§27. Пресмыкающиеся (или рептилии) – завоеватели суши

Определения и обозначения

Пресмыкающиеся, или рептилии, — группа позвоночных животных, к которой относятся, например, ящерицы, змеи, черепахи и крокодилы. Их называют завоевателями суши, потому что они получили важные приспособления для жизни и размножения вне водоёма. В отличие от земноводных, рептилии меньше зависят от влажной среды. Это позволяет им осваивать засушливые места и удалённые от воды участки суши.

Роговые чешуи и щитки — плотные образования на поверхности кожи рептилий. Они защищают тело от повреждений и мешают воде испаряться через кожу. Поэтому животному не нужно постоянно оставаться во влажном месте, чтобы кожа не высохла. По мере роста многие рептилии сбрасывают старый наружный слой кожи.

Зародышевые оболочки — оболочки яйца, которые окружают развивающийся зародыш и создают для него подходящую среду. Они защищают зародыш от высыхания и механических повреждений, а внутри яйца есть запас питательных веществ и воды. Благодаря этому развитие может идти на суше, а не в воде. Яйцо не означает полной независимости от воды: нужный зародышу запас находится внутри него.

Лёгочное дыхание — получение кислорода из воздуха с помощью лёгких. У взрослых рептилий это основной способ дыхания: их сухая кожа не приспособлена к газообмену, как влажная кожа земноводных. Лёгкие обеспечивают животное кислородом и на суше, и во время пребывания в воде у водных видов. Для вдоха и выдоха рептилии используют движения грудной клетки.

Как это устроено

Роговые чешуи и щитки образуют наружный защитный покров, который ограничивает испарение воды с поверхности тела. Это важно, потому что на суше животному приходится сталкиваться с сухим воздухом и нагреванием. У земноводных влажная кожа помогает дыханию, но из-за неё они быстрее теряют воду. У рептилий кожный покров решает другую задачу: сохраняет воду и защищает тело, поэтому им легче жить вдали от водоёмов.

Лёгкие рептилий получают воздух при движениях грудной клетки. Когда рёбра расходятся, объём грудной полости увеличивается и воздух поступает в лёгкие; при уменьшении объёма воздух выталкивается наружу. Кожа с роговыми образованиями не может эффективно заменять лёгкие, как влажная кожа у земноводных. Поэтому дыхание рептилий связано с работой лёгких и движениями туловища, а не с постоянным газообменом через кожу.

Размножение на суше стало возможным благодаря внутреннему оплодотворению: сперматозоиды встречаются с яйцеклеткой внутри тела самки, и оплодотворённой клетке не нужно попадать в воду. Затем зародыш развивается в яйце, защищённом оболочками. В яйце есть питательные вещества для роста и запас воды, а оболочки уменьшают опасность высыхания. Так зародыш получает необходимые условия, хотя яйцо находится вне водоёма.

У рептилий кровообращение обеспечивает движение крови между сердцем и органами, но строение сердца у разных групп неодинаково. У большинства видов в желудочке сердца кровь частично смешивается, а у крокодилов сердце четырёхкамерное. Рептилии не поддерживают постоянную температуру тела: она меняется вслед за температурой среды. Поэтому в прохладе животные обычно малоподвижны, а для активности могут греться на солнце; это влияет на их образ жизни и выбор места обитания.

Многие рептилии передвигаются ползанием: их конечности расположены по бокам туловища, и тело при движении часто касается земли. Такая постановка конечностей помогает перемещаться по неровной поверхности, хотя не обеспечивает быстрого бега на большие расстояния. У змей конечности отсутствуют, а движение создают изгибы длинного тела и опора на поверхность. У черепах и крокодилов строение конечностей связано с их образом жизни, в том числе с передвижением по суше или в воде.

Приспособления земноводных и пресмыкающихся к жизни на суше

Сопоставляйте признаки по строкам: так легче увидеть, какие особенности помогают каждому классу жить на суше. Обратите внимание, что зависимость активности от температуры есть у обеих групп, а различия особенно заметны в покровах и размножении. Слово «обычно» важно: у животных внутри каждой группы могут быть особенности.

Разбор задач

Задача 1

Условие: объясните, как чешуйчатая сухая кожа помогает рептилиям жить вдали от водоёмов. Чтобы ответить, нужно связать устройство покрова с условиями на суше. Следует назвать не только признак, но и его действие.

1. Установим признак: кожа рептилий сухая и покрыта роговыми чешуями или щитками.
2. Объясним его действие: плотный покров уменьшает испарение воды через поверхность тела.
3. Свяжем действие с местом жизни: рептилии могут дольше оставаться в сухой среде и не обязаны постоянно находиться рядом с водоёмом.

Ответ: сухие роговые образования защищают тело и уменьшают потерю воды, поэтому помогают рептилиям жить вдали от водоёмов.

Задача 2

Условие: сравните размножение лягушки и ящерицы и укажите, какие особенности развития ящерицы позволяют ей размножаться на суше. Сравнение нужно вести по месту оплодотворения, яйцу и зависимости зародыша от воды. Не следует делать вывод только по месту, где взрослые животные могут встречаться.

1. У лягушки оплодотворение обычно наружное: яйца и сперматозоиды встречаются в воде, а икре и личинкам нужна водная среда.
2. У ящерицы оплодотворение внутреннее, поэтому для встречи половых клеток водоём не требуется.
3. Зародыш ящерицы развивается в яйце с оболочками; внутри есть запас питательных веществ и воды, а оболочки защищают его от высыхания.

Ответ: ящерица может размножаться на суше благодаря внутреннему оплодотворению и яйцу, которое защищает зародыш и содержит необходимые ему запасы.

Задача 3

Условие: животное дышит лёгкими, покрыто сухими роговыми чешуями, а его зародыш развивается в яйце на суше. Нужно определить группу и обосновать ответ тремя признаками. Здесь важно рассматривать признаки вместе, а не делать вывод по одному из них.

1. Лёгочное дыхание указывает на получение кислорода из воздуха с помощью лёгких.
2. Сухие роговые чешуи характерны для покровов рептилий и уменьшают потерю воды.
3. Развитие зародыша в яйце на суше согласуется с размножением рептилий, при котором яйцо имеет защитные оболочки.

Ответ: это пресмыкающееся. Вывод подтверждают все три признака: лёгочное дыхание, сухая кожа с роговыми образованиями и развитие зародыша в яйце вне водоёма.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все рептилии живут только на суше. Так могут думать потому, что главные приспособления группы связаны с освоением суши, но некоторые виды проводят много времени в воде. Проверьте себя вопросом: чем животное дышит и где оно размножается? Водные рептилии дышат лёгкими и обычно выходят на сушу, например для откладывания яиц или отдыха.

Ошибка: называть кожу рептилий влажной и голой, как у земноводных. Путаница возникает из-за того, что обе группы — позвоночные и могут обитать во влажных местах. Проверьте описание покровов: у рептилий кожа сухая, с роговыми чешуями или щитками, а у земноводных она обычно влажная и участвует в дыхании.

Ошибка: утверждать, что яйцо рептилии совсем не нуждается в воде. На самом деле развитие происходит вне водоёма, но зародышу нужен запас воды внутри яйца. Иногда слова «размножение на суше» ошибочно понимают как развитие без воды вообще. Проверяйте, где находится необходимая вода: она содержится в яйце, а оболочки помогают сохранить подходящие условия.

Ошибка: считать, что рептилии поддерживают постоянную температуру тела. Это заблуждение может появиться из-за того, что животные способны греться на солнце и выглядеть активными. Однако их температура зависит от окружающей среды, поэтому холод обычно снижает активность. Проверьте себя: если животному нужно греться снаружи, оно не поддерживает постоянную температуру так, как птицы и млекопитающие.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать общие признаки позвоночных и особенности земноводных: тогда легче сравнить их покровы, дыхание и размножение. Сопоставление показывает, почему переход к размножению вне водоёма стал важным шагом в освоении суши. Позже эти знания помогут изучать птиц и млекопитающих, а также эволюцию позвоночных животных. Сравнивая группы, можно проследить, как менялись приспособления к жизни в разных условиях.

Что запомнить

• Тело рептилий покрыто сухой кожей с роговыми чешуями или щитками.
• Рептилии дышат лёгкими на всех этапах взрослой жизни.
• Размножение рептилий в основном не связано с водоёмом.
• Зародыш развивается в яйце, защищённом оболочками и содержащем запас питательных веществ.
• Температура тела рептилий зависит от температуры окружающей среды.
• Приспособления рептилий к жизни на суше затрагивают покровы, дыхание и размножение.