§ 42. Значение и происхождение пресмыкающихся

Определения и обозначения

Пресмыкающееся — позвоночное животное, преимущественно приспособленное к наземной жизни. Для группы характерны сухая кожа с чешуями или щитками, дыхание лёгкими и внутреннее оплодотворение. Эти признаки помогают отличить рептилий от земноводных и понять, почему они меньше зависят от воды.

Амниотическое яйцо — яйцо с оболочками и особыми зародышевыми оболочками, в которых развивается зародыш. Они защищают его от высыхания, обеспечивают питание, газообмен и накопление отходов. Благодаря такому яйцу размножение стало возможным на суше, а не только в водоёме.

Котилозавр — древняя вымершая группа пресмыкающихся. От неё произошли основные эволюционные линии рептилий, поэтому котилозавров считают важной частью ранней истории этой группы. Их изучение помогает проследить, как древние позвоночные осваивали сушу.

Амниота — группа позвоночных, к которой относятся пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. Общий признак амниот — развитие зародыша с оболочками, прежде всего с амнионом. Это понятие показывает родство перечисленных животных и их отличие от земноводных.

Как это устроено

Переход к жизни на суше потребовал изменений сразу в нескольких системах организма. Сухая кожа с роговыми образованиями уменьшила потерю воды, а хорошо развитые лёгкие обеспечили дыхание атмосферным воздухом. Конечности и прочный скелет стали лучше поддерживать тело вне воды, поэтому животное могло передвигаться по грунту и использовать наземные убежища.

Пресмыкающиеся произошли от древних земноводных, у которых уже были лёгкие и конечности с пальцами. Однако земноводные сохраняли сильную зависимость от воды: их кожа должна оставаться влажной, а размножение обычно связано с откладыванием икры. У потомков древних форм постепенно закрепились признаки, позволившие проводить на суше не только часть жизни, но и весь цикл размножения.

Амниотическое яйцо стало главным шагом к независимости от водоёмов. Плотные оболочки предохраняют содержимое от высыхания, амнион окружает зародыш жидкостью, а другие оболочки участвуют в питании, дыхании и удалении продуктов обмена. Внутреннее оплодотворение также повысило вероятность успешного размножения, потому что половые клетки не должны встречаться в воде.

В мезозойскую эру, которую называют временем господства рептилий, они заняли сушу, пресные воды и моря. Среди них существовали динозавры, древние крокодилы, черепахи, ящерицы и змеи, а также летающие формы. Тёплый климат, разнообразие местообитаний и уже сформированные наземные приспособления позволили рептилиям широко расселиться и дать множество видов.

Современные и вымершие пресмыкающиеся имеют большое значение для природы и науки. Живые виды регулируют численность добычи, сами служат пищей и участвуют в круговороте веществ, а ископаемые остатки показывают, как менялись позвоночные и древние экосистемы. По костям, отпечаткам и другим находкам учёные восстанавливают климат, ландшафты и пищевые связи прошлого.

Значение пресмыкающихся в природе и жизни человека

Таблицу удобно читать по строкам: сначала определить направление, затем выяснить роль и подобрать примеры. Один и тот же вид может иметь несколько значений, поэтому оценивать его нужно с учётом конкретной экосистемы и отношений с человеком.

Разбор задач

Задача 1

Назовите две особенности пресмыкающихся, которые позволили им размножаться на суше. Нужно выбрать не любые признаки рептилий, а именно те, которые устраняют зависимость размножения от воды.

1. Определим, как происходит оплодотворение. У пресмыкающихся оно внутреннее, поэтому мужские и женские половые клетки встречаются внутри организма, а не в воде.
2. Рассмотрим развитие зародыша. Амниотическое яйцо имеет оболочки, защищающие зародыш от высыхания и обеспечивающие его необходимыми условиями.
3. Свяжем признаки с условием: оба изменения позволяют отложить яйцо на суше и успешно получить потомство.

Ответ: внутреннее оплодотворение и появление амниотического яйца.

Задача 2

Расположите в правильной последовательности этапы освоения суши: появление амниотического яйца, переход древних земноводных к наземному образу жизни, распространение пресмыкающихся, формирование сухих покровов. Нужно восстановить не просто порядок событий, а их причинную связь.

1. Сначала древние земноводные начали осваивать сушу, используя конечности и лёгкие.
2. Затем у их потомков сформировались сухие покровы, уменьшившие потерю воды.
3. Следующим крупным приобретением стало амниотическое яйцо, сделавшее независимым и размножение.
4. После накопления этих приспособлений пресмыкающиеся смогли широко распространиться.

Ответ: переход древних земноводных к наземному образу жизни → формирование сухих покровов → появление амниотического яйца → распространение пресмыкающихся.

Задача 3

Объясните, почему сокращение численности змей может привести к увеличению количества грызунов и изменению состояния растительности. Здесь нужно проследить цепь последствий, а не оценивать змей только как опасных животных.

1. Змеи поедают грызунов и тем самым ограничивают их численность.
2. Если змей становится меньше, естественное давление на грызунов ослабевает, поэтому их количество может вырасти.
3. Увеличившиеся популяции грызунов начинают поедать больше семян, побегов и плодов.
4. Из-за этого растительность редеет, а восстановление растений и состояние всей экосистемы ухудшаются.

Ответ: уменьшение числа змей способно вызвать рост численности грызунов и усилить повреждение растительности, нарушив пищевые связи.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считать пресмыкающихся прямыми потомками современных земноводных. Так думают, потому что обе группы связаны с освоением суши, но у них был общий древний предок. Проверка: замените фразу «произошли от лягушек» на «произошли от древних земноводных».

Ошибка 2. Объяснять освоение суши только наличием лёгких. Лёгкие обеспечивают дыхание, но без сухой кожи, внутреннего оплодотворения и амниотического яйца зависимость от воды сохранилась бы. Проверка: назовите отдельно признаки дыхания, покровов и размножения.

Ошибка 3. Утверждать, что все пресмыкающиеся либо полезны, либо вредны. Роль вида зависит от его места в цепи питания, численности и взаимодействия с человеком. Проверка: приведите для одного вида экологическую пользу и возможную опасность.

Ошибка 4. Путать всех вымерших пресмыкающихся с предками птиц и млекопитающих. Разные группы амниот развивались по отдельным ветвям, поэтому динозавры, древние крокодилы и другие рептилии не являются предками сразу всех этих животных. Проверка: учитывайте родство и направление конкретной эволюционной линии.

Связь с другими темами

Перед изучением темы нужно знать признаки земноводных и особенности их размножения. Это позволяет увидеть, какие ограничения водной среды преодолели первые рептилии. Также понадобится понятие приспособленности организма к условиям среды.

Тема связана с эволюцией позвоночных и происхождением амниот. Позже эти знания помогут сравнивать пресмыкающихся с птицами и млекопитающими. Общее амниотическое яйцо показывает родство этих групп, хотя современные птицы и млекопитающие имеют свои особенности.

Полученные сведения пригодятся при изучении цепей питания, охраны редких видов и истории развития жизни на Земле. По роли рептилий можно объяснять последствия нарушения экологических связей. По ископаемым остаткам — восстанавливать этапы эволюции позвоночных.

Что запомнить

• Пресмыкающиеся — позвоночные животные, преимущественно приспособленные к жизни на суше.
• Пресмыкающиеся произошли от древних земноводных.
• Главное эволюционное приобретение рептилий — амниотическое яйцо.
• Сухая кожа уменьшает потерю воды.
• Внутреннее оплодотворение и развитие лёгких повышают независимость от водоёмов.
• Пресмыкающиеся участвуют в цепях питания и поддерживают равновесие экосистем.
• Ископаемые пресмыкающиеся имеют большое значение для изучения эволюции и истории Земли.