Что отсутствует в скелете представителей класса земноводные плечевой пояс конечностей
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.
Что отсутствует в скелете представителей класса земноводные плечевой пояс конечностей
Кожа голая, покрыта слизью (слизь увлажняет кожу, чтобы кожа могла дышать).
В скелете появляется шейный позвонок, позволяющий опускать и поднимать голову.
Дышат кожей и легкими (легкие развиты слабо, в виде мешка). Грудная клетка (ребра) отсутствует, поэтому вдох производят за счет движений горла.
Сердце трехкамерное, два круга кровообращения. Перегородки в желудочке нет, кровь смешивается.
Холоднокровные, в холодную погоду впадают в спячку.
Оплодотворение наружное (происходит в воде). Развитие непрямое (с превращением): из яйца выходит личинка головастик, которая не похожа на взрослое земноводное, а похожа на рыбу:
Cреднее ухо и барабанная перепонка появляются в связи с выходом на сушу.
Систематика: отряд бесхвостые (лягушки, жабы), отряд хвостатые (тритоны, саламандры), отряд безногие (червяги).
Жабы имеют развитые легкие и сухую кожу, поэтому живут полностью на суше (размножаются все равно в воде).
Тесты
704-01. Что отсутствует в скелете представителей класса Земноводные?
А) плечевой пояс конечностей
Б) кости задних конечностей
В) грудная клетка
Г) череп
704-02. Определите правильную последовательность процессов, характерных для развития прудовой лягушки.
А) оплодотворение > откладывание икры в воду > созревание икринки > выход маленькой лягушки
Б) откладывание икры в воду > оплодотворение > развитие головастика > появление маленькой лягушки
В) оплодотворение > перемещение икры на сушу > развитие личинки > развитие лягушки
Г) откладывание неоплодотворённой икры в воду > развитие личинки > развитие лягушки
704-03. Верны ли суждения о земноводных?
1. К земноводным относятся лягушки, жабы, ящерицы, тритоны.
2. Земноводные живут в воде, и только в период размножения они переходят жить на сушу.
А) верно только 1
Б) верно только 2
В) верны оба суждения
Г) оба суждения неверны
704-04. Верны ли суждения о процессах жизнедеятельности земноводных?
1. Лёгкие у земноводных развиты слабо, дополнительный газообмен происходит через влажную кожу.
2. С появлением лёгких у земноводных сформировался второй круг кровообращения.
А) верно только 1
Б) верно только 2
В) верны оба суждения
Г) оба суждения неверны
704-05. В процессе эволюции непосредственные предки представителей класса, к которым относится изображённое животное, первыми приобрели
А) два круга кровообращения
Б) хорду
В) внутренний костный скелет
Г) головной мозг
704-06. Сердце головастика по строению напоминает сердце
А) рыбы
Б) моллюска
В) взрослого земноводного
Г) взрослого пресмыкающегося
704-07. Личинки земноводных сходны с рыбами тем, что у них имеются
А) грудные плавники
Б) брюшные плавники
В) наружные жабры
Г) органы боковой линии
704-08. К классу земноводных не относится животное, которое на рисунке обозначено буквой
704-9. Жабы, в отличие от лягушек, могут жить вдали от водоема. Чем это можно объяснить?
А) Они размножаются на суше.
Б) У них лучше развиты легкие и более сухая кожа.
В) У них короткие задние конечности и длинные передние.
Г) Они питаются наземными беспозвоночными животными.
704-10. Какой орган у лягушки участвует в дыхании?
А) почки
Б) кожа
В) сердце
Г) желудок
704-11. Верны ли следующие суждения о размножении и развитии земноводных?
1. После зимней спячки все земноводные скапливаются в укромных местах под корягами и корнями деревьев, там происходит их размножение.
2. На личиночной стадии развития земноводные имеют двухкамерное сердце и один круг кровообращения.
А) верно только 1
Б) верно только 2
В) верны оба суждения
Г) оба суждения неверны
704-12. Верны ли суждения о развитии земноводных?
1. Личинка земноводных не похожа на взрослое животное.
2. На ранних стадиях развития головастики имеют боковую линию, двухкамерное сердце и один круг кровообращения.
А) верно только 1
Б) верно только 2
В) верны оба суждения
Г) оба суждения неверны
704-13. Лёгочное дыхание у земноводных осуществляется благодаря
А) глотательным движениям
Б) сердечным сокращениям
В) изменению объёма грудной полости тела
Г) растягиванию горла
704-14. Органы слуха земноводных представлены
А) резонаторами
Б) наружным ухом
В) средним ухом
Г) средним и внутренним ухом
704-15. Какая пара признаков отличает представителей класса Земноводные от других позвоночных животных?
А) легочное дыхание и наличие почек
Б) позвоночник из нескольких отделов и передние конечности
В) голая кожа и развитие с превращением
Г) замкнутая система кровообращения и трехкамерное сердце
704-16. Важнейшими особенностями земноводных являются
А) жабры, боковая линия, наличие плавников
Б) легкие, двухкамерное сердце, развитый передний мозг
В) голая кожа, трехкамерное сердце, наружное оплодотворение
Г) разделение крови на венозную и артериальную, теплокровность
704-17. Земноводные благодаря шейному позвонку способны
А) опускать и поднимать голову
Б) вытягивать голову вперёд
В) делать головой вращательные движения
Г) поворачивать голову в правую и левую стороны
704-18. Наиболее совершенное строение лёгких среди приведенных ниже земноводных имеет
А) лягушка остромордая
Б) аксолотль
В) тритон обыкновенный
Г) жаба зелёная
704-19. Какое усложнение в организации земноводных позволило им освоить сушу?
А) теплокровность
Б) лёгочное дыхание
В) внутреннее оплодотворение
Г) покровительственная окраска
Особенности скелета земноводных
Разделы: Биология
Ключевые слова: скелет земноводных
Оборудование: таблицы «Тип Хордовые. Класс Земноводные. Лягушка», скелет земноводных, скелет костистой рыбы, мультимедийное приложение Биология. Многообразие живых организмов. 7 класс, интернет-ссылки:
Ход урока
I. Организационный момент
II. Проверка знаний
а) Работа по карточкам:
№ 1. В умеренном поясе насчитывается несколько десятков видов земноводных, а в тропиках их 1,5тыс. видов. Назовите природные условия, способствующие неравномерности распространения земноводных в разных климатических зонах.
№ 2. В процессе эволюции у земноводных сформировались вместо плавников конечности рычажного типа. В чем биологическое значение такого способа передвижения.
№ 3. Земноводные получили название за способность жить в воде и на суше. Чего в них больше земного или водного.
б) Устная проверка знаний по вопросам:
III. Изучение нового материала
Скелет земноводных
Создание проблемной ситуации:
1. Выяснить, какие особенности строения скелета лягушки появились в связи с переходом к наземному образу жизни?
Многие из изобретений земноводных оказались настолько совершенными, что сохранились и далее в неизменном виде у всех наземных позвоночных. Примеры именно таких изобретений мы найдём в скелете земноводных.
2. Назовите отделы скелета рыб.
Скелет земноводных разделён на отделы:
Вывод: По сравнению с рыбами для земноводных характерна большая дифференцировка позвоночного столба на отделы, изменение формы тел позвонков и более сильное развитие сочленовных отростков. Эти преобразования связаны с наземным образом жизни и обеспечивают большую прочность осевого скелета при сохранении его подвижности, прочное соединение с ним тазового пояса и допускают некоторую подвижность черепа в вертикальной плоскости относительно туловища (возможность поднимать и опускать голову).
Таким образом, череп амфибий отличается от черепа большинства костных рыб:
Тазовый пояс образован тремя, парными элементами, сходящимися в области вертлужной впадины, которую они и образуют. Длинные подвздошные кости своими проксимальными (передними) концами прикреплены к поперечным отросткам единственного крестцового позвонка. Направленный вперед и вниз лобковый элемент пояса у лягушек остается хрящевым. Сзади него расположена седалищная кость. Такое расположение элементов тазового пояса характерно для всех наземных позвоночных.
У лягушек наблюдаются некоторые отклонения. Основные из них следующие: оба элемента предплечья и голени срастаются в одну кость, срастается между собой и большая часть костей запястья и предплюсны, перед первым пальцем задней конечности имеется рудимент добавочного пальца. Эти особенности имеют вторичный характер и связаны, видимо, с приспособлением лягушек к передвижению прыжками.
Вывод: Наземный образ жизни обеспечивается рядом особенностей строения: большая дифференцировка позвоночного столба на отделы и более прочное соединение тел позвонков друг с другом (замена амфицельных позвонков процельными или опистоцельными); появление парных конечностей наземного типа; усложнение строения и большая прочность поясов конечностей (при этом уже устанавливается достаточно прочное соединение тазового пояса с осевым скелетом);
«Водные» черты строения проявляются в целом ряде особенностей: относительно слабое развитие окостенений скелета.
3. Выполнение лабораторной работы. «Изучение скелета лягушки».
Изучается глава «Особенности скелета земноводных», рисунки текста учебника, при изучении вопроса используется скелет.
Изучение скелета лягушки
Инструктивная карточка
Особенности строения и значение скелета лягушки