Класс Земноводные

Определения и обозначения

Земноводное — позвоночное животное, приспособленное к жизни и в воде, и на суше. У него есть внутренний скелет и конечности, а в жизненном цикле многих видов есть водная личиночная стадия. К классу относятся, например, лягушки, жабы и тритоны. Сочетание водных и наземных приспособлений помогает отличить их от животных, постоянно живущих только в одной среде.

Голая кожа — тонкая влажная кожа без чешуи, покрытая слизью. Слизь уменьшает потерю воды и помогает коже оставаться пригодной для газообмена. Кислород может поступать в организм через её поверхность, а углекислый газ — выходить наружу. Поэтому влажная кожа важна не только как покров, но и как часть дыхательной системы.

Метаморфоз — превращение личинки земноводного во взрослое животное, при котором меняются строение тела и образ жизни. Например, головастик лягушки постепенно приобретает конечности и лёгкие, а его жабры и хвост исчезают. Благодаря таким изменениям животное переходит от жизни в воде к жизни на суше и в воде.

Наружное оплодотворение — слияние яйцеклетки и сперматозоида вне тела самки. У большинства лягушек самка откладывает икру в воду, а самец выделяет на неё сперматозоиды. Половые клетки встречаются во внешней среде, поэтому икре необходимо оставаться во влажном месте. Такой способ размножения объясняет, почему большинство земноводных выбирает для откладывания икры водоём.

Как это устроено

Земноводных относят к позвоночным, потому что у них есть позвоночник и внутренний скелет, который поддерживает тело и защищает нервную систему. От рыб их отличают не только среда жизни и способ передвижения: у большинства взрослых земноводных есть конечности, а не плавники. Они способны перемещаться по суше, хотя многие виды хорошо плавают. Их жизнь всё же тесно связана с водой, особенно на ранних стадиях развития.

Строение тела помогает земноводным существовать в двух средах. Конечности поддерживают тело на суше и позволяют отталкиваться при плавании; у лягушек задние ноги особенно сильные, а пальцы соединены перепонками. Влажная кожа нужна для дыхания, но она легко высыхает, поэтому животным важно сохранять её увлажнённой. Органы чувств тоже приспособлены к разным условиям: глаза помогают замечать предметы над водой и на суше, а барабанная перепонка воспринимает звуки.

У взрослых земноводных работают лёгкие и кожа. Лёгкие обеспечивают дыхание воздухом, а через влажную кожу также поступает кислород и удаляется углекислый газ. Доля кожного дыхания особенно велика, когда животное находится в воде или мало двигается. Личинки большинства видов живут в воде и дышат жабрами, поэтому их дыхательная система отличается от дыхательной системы взрослого животного.

Размножение большинства земноводных связано с водой, потому что их икре не хватает плотной оболочки, защищающей от высыхания. После откладывания икры самцом и самкой обычно происходит наружное оплодотворение. Из яйца выходит головастик — водная личинка с жабрами и хвостом; сначала он сильно отличается от взрослой лягушки и добывает пищу в водоёме. Вода нужна личинке как среда обитания и помогает ей пройти ранние этапы развития.

Во время метаморфоза организм головастика перестраивается, чтобы он мог жить не только в воде. У него развиваются конечности и лёгкие, а жабры постепенно исчезают. Хвост у лягушки укорачивается и пропадает, меняются пропорции тела и способы передвижения. В результате водная личинка превращается во взрослое животное, способное передвигаться по суше и дышать атмосферным воздухом.

Сравнение рыб, земноводных и пресмыкающихся

Сравнивайте животных по одному признаку за раз: так проще увидеть, какие приспособления связаны со средой обитания. Таблица показывает общие особенности групп, но у отдельных видов бывают исключения. Например, не все взрослые земноводные проводят много времени на суше.

Разбор задач

Назовите два признака, по которым лягушку относят к земноводным.

1. Сначала вспомним, что земноводные связаны с водной и наземной средами, а их строение отражает такую связь.
2. У лягушки влажная голая кожа, через которую происходит газообмен; это характерный признак класса.
3. Лягушка может жить на суше и в воде, а её конечности помогают передвигаться в обеих средах. Для ответа достаточно назвать два таких признака.

Ответ: лягушку относят к земноводным, потому что она связана с жизнью в воде и на суше и имеет голую влажную кожу, участвующую в дыхании.

Расположите стадии развития лягушки в правильном порядке: взрослая особь, головастик, икринка, головастик с конечностями.

1. Определим, какая стадия самая ранняя: развитие начинается с икринки, из которой появляется личинка.
2. Следом ставим головастика. Он ещё не имеет конечностей и живёт в воде, а затем у него начинают развиваться ноги.
3. Головастик с конечностями проходит дальнейшие изменения и становится взрослой лягушкой. Превращение личинки во взрослую особь называется метаморфозом.

Ответ: икринка → головастик → головастик с конечностями → взрослая особь. Метаморфоз происходит в период превращения головастика во взрослую лягушку.

Объясните, почему высыхание кожи опасно для лягушки и почему икру большинства земноводных откладывают в воду.

1. Свяжем первый вопрос с дыханием: через влажную кожу лягушка получает кислород и отдаёт углекислый газ.
2. Если кожа высыхает, газообмен через неё затрудняется. Поэтому сухость может нарушить важную часть дыхания лягушки.
3. Теперь рассмотрим икру: у большинства земноводных она не защищена плотной оболочкой от потери воды. В водоёме икринки не высыхают, а вышедшие личинки могут жить и развиваться.

Ответ: высыхание мешает кожному дыханию лягушки, а вода защищает икру от высыхания и служит средой для развития головастиков.

Типичные ошибки

Неверно считать, что земноводные дышат только лёгкими: у взрослых животных важную роль играет также кожное дыхание. Эту ошибку допускают, потому что лёгкие легко заметить как основной орган дыхания наземного животного. Проверь себя: если речь идёт о дыхании взрослой лягушки, назови и лёгкие, и влажную кожу.

Головастика нельзя называть взрослой лягушкой: это личинка, у которой другое строение и иной образ жизни. Путаница возникает из-за того, что головастик — ранняя стадия развития именно лягушки. Чтобы проверить ответ, сравни наличие хвоста и жабр у личинки с признаками взрослого животного.

Наружное оплодотворение — не то же самое, что метаморфоз. Первое означает слияние яйцеклетки и сперматозоида вне тела самки, а второе — превращение личинки во взрослое животное. Термины можно спутать, если помнить лишь, что оба связаны с размножением и развитием. Проверь себя вопросом: речь идёт о половых клетках или об изменении тела головастика?

Неверно утверждать, что все земноводные постоянно живут в воде. Вода особенно важна для размножения и раннего развития многих видов, но взрослые особи часто проводят значительную часть жизни на суше. Ошибка возникает из-за водной жизни головастиков. Чтобы проверить себя, разделяй условия жизни личинки и взрослого животного.

Связь с другими темами

Для изучения земноводных пригодятся знания об общих признаках позвоночных: внутреннем скелете и позвоночнике. Важно также вспомнить рыб, потому что с ними удобно сравнивать жаберное дыхание, водную среду и особенности размножения. Сравнение помогает заметить, какие изменения связаны с освоением суши.

Знания о земноводных понадобятся при изучении пресмыкающихся и других групп позвоночных. На их примере можно сравнить способы дыхания и размножения, а также приспособления к разным средам. Особенно наглядно различаются водная личиночная стадия земноводных и развитие пресмыкающихся, обычно не зависящее от водоёма.

Что запомнить

• Земноводные — позвоночные животные, связанные в разные периоды жизни с водой и сушей.
• Кожа земноводных голая и влажная; через неё происходит газообмен.
• Взрослые земноводные дышат лёгкими и кожей, а личинки большинства видов — жабрами.
• Размножение и развитие большинства земноводных связаны с водой.
• Личинка лягушки называется головастиком.
• Превращение головастика во взрослое животное называется метаморфозом.