§ 40. Внутреннее строение и жизнедеятельность пресмыкающихся

Определения и обозначения

Лёгочное дыхание — поступление кислорода в организм и удаление углекислого газа через развитые ячеистые лёгкие. Воздух входит и выходит благодаря движениям грудной клетки. Это позволяет пресмыкающимся дышать на суше, не используя влажную кожу.

Неполная перегородка желудочка — образование в сердце большинства пресмыкающихся, которое частично разделяет потоки артериальной и венозной крови. Полного разделения не происходит, поэтому кровь может смешиваться. Такое строение отличает большинство пресмыкающихся от птиц и млекопитающих.

Клоака — общая полость, куда открываются пищеварительная, выделительная и половая системы. Через неё удаляются непереваренные остатки пищи и продукты обмена, а также выводятся половые продукты. Общее отверстие удобно для строения тела наземных животных.

Внутреннее оплодотворение — слияние половых клеток внутри организма самки. Зародыш начинает развиваться в защищённых условиях, а не в воде. Поэтому пресмыкающиеся могут размножаться на суше.

Как это устроено

Сухая кожа с роговыми чешуями защищает тело пресмыкающихся от потери воды и механических повреждений. Однако плотный роговой покров почти не пропускает кислород и углекислый газ. Поэтому кожное дыхание не может быть основным, а газообмен происходит в лёгких, где внутренняя поверхность увеличена ячейками.

Рёбра соединены с позвоночником и вместе с мышцами образуют подвижную грудную клетку. При её расширении объём грудной полости увеличивается, давление внутри уменьшается, и воздух поступает в лёгкие. При уменьшении объёма воздух выходит; у земноводных же воздух проталкивается в лёгкие движениями дна ротовой полости, потому что грудная клетка развита слабее.

Пища проходит через пищеварительную систему, где измельчается, переваривается и всасывается. Устройство органов и характер питания связаны с образом жизни: растительноядным видам нужно перерабатывать растительную пищу, а хищникам — добычу, богатую белками. После всасывания питательные вещества поступают в кровь и используются для роста, движения и работы органов.

У большинства пресмыкающихся сердце состоит из двух предсердий и одного желудочка, то есть является трёхкамерным. Неполная перегородка в желудочке разделяет потоки не полностью, поэтому артериальная и венозная кровь частично смешиваются, хотя два круга кровообращения сохраняются. У крокодилов желудочек разделён полностью, и сердце четырёхкамерное.

Почки удаляют из крови лишние вещества, образующиеся при обмене веществ. Основным продуктом выделения является малорастворимая мочевая кислота, для выведения которой требуется мало воды. Внутреннее оплодотворение и яйца с защитными оболочками также уменьшают зависимость размножения от водоёма.

Особенности строения и жизнедеятельности пресмыкающихся

Сначала найдите в таблице нужную систему или процесс, затем прочитайте особенности его строения. Последний столбец показывает, какое преимущество даёт эта особенность при жизни на суше.

Разбор задач

Задача 1

Объясните, почему сухая чешуйчатая кожа пресмыкающихся не может быть основным органом дыхания. Нужно связать строение покровов с обменом газов. Ответ следует строить через причину и следствие.

1. Определим свойство кожи: роговые чешуи образуют плотный сухой покров.
2. Вспомним условие кожного газообмена: кислород и углекислый газ должны проходить через влажную поверхность.
3. Сделаем вывод: чешуи препятствуют газообмену, поэтому дыхательную функцию выполняют лёгкие.

Ответ: сухая роговая кожа защищает пресмыкающихся от высыхания, но не пропускает достаточно газов. Поэтому она не является основным органом дыхания, а газообмен происходит в лёгких.

Задача 2

У ящерицы при движении грудной клетки расширяются рёбра. Опишите, как это связано с поступлением воздуха в лёгкие. Важно проследить всю цепочку изменений, а не ограничиваться фразой «рёбра помогают дышать».

1. Подъём рёбер увеличивает объём грудной полости.
2. Давление внутри неё становится ниже, чем снаружи.
3. Воздух движется в лёгкие, где кислород переходит в кровь, а углекислый газ выходит из крови.

Ответ: расширение грудной клетки увеличивает её объём и вызывает поступление воздуха в лёгкие. Так движения рёбер обеспечивают вдох и последующий газообмен.

Задача 3

Сравните кровообращение ящерицы и крокодила и объясните, почему нельзя утверждать, что у всех пресмыкающихся сердце трёхкамерное. Нужно учесть не только типичное строение, но и исключение внутри группы.

1. У ящерицы два предсердия и один желудочек с неполной перегородкой, поэтому кровь может частично смешиваться.
2. У крокодила желудочек разделён полной перегородкой, поэтому сердце состоит из четырёх камер.
3. Сравнение показывает, что строение большинства нельзя переносить на всех представителей класса.

Ответ: у ящерицы сердце трёхкамерное, а у крокодила — четырёхкамерное. Поэтому правильнее говорить, что трёхкамерное сердце характерно для большинства, но не для всех пресмыкающихся.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что пресмыкающиеся дышат кожей, как земноводные. Её допускают, потому что оба класса относятся к позвоночным, но сухие чешуи препятствуют кожному газообмену; проверьте себя вопросом: где находятся основные органы дыхания?

Ошибка: утверждать, что у всех пресмыкающихся трёхкамерное сердце. Обычно изучают строение ящерицы и забывают об исключении; вспомните крокодилов с четырёхкамерным сердцем.

Ошибка: считать, что кровь в желудочке большинства пресмыкающихся полностью разделена. Неполная перегородка не даёт полного разделения, поэтому нужно искать слово «частично».

Ошибка: путать внутреннее оплодотворение с живорождением. Оплодотворение происходит внутри самки, но многие пресмыкающиеся откладывают яйца; отдельно определяйте место оплодотворения и способ развития детёныша.

Связь с другими темами

Для понимания темы полезно знать строение систем органов земноводных: это позволит сравнить кожное и лёгочное дыхание, а также работу сердца. Материал помогает увидеть, какие приспособления позвоночных связаны с выходом на сушу, и подготовиться к сравнению пресмыкающихся с птицами и млекопитающими. Знания о кругах кровообращения пригодятся при изучении эволюции позвоночных.

Что запомнить

• Тело пресмыкающихся покрыто сухой кожей с роговыми чешуями.
• Основные органы дыхания — лёгкие; вентиляция происходит благодаря движениям грудной клетки.
• У большинства пресмыкающихся сердце трёхкамерное, а перегородка в желудочке неполная.
• У крокодилов сердце четырёхкамерное.
• Почки и выделение мочевой кислоты помогают уменьшать потерю воды.
• Оплодотворение внутреннее; развитие зародыша обычно происходит в яйце с защитными оболочками.