§ 39. Внешнее строение и скелет пресмыкающихся

Определения и обозначения

Пресмыкающиеся — позвоночные животные, приспособленные преимущественно к жизни на суше. К ним относятся, например, ящерицы, змеи, черепахи и крокодилы. Их тело обычно разделено на голову, шею, туловище и хвост, а кожа покрыта сухими роговыми образованиями. Такое строение помогает сохранять воду и передвигаться по поверхности.

Роговые чешуи — образования наружного слоя кожи, которые покрывают тело и защищают его от повреждений и потери воды. Они не делают кожу влажной, как у многих земноводных. Чешуи уменьшают испарение, поэтому животному проще жить в сухой среде. По мере роста покровы обновляются при линьке.

Грудная клетка — конструкция скелета, образованная грудными позвонками, рёбрами и грудиной. Рёбра соединяются с грудными позвонками, а их передние концы связаны с грудиной. Вместе эти кости поддерживают стенки туловища и защищают расположенные внутри органы. Это не отдельная кость, а система соединённых частей скелета.

Пояса конечностей — скелетные образования, соединяющие конечности с туловищем. Плечевой пояс поддерживает передние конечности, а тазовый пояс — задние; он связан с крестцовым отделом позвоночника. Пояса дают конечностям опору и помогают передавать нагрузку на туловище. Их не следует путать со свободными частями конечностей.

Как это устроено

Тело пресмыкающегося разделено на голову, шею, туловище и хвост. Шея состоит из подвижных шейных позвонков, поэтому голова может поворачиваться независимо от туловища. Это помогает животному осматривать окружающее пространство и направлять органы чувств, не перемещая всё тело. Туловище несёт основную нагрузку, а хвост у разных видов участвует в движении, равновесии или защите.

Кожа у пресмыкающихся сухая, потому что её наружный слой образован роговыми чешуями и щитками. Они служат барьером: снижают испарение воды и предохраняют тело от царапин и других повреждений. Такой покров особенно полезен на суше, где животное не окружено водой постоянно. По мере роста старый наружный слой сменяется при линьке, освобождая место для обновлённого покрова.

На голове расположены глаза, ноздри, слуховые отверстия и ротовое отверстие. Глаза помогают замечать предметы и движение, ноздри участвуют в дыхании и восприятии запахов, а слуховые отверстия ведут к органам слуха. Их положение зависит от образа жизни: животному важно получать сведения об окружающей среде, не выставляя всё тело. Ротовое отверстие служит для захвата пищи.

Две пары конечностей у большинства пресмыкающихся расположены по бокам туловища. Обычно каждая имеет несколько отделов и заканчивается пальцами с когтями: суставы позволяют сгибать конечность, а когти помогают цепляться за грунт. Такое положение конечностей поддерживает тело над поверхностью и помогает перемещаться по суше. Однако у змей конечности утрачены, а у некоторых других видов они могут быть уменьшены.

Скелет включает череп, позвоночник, грудную клетку, пояса и свободные конечности. По сравнению со скелетом земноводных у пресмыкающихся лучше выражены отделы позвоночника и развита грудная клетка, обеспечивающая опору туловища. У лягушки грудная клетка отсутствует, а позвоночник устроен проще. Сходство в наличии черепа, позвоночника и конечностей показывает, что обе группы относятся к позвоночным.

Позвоночник разделён на шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой отделы. Рёбра соединены с позвонками туловища и вместе с грудиной образуют грудную клетку; грудина расположена на брюшной стороне туловища. Позвоночник поддерживает тело, а его отделы выполняют разные задачи: шея обеспечивает подвижность головы, крестцовая область служит опорой для таза. Хвостовой отдел поддерживает хвост и может участвовать в движении.

Плечевой пояс поддерживает передние конечности, а тазовый соединён с крестцовым отделом и служит опорой задним. От каждого пояса к пальцам тянутся кости свободной конечности, образующие последовательно соединённые звенья. Суставы дают им возможность сгибаться, а мышцы приводят их в движение. В результате животное может опираться на поверхность и перемещаться, хотя способ движения зависит от строения конечностей.

Особенности внешнего строения и скелета пресмыкающихся

В таблице сопоставлены части тела и скелета с их значением. Читая строку, сначала найди объект, затем проверь, какие особенности ему соответствуют и какую задачу они выполняют. Сравнивай не только отдельные кости, но и то, как они соединены между собой.

Разбор задач

Задача: по описанию внешнего вида ящерицы определите, чем её покровы отличаются от влажной кожи земноводных. Нужно назвать не только внешний признак, но и его значение. Сравнение будет полным, если связать строение кожи с условиями жизни животного.

1. Выделим признаки из описания ящерицы: её кожа сухая, а поверхность покрыта чешуями или щитками. У земноводных кожа обычно влажная и не покрыта таким сплошным роговым слоем. Значит, сравнивать нужно характер покрова, а не окраску или размер тела.

2. Определим, из чего образованы покровы ящерицы: чешуи являются роговыми образованиями наружного слоя кожи. Они создают защитный барьер и снижают испарение воды. Поэтому покровы помогают ящерице меньше зависеть от постоянной влажности среды.

3. Сформулируем сравнение вместе с причиной различия. У земноводных влажная кожа связана с их особенностями жизни и обмена веществ, а у ящерицы сухой роговой покров лучше защищает тело на суше. Ответ следует строить как «признак — функция», а не ограничиваться словами «кожа разная».

Ответ: у ящерицы кожа сухая и покрыта роговыми чешуями или щитками, тогда как у земноводных она обычно влажная. Роговой покров уменьшает потерю воды и защищает от повреждений. Это помогает пресмыкающемуся жить на суше.

Задача: на схеме скелета пресмыкающегося подпишите отделы позвоночника, рёбра, грудину и пояса конечностей. Чтобы не перепутать элементы, нужно ориентироваться на их расположение и соединения. Проследим путь от позвоночника к передним и задним конечностям.

1. Найдём позвоночник — продольную опору на спинной стороне тела. Его участки обозначим как шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой отделы, ориентируясь на положение относительно головы, туловища и хвоста. Это помогает не назвать шею отдельной костью: шеей является отдел тела, а её скелетную основу составляют позвонки.

2. У туловищных позвонков найдём рёбра, отходящие в стороны. Их передние концы связаны с грудиной, расположенной на брюшной стороне; вместе эти элементы образуют грудную клетку. Рёбра и грудина не являются частями позвоночника, хотя соединяются с его позвонками.

3. Отметим плечевой пояс около передних конечностей, а тазовый — около задних, рядом с крестцовым отделом. Пояса соединяют конечности с туловищем, тогда как кости от пояса до пальцев относятся к свободной конечности. Проверим подписи по связям: позвонок — ребро, рёбра — грудина, пояс — конечность.

Ответ: подпишите четыре отдела позвоночника, рёбра у туловищных позвонков, грудину с их передней стороны, а также плечевой и тазовый пояса у соответствующих пар конечностей. Проверьте, чтобы пояса не оказались подписаны как свободные конечности. Главный ориентир — место соединения каждой структуры.

Задача: сравните скелеты ящерицы и лягушки и объясните, какие особенности строения пресмыкающегося связаны с передвижением по суше. Для ответа нужно сопоставить грудную клетку, позвоночник и конечности. Затем следует объяснить, как каждое отличие помогает поддерживать тело или двигаться.

1. Сравним туловище: у ящерицы есть грудная клетка, образованная рёбрами, грудиной и грудными позвонками, а у лягушки она отсутствует. Грудная клетка поддерживает туловище и защищает органы. Поэтому у пресмыкающегося скелет туловища лучше приспособлен к опоре на суше.

2. Рассмотрим позвоночник: у пресмыкающегося выделяются шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой отделы. Подвижная шея помогает поворачивать голову, а крестцовая область связана с опорой таза. У лягушки позвоночник устроен проще, что отражает иной набор опорных и двигательных особенностей.

3. Сопоставим конечности: у ящерицы они обычно расположены по бокам туловища и заканчиваются пальцами с когтями. Кости и суставы позволяют опираться на поверхность и переставлять конечности при движении. Не следует делать вывод, что все пресмыкающиеся ходят одинаково: у змей конечностей нет, а у разных видов их строение различается.

Ответ: на суше ящерице помогают более выраженные отделы позвоночника, грудная клетка и конечности, способные поддерживать тело и отталкиваться от поверхности. Эти особенности обеспечивают опору, защиту органов и движение. Сравнивать нужно строение в целом, учитывая различия между видами.

Типичные ошибки

Ошибка: считать чешуи пресмыкающихся влажными образованиями, как покровы рыб. Так могут думать из-за общего названия «чешуя», но у пресмыкающихся это роговые образования наружного слоя кожи. Проверка простая: вспомни, что сухой роговой покров защищает тело и уменьшает потерю воды.

Ошибка: называть шею отдельным элементом скелета. Шея — отдел тела, а её подвижность обеспечивают шейные позвонки; путаница возникает, когда название части тела принимают за название кости. Проверь себя вопросом: можно ли указать одну кость под названием «шея»? Нет, это участок тела, имеющий скелетную основу.

Ошибка: относить рёбра и грудину к позвоночнику. Они связаны с грудными позвонками, поэтому их легко мысленно объединить с позвоночником, но вместе эти элементы составляют грудную клетку. Проверяй не только соседство, но и название группы: позвоночник — ряд позвонков, а грудная клетка включает также рёбра и грудину.

Ошибка: считать пояс конечности самой конечностью. Пояс поддерживает и соединяет конечность с туловищем, а свободная часть состоит из костей и суставов, ведущих к пальцам. Чтобы проверить подпись, проследи путь от туловища: сначала пояс, затем кости конечности. Если обозначены пальцы или когти, это уже не пояс.

Связь с другими темами

Для понимания темы понадобятся знания об основных отделах скелета позвоночных и строении конечностей земноводных. Сравнение покровов и скелета помогает объяснить, как животные приспосабливаются к среде обитания. Позже особенности грудной клетки и конечностей пресмыкающихся можно сопоставить с соответствующими структурами птиц и млекопитающих. Такое сравнение помогает проследить разнообразие и изменения скелета позвоночных.

Что запомнить

• Тело пресмыкающегося обычно состоит из головы, шеи, туловища и хвоста.
• Сухая кожа покрыта роговыми чешуями или щитками.
• Позвоночник пресмыкающихся разделён на отделы.
• Рёбра вместе с грудными позвонками и грудиной образуют грудную клетку.
• Плечевой и тазовый пояса соединяют конечности с туловищем.
• Конечности обычно имеют пальцы с когтями и расположены по бокам туловища.