приспособление рептилий к наземному образу жизни
Приспособления рептилий к условиям обитания. Типы: наземный, подземный, древесный, водный
Современные рептилии — лишь обломок огромного филогенетического дерева, процветавшего в конце палеозоя и в мезозое. Тогда они господствовали на земле, в воде и воздухе, занимая все среды обитания, причем у них вырабатывались приспособления к ним разнообразными путями. В некоторых случаях приспособленность рептилий, как ископаемых, так и современных, к условиям обитания является изумительной.
Приспособления к наземному и подземному образу жизни. Возникли рептилии как тип, прогрессивно приспособлявшийся к жизни па суше. Ho первые рептилии были еще весьма несовершенно приспособлены к движению и жизни па земле. Пока у них не было конкурентов, они могли господствовать на суше, но потом конкуренция различных форм рептилий между собой, напряженная борьба за существование обусловили появление более совершенного типа наземного существа. Первые рептилии из подкласса Cotylosauria, например Seymouria, имели еще настолько большое сходство со стегоцефалами, что некоторыми учеными они и относились к последним. Неуклюжее тритонообразное тело на коротких массивных ногах, короткий хвост с ребрами, массивная голова характерны для животного, которое еще очень плохо двигалось по земле. Так же мало приспособленными наземными животными, жившими па берегах и спускавшимися в воду, были Labidosaurus и Pareiasaurus. Однако длинный путь развития привел к созданию весьма совершенных наземных форм. Примером последних могут служить ящерицы из родов Agama, Lacerta или Eremias. Эти ящерицы ведут дневной образ жизни. Каждому видевшему их известна быстрота, с которой передвигаются они по земле, убегая от опасности или гоняясь друг за другом в период спаривания. Длинное тонкое тело на стройных ногах, с длинным тонким хвостом сильно отличает этих животных от их палеозойских предков и совершенно не оправдывает названия «пресмыкающиеся».
При очень быстром беге становится необходимым уменьшение поверхности трения. Одновременно стопа, направленная наружу и назад, должна повернуться внутрь и вперед. Колено благодаря этому приближается к туловищу, и тело более опирается па внутреннюю часть стопы, чем на наружную. Благодаря всему этому утрачивается крайний наружный, т. е. пятый палец.
Из современных рептилий способность к быстрому бегу наблюдается у относящейся к семейству Agamidae австралийской плащеносной ящерицы — Chlamydosaurus. Мы видим у нее способность пробегать небольшие расстояния только на задних ногах, держа передние в несколько опущенном состоянии и балансируя хвостом. Так убегает эта ящерица от преследования. Кроме Chlamydosaurus, эта способность встречается лишь у немногих современных ящериц, но была, как мы видим, весьма распространена у многих ископаемых, передвигавшихся на задних ногах, подобно кенгуру. Как мы видели из систематического обзора, среди них были не только мелкие формы, как Compsognathidae, нo и весьма крупные, как Allosaurus (6—7 м длины) и Iguanodon (10 м длиной и 5 м в вышину). В скелете этих двуногих динозавров мы видим ряд признаков, сближающих их с птицами, но являющихся, видимо, результатом приспособления к одинаковым условиям передвижения. Конечности весьма сходны с птичьими; в особенности сходны с последними они у Ornithomimus, хищного динозавра из меловых отложений Сев. Америки. Сходство это и в наличии tibio-tarsus и в устройстве metatarsus. Os ischium у птиценогих динозавров длинна и направлена назад, как у птиц, и параллельно ей располагалась os postpubis, длинный отросток pubis, аналогично тому как располагается os pubis у птиц. Весь таз, соединявшийся c V—VI крестцовыми позвонками, сходен с птичьим. Если бы одеть мускулатуру на скелет такого динозавра, то последний выглядел бы подобно бегающей птице. Мы знаем, что двуногость связана с наличием сухих равнин. Подобные условия должны были создать и бегающих динозавров.
Жизнь в пустыне, в частности, в песчаной пустыне, вызывает еще целый ряд приспособлений у населяющих ее рептилий. Наиболее важными являются приспособления, мешающие погружению в песок. Это достигается, например, расширением самого тела животного, превращающегося в округлый диск (Phrynosoma); это же менее, но все же выражено у круглоголовки (Phrynocephalus).
Преимущественно жe для предохранения от проваливания животного в песок (и для рытья) служат конечности. Они превращаются в своего рода лыжи с широкой поверхностью (рис. 405).
Биология
Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов
Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы
План урока:
Внешнее и внутреннее строение
При слове «змея» по коже пробегают мурашки, и возникает чувство отвращения. Даже звери при встрече со змеями ведут себя возбужденно. Эти животные окружены всегда какой-то тайной. О них слагались легенды, мифы и существовали различные поверья. Издавна их использовали в различной символике. Например, на головном уборе фараона изображали кобру как символ могущества и непобедимости.
Медицинской эмблемой является чаша с обвивающейся вокруг нее змеей и получила она название «Гиппократова чаша».
Символ медицины – чаша со змеей
Посмотрите, какое двойственное отношение людей к змеям, представителям пресмыкающихся.
В 18 веке рептилий и амфибий объединяли вместе под общим названием «гады».Если эти два класса объединяли вместе, то, наверное, они имеют общие черты.
Для того чтобы понять кто такие рептилии и сформировать свое к ним отношение, посвятим сегодня урок этим загадочным животным.
В настоящее время насчитывается приблизительно 8000 видов рептилий. Происхождение слова «пресмыкающиеся» от греческого слова «reptare» – ползать на брюхе.
Общий план строения рептилий напоминает хвостатых земноводных, с которыми мы познакомились в предыдущем уроке. По внешнему строению рептилии представляют большое разнообразие:
Какие же общие черты, несмотря на внешнее разнообразие, можно выделить в строении рептилий?
Роговые чешуи образуют плотный покров, который препятствует росту тела. Поэтому в течение всей жизни, пресмыкающиеся несколько раз «сбрасывают» кожу, то есть происходит процесс линьки.
Процесс линьки может различаться у разных видов пресмыкающихся. Полностью всю кожу «сбрасывают» ящерицы и змеи. Животное трется о всевозможные предметы, и кожа сдвигается с туловища в виде «чулка».
У других видов пресмыкающихся линька представляет собой медленное слущивание верхних слоев кожи.
Во внешнем строении тела рептилий можно выделить три отдела: голова, туловище и хвост. У некоторых видов есть конечности с когтями – передние и задние. На голове можно увидеть различные органы чувств.
Перейдем к внутреннему строению рептилий, которое имеет черты сходства с амфибиями. Хотя существуют и определенные различия.
Отличительной особенностью строения скелета рептилий является большое количество позвонков. Например, у ящериц не более ста позвонков, а у змей – до четырехсот.
Хорошо развиты ребра и появляется грудная клетка, которая предохраняет внутренние органы.
Особенностью строения пищеварительной системы рептилии является наличие зубов.
Усложнение прослеживается в строении головного мозга рептилий. Например, у пресмыкающихся хорошо развит мозжечок, что можно увидеть на рисунке. Основной причиной этого является хорошая подвижность и разнообразные движения животных.
Несмотря на сложное строение сердца и лёгких, обмен веществ в организме рептилий происходит довольно медленно. Поэтому температура тела переменная и колеблется в течение суток. Рептилий и амфибий можно считать холоднокровными животными.
Размножение и развитие
Органы размножения рептилий представлены двумя семенниками у самцов и двумя яичниками у самки.
Размножение и развитие пресмыкающихся осуществляется на суше.
Для осуществления размножения пресмыкающиеся стараются найти себе пару. Для этого самец пытается привлечь внимание самки громким криком, сменой окраски, а еще могут выделять специальное вещество, которое очень сильно пахнет. Например, у крокодилов такое вещество выделяет самцы, а вот у змей – самки. С помощью запаха они объявляют о готовности к размножению.
Очень интересны любовные игры змей – они исполняют удивительные танцы в этот период.
Размножение пресмыкающихся, в отличие от амфибий, происходит на суше.
Какие особенности размножения пресмыкающихся позволили им осуществлять оплодотворение на суше? У амфибий и рыб половые клетки выделялись в воду, где они оплодотворялись.
При размножении пресмыкающихся оплодотворение происходит в организме самки. Для этого самец вводит в клоаку самки сперматозоиды, которые проникают в яйцевые клетки.
Поэтому особенностями размножения пресмыкающихся является внутреннее оплодотворение. Представители этого класса откладывают яйца, а в отряде ящерицы есть и живородящие виды.
У пресмыкающихся, благодаря внутреннему оплодотворению, появилась возможность развития без метаморфоза.
Самки рептилий находят укромное место и производят кладку яиц, либо зарывают их в землю, где и происходит их развитие.
Хорошо развита забота о потомстве у рептилий. Многие смотрели мультфильм «Рикки-Тикки-Тави», вспомните как пара кобр – Наг и Нагайна охраняли свое потомство на дынной грядке.
Кадр из мультфильма «Рикки-Тикки-Тави»
Яйца рептилий крупные, сверху покрыты кожистой оболочкой или известковой скорлупой. Внутри находится желток, представляющий собой запас питательных веществ. Развитие зародыша пресмыкающихся происходит благодаря питательному веществу. Отличием развития земноводных и пресмыкающихся является то, что детеныш рептилий похож на взрослое животное.
Образ жизни
Благоприятными условиями для жизни пресмыкающихся считается тепло, поэтому они распространены в странах с тропическим и субтропическим климатом. Полярный круг переходят лишь немногие формы. В горных странах могут встречаться довольно высоко.
В период холодов они впадают в спячку. Это является своеобразным приспособлением пресмыкающихся к жизни на суше в умеренном климате.
Приспособлением к наземному образу жизни являются различные способы защиты от врагов. Например, функцию защиты у черепах выполняет панцирь. Хамелеон для устрашения врагов с шипением раздувает свое тело, а еще может менять свою окраску.
Хамелеон устрашает змею
Интересным активным приспособлением пресмыкающихся к жизни в наземной среде обитания является наличие ядовитых зубов, которые помогают при нападении на них врага. Такими зубами снабжены змеи и ядовитые ящерицы.
Укусить змеи могут не только животного, являющегося врагом или добычей, иногда на их пути попадается и человек. Однако, укус змеи – это результат неосторожности человека или самозащита животного. При защите змея принимает позу угрозы и делает бросок головы в сторону человека, иногда кусает и даже дважды.
Какие меры необходимо предпринять, если вас укусила змея?
Велико экономическое значение пресмыкающихся в жизни человека. Из кожи змей и крокодилов изготавливают кошельки, сумочки, ремни. Для приготовления блюд используют мясо некоторых рептилий. А черепашьи яйца считаются деликатесом.
Положительную роль играют рептилии в сельском хозяйстве. Они истребляют вредных грызунов, наносящих урон посевам культурных растений.
Велико значение рептилий в природе. Они являются звеньями пищевых цепей – как хищники и как добыча. Рептилии питаются мелкими грызунами, насекомыми, земноводными. Сами они тоже являются объектом охоты для хищных птиц и млекопитающих. Поедая больных и слабых животных, пресмыкающиеся в природе играют роль санитаров.
Классификация класса Пресмыкающиеся
Современные представители пресмыкающихся – это лишь малая часть от богатого мира древних рептилий. Современная систематика разделяет класс на 4 отряда.
Водится в Новой Зеландии и является самой примитивной среди рептилий.
Отряд клювоголовые относится к пресмыкающимся, но имеет и черты земноводных.
Гаттерия ведет ночной образ жизни; в пищу использует насекомых и улиток.В ноябре-декабре эти организмы, которых включают в отряд клювоголовые, откладывают яйца. Для этого они сооружают яйцевую нору на солнечном месте, в которой помещают от 9 до 17 яиц. Следует отметить интересный факт: для появления молодой гаттерии из яйца требуется 12-14 месяцев.
Беременная самка живородящей ящерицы
Процесс живорождения сформировался как приспособление к условиям обитания. Если бы эти ящерицы были яйцекладущими, то можно предположить, что в темном влажном лесу зародыш не получил бы достаточного тепла для развития. В таком случае потомство было бы обречено на гибель.
А вот самые крупные ящерицы – вараны – относятся к яйцекладущим. Обитают в Азии, Африке, Австралии, поэтому теплый климат благоприятно сказывается на развитии потомства из яиц. Например, серый варан живет в песчаных норах, питается мелкими рептилиями и насекомыми.
Серый варан достигает длины 1,5 м
Самым крупным вараном считается комодский – вес 130 кг и длиной около 3 м. Охраняется в национальном парке Комодо.
К ящерицам относятся и безногие представители, например веретенница или медяница. Очень легко перепутать с похожей змеей-медянкой
Ящерицы, как представители отряда чешуйчатые, способны к автотомии или самокалечению. Ящерица, схваченная за хвост, обламывает его, и он остается у преследователя, а само животное убегает. Отломанный хвост восстанавливается, так как для них характерна регенерация.
Ящерица без хвоста
В нашей фауне из ядовитых змей чаще всего встречается гадюка. Днем она греется на солнце, а ночью ловит добычу: мышей, птенцов, лягушек, даже насекомых.
Гадюки греются на солнце
Из неядовитых змей в природе часто можно встретить ужа, которого иногда путают с гадюкой. Уж – это рептилия, длиной до 1м, черного цвета с полукруглыми желтыми пятнами на голове. Отличие двух змей хорошо просматриваются на рисунке.
Сравнение гадюки и ужа
Черный кайман – самый крупный из семейства аллигаторы
Представители отряда крокодилы – страшные хищники, их добычей служат различные водные животные. Нередко могут нападать на крупных млекопитающих, пришедших на водопой.
Крокодил нападает на зебру
Известны случаи нападения на человека. Следует заметить, что человек, уже схваченный крокодилом, не всегда погибает: быстрое сопротивление пугает хищника, и он ныряет под воду.
Из пресноводных хорошо известна болотная черепаха, широко распространенная в Европе.
Самым крупным видом данного отряда пресмыкающихся считается слоновая черепаха, живущая на Галапагосских островах. Длина ее доходит до 110 см, а масса – 400 кг.
Интересными являются морские черепахи, у которых передние конечности представляют собой ласты, приспособленные для плавания.К ним относится зеленая или суповая черепаха, обитательница жарких поясов.
Зеленая или суповая черепаха
Происхождение пресмыкающихся
При раскопках обнаружены скелеты древних пресмыкающихся, при изучении которых были выявлено их сходство с древними земноводными. У древних рептилий не было грудной клетки. Это может служить доказательством происхождения пресмыкающихся от земноводных.
Происхождение пресмыкающихся обусловлено такими ароморфозами как ороговение кожи, легочное дыхание, внутреннее оплодотворение, появление грудной клетки.
Огромных размеров достигали многие виды из вымершей группы динозавров. Например, бронтозавр достигал 17 м и относился к растительноядным животным.
К хищным динозаврам относится тираннозавр. Эти древние животные очень быстро перемещались на сильных задних ногах. Догнав свою жертву, они разрывали ее на куски.
К отряду зверозубые ящеры относились животные, у которых ноги находились под туловищем, в отличие от других. Этот признак сближает их с млекопитающими.
Доказательством происхождения млекопитающих от пресмыкающихся служит сходство во внешнем и внутреннем строении, однако есть и различия. Млекопитающие теплокровные животные, для них характерно живорождение и наличие млечных желез.
Доказательством происхождения птиц от пресмыкающихся могут служить следующие признаки:
В жизненной борьбе оказались более стойкими благодаря своим прогрессивным признакам птицы и млекопитающие, сменившие рептилий и давшие начало новому периоду жизни на земле – веку птиц и млекопитающих.
Класс пресмыкающиеся
На настоящий момент класс насчитывает около 10 тысяч видов.
У рыб и земноводных оплодотворение было наружным, малоэффективным, с небольшой вероятностью встречи половых клеток. При внутреннем оплодотворении, которое появляется у рептилий, семенная жидкость самца со сперматозоидами вводится непосредственно в половые пути самки, что значительно увеличивает вероятность встречи мужских и женских гамет.
Кожа пресмыкающихся сухая, практически лишена желез (которых так много у земноводных). Верхние слои эпителия ороговевают, на поверхности кожи формируются роговые чешуйки. Эта защита необходима от пересыхания, помогает эффективнее удерживать воду в организме.
У пресмыкающихся происходит усложнение строения дыхательной системы: появляются ячеистые легкие, обеспечивающие более эффективный газообмен. Кожное дыхание (доминировавшее у амфибий) у пресмыкающихся сведено к минимуму или отсутствует вовсе.
Тем не менее, над перегородкой кровь смешанная, так что пресмыкающиеся, как и земноводные, относятся к пойкилотермным (холоднокровным) животным.
У пресмыкающихся впервые возникают зачатки новой коры головного мозга, совершенствуется воспринимающая и интегрирующая функции головного мозга. Становится возможным более сложное поведение.
Отряды пресмыкающихся
Тело ящерицы покрыто сухой кожей, практически лишенной желез, с роговыми чешуями и щитками. Такое строение покровов тела предотвращает высыхание организма, защищает от потери воды. Испарение через кожу сохраняется, но в минимальном объеме.
Тело подразделяется на голову, туловище, хвост и две пары конечностей. Конечности расположены по бокам туловища, поэтому поднять голову высоко над землей пресмыкающиеся не могут. Конечности пятипалого типа, перепонки между пальцами отсутствуют.
В случае нападения хищника автотомия может спасти жизнь ящерицы, так как отброшенный хвост приковывает к себе внимание и хищник перестает преследовать ящерицу.
К ребрам крепятся впервые возникшие у пресмыкающихся межреберные мышцы, участвующие в дыхании.
Скелеты поясов конечностей служат опорой для самих конечностей. Передний (плечевой) пояс состоит из парных ключиц, лопаток, вороньих костей (коракоидов) и надгрудинника (надключицы), а также хрящей. Задний (тазовый) пояс конечностей образован тремя костями: седалищной, лобковой и подвздошной, также включает в себя хрящевые прослойки между ними.
Скелеты передних и задних свободных конечностей аналогичны по строению конечностям амфибий. Однако стоит заметить, что голень и предплечье не состоят из одной единой кости: они подразделяются на лучевую и локтевую (составляют предплечье), малоберцовую и большеберцовую (составляют голень).
Строение пищеварительной системы рептилий более дифференцировано по сравнению с таковым у земноводных.
Ротовая полость переходит в короткую глотку, которая продолжается в пищевод. Пищевод расширяется и переходит в желудок, от которого начинается тонкий, а затем толстый отдел кишечника. В тонкую кишку открываются протоки печени, поджелудочной железы и желчного пузыря.
Граница между тонкой и толстой кишкой особенно хорошо выражена: на ее месте располагается зачаток слепой кишки. Оканчивается пищеварительная система клоакой.
Кожа не участвует в дыхании, эту функцию берут на себя возникшие у рептилий ячеистые легкие. По сравнению с легочными мешками амфибий, ячеистые легкие имеют бо́льшую дыхательную поверхность.
Поскольку рептилии холоднокровные животные, то интенсивность их обмена веществ напрямую зависит от температуры окружающей среды. Частота дыхательных движений также коррелирует с метаболизмом, поэтому чем выше температура окружающей среды, тем чаще дышит животное.
Сравнивая головной мозг земноводных и пресмыкающихся, становятся заметны несколько существенных отличий.
Мозжечок развит лучше, чем у земноводных. У рептилий появляются зачатки новой коры переднего мозга, он значительно увеличивается в объеме и перестает быть исключительно обонятельным центром, вбирая в себя новые функции.
Для рептилий характерно более сложное (чем для амфибий) поведение, помимо заложенных генетически безусловных рефлексов, они способны вырабатывать адаптивные, условные рефлексы.
Веки и мигательная перепонка служат для увлажнения поверхности глаза и предохраняют от высыхания.
Орган слуха также совершенствуется: появляется круглое окно во внутреннем ухе, улучшается передача звуковых колебаний, благодаря чему слух рептилий становится острее. Среднее ухо по-прежнему представлено стремечком и барабанной перепонкой.
Мужская половая система представлена семенниками и отходящими от них семяпроводами, впадающими в мочеточники. Мочеточники открываются в клоаку. У самцов имеются особые совокупительные органы, предназначенные для введения семенной жидкости в половые пути самки. Оплодотворение у рептилий внутреннее.
У самок половая система состоит из яичников, от которых отходят яйцеводы, впадающие в клоаку. Сперматозоиды оплодотворяют яйцеклетки в верхней части яйцевода.
Змеи также принадлежат к отряду чешуйчатые. Это безногие животные, адаптировавшиеся к перемещениям в густом лесном покрове, кронах деревьев. У змей взгляд немигающий: отсутствуют подвижные веки. Однако их отсутствие не означает, что поверхность глаз не нуждается в увлажнении: у них имеется мигательная перепонка, смачивающая поверхность глаза.
Змеи подразделяются на ядовитых и неядовитых. Ядовитыми являются гадюка обыкновенная, песчаная эфа, черная мамба, кобра, грюза, гремучие и морские змеи. К неядовитым относятся полозы, ужи, удавы.
Черепахи
Имеют уплощенное тело, покрытое панцирем из двух щитков: брюшного и спинного. Примечательно, что на задних конечностях имеются межпальцевые перепонки для плавания. Морские черепахи продвинулись еще дальше: у них задние конечности видоизменены в ласты, которые служат приспособлением к водному образу жизни.
Крокодилы
Однако, крокодилы все равно остаются холоднокровными животными: кровь смешивается в спинной аорте, образованной в результате слияния левой и правой дуги аорты.
Клювоголовые
Значение пресмыкающихся
Как и все живые организмы, пресмыкающиеся являются звеном в цепи питания (консументами). Регулируют численность насекомых, питаясь ими. Среди рептилий встречаются как хищники, так и растительноядные формы.
Рептилии имеют пищевое значение. В Африке и Азии употребляют в пищу около сотни различных блюд из мяса змей; яйца, жир и мясо морской черепахи также употребляются в пищу. Из кожи крокодилов изготавливают различные изделия.
© 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.