Пресмыкающиеся животные (рептилии)
Рептилии обитают преимущественно на суше, в том числе в условиях пустыни, — это первый класс настоящих наземных животных. Обитающие в воде являются вторично-водными.
Преимуществу рептилий в конкуренции с амфибиями и их биологическому прогрессу способствовал ряд признаков: оболочка вокруг зародыша и прочная оболочка вокруг яйца — скорлупа, защищающая его от высыхания и дающая возможность размножения на суше; усовершенствование строения кровеносной системы; появление коры больших полушарий; появление механизма обратного всасывания воды.
Современные рептилии представлены четырьмя отрядами: Клювоголовые, Чешуйчатые, Крокодилы, Черепахи.
Краткая характеристика
| Покровы | Кожа сухая, лишена кожных желез, покрыта роговыми чешуйками, щитками или пластинками |
| Скелет | Позвоночник состоит из следующих отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый. Суставные конечности |
| Мышечная система | Мускулатура развита значительно лучше, чем у амфибий. Большое значение имеет появление межреберных мышц, с помощью которых осуществляется легочное дыхание |
| Пищеварительная система | Мало отличается от пищеварительной системы амфибий. У рептилий на границе тонкого и толстого кишечника появляется зачаток слепой кишки |
| Дыхательная система | Появляются верхние дыхательные пути: гортань, длинная трахея, разветвляющаяся на два бронха. Легкие имеют ячеистое строение |
| Кровеносная система | Сердце трехкамерное, но в желудочке имеется неполная перегородка. Головной мозг и передние конечности снабжаются артериальной кровью, все остальное тело — смешанной. У крокодила сердце четырехкамерное, но кровь смешанная |
| Выделительная система | Представлена вторичными (тазовыми) почками и мочеточниками, впадающими в клоаку |
| Нервная система | Головной мозг рептилий отличается от мозга амфибий лучшим развитием больших полушарий. Крупный мозжечок. Из головного мозга отходит 12 пар черепномозговых нервов |
| Органы чувств | Органы зрения. Глаза снабжены подвижными веками. Имеется третье веко — мигательная перепонка. Органы слуха, как у амфибий. Боковая линия исчезает |
| Размножение | Рептилии раздельнополые животные. Половые железы парные. Внутреннее оплодотворение. Размножение происходит только на суше за счет формирования защитных оболочек у яйца. Развитие прямое без метаморфоза |
Общая характеристика
Покровы тела. Кожа сухая, лишена кожных желез, покрыта роговыми чешуйками, щитками или пластинками (рис. 1).
Скелет. Позвоночник состоит из следующих отделов: шейный; впервые выделяется грудной отдел, что связано с появлением грудной клетки, образованной ребрами и грудиной, а также поясничный отдел; крестцовый отдел состоит из двух позвонков. Происходит дальнейшее развитие свободных конечностей, которые приспосабливаются к активному передвижению по суше, чему способствует отличное от амфибий прикрепление конечностей к туловищу. У змей свободные конечности вторично исчезли в связи с ползающим способом передвижения, хотя рудименты конечностей можно обнаружить.
Мускулатура развита значительно лучше, чем у амфибий. Большое значение имеет появление межреберных мышц, с помощью которых осуществляется легочное дыхание.
Пищеварительная система (рис. 2) мало отличается от таковой у амфибий. У рептилий на границе тонкого и толстого кишечника появляется зачаток слепой кишки.
Органы дыхания. Появляются верхние дыхательные пути: гортань, длинная трахея (в связи с удлинением шейного отдела), которая разветвляется на два бронха. Легкие имеют ячеистое строение с большим количеством внутренних перегородок (рис. 3). У рептилий появляется реберное дыхание, или всасывающий тип легочного дыхания. Кожное дыхание отсутствует.
Рис. 1. Продольный разрез кожи ящерицы: 1 — эпидермис; 2 — собственно кожа (кориум); 3 — роговой слой; 4 — мальпигиев слой; 5 — пигментные клетки; 6 — кожные окостенения
Рис. 2. Вскрытая ящерица (самец): 1 — пищевод; 2 — желудок; 3 — печень; 4 — желчный пузырь; 5 — поджелудочная железа; 6 — двенадцатиперстная кишка; 7 — толстая кишка; 8 — клоака; 9 — селезенка; 10 — трахея; 11 — легкие; 12 — левое предсердие; 13 — правое предсердие; 14 — желудочек; 15 — спинная аорта; 16 — правая сонная артерия; 17 — сонный проток; 18 — семенник; 19 — эпидидимис (придаток семенника); 20 — почка; 21 — мочевой пузырь
Рис. 3. Легкие пресмыкающихся: А — амфисбены (разрез); Б — анаконды (вид сверху); В — гаттерии (разрез); Г — варана (разрез); Д — аллигатора (разрез); Е — хамелеона (вид снизу; отростки — подобие воздушных мешков)
Кровеносная система. Сердце трехкамерное, но в желудочке имеется неполная перегородка (рис. 127). Появление данной перегородки позволяет разделить в сердце венозную и артериальную кровь. Смешение происходит в спинной аорте. В связи с этим передняя часть, головной мозг и передние конечности рептилий снабжаются артериальной кровью, а задняя — смешанной. У крокодила сердце четырехкамерное, так как перегородка морфологически полная.
Рис. 4. Сердце ящерицы: 1 — общий ствол сонных артерий; 2 — внутренняя сонная артерия; 3 — наружная сонная артерия; 4 — легочная артерия; 5 — левая дуга аорты; 6 — правая дуга аорты; 7 — подключичная артерия; 8 — легочная вена; 9 — полая вена (нижняя) и две яремные вены (верхние); 10 — спинная аорта; 11 — желудочно-кишечная артерия (к внутренним органам)
Выделительная система рептилий представлена вторичными, или тазовыми, почками и мочеточниками, впадающими в клоаку. В нее открывается и мочевой пузырь. В почках рептилий существует механизм обратного всасывания воды.
Эндокринная система. У рептилий имеются все типичные для высших позвоночных эндокринные железы.
Нервная система. Головной мозг рептилий отличается от мозга амфибий лучшим развитием больших полушарий (рис. 5). Крупный мозжечок позволяет осуществлять хорошую координацию движения. Из головного мозга отходит 12 пар черепно-мозговых нервов.
Органы чувств рептилий соответствуют наземному образу жизни.
Органы зрения. Глаза снабжены подвижными веками. Имеется третье веко — мигательная перепонка. Аккомодация осуществляется не только за счет перемещения хрусталика, но и за счет изменения его формы.
Органы слуха, как у амфибий. В перепончатом лабиринте наблюдается обособление улитки.
Боковая линия исчезает.
Размножение. Рептилии раздельнополые животные с выраженным половым диморфизмом. Половые железы парные. Внутреннее оплодотворение. Рептилии яйцекладущие или яйцеживородящие. Размножение происходит только на суше за счет формирования защитных оболочек у яйца. Вторичноводные рептилии для размножения также выходят на сушу. Развитие прямое, без метаморфоза.
Рис. 5. Головной мозг ящерицы. А — сверху; Б — снизу; В — сбоку: 1 — передний мозг; 2 — полосатое тело; 3 — средний мозг; 4 — мозжечок; 5 — продолговатый мозг; 6 — воронка; 7 — гипофиз; 8 — хиазма; 9 — обонятельные доли; 10 — эпифиз; II—XII — черепномозговые нервы
А.Г. Лебедев «Готовимся к экзамену по биологии»
Общие покровы рептилий
В отличие от амфибий кожа рептилий суха, лишена желез и одета роговыми образованиями в виде чешуй, щитков или панцыря. Такое строение кожи могло возникнуть лишь после потери кожей функций дыхания, что и было достигнуто, вероятно, уже самыми первыми рептилиями. Первоначальное основное приспособительное значение такого изменения покрова рептилий состояло в предохранении кожи от высыхания в связи с переходом к вполне наземному образу жизни, а затем уже в защите от повреждений в связи с передвижениями по твердому субстрату.
Эпидермис рептилий в связи с этим дифференцируется на два слоя: на роговой слой (stratum corneum) имальпигиев слой (str. malpighii). Роговой слой иногда значительной толщины и в свою очередь распадается на компактный наружный слой безъядерных клеток и внутренний с ядрами в клетках, тогда как мальпигиев слой состоит из небольшого числа (6—10) рядов клеток.
Утолщение рогового слоя происходит различно.
У подвижных животных, какими являются ящерицы и змеи, утолщение рогового слоя происходит путем образования или бугорков, как это мы видим у гаттерии, хамелеонов или гекконов, или черепицеобразно расположенных, т.
е. налегающих друг на друга своими задними концами, чешуй, как у ящериц и змей. Между чешуями роговой слой остается тонким, что не препятствует движению тела. На частях тела, где при движениях подвижности кожи не требуется, развиваются плоские роговые щитки или щиты, образующие сплошной панцырь.
Таковы щитки па голове у змей и ящериц, щиты на туловище у крокодилов и, наконец, панцырь черепах. Нередко роговые образования принимают форму различных выростов — шипов, игл, иногда сложной формы. Будучи первоначально приспособленным к защите от высыхания, роговой покров постепенно приобретает дополнительное значение защиты тела от повреждений предметами, с которыми ему приходится вступать в соприкосновение, в особенности у роющих животных. Эта защита становится еще более полной, когда роговые образования подстилаются развивающимися в коже окостенениями.
Таковы костные образования у некоторых ящериц (щитки), у крокодилов и костные щиты черепах. Такая защита тела от повреждений могла быть полезной также и в качестве защиты от врагов, от укусов себе подобных и от хищников из рептилий. Путем отбора мог выработаться, наконец, тип черепахи, покрытой щитом со всех сторон.
Если в настоящее время щиты черепахи и не являются надежной защитой от хищных зверей и даже хищных птиц, обладающих рядом приспособлений и прежде всего высокоразвитой высшей нервной деятельностью, что позволяет им справляться с панцырем черепах, то не надо забывать, что в то время, когда возникали черепахи, врагами этих растительноядных рептилий были неуклюжие, малоподвижные хищные рептилии, подобно амфибиям жадно хватавшие преимущественно двигавшиеся предметы и отступавшие перед неподвижными и неуязвимыми черепахами.
Вот почему подобный тип защиты выработался не только у черепах мезозоя, но и у некоторых других ископаемых рептилий, а позднее у броненосцев из млекопитающих.
Расположение чешуй и особенно щитков и щитов на теле рептилий закономерно; хотя оно и подвержено некоторым индивидуальным отклонениям, все же в основном оно постоянно для определенных систематических групп, а потому имеет таксономическое значение. Первоначальное расположение чешуй было, вероятно, сегментальным, причем роговые чешуйки были подостланы костной чешуей, подобной той, которая встречалась у предков рептилий — стегоцефал.
Такая же костная чешуя была и у некоторых из примитивнейших рептилий — котилозавров (Pareiasaurus и др.). Костные чешуйки сохранились у немногих ящериц (сцинки, веретенница), у крокодилов и черепах. У других они исчезли. Первоначально и чисто роговая чешуя имела сегментальное расположение. Впоследствии сегментация в связи с различными приспособлениями более или менее стушевалась или вовсе исчезла вследствие распада на более мелкие чешуйки или вследствие их срастания в щитки.
На голове у змей и ящериц различают щитки, имеющие большое систематическое значение.
У змей расположение щитков на голове сходно с ящерицами. На ряду со срастанием щитков друг с другом, что имеет место у змей, ведущих подземный образ жизни; нередко наблюдается и распад щитков на более мелкие.
Своеобразным роговым образованием является погремок гремучей змеи, образованный сросшимися в сплошное кольцо чешуйками двух последних сегментов, которые не сбрасываются при линьках, а нарастают, исполняя роль погремка.
У кожистой черепахи (Dermochelys coriacea) и у мягких черепах (Trionycho-idea) роговые щитки развиваются только в молодости, а затем исчезают, так что панцырь оказывается покрытым лишь толстой кожей.
Голова черепах покрыта щитками, а по краям челюстей щитки срастаются в роговой клюв. На спине у крокодилов имеются толстые большие щитки, расположенные сегментально; на брюхе эти щитки меньше; по краям туловища и на ногах щитки расположены неправильными рядами и мелки.
Ни у черепах, пи у крокодилов сбрасывания роговых образований не наблюдается, у змей и ящериц происходит более или менее сложная линька.
Она начинается на голове, причем у ящериц и у немногих змей кожа сбрасывается лоскутами, а у всех прочих змей целиком, так что животное выползает из старой кожи, как из мешка. Линька подготавливается довольно сложным гистологическим процессом, выражающимся в том, что клетки мальпигиева слоя дают не одно, а несколько поколений подвергающихся ороговению клеток, причем между каждым поколением располагаются так называемые промежуточные ослизняющиеся клетки.
Здесь старый ороговевший слой отделяется и сбрасывается, а его место занимает более молодой роговой слой. На разрезе кожи (рис. 313) можно видеть несколько поколений эпидермиса.
Из роговых образований рептилий необходимо упомянуть когти, одевающие последние фаланги пальцев; в зависимости от образа жизни они имеют разное строение: они остры и изогнуты у лазящих ящериц и плоски у плавающих черепах; у черепах и крокодилов они отрастают, подобно тому как у птиц, по всей поверхности, тогда как у ящериц отрастание когтя идет только с основания когтя, как у млекопитающих.
Строение соединительнотканной части кожи сходно с тем, что мы видели у амфибий; кожа состоит из двух слоев: наружного рыхлого слоя, образующего сосочки роговых чешуй, и внутреннего, более толстого слоя из плотной волокнистой соединительной ткани.
Глубже следует слой рыхлой подкожной клетчатки. В соединительнотканной части кожи лежат многочисленные пигментные клетки, обусловливающие цвет кожи. Изредка они встречаются и в мальпигиевом слое эпидермиса. Меланофоры лежат обычно наиболее глубоко в плотной соединительной ткани, особенно там, где она переходит в рыхлую ткань; выше располагаются различно окрашенные хроматофоры. Среди них преобладают желтые (ксантофоры) и красные (эритрофоры).
Между ними и меланофорами у некоторых рептилий лежат наполненные гуаниновыми тельцами иридирующие гуанофоры.
У хамелеонов имеется чрезвычайно развитая способность менять свою окраску от беловатой и оранжевой через желтую и зеленую до пурпуровой и темнокоричневой и черной. Многие ящерицы обладают способностью также довольно быстро перекрашиваться в другой цвет.
Такая перекраска зависит от сжатия одних и распространения других хроматофор и имеет по большей части адаптивный характер, о чем сказано будет подробно ниже.
Круглоголовки, например (род Phrynocephalus из сем. Agamidae) являются более темными по утрам, когда холоднее, и светлеют днем, при повышении температуры.
Кожные железы, как мы уже упоминали, отсутствуют у современных рептилий совершенно, если не считать встречающихся у некоторых групп рептилий железоподобных образований или желез специального назначения.
Так, у ящериц в период размножения имеются на бедрах особые поры, через которые выталкиваются наружу ороговевшие клетки, образующиеся на особом погруженном в соединительную ткань сосочке; у черепах имеются особые мускусные железы, расположенные между двумя щитами; у крокодилов имеются мускусные железы на боках нижней челюсти.
Однако низшие вымершие рептилии — котилозавры и звероящеры — еще сохраняли, вероятно, кожные железы в значительном числе на теле, так как иначе трудно понять образование сальных и потовых желез у млекопитающих, происшедших от зверозубых ящеров (Theriodontia) пермского времени.
- Форма тела рептилий и их движения
- Общая характеристика и обзор современных и ископаемых форм класса рептилии
- Характеристика высших позвоночных (Amniota)
- Географическое распространение амфибий
- Поведение амфибий
- Роль амфибий в биоценозах и в круговороте веществ.
Экономическое значение амфибий
- Приспособление амфибий к климатическим условиям существования
- Размножение амфибий
- Защитные приспособления. Регенерация амфибий
- Окраска амфибий
- Питание амфибий. Приспособление к роду пищи
- Приспособление амфибий к условиям среды обитания: типы — роющий, водный, наземный, древесный
- Происхождение амфибий
- Безхвостые амфибии (Аnurа, Ecaudate)
- Хвостатые амфибии (Urodela, Caudata)
- Безногие, или червяги (Apoda, Gymnopbiona, Coecliiae)
- Панцырные, или покрытоголовые амфибии (Phraсtamphibia, или Stegocephalia)
- Дробление и развитие яйца у амфибий
- Нервная система и органы чувств амфибий
- Мочеполовая система амфибий
- Органы кровообращения у амфибий
- Органы дыхания амфибий
- Пищеварительная система амфибий
- Мускулатура амфибий
- Внутренний скелет амфибий
- Наружный скелет амфибий
- Общие покровы амфибий
- Форма тела и движение амфибий
- Характеристика и обзор класса амфибии
- Охрана рыб и интенсификация рыбного хозяйства
Внешнее строение пресмыкающихсяВнешнее строение пресмыкающихся
Пресмыкающиесяили рептилии это — хладнокровные, преимущественно наземные, позвоночные животные, размножение и развитие которых происходит на суше (даже у жителей водоемов).Конечности пресмыкающихся расположены по бокам туловища, вследствие чего тело касается земли — «ползает», откуда и происходит название класса. Но у многих видов (в змей, некоторых ящериц) конечности исчезают или очень уменьшены. На ее пятипалых конечностях форуме плавательных перепонок.
Внешний слой покровов пресмыкающихся, в отличие от земноводных, роговие. Кожа сухая, практически без желез, покрыта роговыми чешуйками, щитками или пластинками — производными покровного эпителия. Такие покровы защищают животных от механических повреждений и лишних потерь влаги.
Плотный покров мешает росту пресмыкающихся, поэтому он периодически меняется: старый сбрасывается, и животное растет, пока новый не зроговив.
Класс Пресмыкающиеся, или Рептилии
Во внешней части внутреннего слоя кожи часто находятся специальные клетки — хроматофоры. В этих клетках секретируются пигменты: меланина и каротиноиды.
Кожа млекопитающихсостоит из двух слоев: многослойного эпидермиса (верхний тонкий слой) и кориума (толстый нижний слой), или собственно кожи.
Производными эпидермиса являются кожные железы, когти, ногти, копыта, роговые образования, чешуя, волосяной покров.
Характерный признак млекопитающих — наличие волосяного покрова. Он играет роль в терморегуляции, уменьшает испарение влаги, вызывает окраску.
Земноводные — это животные, которые во взрослом состоянии в основном распространены на суше, однако их размножение и развитие происходят в воде.
Тело у земноводных сплющенное сверху вниз, есть две пары конечностей для передвижения на суше, которые заканчиваются пальцами.
На голове видны два больших выпуклых глаз, защищенных веками: кожистой — верхней и прозрачной подвижной — нижней. Лягушка часто мигает.
Развитые межпозвоночные мышцы, которые обеспечивают дыхательные движения, мышцы шеи и конечностей, а также жевательные мышцы, которые приводятьу движение челюсти.
Пищеварительный тракт пресмыкающихся начинается ротовой породниною. Имеют зубы прирастают к краям костей (у крокодила сидят в альвеолах). Они служат для схватывания и удерживания добычи.
Особенности строения кожного покрова рептилий
Кожные покровы представляют собой весьма важную в функциональном отношении систему. Кожа и мускулы оформляют тело животного с поверхности, придают ему форму и удерживают все внутренние органы.
Кожные покровы защищают тело от внешних механических и химических повреждений, воздействия температуры, иссушения, проникновения микробов.
Кожа принимает участие в теплорегуляции, газообмене и выведении продуктов распада. Производные кожи могут принимать участие в формировании органов передвижения (копыта), служить для хватания (когти), нападения и защиты (рога, иглы и др.), полёта (складки), плавания (перепонки). Кожа содержит рецепторы органов осязания, в ней много желёз разного назначения (слизистые, жировые, пахучие, потовые и пр. ).
Кожные покровы позвоночных животных как система наружных органов, которая имеет непосредственную связь с окружающей средой, в первую очередь реагируют на изменения в условиях внешней среды. Поэтому кожа и ее производные у хордовых чрезвычайно разнообразны по строению и функции.
В индивидуальном развитии первичный кожный покров — слой эктодермы − дает наружный слой кожи, т. е. эпидермис со всеми его производными (пигмент, органы чувств, железы и роговой слой). Собственно кожа, или кориум, — соединительно-тканый слой кожных покровов — развивается за счет мезодермы от кожного листка миотома. Первичным строением кожи можно считать однослойный эпидермис и кориум, состоящий из неоформленной студенистой ткани.
Пресмыкающиеся (рептилии). Кожа имеет покров в виде роговых чешуй и щитков. Пальцы вооружены развитыми когтями.
По внутреннему краю бедер (ящериц) тянется ряд чешуек с отверстиями – бедренные поры. Из которых весной выступают нитевидные образования. Бедренные поры связаны с половой деятельностью. Кожа плотно прилегает к телу. Тело крокодила покрыто роговыми щиткам и бляшками, под которыми располагаются костные щитки (отсюда другое название – панцирные гады).
Особый интерес представляет наружный костный панцирь черепах, развившийся из костного кожного панциря путем срастания его с внутренним скелетом.
Черепахи у них пассивный орган защиты – костный панцирь, в котором заключено туловище. Верхний щит этого панциря, носящий название карапакса, образован костными пластинками кожного происхождения, с которыми обычно сливаются расширенные остистые отростки позвонков и ребра. Нижний щит, или пластрон.
Как карапакс, так и пластрон покрыты сверху роговыми щитками (у одной группы – мягкой кожей).
Кожные покровы рептилий, птиц и млекопитающих, несмотря на резкое различие по внешним признакам (чешуи, мер им, волосы), характеризуются общими чертами строения, что является важным признаком для объединения всех трех классов высших животных в группу амниот.
Превращение слизистого покрова в роговой явилось одним из важных факторов биологического прогресса, обусловившим расцвет рептилий в мезозойскую эру, а также расцвет птиц и млекопитающих, заменивших рептилий, в кайнозойскую эру.
Ороговение происходит благодаря появлению в плазме эпидермиса зернышек рогового вещества — кератогиалина, элеидина, которые постепенно заполняют всю клетку, после чего она отмирает.
Поэтому эпидермис делится на мальпигиев, или ростковый, слой с живыми клетками и роговой слой с отмирающими клетками. Кориум амниот состоит из сложного переплетения соединительнотканых волокон (коллагеновых и эластических).
Кожа рептилий, вследствие ороговения эпидермиса, лишена желез; остаются только железы специального назначения (бедренные поры яшериц, мускусные железы крокодилов) для всех рептилий характерно развитие роговых чешуй разнообразного строения: простые бугорки, чешуи, плоские пластинки, стилевидные выросты.
Кожа птиц очень близка по строению к коже рептилий; она также лишена желез (кроме копчиковой железы над хвостом), но значительно тоньше и подвижнее.
Типичные роговые чешуи у птиц имеются лишь на ногах, на теле же развиваются перья, имеющие разнообразное строение и окраску. Строение чешуевидных перьев на крыльях пингвинов (вторично упрощенных в связи с приспособлением к нырянию под водой) и на ногах страусов, а также на голове археоптерикса позволяет сделать заключение о происхождении перьев из чешуевидных образований.
Кожа млекопитающих в отличие от других амниот богата различными кожными железами: потовыми, сальными, млечными, а также различными железами специального назначения, например: копытные, мускусные, пахучие, околоанальные и т. д. Все эти железы являются производными эпидермиса и лишь вторично глубоко погружены в кориум.
Млечные железы — типичные кожные железы, происшедшие от простых мешковидных трубчатых желез типа потовых путем их сложного ветвления.
Совершенно своеобразными образованиями кожных покровов млекопитающих являются волосы. В отличие от роговых чешуи и перьев, волосы — чисто эпидермальные образования, и только в луковице волоса имеется соединительнотканый сосочек. Присутствие роговых чешуи у некоторых млекопитающих (неполнозубые, выхухоль, бобр, нутрия и т. д. ) одновременно с волосами показывает, что волосы развились самостоятельно между роговыми чешуями, лишь позднее заменив их.
