§ 37. Среда обитания, внешнее строение, скелет и мускулатура земноводных

Определения и обозначения

Земноводные, или амфибии, — позвоночные животные, жизнь которых связана и с водой, и с сушей. Такое сочетание условий отражается на их строении: они способны передвигаться по земле, но зависят от влажной среды. Это помогает понять, почему у них появились конечности для опоры, а кожа должна оставаться влажной.

Кожный покров земноводных — тонкая влажная кожа без чешуи, которая защищает тело и участвует в газообмене, то есть обмене газами с окружающей средой. Влага на её поверхности нужна для кожного дыхания. Поэтому кожа — не просто оболочка, а важная часть приспособления к жизни у воды.

Плечевой пояс — часть скелета, соединяющая передние конечности с туловищем. Через него нагрузка от передних ног передаётся на скелет тела, а сами конечности получают опору. Это понятие помогает отличать устройство передней части скелета от задней.

Тазовый пояс — часть скелета, которая соединяет задние конечности с позвоночником и помогает телу опираться на суше. При движении он передаёт позвоночнику усилие, создаваемое задними ногами. Благодаря такой связи сильный толчок не остаётся только движением отдельных конечностей.

Как это устроено

Земноводным приходится перемещаться в воде и на суше, поэтому их строение сочетает особенности, нужные в обеих средах. На суше тело должно опираться на конечности, а для движения в воде конечности могут работать как гребущие поверхности. При этом зависимость от влаги сохраняется: кожа участвует в дыхании и не должна пересыхать.

У лягушки тело разделено на голову, туловище и конечности. Шея выражена слабо, поэтому голова почти не отделена от туловища; это связано с общим компактным устройством тела. У взрослой лягушки хвоста нет, а её конечности служат основными органами передвижения.

Кожа остаётся влажной благодаря выделениям кожных желёз. Влажная поверхность позволяет газам проходить через кожу, поэтому кожный покров участвует в дыхании наряду с другими органами дыхания. Если поверхность высохнет, такой газообмен станет затруднённым, и животное окажется в опасности.

Скелет земноводного образуют череп, позвоночник, пояса конечностей и скелет свободных конечностей. Позвоночник имеет отделы, связанные с поддержкой тела и движением на суше; поясничная и крестцовая области помогают удерживать туловище и передавать нагрузку. Пояса соединяют конечности с осевой частью скелета, чтобы усилие от ног действовало на всё тело.

Пятипалые конечности дают земноводным опору на суше и возможность отталкиваться от поверхности. Кости задают форму и служат рычагами, суставы позволяют менять положение частей конечностей, а мышцы создают движение. У лягушки задние ноги особенно сильны: их совместная работа помогает прыгать на суше и грести в воде.

Особенности внешнего строения, скелета и мускулатуры земноводных

В таблице собраны особенности частей тела и скелета лягушки и указано, как они связаны с движением и жизнью в разных средах. Сопоставляйте строение со значением в той же строке: так легче понять, зачем нужна каждая особенность. Пояса и мышцы рассматривайте вместе с конечностями, потому что движение обеспечивается их совместной работой.

Разбор задач

Задача 1. Назовите части тела лягушки и укажите, какая из них не выражена, а какая отсутствует. Сначала перечислите основные части тела, а затем проверьте, какие особенности отличают именно взрослую лягушку. Не путайте слабовыраженную часть с той, которой вовсе нет.

1. Назовите голову, туловище и конечности — это основные части тела лягушки.
2. Сопоставьте строение взрослой лягушки с этим перечнем: отдельная шея у неё заметна слабо.
3. Проверьте наличие хвоста: у взрослой лягушки он отсутствует.

Ответ: тело лягушки состоит из головы, туловища и конечностей; шея выражена слабо, хвоста нет. Разница в формулировке важна: шея есть, но почти не выделяется, а хвост отсутствует.

Задача 2. Объясните, почему кожа земноводных должна оставаться влажной и чем опасно её высыхание. Для ответа свяжите свойство кожи с её функцией, а затем проследите, что изменится, если необходимое условие исчезнет. Так причина и последствие будут объяснены последовательно.

1. Установите, что кожа земноводных участвует в газообмене, а её поверхность должна быть влажной.
2. Свяжите влажность с дыханием: через влажную поверхность газы могут проходить легче.
3. Сделайте вывод: высыхание затрудняет кожное дыхание и опасно для животного.

Ответ: кожа должна оставаться влажной, потому что участвует в дыхании. Если она высыхает, газообмен через неё ухудшается; поэтому земноводные зависят от влажной среды.

Задача 3. По строению скелета объясните, как пояса конечностей и мышцы задних ног помогают лягушке двигаться по суше и в воде. Здесь недостаточно назвать сильные ноги: нужно проследить путь усилия от мышц через кости и пояс к телу. Затем сравните, как толчок помогает при прыжке и плавании.

1. Найдите связь конечностей с туловищем: пояса соединяют ноги с осевым скелетом и передают нагрузку.
2. Определите роль мышц: сокращаясь, они приводят в движение части конечности, а кости работают как опора и рычаги.
3. Свяжите результат со средой: мощный толчок задних ног перемещает лягушку при прыжке, а в воде их движения помогают грести.

Ответ: пояса передают усилие конечностей скелету туловища, а мышцы приводят кости в движение. Совместная работа мышц, суставов и костей задних ног обеспечивает прыжки на суше и плавание.

Типичные ошибки

Ошибка: считать кожу земноводных сухим защитным покровом. Так думают, потому что кожу часто представляют только как оболочку, закрывающую тело. Но у земноводных она тонкая и влажная, а также участвует в газообмене. Проверьте себя вопросом: почему животному опасно пересыхать, если кожа нужна только для защиты?

Ошибка: путать плечевой и тазовый пояса. Оба пояса связывают конечности с телом, поэтому их легко смешать. Плечевой пояс относится к передним конечностям, а тазовый — к задним и связан с позвоночником. Чтобы проверить ответ, уточните, о какой паре ног идёт речь.

Ошибка: представлять позвоночник земноводных таким же, как у рыб. Это предположение возникает из-за того, что и те и другие — позвоночные животные. Однако переход к жизни на суше связан с изменениями отделов позвоночника и опоры тела, необходимыми для поддержки при движении. Проверьте себя: учитываете ли вы нагрузку, которую тело испытывает на суше?

Ошибка: считать, что прыжок создаёт только скелет задних ног. Кости и суставы задают опору и направление движения, но сами по себе не создают толчок; его обеспечивают мышцы. Ошибку допускают, когда рассматривают строение без работы живого организма. Проверка проста: назовите, что создаёт усилие, и что передаёт его телу.

Связь с другими темами

Для понимания строения земноводных нужно знать общий план строения позвоночных и назначение скелета и мышц. Тогда легче проследить, как конечности соединены с туловищем и почему мышцы двигают кости, а не работают отдельно от них. Эти знания помогают объяснить приспособленность лягушки к опоре и передвижению.

Тема пригодится при сравнении земноводных с рыбами, пресмыкающимися и другими позвоночными: особенности строения можно связать с образом жизни каждой группы. Она также помогает изучать дыхание и передвижение земноводных. Например, влажная кожа важна для дыхания, а строение конечностей и поясов — для движения в воде и на суше.

Что запомнить

• Земноводные связаны в жизни с водной и наземной средой.
• Кожа земноводных тонкая, влажная и участвует в дыхании.
• Тело взрослой лягушки состоит из головы, туловища и конечностей.
• У взрослой лягушки шея выражена слабо, хвост отсутствует.
• Скелет земноводного включает череп, позвоночник, пояса и скелет конечностей.
• Пояса конечностей соединяют конечности с осевым скелетом.
• Мощные задние конечности лягушки помогают прыгать и плавать.
• Движение обеспечивается совместной работой скелета и мышц.