42. Размножение и развитие земноводных. Многообразие и значение земноводных

Определения и обозначения

Наружное оплодотворение — слияние половых клеток вне организма самки. У большинства земноводных самка откладывает икру в воду, а самец выделяет сперматозоиды рядом с ней. Это объясняет, почему для размножения им нужен водоём или влажное место.

Икра — яйца земноводных, обычно покрытые студенистыми оболочками. Они склеивают яйца в комки, удерживают влагу и частично защищают зародыши. Икра развивается в воде или во влажной среде, где клетки не высыхают.

Головастик — водная личинка бесхвостых земноводных. В отличие от взрослой лягушки, он имеет хвост, дышит жабрами, не имеет развитых конечностей и питается иначе. Это не маленькая взрослая особь, а стадия развития с особым строением.

Метаморфоз — преобразование личинки во взрослое животное. У головастика появляются конечности, формируются лёгкие, меняется способ передвижения и исчезает хвост. Благодаря метаморфозу организм приспосабливается к жизни взрослой лягушки.

Как это устроено

Размножение большинства земноводных связано с водой, потому что их икра не покрыта плотной скорлупой и может высохнуть. Самка откладывает яйца в водоём, а наружное оплодотворение происходит уже после откладки. В воде также развиваются личинки многих видов, поэтому пересыхание места размножения прерывает жизненный цикл.

Из оплодотворённой икры развивается личинка. У головастика есть хвост для плавания и жабры для дыхания, а тело приспособлено к жизни в воде. Взрослая лягушка имеет конечности, лёгкие и кожное дыхание, поэтому может передвигаться по суше и добывать пищу иначе.

Метаморфоз начинается с появления задних, а затем передних конечностей. У головастика развиваются лёгкие, перестраиваются органы пищеварения и кровообращения, а хвост постепенно рассасывается. У хвостатых земноводных хвост сохраняется, а у некоторых видов личиночные признаки могут оставаться дольше, поэтому изменения не у всех групп одинаковы.

Бесхвостые земноводные во взрослом состоянии не имеют хвоста и обычно передвигаются прыжками или плаванием. Хвостатые сохраняют удлинённое тело и хвост, многие из них ходят или плавают; к ним относятся тритоны и саламандры. Безногие имеют длинное червеобразное тело без конечностей и чаще обитают в почве или влажной подстилке.

Земноводные связывают разные звенья пищевых цепей: они поедают насекомых, червей и других беспозвоночных, а сами становятся пищей птиц, рыб и млекопитающих. Сокращая численность вредителей, они помогают поддерживать равновесие в природе. Тонкая кожа и зависимость от воды делают их чувствительными к загрязнению, поэтому по состоянию их популяций можно судить о качестве среды.

Основные группы земноводных

В таблице сначала сравнивают внешнее строение, а затем связывают его с образом жизни. Если нужно определить группу, обратите внимание прежде всего на наличие хвоста и конечностей. Представителей полезно запоминать вместе с признаком, который помогает узнать их группу.

Разбор задач

Задача 1

Лягушка отложила икру в воду. Определите, где происходит оплодотворение и почему развитие потомства связано с водоёмом.

1. Икра уже оказалась во внешней среде, а не внутри тела самки.
2. Самец выделяет сперматозоиды на икру, поэтому их встреча с яйцеклетками происходит в воде.
3. Студенистые оболочки икры сохраняют влагу, а развивающаяся личинка приспособлена к плаванию и жаберному дыханию.

Ответ: оплодотворение происходит в воде и является наружным. Водоём нужен для того, чтобы икра не высохла и в нём могла развиваться личинка.

Задача 2

У личинки лягушки сначала появились задние, а затем передние конечности; позднее исчез хвост. Назовите процесс и объясните, к какому этапу развития он относится.

1. Появление конечностей означает перестройку тела, а не простое увеличение размеров.
2. Исчезновение хвоста и развитие лёгких показывают, что личинка меняет органы движения и дыхания.
3. Такое комплексное превращение головастика во взрослую лягушку называют метаморфозом.

Ответ: это метаморфоз, то есть этап перехода от личиночной стадии к взрослому животному. Обычно сначала формируются задние конечности, затем передние, после чего хвост исчезает.

Задача 3

В водоёме стало меньше лягушек. Объясните два возможных последствия для пищевых цепей и назовите одну меру охраны земноводных.

1. При уменьшении числа лягушек может увеличиться количество насекомых и других беспозвоночных, которыми они питаются.
2. Хищники, употребляющие лягушек в пищу, могут столкнуться с нехваткой корма, поэтому изменится численность следующих звеньев цепи.
3. Для охраны следует сохранить чистоту водоёма и не осушать места, где земноводные откладывают икру.

Ответ: сокращение лягушек нарушает равновесие пищевых цепей: беспозвоночных может стать больше, а хищникам будет не хватать пищи. Одна из мер охраны — защита водоёмов от загрязнения и пересыхания.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что у всех земноводных оплодотворение внутреннее. Её допускают, потому что некоторые наземные животные действительно используют внутреннее оплодотворение. Проверка: вспомните, что у большинства лягушек сперматозоиды выделяются на икру в воде.

Ошибка: называть головастика маленькой взрослой лягушкой. Причина — внешнее сходство будущего животного и его личинки. Проверка: у головастика есть хвост и жабры, а конечности и лёгкие формируются позднее.

Ошибка: считать метаморфоз только увеличением размеров. Так происходит, если не учитывать смену органов дыхания и движения. Проверка: перечислите качественные изменения — появление конечностей, развитие лёгких и исчезновение хвоста.

Ошибка: полагать, что все земноводные одинаково связаны с водой. У разных групп различаются строение и образ жизни, хотя размножение многих видов зависит от влажной среды. Проверка: сравните водный цикл лягушки с жизнью наземной саламандры или почвенной червяги.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о половой системе позвоночных, оплодотворении и этапах индивидуального развития животных. Они помогают объяснить, почему после откладки икры возникает личинка и как она превращается во взрослую особь.

Тема связана с изучением позвоночных, пищевых цепей и экосистем. Знания о зависимости земноводных от воды помогают понять приспособления организмов к среде и необходимость охраны биоразнообразия.

Что запомнить

• У большинства земноводных оплодотворение наружное.
• Икру обычно откладывают в воду или во влажную среду.
• Головастик — личинка, а не маленькая взрослая лягушка.
• Превращение личинки во взрослое животное называется метаморфозом.
• Земноводные делятся на бесхвостых, хвостатых и безногих.
• Земноводные участвуют в пищевых цепях и помогают регулировать численность беспозвоночных.
• Сохранение водоёмов и мест обитания важно для охраны земноводных.