Класс Пресмыкающиеся, или Рептилии

Определения и обозначения

Пресмыкающиеся, или рептилии, — класс позвоночных животных, большинство представителей которого приспособлено к жизни на суше. К ним относятся ящерицы, змеи, черепахи и крокодилы. Их важные признаки — сухая кожа с роговыми образованиями, дыхание лёгкими и внутреннее оплодотворение. Такие особенности помогают существовать вдали от водоёма, хотя некоторые виды тесно связаны с водой.

Роговые чешуи — плотные образования наружного слоя кожи, покрывающие тело многих пресмыкающихся. Они служат защитой от повреждений и препятствуют испарению воды. Благодаря этому рептилия не должна постоянно поддерживать кожу влажной, как земноводное. Чешуи не растут вместе с животным, поэтому старый наружный слой кожи периодически заменяется.

Линька — периодическое сбрасывание старого наружного слоя кожи по мере роста животного. Под ним формируется новый слой, который затем становится наружным. Линька позволяет покровам обновляться и не мешать увеличению тела. У разных рептилий она проходит по-разному: например, змея обычно сбрасывает кожу цельным слоем, а ящерица — частями.

Яйцо пресмыкающихся — яйцо с оболочками и запасом питательных веществ, в котором зародыш развивается на суше. Оболочки защищают его от повреждений и высыхания, а питательные вещества обеспечивают рост зародыша. Поэтому развитие не требует, чтобы яйцо находилось в воде. У некоторых видов вместо откладывания яиц детёныши развиваются внутри тела матери и рождаются живыми.

Как это устроено

Кожа пресмыкающихся сухая и покрыта роговыми чешуями, потому что на суше животному необходимо защищаться от потери воды. Влага легко испарялась бы через тонкую влажную поверхность, как у земноводных. Плотные покровы уменьшают испарение и одновременно предохраняют тело от царапин. Поэтому рептилии могут удаляться от водоёма, хотя отдельные виды проводят много времени в воде.

Пресмыкающиеся дышат только лёгкими: их кожа слишком сухая и плотная для заметного кожного газообмена. Воздух поступает в лёгкие, где кислород переходит в кровь, а углекислый газ выводится наружу. Лёгкие у рептилий развиты лучше, чем у земноводных, и имеют внутренние складки, увеличивающие поверхность газообмена. Развитие лёгких важно для жизни на суше, где дыхание не может зависеть от влажности кожи.

У большинства рептилий сердце состоит из двух предсердий и одного желудочка, внутри которого кровь смешивается не полностью. Кровь движется по двум кругам кровообращения: от сердца к лёгким и обратно, а также от сердца к органам и обратно. Такое строение позволяет снабжать ткани кислородом, хотя разделение потоков крови не такое полное, как у птиц и млекопитающих. У крокодилов сердце четырёхкамерное, с двумя предсердиями и двумя желудочками, но особенности соединения сосудов позволяют крови перераспределяться.

Внутреннее оплодотворение означает, что половые клетки соединяются внутри тела самки. Затем зародыш развивается в яйце с оболочками, в котором есть запас питательных веществ; яйцо можно отложить на суше. Оболочки помогают сохранять влагу и защищают зародыш, поэтому ему не нужно развиваться в воде, как у многих земноводных. У некоторых рептилий развитие происходит внутри организма самки, и на свет появляются живые детёныши.

Температура тела рептилий в значительной степени зависит от температуры окружающей среды, потому что они не поддерживают её постоянной за счёт интенсивного внутреннего теплообразования. В холоде мышцы работают медленнее, поэтому животное двигается меньше. На солнце или в тёплом месте рептилия согревается и становится активнее. Так она регулирует температуру, перемещаясь между освещёнными и затенёнными участками.

Признаки земноводных и пресмыкающихся

Сначала сравните покровы тела и дыхание: эти признаки показывают, насколько животные связаны с водой. Затем проследите, где происходит оплодотворение и развивается зародыш. Таблица помогает увидеть, что рептилии лучше приспособлены к размножению на суше, но температура тела у обеих групп зависит от окружающей среды.

Разбор задач

Задача 1. У ящерицы кожа сухая и покрыта роговыми чешуями. Объясните, как эти особенности помогают ей жить на суше. Чтобы ответить, нужно связать строение покровов с их функциями, а не просто назвать признаки. Рассмотрим сначала влияние сухости кожи, затем роль чешуй.

1. Сухая кожа меньше испаряет воду, чем влажная поверхность тела земноводного.
2. Роговые чешуи образуют защитный покров и уменьшают повреждения кожи.
3. Вместе эти особенности помогают ящерице сохранять воду и защищают её тело на суше.

Ответ: сухая кожа с роговыми чешуями снижает потерю воды и предохраняет тело от повреждений, поэтому ящерица может жить вдали от водоёма. При этом ей всё равно нужна вода для жизненных процессов. Чешуи не заменяют дыхание лёгкими.

Задача 2. Сравните размножение лягушки и ящерицы: укажите, где происходит оплодотворение и развитие зародыша. Важно сопоставить не только место откладывания икры или яйца, но и условия, необходимые зародышу. У большинства лягушек размножение связано с водой, а ящерица приспособлена к размножению на суше.

1. У многих лягушек оплодотворение наружное: оно происходит вне тела самки, обычно в воде.
2. Икра лягушки развивается в воде, потому что её оболочки не защищают зародыш от высыхания так, как оболочки яйца рептилии.
3. У ящерицы оплодотворение внутреннее, а зародыш обычно развивается в яйце с оболочками, отложенном на суше.

Ответ: у лягушки оплодотворение и развитие обычно связаны с водой, а у ящерицы оплодотворение происходит внутри тела самки и зародыш развивается в яйце на суше. Это сравнение относится к типичным примерам: у отдельных видов особенности размножения могут отличаться. Главное различие — защищённость зародыша от высыхания.

Задача 3. В холодный день ящерица стала малоподвижной. Объясните причину и предположите, как изменится её активность после прогревания. Для решения нужно вспомнить, поддерживает ли рептилия постоянную температуру тела. Затем следует связать температуру тела с работой мышц и движением животного.

1. Температура тела ящерицы зависит от температуры окружающей среды.
2. На холоде тело остывает, и процессы, обеспечивающие движение, замедляются.
3. После прогревания на солнце температура повысится, поэтому ящерица, вероятнее всего, станет активнее.

Ответ: в холодный день ящерица малоподвижна, потому что её тело остывает. После прогревания она обычно начинает двигаться быстрее и активнее. Если станет слишком жарко, животное может перейти в тень.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все пресмыкающиеся живут только на суше. Так думают из-за названия группы и типичного образа жизни ящериц, но многие рептилии связаны с водоёмами. При этом водный образ жизни не отменяет лёгочного дыхания. Проверяйте себя вопросом: «Где животное живёт?» отдельно от вопроса «Чем оно дышит?».

Ошибка: путать сухие роговые покровы рептилий с влажной кожей земноводных и приписывать пресмыкающимся кожное дыхание. Путаница возникает потому, что обе группы — позвоночные и могут жить во влажных местах. Но кожа рептилий защищена роговым слоем, а газообмен происходит в лёгких. Проверка простая: вспомните, влажная ли кожа и какие органы дыхания характерны для группы.

Ошибка: утверждать, что у всех пресмыкающихся одинаковое сердце. Часто запоминают общее правило о трёхкамерном сердце и забывают исключение. У крокодилов сердце четырёхкамерное, поэтому к ним нельзя применять это обобщение без уточнения. Проверяйте формулировку: если сказано «у большинства», нужно помнить возможные исключения.

Ошибка: считать пресмыкающихся теплокровными. Рептилии могут греться на солнце и двигаться быстро, из-за чего кажется, что температура их тела постоянна. На самом деле она в значительной степени зависит от температуры среды, и холод обычно снижает активность. Чтобы проверить себя, представьте, как поведёт себя ящерица в холодный и тёплый день.

Связь с другими темами

Для понимания темы полезно знать общие признаки позвоночных, устройство органов дыхания и кровообращения, а также особенности земноводных. Особенно важно сравнить влажную кожу и связанное с водой размножение земноводных с сухими покровами и яйцом рептилий. Так становится понятнее, какие приспособления помогают животным осваивать сушу. Сравнение рептилий с птицами и млекопитающими покажет дальнейшее усложнение строения позвоночных и разные способы приспособления к среде.

Что запомнить

• Кожа пресмыкающихся сухая и покрыта роговыми образованиями.
• Пресмыкающиеся дышат лёгкими.
• Оплодотворение у пресмыкающихся внутреннее.
• Зародыш многих видов развивается в яйце с оболочками.
• Температура тела зависит от температуры окружающей среды.
• У крокодилов четырёхкамерное сердце.