46. Размножение и развитие пресмыкающихся. Многообразие и значение пресмыкающихся

Определения и обозначения

Пресмыкающиеся — класс позвоночных животных, для которых характерны сухая кожа с роговыми образованиями, дыхание лёгкими и размножение, не связанное обязательно с водой. В отличие от земноводных, их кожа не должна оставаться влажной для дыхания. Эти признаки помогают понять, почему многие рептилии могут жить на суше, хотя часть видов связана с водоёмами.

Внутреннее оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток внутри организма самки. Оно нужно для того, чтобы половые клетки не высыхали и не смывались, как это могло бы произойти вне воды. Благодаря этому размножение возможно на суше.

Амниотическое яйцо — яйцо с оболочками, включая зародышевые, которые защищают зародыш и создают условия для его развития. Питательные вещества в яйце позволяют ему расти вне организма матери. Такое яйцо уменьшает зависимость размножения от водоёма.

Прямое развитие — развитие, при котором из яйца или тела самки появляется молодой организм, похожий на взрослую особь, но меньшего размера. Он не проходит стадию личинки, резко отличающейся от взрослого животного. Это понятие помогает отличать развитие пресмыкающихся от развития многих земноводных.

Как это устроено

Внутреннее оплодотворение повышает вероятность встречи половых клеток: они соединяются внутри самки, где не могут быть смыты водой или быстро высохнуть. Поэтому для начала развития зародыша рептилиям не требуется откладывать икру в водоём. Это особенно важно на суше, где внешняя водная среда непостоянна.

Яйцо пресмыкающихся защищает развивающийся организм и снабжает его всем необходимым. Кожистая или более твёрдая скорлупа уменьшает потерю воды и предохраняет яйцо от повреждений, а белок служит источником воды и дополнительной защитой. Желток содержит запас питательных веществ, который расходует зародыш. Зародышевые оболочки отделяют его от внешней среды и участвуют в обеспечении дыхания, питания и удалении продуктов обмена.

Развитие называют прямым, потому что внутри яйца формируется молодое животное, уже похожее на взрослое. Когда оно готово, то проклёвывает оболочку и выходит наружу; у видов, рождающих живых детёнышей, молодые появляются из тела самки. Отдельной личиночной стадии и превращения, или метаморфоза, нет, поэтому вылупление из яйца не означает непрямого развития.

Покровы и органы движения связаны с образом жизни разных рептилий. Роговые чешуи защищают кожу от повреждений и помогают уменьшать потерю влаги; у ящериц конечности обычно помогают ходить, бегать или лазать. У змей ног нет, а тело движется за счёт изгибов и опоры на поверхность. Панцирь черепах защищает тело, а конечности у разных видов приспособлены к ходьбе или плаванию; у полуводных крокодилов сильный хвост и перепонки на пальцах помогают двигаться в воде.

К основным группам относят чешуйчатых, черепах, крокодилов и клювоголовых. У чешуйчатых разнообразны форма тела и способы передвижения, черепах узнают по панцирю, крокодилы — по мощным челюстям и полуводному образу жизни; клювоголовые представлены гаттерией, сохранившей древние особенности. Все они входят в пищевые цепи и могут регулировать численность других животных. Некоторые виды имеют хозяйственное, медицинское или научное значение, а редкие рептилии нуждаются в охране.

Основные группы пресмыкающихся и их особенности

Чтобы сравнить группы, читайте одну строку целиком: так можно связать строение животного с его образом жизни и ролью в природе. Колонки помогают увидеть и общие признаки, и различия в размножении. Помните, что примеры в таблице представляют группы, а не описывают каждый вид без исключения.

Разбор задач

Задача 1. Объясните, почему пресмыкающиеся смогли размножаться на суше, тогда как земноводные обычно связаны с водой. Нужно найти не одно отличие, а последовательность приспособлений. Сравните место оплодотворения, защиту зародыша и условия развития яйца.

1. У многих земноводных половые клетки соединяются во внешней среде, поэтому им необходима вода, где клетки не высохнут.
2. У пресмыкающихся оплодотворение внутреннее: половые клетки соединяются внутри самки, что защищает их от высыхания и смывания.
3. После откладывания яйца скорлупа и зародышевые оболочки защищают зародыш, а запасы питательных веществ поддерживают его развитие на суше.

Ответ: внутреннее оплодотворение и амниотическое яйцо ослабили зависимость размножения пресмыкающихся от воды. При этом нельзя заключать, что вода совсем не нужна всем взрослым рептилиям: некоторые виды живут в водоёмах или рядом с ними.

Задача 2. Расположите этапы развития ящерицы: оплодотворение, образование яйца, откладывание яйца, развитие зародыша, вылупление молодого животного. Сначала определите, что должно произойти до появления яйца, а что — после откладывания. Затем поставьте события в порядке развития.

1. Оплодотворение происходит внутри организма самки и запускает развитие зародыша.
2. Формируется яйцо с оболочками и запасом питательных веществ.
3. Самка откладывает яйцо в подходящее место; после этого зародыш продолжает развиваться внутри него.
4. Когда развитие завершено, молодая ящерица вылупляется из яйца.

Ответ: оплодотворение → образование яйца → откладывание яйца → развитие зародыша → вылупление. Молодая ящерица похожа на взрослую, поэтому это прямое развитие, а не превращение с личиночной стадией.

Задача 3. Сравните черепаху и крокодила по покровам тела, среде обитания, способу размножения и роли в экосистеме; объясните, почему оба относятся к пресмыкающимся. Сравнивать удобно по одному признаку за раз. Это позволяет не спутать различия двух групп с общими признаками класса.

1. У черепахи тело защищает панцирь; крокодил покрыт роговыми щитками и имеет мощный хвост. У многих черепах среда обитания наземная или водная, крокодилы ведут полуводный образ жизни.
2. Обе группы откладывают яйца на суше, а развитие детёнышей прямое. У крокодилов часто выражена забота о потомстве.
3. Черепахи входят в пищевые цепи, а крокодилы являются хищниками водных экосистем. Общими признаками класса служат сухие покровы, дыхание лёгкими и особенности размножения.

Ответ: черепаха и крокодил различаются покровами, образом жизни и ролью в экосистеме, но оба относятся к пресмыкающимся. Разнообразие внешнего вида не отменяет общих признаков класса.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все пресмыкающиеся откладывают яйца. Такое обобщение возникает потому, что яйцекладка характерна для многих известных рептилий. Однако некоторые чешуйчатые рождают живых детёнышей; проверяйте, не заменили ли вы слова «многие» на «все».

Ошибка: называть развитие непрямым, потому что животное вылупляется из яйца. Появление из яйца само по себе не означает метаморфоза: у пресмыкающихся нет отдельной личиночной стадии. Проверьте себя вопросом, похож ли детёныш на взрослую особь и проходит ли он превращение.

Ошибка: утверждать, что пресмыкающиеся полностью независимы от воды. Их размножение меньше связано с водной средой, чем у земноводных, но отдельные виды живут в водоёмах или рядом с ними. Различайте способность размножаться на суше и конкретную среду обитания животного.

Ошибка: путать чешуи рептилий с влажной кожей земноводных или считать, что чешуи нужны только для защиты. Так можно ошибиться, если обращать внимание лишь на внешний вид. Сухие роговые покровы также уменьшают потерю влаги, тогда как кожа земноводных обычно влажная и участвует в дыхании.

Связь с другими темами

Для понимания темы пригодятся знания о признаках земноводных, их размножении и строении позвоночных. Сравнение этих групп показывает, как внутреннее оплодотворение, оболочки яйца и особенности покровов помогают освоить наземную среду. Эта связь продолжится при изучении размножения птиц и млекопитающих, эволюции позвоночных и приспособлений организмов. Знания о роли рептилий пригодятся при разборе пищевых цепей, экосистем и охраны редких видов.

Что запомнить

• Пресмыкающиеся — преимущественно наземные позвоночные с сухой кожей, покрытой роговыми образованиями.
• Для пресмыкающихся характерно внутреннее оплодотворение.
• Амниотическое яйцо защищает зародыш и содержит необходимые для развития запасы питательных веществ.
• Развитие пресмыкающихся прямое: личиночной стадии и метаморфоза нет.
• К основным группам относятся чешуйчатые, черепахи, крокодилы и клювоголовые.
• Пресмыкающиеся участвуют в пищевых цепях, регулируют численность организмов и нуждаются в охране.
• Некоторые пресмыкающиеся имеют хозяйственное, медицинское или научное значение.