Тип Хордовые: земноводные и пресмыкающиеся

Определения и обозначения

Тип Хордовые — группа животных, у которых на определённых этапах развития есть хорда, спинная нервная трубка и жаберные щели в глотке. Хорда — гибкая внутренняя опора, а нервная трубка лежит вдоль спины; у позвоночных хорду обычно заменяет позвоночник. Эти признаки помогают распознавать общий план строения группы, даже если взрослые животные выглядят по-разному.

Земноводные — позвоночные животные, чья жизнь связана и с водой, и с сушей. Например, лягушки и тритоны могут передвигаться по земле, но их кожа нуждается во влаге, а размножение многих видов проходит в воде. Название напоминает, что группа использует обе среды, хотя конкретные виды проводят в них разное время.

Пресмыкающиеся — позвоночные животные, приспособленные преимущественно к жизни на суше. К ним относятся ящерицы, змеи, черепахи и крокодилы; их сухие покровы уменьшают потерю воды, а развитие зародыша обычно не требует водоёма. Эти признаки помогают понять, почему пресмыкающиеся могут заселять сухие места.

Холоднокровность — зависимость температуры тела животного от температуры окружающей среды. На холоде многие земноводные и пресмыкающиеся становятся менее активными, а при прогревании могут двигаться быстрее. Это не означает, что они никак не влияют на нагрев: животное может выбирать тёплое или тенистое место.

Как это устроено

Общий план хордовых у земноводных и пресмыкающихся проявляется в устройстве внутренней опоры и спинной нервной системы. У взрослых животных хорда, как правило, уступает место позвоночнику, который защищает спинной мозг и поддерживает тело. К позвоночнику прикреплены другие части скелета, а конечности помогают перемещаться и отталкиваться от поверхности. Поэтому скелет связан не только с формой тела, но и с тем, как животное движется в своей среде.

Земноводные зависят от влажной среды, потому что их тонкая голая кожа участвует в газообмене: через неё кислород поступает в организм, а углекислый газ выходит наружу. При высыхании такой обмен затрудняется, поэтому животные держатся возле воды, прячутся во влажных местах или активны в сырую погоду. Размножение многих земноводных также связано с водой: икринки не защищены прочной оболочкой от высыхания. Из икры часто выходят водные личинки, которые затем проходят превращение.

Строение земноводных помогает им использовать обе среды, но не делает их полностью независимыми от воды. Конечности позволяют передвигаться по суше, а лёгкие обеспечивают дыхание атмосферным воздухом. Однако лёгкие у многих видов развиты не так, как у наземных позвоночных, и кожа продолжает дополнять газообмен. Поэтому лягушка может жить на земле, но ей необходимо сохранять кожу влажной.

Пресмыкающиеся лучше приспособлены к суше благодаря сухой коже с роговыми чешуями: они ограничивают потерю воды и защищают тело. В отличие от многих земноводных, пресмыкающиеся дышат лёгкими, а не кожей. У большинства видов оплодотворение внутреннее, и зародыш развивается в яйце с оболочками, защищающими его от высыхания и повреждений. Поэтому размножение может происходить вне водоёма, хотя некоторые виды сохраняют другие способы развития.

У обеих групп температура тела меняется в зависимости от температуры среды, поэтому холодная погода может снижать их активность. Животные частично влияют на нагрев поведением: например, греются на солнце или уходят в тень. В кровообращении есть различия: у земноводных сердце имеет два предсердия и один желудочек, а у большинства пресмыкающихся желудочек разделён неполной перегородкой. Это помогает лучше разделять потоки крови, хотя у крокодилов сердце четырёхкамерное.

Сравнение земноводных и пресмыкающихся

Сравнивайте группы по строкам: так видно, как один признак связан с образом жизни. Например, покровы помогают объяснить различия в зависимости от влажности, а особенности яйца — в размножении. Помните, что в таблице указаны общие особенности: у отдельных видов бывают исключения.

Разбор задач

Задача 1. У лягушки кожа влажная и голая, а у ящерицы покрыта роговыми чешуями. Объясните, как покровы связаны со средой обитания этих животных.

1. Сначала определяем, какую роль выполняет кожа лягушки. Она участвует в газообмене, поэтому должна оставаться влажной.
2. Затем связываем это свойство со средой: при высыхании кожное дыхание затрудняется, значит, лягушке нужны влажные места.
3. У ящерицы чешуи уменьшают потерю воды и защищают тело. Это позволяет ей дольше оставаться на суше.

Ответ: влажная голая кожа помогает лягушке дышать, но делает её зависимой от влаги. Роговые чешуи ящерицы снижают испарение воды и способствуют жизни на суше.

Задача 2. Икра лягушки развивается в воде, а яйца большинства ящериц могут развиваться на суше. Назовите особенности размножения, которые объясняют это различие.

1. Выясняем, где происходит оплодотворение. У большинства пресмыкающихся оно внутреннее, а у многих земноводных размножение связано с водой.
2. Сравниваем защиту зародыша. Икринки земноводных обычно не имеют оболочек, которые надёжно защищали бы их от высыхания.
3. У яйца пресмыкающихся есть оболочки, сохраняющие условия для развития зародыша на суше. Поэтому водоём для развития яйца обычно не требуется.

Ответ: различие объясняют внутреннее оплодотворение у большинства ящериц и защитные оболочки яйца. Икринки лягушек нуждаются в воде, потому что не защищены от высыхания так же хорошо.

Задача 3. Животное дышит лёгкими, имеет сухую кожу с роговыми чешуями и откладывает яйца с защитными оболочками на суше. Определите, к какой группе оно относится, и обоснуйте ответ.

1. Не делаем вывод только по лёгочным дыханию: лёгкие есть и у земноводных, и у пресмыкающихся.
2. Проверяем покровы. Сухая кожа с роговыми чешуями — признак приспособленности к уменьшению потери воды.
3. Проверяем размножение: яйца с защитными оболочками развиваются на суше и не требуют водоёма. Совокупность этих признаков указывает на пресмыкающееся.

Ответ: это пресмыкающееся. Вывод основан на сочетании сухой чешуйчатой кожи и размножения яйцами с оболочками на суше, а не только на наличии лёгких.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все земноводные постоянно живут в воде. Такое представление возникает из-за водного развития многих видов. Однако взрослые лягушки и другие земноводные могут проводить значительную часть жизни на суше. Проверяйте себя: разделяйте среду, где проходит развитие, и места обитания взрослых животных.

Ошибка: утверждать, что земноводные дышат только лёгкими. Лёгкие заметны как орган дыхания, но влажная кожа также участвует в газообмене. Чтобы проверить ответ, вспомните, что происходит с кожным дыханием при высыхании: оно затрудняется, поэтому важны влажные условия.

Ошибка: понимать холоднокровность как полное отсутствие терморегуляции. Температура тела действительно зависит от среды, но животное может выбирать солнечное место или тень. Проверка простая: отличайте внутреннее поддержание постоянной температуры от поведенческого выбора условий нагрева.

Ошибка: считать, что у всех пресмыкающихся одинаковое сердце и все откладывают яйца. Часто обобщают признаки, характерные для большинства видов. Но у крокодилов сердце четырёхкамерное, а некоторые пресмыкающиеся рождают живых детёнышей. Проверяйте формулировки: слова «у большинства» точнее, чем «у всех».

Связь с другими темами

Для изучения земноводных и пресмыкающихся нужны знания о признаках хордовых, позвоночнике, скелете и дыхании позвоночных. Сравнение двух групп помогает увидеть, как среда обитания влияет на покровы, дыхание и размножение. Эти идеи пригодятся при изучении птиц и млекопитающих, а также эволюции позвоночных. По ним можно проследить, какие приспособления помогают животным жить на суше.

Что запомнить

• Земноводные и пресмыкающиеся относятся к типу Хордовые.
• У земноводных кожа обычно голая и влажная, у пресмыкающихся — сухая и покрыта роговыми образованиями.
• Развитие земноводных обычно связано с водой.
• У большинства пресмыкающихся оплодотворение внутреннее, а зародыш защищён оболочками яйца.
• Земноводные и пресмыкающиеся — холоднокровные животные.
• Признаки строения и размножения помогают понять, насколько группа приспособлена к жизни на суше.