи с необходимостью адаптироваться к сложным изменениям окружающей среды и воспроизвести костный панцирь на поверхности собственного тела.

Таким образом, земноводные представляют собой прогрессивную переходную группу живых организмов, которые отражают специфику эволюционного процесса. На их примере можно отследить многие черты становления наземно-воздушных животных, а также отразить траекторию развития приспособлений к резко меняющимся условиям обитания.

Получи деньги за свои студенческие работы

Курсовые, рефераты или другие работы

Автор этой статьи Дата последнего обновления статьи: 29 09 2021

Анжелика Ивановна Иванова

Источник

Что появилось у земноводных в связи с выходом на сушу

Какие приспособления к условиям окружающей среды появились у земноводных в связи с их выходом на сушу? Перечислите не менее четырёх приспособлений.

Земноводные ведут водный и наземный образ жизни. В связи с этим у них сформировались такие особенности строения и физиологии, как:

1) покрытая слизью кожа, в которой растворяется атмосферный кислород при дыхании;

2) рычажные конечности для передвижения по суше;

3) чётко дифференцированный на отделы скелет;

4) лёгкие для атмосферного дыхания;

5) два круга кровообращения и трёхкамерное сердце, обеспечивающие частичное разделение крови на венозную и артериальную;

6) появляется среднее ухо, закрытое снаружи барабанной перепонкой.

(В ответе дано избыточное количество доказательств для более свободного выбора учащихся.)

как кожа земноводных, как раз таки являющаяся одним из ключевых факторов невозможности полного перехода их к обитанию в наземно-воздушной среде, вдруг способствовала освоению суши, когда она скорее препятствует более широкому распространению особей

Источник

Выходу земноводных на сушу способствовали следующие ароморфозы

1. Появление легких и легочного дыхания.

2. Усложнение кровеносной системы, развитие легочного круга кровообращения, т.е. у амфибий два круга кровообращения — большой и малый. Сердце стало трехкамерным.

3. Появление парных, пятипалых конечностей, представляющих собой систему рычагов с шарнирными суставами и предназначенных для передвижения по суше.

4. Появление шейного отдела в позвоночнике, обеспечивший движение головы, и крестцового отдела, места прикрепления тазового пояса.

5. Появление среднего уха, век, хоан.

Однако наряду с признаками высокой организации у земноводных есть и признаки примитивности. Их ранние стадии развития — икринки, личинки (головастики), обитающие в водной среде, имеют много общего с ранними стадиями развития ланцетника и рыб.

Рис. 3.53. Ихтиостега

Рис. 3.54. Скелеты кистеперой рыбы и ихтиостеги

Рис. 3.55. Стегоцефал

Общая характеристика класса

Покровы

Кожа голая, проницаемая для газов и воды, постоянно увлажненная.

Скелет

Тело разделено на голову, туловище, хвост (у хвостатых) и пятипалые конечности. Голова подвижно соединена с туловищем. Скелет разделён на отделы: осевой скелет (позвоночник), скелет головы (череп), скелет парных конечностей.

В позвоночнике выделяют 4 отдела: шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой.

К туловищным позвонкам прикрепляются рёбра (у бесхвостых отсутствуют). Единственный крестцовый позвонок соединён с тазовым поясом (у бесхвостых позвонки хвостового отдела срастаются в одну кость).

Скелет конечностей образован скелетом пояса конечностей и скелетом свободных конечностей. Плечевой пояс включает парные лопатки, ключицы и вороньи кости, соединённые с грудиной. Скелет передней конечности состоит из плеча (плечевая кость), предплечья (лучевая и локтевая кости) и кисти (кости запястья, пястья и фаланги пальцев).

Тазовый пояс состоит из парных подвздошных, седалищных и лобковых костей, сросшихся между собой. Он прикреплён к крестцовому позвонку через подвздошные кости. В состав скелета задней конечности входят бедро, голень (большая и малая берцовая кости) и стопа (кости предплюсны, плюсны и фаланги пальцев). У бесхвостых кости предплечья и голени сливаются.

Все кости задней конечности сильно удлинены, образуя мощные рычаги для передвижения прыжками (рис. 3.56).

Рис. 3.56. Скелет земноводного (лягушки)

Мышцы

Развивается мощная дифференцированная мускулатура передних и задних конечностей. Сегментированное строение мускулатуры, характерное для рыб, у земноводных отсутствует.

Пищеварительная система

Ротовое отверстие, ротовая полость с протоками слюнных желез. Язык двураздельный. Все земноводные питаются только подвижной добычей. У бесхвостых при ловле насекомых язык выбрасывается изо рта, к нему прилипает добыча. На челюстях имеются зубы, служащие только для удержания добычи. У лягушек они расположены на верхней челюсти.

Далее идет пищевод, желудок, кишечник: двенадцатиперстная кишка (с протоками печени и поджелудочной железы) и тонкая кишка, прямая кишка, заканчивающаяся расширением — клоакой.

Дыхательная система

В процессе развития происходит переход от жаберного дыхания к легочному. Парные легкие, имеющие тонкие ячеистые стенки, пронизанные кровеносными капиллярами, где происходит газообмен (рис. 3.57). Важную роль играет кожное дыхание, поэтому кожа всегда увлажнена.

Личинки земноводных дышат при помощи ветвистых наружных жабр, которые после метаморфоза исчезают у большинства видов.

Встречаются представители земноводных не имеющие легких (безлегочные саламандры). У жаб, приспособленных к обитанию в более засушливой среде, кожа ороговевает, поэтому дыхание осуществляется преимущественно лёгкими.

Рис. 3.57. Дыхательная система у различных земноводных

Кровеносная система

Состоит из 3-х камерного сердца (2 предсердия + 1 желудочек) и сосудов. Два круга кровообращения — большой и малый (легочный). В связи с появлением легких в процессе эволюции возникает легочный круг кровообращения.

Оба круга кровообращения начинаются от желудочка, в результате сокращения которого кровь разного состава поступает в три разные артерии (рис. 3.58).

Малый круг кровообращения.

Первой при сокращении желудочка из него выталкивается порция венозной крови, которая попадает в кожные и легочные артерии, затем в легкие и кожу, где становится артериальной; из легких кровь поступает в легочные вены и возвращается в левое предсердие.

Второй при сокращении желудочка выталкивается порция смешанной крови. Она выталкивается в аорту, затем по артериям движется ко всем органам тела и возвращается по венам, приносящим венозную кровь в правое предсердие. Часть венозной крови поступает в кожу, где происходит газообмен в процессе кожного дыхания.

Обогащенная кислородом кровь возвращается в вены (что делает кровь менее венозной), впадающие также в правое предсердие.

Большой круг кровообращения

Третьей порцией при сокращении желудочка сердца артериальная кровь выталкивается в сонные артерии, ведущие к головному мозгу. От мозга уже венозная кровь возвращается по яремным венам, впадающим в передние полые вены. Полые вены несут кровь в правый желудочек.

Кроветворным органом является красный костный мозг, где образуются форменные элементы крови — эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. Имеется селезенка.

Рис. 3.58. Схема кровеносной системы в разных классах позвоночных (для сравнения):

Выделительная система

Парные туловищные почки, мочеточники, мочевой пузырь, клоака.

Нервная система

Головной и спинной мозг и нервы. Головной мозг состоит из пяти отделов: передний мозг (разделенный на два полушария), промежуточный, средний, продолговатый мозг и мозжечок (слаборазвитый). Спинной мозг заключен в спинномозговой канал позвоночника.

В головном мозге увеличиваются и полностью разделяются большие полушария переднего мозга. Средний мозг и мозжечок имеют незначительное развитие (рис. 3.59).

Рис. 3.59. Строение мозга земноводных по сравнению с мозгом рыбы

Органы чувств

Для предохранения глаз от высыхания у земноводных появляются подвижные веки и мигательные перепонки.

Органы слуха, представленные средним и внутренним ухом. Орган слуха защищен костями черепа. В барабанную полость из ротовой полости открывается евстахиевая труба. Помимо внутреннего уха, имеющегося и у рыб, у амфибий развито среднее ухо, в полости которого находится стремечко — слуховая косточка (впервые появившаяся у позвоночных).

Вкусовые почки на языке, нёбе, челюстях.

Органы обоняния сообщаются с внешней средой парными ноздрями.

Появляются хоаны, внутренние ноздри, носовые ходы становятся сквозными.

Боковая линия свойственна всем личинкам амфибий и расположена в коже, но не в углубленном канале, как у рыб, а поверхностно. У взрослых форм боковая линия сохраняется только у водных хвостатых земноводных и некоторых водных бесхвостых.

Размножение

Раздельнополые животные. У самки парные яичники, у самцов парные семенники. Семявыносящие канальцы впадают в мочеточник (вольфов канал). Половая система самки представлена парными яичниками и яйцеводами (мюллеровыми каналами), которые имеют вид сильно извитых трубок, одним концом впадающих в клоаку, а на другом несущих воронки, в которые попадают (рис. 3.60).

Оплодотворение наружное или внутреннее и зависит от вида животного.

Рис. 3.60. Половая система земноводных

Развитие

Подавляющее большинство земноводных откладывают икру в пресных водоёмах или немного видов во влажных местах суши.

Развитие с метаморфозом. У бесхвостых земноводных из яйца появляется личинка — головастик, похожий на рыбу и имеющий наружные жабры. Через 2 месяца он превращается в лягушку. У головастиков вначале развивается 2-х камерное сердце, наружные жабры (2—3 пары), длинный хвост, органы боковой линии, 1 круг кровообращения (рис. 3.61).

Личинки хвостатых, подобно взрослым, ведут образ жизни хищников, питаясь мелкими беспозвоночными животными.

Поэтому у них рано развивается рот с мощными хватательными челюстями, не отличающийся по строению от взрослых. Процесс метаморфоза у бесхвостых амфибий происходит быстрее, чем у примитивных саламандр и безногих земноводных он сильно растянут во времени.

Рис. 3.61. Развитие лягушки

Подавляющее число земноводных развиваются из икринок (яиц), но некоторые виды земноводных способны к яйцеживорождению ( у Огненной саламандры) (рис. 3.62).

Рис. 3.62. Огненная саламандра

Рис. 3.63. Аксолотль тигровой амбистомы

Ряду земноводных свойственна забота о потомстве (Жаба-повитуха, Суринамская пипа, Заботливая лягушка, Ринодерма Дарвина и др.) (рис. 3.64-3.67).

Источник

Класс земноводные

Для успешного изучения земноводных предлагаю начать с их классификации. Помните, что классификации это именно то, что раскладывает знания в голове «по полочкам», относитесь к ним с должным вниманием.

Давайте перечислим ароморфозы, которыми сопровождалось появление земноводных.

Ароморфозы земноводных

У ранее обсуждаемой нами рыбы латимерии (целаканта) плавники напоминали конечность пятипалого типа. У земноводных они преобразовываются в скелет передней и скелет задней конечностей, которые мы обсудим в данной статье подробно.

Мышцы дифференцируются (делятся) на мышечные пучки, становятся возможны более сложные и точные движения.

Легкие земноводных представлены в виде тонкостенных мешков, относительно небольшого объема.

Благодаря появлению шейного отдела становится возможным движение головой вверх-вниз, что было невозможным для рыб. Однако, подвижность головы значительно ограничена, и поворот головы из стороны в сторону невозможен.

Лягушка озерная

Покров двуслойный, состоит из эпидермиса и дермы. Эпидермис снабжен густой капиллярной сетью, благодаря которой у лягушки возможен газообмен через кожу. Кожа голая, содержит большое количество желез: она должна быть постоянно увлажнена для интенсивного газообмена.

Около 65% всего кислорода поступает через увлажненную кожу. Увлажнение кожи крайне важно, рекомендую запомнить следующий факт: при пересыхании кожи лягушки газообмен в ней прекращается, и лягушка погибает от недостатка кислорода (гипоксии).

Тело состоит из головы, туловища и двух пар конечностей. Передние конечности короче и слабее задних. Задние конечности служат для плавания, они удлинены и имеют плавательные перепонки между пальцами. Хорошо развита мышечная система: мышцы дифференцированы на отдельные пучки. В теле амфибий насчитывается до 350 мышц.

Скелет лягушки состоит из скелета головы, туловища, поясов конечностей и свободных конечностей. Скелеты поясов конечностей малоподвижны, в отличие от скелета свободной конечности, построенного по типу рычагов.

Имеются туловищный (7 позвонков) и хвостовой отделы позвоночника, доставшиеся земноводным еще от рыб. Однако появляются и новые отделы: крестцовый и шейный, оба содержащие по одному позвонку. Благодаря возникновению шейного отдела, у земноводных становится возможным поворот головы, что было невозможным для рыб.

Скелеты поясов конечностей служат опорой для конечностей. В состав плечевого (переднего) пояса входят: лопатки, ключицы, вороньи кости (коракоиды), хрящи. Ребер нет, вследствие чего грудная клетка отсутствует, передний пояс лежит свободно в толще мышц, грудина не соединена при помощи ребер с позвоночником.

Пояс задних конечностей (тазовый) образован: подвздошными и седалищными костями, лобковым хрящом.

Скелет передней свободной конечности состоит из: плечевой кости, предплечья (образовано сросшимися лучевой и локтевой костями) и кисти (состоящей из запястья, пястья и фаланг пальцев).

Скелет задней свободной конечности образован бедром, голенью (состоит из сросшихся малоберцовой и большеберцовой костей), стопы (включает предплюсну, плюсну и фаланги пальцев).

Короткий пищевод переходит в желудок, продолжающийся в тонкий кишечник, куда открываются протоки желчного пузыря, а также пищеварительных желез: печени и поджелудочной. Тонкая кишка переходит в толстую кишку, оканчивающуюся клоакой.

Легкие представленные тонкостенными мешками, стенка которых густо оплетена капиллярами, в которых происходит газообмен. Дыхательная поверхность легких невелика, они не способны полностью удовлетворить нуждам организма в кислороде, поэтому жизнь лягушки невозможна без кожного дыхания.

Воздух поступает в легкие и удаляется из них благодаря сокращениям мышц дна ротовой полости.

Осуществляется только при увлажненной коже, на поверхности которой растворяется кислород, после чего он проникает в капилляры кожи. Кожа помогает дышать лягушкам при погружении в воду: кислород поступает в кровь напрямую из воды.

При пересыхании кожи животное погибает, так как слабо развитые легкие не в состоянии обеспечить потребности организма в кислороде.

Также дыхание осуществляется эпителием, покрывающим ротовую полость, но это вносит незначительный вклад в процесс дыхания.

Изменения в кровеносной системе земноводных, по сравнению с рыбами, обусловлены заменой жаберного дыхания на легочное. Сердце имеет 3 камеры: 2 предсердия и 1 желудочек, сердце более крупное. Возникает второй (легочный) круг кровообращения.

Физиологически и анатомически сокращение сердца происходят таким образом, что более насыщенная кислородом артериальная кровь изгоняется из него в последнюю очередь и попадает в сонные артерии, идущие к головному мозгу. Таким образом, к головному мозгу направляется более насыщенная кислородом кровь, чем к остальным органам.

По мере образования в почке мочи, она поступает в мочеточники, ведущие в клоаку. Попавшая в клоаку моча стекает в мочевой пузырь, через стенки которого осуществляется всасывание воды. При сокращении стенок мочевого пузыря концентрированная моча выводится в клоаку, откуда выбрасывается во внешнюю среду.

Головной мозг земноводных отличается от мозга рыб полностью разделенным на два полушария и более развитым передним мозгом.

Мозжечок и средний мозг развиты гораздо слабее, так как земноводные малоподвижны и их движения относительно простые: они передвигаются по плоскости в «2D измерении». Перемещение рыб в таком случае можно обозначить как в «3D измерении». Это упрощенное, но вполне справедливое сравнение.

Свободные конечности земноводных позволяют им совершать более разнообразные движения в отличие от циклических поворотов плавников и тела у рыб.

Меняется форма хрусталика. Если у рыб он был шарообразный, то у земноводных его форма становится более выпуклой (как и форма роговицы). Хрусталик приобретает форму двояковыпуклой линзы. Амфибии видят дальше рыб.

Однако аккомодация, настройка глаза на наилучшее видение объекта, остается на том же уровне, что и у рыб: достигается только за счет перемещения хрусталика вперед и назад. Эти перемещения помогает совершать особая ресничная мышца, возникшая у земноводных.

Наземная среда меняет и характер передачи звуков: теперь он передается через колебания воздуха. Если рыбам в воде было достаточно внутреннего уха для улавливания колебаний воды, то земноводным этого мало. У них впервые возникает среднее ухо, которое снабжено барабанной перепонкой, чувствительной к колебаниям воздуха.

Лягушки раздельнополые животные, оплодотворение наружное. Размножение и начальные этапы развития земноводных происходят в воде, поэтому амфибий крайне редко можно встретить в засушливых местах, где водоемы отсутствуют.

Во время оплодотворения самец удерживает самку сзади и надавливает передними конечностями на ее брюшко, что приводит к выметыванию икры. Эта икра сразу же оплодотворяется семенной жидкостью самца.

Головастики

Значение земноводных

Земноводные, как и все живые организмы, являются звеном в цепи питания (консументами). Они уничтожают многих кровососущих насекомых, а также насекомых, которые наносят вред культурным растениям.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник