Земноводні – це значна група хребетних тварин, які займають проміжне положення між хордовими наземними тваринами та рибами. Їх також називають амфібіями. Грецьке слово Amphibia дослівно перекладається як «два життя» або «двояка життя», що чудово ілюструє суть земноводних. Вони народжуються у воді практично рибами, потім перетворюються в наземних істот, але при цьому більшість з них назавжди прив’язані до водойм. Разючі метаморфози, що відбуваються при розвитку земноводних, тривають кілька місяців і схожі на прискорену зйомку еволюційних процесів, які посіли десятки мільйонів років.
Походження
Біологічна еволюція земноводних почалася приблизно 400 мільйонів років тому, їх стали прабатьками кістеперие риби. Поступово еволюціонує істоти набували необхідні для життя на землі ознаки: каркас з кісток і м’язів, здатний утримувати вагу тварини; кістки передніх і задніх кінцівок; ніздрі; легкі, придатні для дихання на повітрі, і інше.
Нові ознаки земноводних допомогли їм не тільки вижити і освоїти прибережну територію, але і стати панівним видом на планеті. Приблизно 60 мільйонів років тому амфібії царювали на Землі, поки не поступилися домінуюче місце рептиліям. Правда, в ті часи земноводні були набагато крупніше їх сучасних нащадків, їх габарити вимірювалися метрами.
Класифікація
Вчені сперечаються про кількість видів земноводних, називаються цифри від 2000 до 7700 видів. Зате їх класифікація полеміки не викликає. Нині живе на землі клас Земноводні ділиться на три відділи:
- Безхвості. Найбільш високоорганізований і численний загін, включає 48 родин і тисячі видів жаб і жаб. Загальними особливостями його представників є кращий розвиток задніх кінцівок у порівнянні з передніми; зрослися в єдину кістку хвостові хребці.
- Хвостаті. Включає 10 сімейств і кілька сот видів саламандр, сирен і тритонів. Особливості земноводних цього загону: однакову розвиток кінцівок (не рахуючи сирен); довгий хвіст, що допомагає плавати, змееобразные руху. Деякі представники ведуть суто водну життя.
- Безногі. Включає 3 сучасних сімейства і менше 100 видів. Особливості: відсутність кінцівок; червеобразная форма; підземний спосіб життя.
Середовище існування
Амфібії мають шкірним покривом, який потребує постійному змочуванні, без води вони буквально висихають і швидко вмирають. Тому близько 60% земноводних – це тварини, що мешкають на суші поруч з тими водоймами, де вони народилися. Деякі амфібії ніколи не з’являються на суші і живуть лише у воді. Деякі види влаштувалися на деревах. Безногі червяги воліють підземну життя у вологому грунті, подібно звичайним черв’якам.
Будинком для земноводних стають місця поруч прісними водоймами з досить теплою водою. У солоній воді амфібії жити не можуть, крім дуже рідкісних видів, наприклад, крабоядной жаби аги, які зустрічаються в солонуватих гирлах річок, що впадають в моря. Для інших земноводних солона вода смертельна, що пояснює практично повну відсутність цих тварин на далеких океанічних островах.
Холоднокровні земноводні, система терморегуляції яких влаштована таким чином, що при низьких температурах вони впадають у заціпеніння або вмирають, при високих швидко гинуть від перегріву, дуже залежні від температури навколишнього середовища і в спекотні дні потребують прохолодних водоймах. Деякі види знайшли корисну здатність закопуватися в м’який ґрунт, ховаючись від висушуючої сонця.
Поширення
Велика частина амфібій мешкає в субтропіках і тропіках. Чим далі від екватора, тим менше зустрічаються земноводні. Це знову ж таки пояснюється їх залежністю від зовнішніх умов, в першу чергу – від температури. Існують унікальні види, що живуть за Полярним колом, однак це лише винятки, які підтверджують загальне правило: амфібіям потрібно тепло, висока вологість і теплі водойми. Для прикладу: на частково тропічному, частково субтропічному Мадагаскарі налічується майже 250 видів земноводних, а в Росії — всього 28 видів.
Основні ознаки земноводних
Амфібії одночасно є власниками ознаками своїх водних предків і наземних хребетних, ось основні з них:
- Більш складна, на відміну від риб, система кровообігу з двома колами і серце з трьома камерами – два передсердя та шлуночок.
- Відокремлені відділи хребта.
- Передні і задні лапи з шарнірними суглобами, винятком є безногі земноводні.
- Очі з потовщеним кришталиком, рухливими століттями і опуклою рогівкою.
- Слухові органи земноводних досконаліше риб’ячих, додалося середнє вухо і барабанна перетинка.
- Більш складний, ніж у риб, мозок з поділом на півкулі.
- Шкірний покрив бере участь в диханні, проникний для газів і води, покритий слизом, яка бере участь у газообміні і захищає від шкідливих мікробів.
- Первинні нирки такі ж, як і у риб.
- Холоднокровність.
- Зовнішнє запліднення.
- У личинок (пуголовок) багато риб’ячих ознак: життя у воді; бічна лінія; зябра.
Будова земноводних
Червяги по праву відносяться до амфібій, але кардинально відрізняються від представників інших загонів амфібій, нагадуючи зовнішнім виглядом і будовою всім знайомих черв’яків. Більшість відомих земноводних володіють невеликим витягнутим тілом з чотирма кінцівками і хвостом у випадку з загоном хвостатих. У хвостатих сирен задні лапи відсутні, а у червяг взагалі немає кінцівок.
Тіло плавно переходить у голову, яка може повертатися на бік, чого не спостерігається у риб. Череп амфібій – плоский і широкий, складається з хрящів і зрощених кісток. Хребет ділиться на чотири відділи: тулубний, шийний, хвостовий і крижовий. Периферичний скелет включає в себе: скелети передніх і задніх кінцівок; плечовий і тазовий пояси.
Шкіра амфібій покрита залозами і складною системою кровоносних судин. Залози виділяють зволожуючу і захищає від мікробів слиз, яка активно бере участь в диханні земноводних, допомагаючи шкірі вбирати кисень і позбавлятися від вуглекислого газу. Слиз амфібій часто містить токсичні речовини і захищає не тільки від мікроорганізмів, але і від хижаків. Велика частина амфібій нешкідлива для людини, але зустрічаються і надзвичайно небезпечні види. Так, світовий рекорд по отруйності серед хребетних належить жабі листолазу, що мешкає в колумбійських лісах.
Мускулатура земноводних забезпечує різноманітні рухи тварини, відмінно розвинена і частково сегментована. Групи м’язів кріпляться сухожиллями до кісток і діляться на що приводять і відводять, згиначі і розгиначі. Внутрішні органи земноводних досить прості і включають в себе мозок, серце, легені, травну систему. Самий значний обсяг в тілі амфібії займають органи травлення.
Дихання і кровоносна система
Легені земноводних мають просту будову і малий обсяг. Його не вистачає, щоб забезпечити тіло тварини потрібною кількістю кисню. Тому природа оснастила амфібій здатністю одночасно дихати через легені і шкіру, яка вбирає кисень і розносить його по організму з допомогою густої мережі капілярів. Дихання земноводних через легені здійснюється нагнітанням повітря постійними рухами дна ротової порожнини.
Кровоносна система складається з трикамерного серця і двох кіл кровообігу. Як і у риб, у пуголовків лише одне коло. Другий з’являється разом з легкими і призначений для перекачування, збагаченої киснем крові з легень до серця.
Нервова система і органи почуттів
Мозок земноводного – це дуже вдосконалений в порівнянні з риб’ячим мозком орган. У ньому є п’ять відділів: довгастий мозок, мозочок, проміжний, середній і передні відділи. Особливо розвинений передній відділ, який розділений на півкулі і більше за розміром, ніж у риб. Від мозку амфібії відходить десять пар нервів до органів та кінцівок.
Амфібії володіють такими органами чуття:
- нюхові мішечки, які перебувають ротоглоточной порожнини і ніздрях;
- смакові бруньки, розташовані в ротовій порожнині й мовою;
- внутрішнє та середнє вухо, відокремлене барабанною перетинкою від зовнішнього середовища;
- бічна лінія личинок;
- очі з опуклою рогівкою, захисними століттями, мигательными перетинками, сплюснутим кришталиком, який дозволяє бачити на достатню відстань, деякі види земноводних мають кольоровий зір.
Харчування
Травна система земноводних нескладна і ефективна. Амфібії ловлять їжу м’язистим і липким язиком, причому тільки рухому здобич. Якщо поруч буде нерухомо сидіти їстівне комаха, жаба не зверне на нього увагу. Безногі види харчуються хробаками або личинками комах, яких знаходять для їжі з допомогою нюху або на дотик.
Земноводні не вміють жувати, кілька зубів використовуються лише для утримання здобичі. Слинні залози допомагають сформувати харчової клубок, який за коротким стравоходом відправляється в шлунок. Між шлунком і кишечником знаходиться дванадцятипала кишка, яка активно бере участь у травленні. Відходи видаляються через товсту кишку і клоаку.
Шлунок, крім своїх прямих функцій, використовується земноводними як гідростатичного органа. Подібно до плавального міхура у риб, шлунок, стискаючись і розтискаючи, змінює питома вага тварини, що полегшує його занурення і спливання.
Незважаючи на те, що личинки земноводних їдять рослинну їжу, всі дорослі амфібії є хижаками і харчуються в основному комахами, їх личинками, дрібними молюсками, хоча деякі види не проти поживитися мальками риб, що впали у воду гризунами, пташенятами та навіть собі подібними. Подібний раціон обумовлений тим, що рослинна їжа не підходить для дуже млявого метаболізму, яким володіють холоднокровні земноводні. Ссавці істоти в цьому плані мають перевагу, легко переварюючи рослинну їжу, але зате амфібіям потрібно значно менше їжі, щоб насититися.
Розмноження і розвиток
Амфібії – роздільностатеві істоти. Самки мають парні яєчники, з них яйцеклітини через яйцепроводи і клоаку випускаються назовні. У самців є пари сім’яників, які з’єднані семяпроводами з сечоводами і клоакою. Важливою відмінністю земноводних, ріднять їх з рибами, є зовнішнє запліднення: ікра і сперма амфібій виділяються безпосередньо у воду, де і зароджується нове життя.
Розвиток личинки відбувається з дивними метаморфозами. Із заплідненої ікри вилуплюються личинки, які слабо нагадують породили їх дорослих особин. У них немає кінцівок, але є властиві рибам ознаки: зябра, бічна лінія, хвіст для плавання, одне коло кровообігу, двокамерне серце.
Поступово розвиток земноводного вступає у фазу метаморфози: дихання через зябра змінюється на легеневе дихання, з’являється додатковий коло для циркуляції крові, перетворюється серце, з’являються кінцівки, зникає хвіст, значно видозмінюється мозок, органи чуття. За 2-3 місяці відбувається воістину магічне перетворення рыбообразной личинки на дорослу особину, здатну жити на суші.
Значення
Незважаючи на огидний зовнішній вигляд і неприємні міфи, земноводні – дуже корисні істоти. Вони поїдають комах, які переносять небезпечні хвороби, шкодять лісах і сільськогосподарським культурам. Амфібії та їх личинки самі є поживою для багатьох риб і птахів. А деколи життя земноводних нагадує життя рогатої худоби: в деяких країнах створюють справжні ферми для вирощування гігантських жаб і жаб, їх м’ясо дуже дорого цінується елітними ресторанами. Також амфібії широко використовують як лабораторних тварин для медичних і біологічних дослідів.
Цікаві факти
Земноводні дуже прив’язуються до рідного водойми і території навколо нього. Опинившись волею випадку далеко від дому, вони прагнуть повернутися до нього, дотримуючись природного інстинкту. Відомі факти, коли амфібія долала величезні для неї відстані (до 800 метрів), щоб опинитися в знайомих з дитинства водах.
Особливість земноводних з однаковим комфортом жити на суші і у воді загальновідома, але є одна амфібія, яка зазіхає і на третю стихію – повітря. Яванська жаба, здатна буквально парити. При довжині в 12 сантиметрів вона долає по повітрю до 12 метрів. Для цього вона максимально розчепірює пальці, використовуючи перетинки між ними як вітрила, ловлять потоки повітря.
Турботлива жаба, її наукове найменування Rheobatrachus Silus, сильно відрізняється від інших земноводних незвичайним способом виношування потомства. Вона проковтує запліднені ікринки, які розвиваються всередині неї. Коли приходить термін, жаба просто випльовує жабенят, вже підготовлених до життя в навколишньому середовищі.
Найбільшим з нині існуючих земноводних вважається китайська саламандра. За розмірами вона порівнянна з людиною: її вага досягає 70 кілограмів, а довжина – 180 сантиметрів.
Paedophryne Amauensis — таке ім’я носить наймініатюрніший земноводна. Довжина цієї жаби становить близько 8 міліметрів.
Гребінчастий тритон – чемпіон по регенерації і виживання серед земноводних. Він здатний відрощувати собі будь-яку кінцівку або хвіст, переносити суворі морози, оживати з практично засушеного стану.
В неволі і при правильному догляді деякі амфібії живуть декілька десятків років. Наприклад, тривалість життя сірої ропухи досягає 36 років, гребінчастого тритона – 28 років, кумки – до 29 років, квакші – 22 роки, трав’яної жаби – 18 років, ставкової жаби – 10 років. У дикій природі рідкісна особина живе до 6 років.
Існує ціле сімейство скляних жаб, шкірні покриви яких напівпрозорі і майже не приховують від стороннього погляду внутрішні органи.
Червяги дуже відрізняються від інших амфібій. Ці червоподібні істоти не мають очей і кінцівок, які погано чують, але зате володіють відмінним нюхом і дотиком. Живуть в основному у вологому грунті, у якій проривають складні тунелі, використовуючи свій масивний і міцний череп. Розмножуються вони теж по-особливому: самка-червяга близько півроку виношує в собі яйця, з них вилуплюються дитинчата, схожі на батьків. Ще однією незвичайною рисою цих амфібій є турбота про потомство, яке мати годує власної змертвілої шкірою.
