АМФИБИИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ВИДЫ, СИСТЕМЫ, РАЗМНОЖЕНИЕ - БИОЛОГИЯ

В амфибиях являются классом позвоночных , которые не обладают способностью регулировать температуру тела. Класс состоит из почти 6000 видов лягушек, жаб, саламандр и цецилий. Эта последняя группа малоизвестна, и это земноводные, похожие на змею, поскольку у них дегенерировали свои конечности.

Термин «амфибия» относится к одной из самых выдающихся характеристик группы: ее двум образам жизни. Амфибии обычно имеют стадию водной личинки и взрослую наземную особь.

Ануран. Источник: pixabay.com

Следовательно, его воспроизводство по-прежнему связано с водоемами. В результате репродуктивного процесса в яйце отсутствуют амниотические оболочки, поэтому его необходимо хранить в прудах или во влажной среде. У лягушек есть внешнее оплодотворение, а у саламандр - и, вероятно, слепых - внутреннее оплодотворение.

Кожа у земноводных очень тонкая, влажная, железистая. Некоторые виды имеют модификации для производства яда, чтобы защитить себя от потенциальных хищников. Хотя у некоторых видов есть легкие, у других они утрачены, и дыхание происходит полностью через кожу.

Мы находим земноводных в самых разных экосистемах тропических и умеренных регионов (за исключением океанических островов).

Герпетология - это раздел зоологии, занимающийся изучением земноводных, а также рептилий. Профессионал, профессионально развивающийся в этой науке, известен как герпетолог.

характеристики

Костные характеристики

Амфибии - это позвоночные, четвероногие и предковые четвероногие животные. Его скелет состоит в основном из костей, а количество позвонков варьируется. У некоторых видов есть ребра, которые могут или не могут срастаться с позвонками.

Череп саламандр и лягушек обычно открытый и нежный. В отличие от этого, у слепых черепов наблюдается огромное уплотнение черепа, превращающее его в тяжелую и прочную структуру.

Общая морфология тела

Морфология тела представляет собой три основных положения, которые соответствуют таксономическому упорядочению класса: сросшееся тело, пухлое, без шеи и измененные передние конечности для прыжков лягушек; изящное телосложение с четко очерченной шеей, длинным хвостом и конечностями, равными размерам саламандр; и удлиненная, безногая форма цецилий.

метаморфоза

Жизненный цикл большинства земноводных характеризуется двухфазностью: из яйца вылупляется водная личинка, которая превращается в половозрелую наземную особь, которая откладывает яйца и, таким образом, замыкает цикл. Другие виды устранили водную стадию.

кожа

Кожа амфибии довольно уникальна. Он характеризуется тем, что он очень тонкий, влажный и с наличием множества желез. У видов, лишенных легких, газообмен может происходить через кожу. Существуют модификации конструкций, выделяющих токсичные вещества для борьбы с хищниками.

На коже выделяются яркие цвета - или способность маскироваться. Многие из них предназначены для предупреждения или укрытия от хищников. На самом деле окраска амфибий сложнее, чем кажется; Он состоит из ряда клеток, хранящих пигменты, называемые хроматофорами.

Типы (классификация)

Класс Amphibia делится на три отряда: отряд Gymnophiona (Apoda), состоящий из цецилий; Отряд Urodela (Caudata) обычно называют саламандрами, а отряд Anura (Salientia) образован лягушками, жабами и им подобными. Ниже мы опишем каждую из характеристик каждого класса:

Заказать Gymnophiona (Ник)

Eocaecilia micropodia, ранний цецилий из нижней юры, рисунок карандашом. Нобу Тамура (http://spinops.blogspot.com)

Гимнофионы или цецилии составляют отряд из 173 видов организмов с очень удлиненным телом, без конечностей и с подземным образом жизни.

Внешне они напоминают червяка или маленькую змею. Его тело покрыто небольшими кожными чешуйками, и они аннулируются. Череп слепой кишки значительно окостенел. У немногих существующих водных форм узор колец не так заметен.

Большинство видов обитает в тропических лесах Южной Америки, закопанных в землю. Однако они также были зарегистрированы в Африке, Индии и некоторых регионах Азии.

Как и у большинства видов с подземными привычками, глаза очень маленькие, а у некоторых видов они совершенно бесполезны.

Отряд Urodela (Caudata)

Саламандра саламандра. Источник: pixabay.com

Уродело состоят из почти 600 видов саламандр. Эти земноводные обитают в различных средах, как умеренных, так и тропических. Их много в Северной Америке. С экологической точки зрения саламандры очень разнообразны; они могут быть полностью водными, наземными, древесными, подземными и другими средами.

Для них характерно то, что они являются организмами небольших размеров - редко особь превышает 15 см. Исключение составляет гигантская японская саламандра, длина которой превышает 1,5 метра.

Конечности образуют прямой угол с туловищем цилиндрического и тонкого тела, которым они обладают. Задние и передние конечности одинакового размера. В некоторых водных и подземных формах члены претерпели значительное сокращение.

Отряд Анура (Salientia)

Pelophylax perezi

Отряд бесхвостых амфибий является самым разнообразным среди земноводных, насчитывая почти 5300 видов лягушек и жаб, разделенных на 44 семейства. В отличие от саламандр, у бесхвостых особей нет хвоста. Им обладают только лягушки из рода Ascaphus. Название отряда Anura намекает на эту морфологическую характеристику.

Альтернативное название группы, Salientia, подчеркивает адаптацию к движению группы посредством прыжков благодаря ее мощным задним ногам. У них пухлое тело и нет шеи.

Это лягушка или жаба?

Иногда, когда мы видим анурана, мы обычно задаемся вопросом, соответствует ли этот образец «жабе» или «лягушке». Обычно, когда мы говорим о жабе, мы имеем в виду бесхвостого амура с кожистой кожей, выступающими бородавками и крепким телом, а лягушка - изящное животное с яркой окраской, яркой и железистой кожей.

Однако это различие просто популярно и не имеет таксономической ценности. Другими словами; не существует таксономического диапазона, называемого жабами или лягушками.

Пищеварительная система

1 - правое предсердие, 2 - ортовая артерия, 3 - яйца, 4 - толстая кишка, 5 - левое предсердие, 6 - желудочек, 7 - желудок, 8 - левое легкое, 9 - селезенка, 10 - тонкий кишечник. Клоака Фото сделано Джонатаном Макинтошем

Адаптации головной области

Язык амфибий выступает вперед и позволяет им ловить мелких насекомых, которые станут их добычей. Этот орган имеет различные железы, которые производят липкие выделения, которые обеспечивают захват пищи.

У головастиков есть ороговевшие структуры в области рта, которые позволяют им соскабливать растительный остаток, который они будут потреблять. Расположение и количество этих буккальных структур имеют таксономическое значение.

Адаптации кишечника

По сравнению с другими животными пищеварительный тракт амфибий довольно короткий. Во всем животном мире пищеварительная система, состоящая из коротких кишечников, типична для хищных животных, поскольку они относительно легко переваривают пищевые материалы.

У личинок желудочно-кишечный тракт длиннее, что, по-видимому, способствует усвоению растительных веществ и ферментации.

Рацион питания

У большинства земноводных есть плотоядная диета. В меню бесхвостых мы находим множество видов насекомых, пауков, червей, улиток, многоножек и почти любое животное, достаточно маленькое, чтобы амфибия могла съесть его без особых усилий.

Гимнофионы питаются мелкими беспозвоночными, на которых им удается охотиться в подземных условиях. У саламандр хищная диета.

Напротив, большинство личиночных форм трех отрядов являются травоядными (хотя есть исключения) и питаются растительными веществами и водорослями, обнаруженными в водоемах.

Сердечно-сосудистая система

Дидактическая модель сердца амфибии. Вагнер Соуза и Силва / Музей ветеринарной анатомии FMVZ USP

У земноводных есть сердце с венозным синусом, двумя предсердиями, желудочком и артериальным конусом.

Кровообращение двоякое: оно проходит через сердце, легочные артерии и вены снабжают легкие (у тех видов, которые ими обладают), а насыщенная кислородом кровь возвращается в сердце. Кожа амфибий богата мелкими кровеносными сосудами.

1 - Внутренние жабры / точка, где кровь подвергается повторной оксигенации. 2 - Точка, в которой кровь обеднена кислородом. 3 - Сердце двухкамерное. Красный - насыщенная кислородом кровь. Синий - кровь без кислорода. Opellegrini15

Циркуляция личиночной формы отличается от описанной для взрослых форм. До метаморфоза кровообращение было похоже на то, что было у рыб (помните, что у личинок есть жабры, и система кровообращения должна включать их на своем пути).

У личинок три из четырех артерий, начинающихся от брюшной аорты, идут к жабрам, а оставшаяся одна сообщается с легкими в зачаточном или очень недоразвитом состоянии.

Нервная система

Нервная система состоит из головного и спинного мозга. Эти структуры происходят эмбриологически из нервной трубки. Передняя часть этой структуры расширяется и образует мозг. По сравнению с остальными позвоночными, нервная система земноводных довольно мала, проста и рудиментарна.

У амфибий 10 пар черепных нервов. Головной мозг имеет удлиненную форму (не круглую массу, как у млекопитающих) и структурно и функционально разделен на переднюю, среднюю и заднюю области.

Мозг похож у всех трех групп земноводных. Однако обычно это более короткая структура у лягушек и более удлиненная у цецилий и саламандр.

Дыхательная система

Раздел кожи лягушки. A: слизистая железа, B: хромофор, C: зернистая ядовитая железа, D: соединительная ткань, E: роговой слой, F: переходная зона, G: эпидермис и H: дерма. Джон Хаусман

У амфибий есть различные структуры, участвующие в дыхательном процессе. Тонкая, железистая и сильно васкуляризованная кожа играет важную роль в газообмене многих видов животных, особенно тех, у которых отсутствуют легкие.

Легкие у амфибий имеют особый механизм; В отличие от забора воздуха из легких других животных, вентиляция происходит за счет положительного давления. В этой системе воздух нагнетается в трахею.

Личинки - водные - дышат через жабры. Эти внешние органы дыхания обеспечивают эффективное извлечение растворенного кислорода из воды и опосредуют обмен с углекислым газом. Есть саламандры, у которых могут быть только жабры, только легкие, обе структуры или ни одна из них.

Некоторые виды саламандр, которые всю свою взрослую жизнь живут в водоемах, обладают способностью избегать метаморфоза и сохранять свои жабры. В эволюционной биологии явление сохранения детской внешности у взрослых и половозрелых форм называется педоморфозом.

Одним из самых известных представителей саламандр, которым удается сохранять жабры во взрослом состоянии, является аксолотль или Ambystoma mexicanum.

вокализация

Когда мы думаем о лягушках и жабах, почти невозможно не упомянуть их ночные песни.

Система вокализации у земноводных имеет большое значение у бесхвостых амфибий, поскольку песни являются важным фактором в узнавании пары и в защите территории. Эта система гораздо более развита у мужчин, чем у женщин.

Голосовые связки расположены в гортани. Ануран способен издавать звук благодаря прохождению воздуха через голосовые связки, между легкими и через пару больших мешочков, расположенных на дне рта. Все эти упомянутые структуры отвечают за оркестровку производства звука и песен, присущих группе.

Выделительная система

Экскреторная система амфибий состоит из почек мезонефрического или опистефрового типа, причем последние являются наиболее распространенными. Почки - это органы, отвечающие за удаление азотистых отходов из кровотока и поддержание водного баланса.

У современных амфибий голонефрическая почка существует на эмбриональной стадии, но никогда не становится функциональной. Основными азотными отходами является мочевина.

Размножение и развитие

Из-за своей неспособности регулировать температуру тела земноводные стремятся к размножению в то время года, когда температура окружающей среды высока. Поскольку репродуктивные стратегии трех отрядов настолько различаются, мы опишем их отдельно:

Gymnofions

Литература по репродуктивной биологии этого отряда амфибий не особенно богата. Оплодотворение внутреннее, самцы имеют копулятивный орган.

Как правило, яйца откладываются во влажных местах с близлежащими водоемами. У некоторых видов есть типичные водные личинки земноводных, у других личиночная стадия протекает внутри яйца.

У некоторых видов родители демонстрируют поведение укрытия яиц в складках своего тела. Значительное количество червей живородящие, что является обычным явлением в группе. В этих случаях эмбрионы питаются стенками яйцевода.

Urodelos

Яйца большинства саламандр оплодотворяются внутренне. Женщины способны принимать структуры, называемые сперматофорами (пакетик спермы, произведенный мужчиной).

Эти сперматофоры откладываются на поверхности листа или ствола. Водные виды откладывают яйца группами в воде.

бесхвостых

Серия изображений головастиков (обыкновенная жаба - Bufo bufo). На снимках показаны последние две недели развития личинок, заканчивающиеся метаморфозом. Bufo_metamorphosis.jpg: CLauterпроизводная работа: Cwmhiraeth

У бесхвостых особей самцы привлекают самок своими мелодичными (и специфичными для каждого вида) песнями. Когда пара отправляется на совокупление, они вступают в своего рода «объятия», называемые амплексусом.

Когда самка откладывает яйца, самец выделяет сперму на эти гаметы, чтобы оплодотворить их. Единственным исключением из случая внешнего оплодотворения бесхвостых животных являются организмы рода Ascaphus.

Яйца откладываются во влажной среде или непосредственно в воде. Они собираются в массы с множеством яиц и могут прикрепляться к участкам растительности. Оплодотворенная яйцеклетка быстро развивается, и небольшой водный головастик появляется, когда готов.

Этот маленький головастик претерпит драматическое событие: метаморфоза. Одна из первых модификаций - это развитие задних конечностей, хвост, позволяющий им плавать, реабсорбируется - подобно жабрам, кишечник укорачивается, легкие развиваются, а рот приобретает взрослые черты.

Временные рамки развития сильно варьируются среди видов амфибий. Некоторые виды способны завершить свою метаморфозу за три месяца, в то время как другим требуется до трех лет, чтобы завершить преобразование.

Эволюция и филогения

Художественное изображение Triadobatrachus massinoti. Pavel.Riha.CB

Эволюционная реконструкция этой группы четвероногих столкнулась с рядом трудностей. Наиболее очевидным является прерывание летописи окаменелостей. Кроме того, методы, используемые для реконструкции филогенетических отношений, постоянно меняются.

Живые амфибии - потомки первых наземных четвероногих. Эти предки были рыбами с лопастными плавниками (Sarcopterygii), особой группой костистых рыб.

Эти рыбы появляются в конце девонского периода, около 400 миллионов лет назад. Группа испытала адаптивную радиацию как в пресных, так и в соленых водоемах.

Самые ранние четвероногие сохраняли систему боковой линии у ювенильных форм, но отсутствовали у взрослых. Та же картина наблюдается у современных амфибий.

Амфибии были группой, которая успешно эксплуатировала большое разнообразие земной среды, связанной с водоемами.

Первые четвероногие

Есть ряд окаменелостей, которые имеют ключевое значение для эволюции четвероногих, в том числе Эльгинерпетон, Вентастега, Акантостега и Ихтиостега. Эти ныне вымершие организмы характеризовались тем, что были водными - черта, вытекающая из анатомии их тела, - и имели четыре конечности.

Представители рода Acanthostega были организмами, у которых сформировались конечности, но эти структуры были настолько слабыми, что маловероятно, что животные могли свободно выходить из воды.

Напротив, род Ichthyostega имел все четыре конечности и, согласно имеющимся данным, мог держаться подальше от воды, хотя и с неуклюжей походкой. Яркой характеристикой обоих полов является наличие более пяти пальцев как на задних, так и на передних конечностях.

В какой-то момент эволюции четвероногих пентадактилия была характеристикой, которая была фиксированной и оставалась неизменной у подавляющего большинства четвероногих.

Филогенетические отношения между текущими группами

Отношения между тремя нынешними группами амфибий остаются спорными. Ориентировочно современные группы (современные амфибии сгруппированы под названием lisanfibios или Lissamphibia) вместе с вымершими линиями сгруппированы в более крупную группу, называемую темноспондилы (Temnospondyli).

Большинство молекулярных и палеонтологических данных подтверждают филогенетическую гипотезу о том, что бесхвостых животных и саламандр объединяют в сестринские группы, оставляя цецилий более отдаленной группой. Мы подчеркиваем существование нескольких исследований, которые подтверждают эту филогенетическую связь (для получения дополнительной информации см. Zardoya & Meyer, 2001).

Напротив, с использованием рибосомальной РНК в качестве молекулярного маркера была получена альтернативная гипотеза. Эти новые исследования относят цецилий как к сестринской группе саламандр, оставляя лягушек как отдаленную группу.

Текущее состояние сохранения

Сегодня земноводные подвергаются воздействию различных факторов, негативно влияющих на популяции. По последним оценкам, количество амфибий, находящихся под угрозой исчезновения, составляет не менее трети всех известных видов.

Это число намного превышает пропорции исчезающих видов птиц и млекопитающих.

Хотя не удалось определить единственную причину, которая напрямую связана с массовым сокращением численности амфибий, ученые предполагают, что наиболее важными являются:

Разрушение среды обитания и изменение климата

Основные силы, которые угрожают амфибиям, включают: деградацию и утрату среды обитания, а также глобальное потепление. Поскольку у земноводных очень тонкая кожа и они настолько зависимы от водоемов, колебания температуры и стадии засухи существенно влияют на них.

Повышение температуры и уменьшение площадей для откладывания яиц, по-видимому, являются важным фактором в этом явлении местного вымирания и очень заметного сокращения популяции.

Chytridiomycosis

Быстрое распространение инфекционного заболевания хитридиомикоза, вызываемого грибком вида Batrachochytrium dendrobatidis, сильно поражает амфибий.

Грибок настолько вреден, потому что поражает очень важный аспект анатомии земноводных - кожу. Грибок повреждает эту структуру, что важно для терморегуляции и накопления воды.

Хитридиомикоз вызвал огромное сокращение популяций амфибий в больших географических регионах, включая Северную Америку, Центральную Америку, Южную Америку и в отдельных районах Австралии. До сих пор наука не располагает эффективным лечением, позволяющим устранить грибок вида.

Интродукция экзотических видов

Введение видов в определенные регионы привело к сокращению популяций. Во многих случаях интродукция экзотических земноводных отрицательно сказывается на сохранении эндемичных амфибий в этом районе.

Ссылки

Divers, SJ, & Stahl, SJ (ред.). (2018). Электронная книга по медицине и хирургии рептилий и амфибий Мадера. Elsevier Health Sciences.
Хикман, С.П., Робертс, Л.С., Ларсон, А., Обер, В.К., и Гаррисон, К. (2001). Интегральные принципы зоологии. МакГроу - Хилл.
Кардонг, К.В. (2006). Позвоночные животные: сравнительная анатомия, функции, эволюция. McGraw-Hill.
Льоса, З. Б. (2003). Общая зоология. EUNED.
Витт, LJ, и Колдуэлл, JP (2013). Герпетология: вводная биология амфибий и рептилий. Академическая пресса.
Зардоя Р., Мейер А. (2001). О происхождении и филогенетических отношениях современных земноводных. Слушания Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 98 (13), 7380-3.

АМФИБИИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ВИДЫ, СИСТЕМЫ, РАЗМНОЖЕНИЕ - БИОЛОГИЯ - 2025