Класс Пресмыкающиеся, или Рептилии

Определения и обозначения

Пресмыкающиеся, или рептилии, — класс позвоночных животных, к которому относятся черепахи, крокодилы, ящерицы и змеи. Их объединяют сухая кожа с роговыми образованиями, дыхание лёгкими и зависимость температуры тела от условий среды. Большинство рептилий приспособлено к жизни на суше, но некоторые проводят значительную часть жизни в воде. Эти общие признаки помогают отличать их от земноводных и других позвоночных.

Роговые чешуи и щитки — плотные образования на поверхности кожи, состоящие из вещества, похожего на то, из которого состоят ногти. Они прикрывают тело, уменьшают повреждения и замедляют испарение воды. Благодаря такому покрову рептилии могут жить в сухих местах, где животному с постоянно влажной кожей было бы трудно. Покров не делает кожу абсолютно непроницаемой, но заметно снижает потерю влаги.

Линька — периодическая смена старого рогового покрова на новый. По мере роста животного старые чешуи изнашиваются и не могут бесконечно увеличиваться вместе с телом. Поэтому рептилия сбрасывает их полностью или отдельными участками, а под старым слоем уже формируется новый. Линька помогает обновить защитную поверхность кожи.

Яйцо с оболочками — яйцо, в котором зародыш окружён защитными слоями и имеет запас питательных веществ. Оболочки уменьшают риск высыхания и повреждения, а также создают условия для развития зародыша вне водоёма. Внутри яйца зародыш получает питание из желтка и развивается до вылупления. У разных видов устройство яйца и способ появления потомства могут различаться.

Как это устроено

Сухая кожа с роговыми образованиями помогает рептилиям сохранять воду: плотный покров замедляет её испарение с поверхности тела. Это важно для жизни на суше, особенно в жарких и сухих местах. Но тот же барьер затрудняет прохождение кислорода и углекислого газа через кожу. Поэтому рептилии не могут полагаться на кожное дыхание так, как многие земноводные.

Основной орган дыхания рептилий — лёгкие. Воздух попадает в них при движениях грудной клетки: её объём меняется, и воздух втягивается в дыхательные пути или выходит наружу. Мускулы, двигающие рёбра, помогают совершать эти движения. Если грудная клетка не может нормально расширяться, вентиляция лёгких становится менее эффективной; например, черепахам приходится использовать особые движения мышц туловища.

Рептилии не поддерживают постоянную температуру тела за счёт внутреннего производства большого количества тепла, поэтому она меняется вместе с температурой среды. В холоде мышцы работают медленнее, и животное становится менее активным; сильная жара, напротив, может привести к перегреву. Поведение помогает регулировать нагрев: рептилия может выползти на солнце, перейти в тень или укрыться в норе. Так она выбирает подходящие условия, не расходуя столько энергии, сколько потребовал бы постоянный внутренний обогрев.

При внутреннем оплодотворении половые клетки соединяются внутри организма самки. Это уменьшает зависимость размножения от воды, где у многих земноводных происходит оплодотворение. У большинства рептилий зародыш развивается в яйце с оболочками и запасом пищи, поэтому ему не нужно находиться в водоёме. Однако не все виды откладывают яйца: у некоторых развитие проходит внутри тела матери, и детёныши рождаются живыми.

Современные рептилии объединены в несколько крупных групп, которые различаются строением тела и образом жизни. У черепах есть панцирь, у крокодилов — вытянутая морда и сильные челюсти, а среди чешуйчатых выделяют ящериц и змей. Клювоголовые сегодня представлены гаттерией — редким животным. Сравнение этих признаков показывает, как общий план строения рептилий сочетается с приспособлениями к разным условиям.

Основные группы современных пресмыкающихся

Сначала сравнивайте группы по строению тела, затем связывайте эти признаки с образом жизни. Например, панцирь защищает черепаху, а уплощённый хвост крокодила помогает плавать. Таблица показывает, что представители одного класса могут занимать разные места обитания.

Разбор задач

Задача 1. Объясните, почему сухая кожа рептилии не подходит для постоянного кожного дыхания. Чтобы ответить, нужно связать свойства покрова с обменом газов. При кожном дыхании кислород должен проходить через поверхность тела, а углекислый газ — выходить наружу.

1. Определяем особенность кожи рептилии: она сухая и покрыта роговыми чешуями или щитками.
2. Вспоминаем, что такой слой защищает от потери воды, но становится преградой для газов.
3. Делаем вывод: газообмен через кожу затруднён, поэтому основное дыхание происходит лёгкими.

Ответ. Роговой покров уменьшает испарение воды, но мешает кислороду и углекислому газу свободно проходить через кожу. Поэтому постоянное кожное дыхание для рептилий неэффективно.

Задача 2. Ящерица долго находилась в холодной тени и стала малоподвижной. Объясните причину и предложите способ восстановить активность. Нужно учесть, что температура тела рептилии меняется в зависимости от окружающей среды. Затем следует выбрать безопасное поведение, которое поможет согреться.

1. В тени было холодно, поэтому температура тела ящерицы снизилась.
2. При охлаждении процессы в организме и работа мышц замедляются, из-за чего животное становится менее активным.
3. Ящерица может переместиться на тёплое освещённое место и согреться, а при чрезмерном нагреве — уйти в тень.

Ответ. Ящерица стала малоподвижной из-за охлаждения. Чтобы восстановить активность, ей нужно перейти в подходящее тёплое место, например на солнце, не допуская перегрева.

Задача 3. Сравните размножение рептилий и земноводных: объясните, какие особенности позволяют рептилиям размножаться на суше. Сравнение нужно начать с места оплодотворения, а затем проследить, где развивается зародыш. Так станет ясно, почему потомству рептилий обычно не требуется водоём.

1. У рептилий оплодотворение внутреннее: соединение половых клеток происходит в организме самки, а не в воде.
2. У многих видов зародыш развивается в яйце с оболочками и запасом питательных веществ; оболочки защищают его от высыхания.
3. Поэтому яйцо можно отложить на суше, и развитие продолжается вне водоёма. У некоторых рептилий детёныши рождаются живыми, но развитие всё равно не зависит от откладывания яйца в воду.

Ответ. Внутреннее оплодотворение и защищённое яйцо позволяют многим рептилиям размножаться на суше. У земноводных размножение чаще связано с водой, тогда как у рептилий зародыш защищён от высыхания оболочками.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все рептилии живут только на суше. Так думают, потому что класс часто связывают с наземным образом жизни. Однако среди рептилий есть водные и полуводные виды: например, морские черепахи и крокодилы. Проверяйте себя вопросом: может ли животное жить или охотиться в воде?

Ошибка: называть рептилий теплокровными. Рептилии способны поддерживать активность, поэтому их иногда принимают за животных с постоянной температурой тела. На самом деле температура их тела во многом зависит от температуры среды. Проверка простая: вспомните, почему холодная ящерица греется на солнце.

Ошибка: путать сухую кожу рептилий с влажной кожей земноводных и считать, что рептилии дышат кожей. Путаница возникает потому, что обе группы — позвоночные и могут встречаться у воды. Но роговой покров рептилий затрудняет газообмен через кожу, поэтому они дышат лёгкими. Уточняйте не место обитания, а строение кожи и основной способ дыхания.

Ошибка: считать, что у всех рептилий одинаковые яйца и потомство всегда развивается вне тела матери. Часто запоминают общее правило о яйцах, не учитывая различия между видами. Оболочки яиц действительно защищают зародыш, но их строение может отличаться, а некоторые рептилии рождают живых детёнышей. Проверяйте формулировки словами «у многих» или «у большинства», если речь не обо всех представителях.

Связь с другими темами

Для изучения рептилий нужно знать общие признаки позвоночных и основные особенности земноводных: так легче сравнить их строение и размножение. Эта тема показывает, какие приспособления помогают животным жить на суше и почему у разных классов они не одинаковы. Знание групп рептилий пригодится при изучении разнообразия животных, эволюции позвоночных и связей организмов в экосистемах. Например, образ жизни хищника можно связать со строением его тела и местом в пищевой цепи.

Что запомнить

• Рептилии — позвоночные животные, приспособленные к жизни преимущественно на суше.
• Их кожа сухая и покрыта роговыми чешуями или щитками.
• Рептилии дышат лёгкими.
• Температура тела рептилий зависит от температуры окружающей среды.
• Внутреннее оплодотворение и оболочки яйца защищают развитие зародыша на суше.
• К основным группам современных рептилий относятся черепахи, крокодилы, чешуйчатые и клювоголовые.