34. Местообитания, особенности внешнего строения, скелета и мускулатуры земноводных

Определения и обозначения

Земноводные, или амфибии, — позвоночные животные, жизнь которых связана и с водой, и с сушей. Такое название отражает особенности их жизненного цикла и строения: взрослые животные многих видов могут передвигаться по земле, но нуждаются во влажной среде, а размножение часто происходит в воде. Поэтому у амфибий есть признаки, помогающие жить в обоих местообитаниях. Их строение нельзя объяснить приспособлением только к одной среде.

Голая кожа — кожа без чешуи, обычно тонкая и влажная. Через неё у земноводных происходит газообмен: кислород из окружающей среды проходит в организм, а углекислый газ выходит наружу. Чтобы кожное дыхание было эффективным, поверхность должна оставаться влажной. Из-за этого животным необходимы влажные места, а на сухом воздухе кожа быстро теряет воду.

Плечевой и тазовый пояса — части скелета, которые соединяют конечности с туловищем. К плечевому поясу прикрепляются передние конечности, а к тазовому — задние. Пояса передают усилия от мышц и конечностей на туловище и помогают удерживать тело. Их строение связано с тем, как животное опирается на землю и отталкивается от неё.

Конечности земноводных — парные передние и задние конечности, каждая из которых состоит из отделов и пальцев. Передние конечности обычно служат опорой, а задние участвуют в прыжках и плавании. У лягушки задние ноги длиннее и сильнее передних, а между пальцами есть перепонки. Различие в строении помогает выполнять разные движения.

Как это устроено

Земноводные встречаются в разных местах, но многие виды выбирают берега водоёмов, влажные леса и болота. На суше животные находят пищу и могут передвигаться, а вода нужна для поддержания влажности тела и часто для размножения. Икра амфибий обычно не защищена плотной оболочкой от высыхания, поэтому её откладывают в воду или очень влажные места. Так связь сразу с двумя средами объясняется не случайностью, а потребностями разных этапов жизни.

Кожа лягушки тонкая, влажная и проницаемая для газов. Кислород может поступать через её поверхность, поэтому кожное дыхание дополняет дыхание лёгкими; для газообмена кожа должна быть увлажнена. При сухом воздухе вода испаряется быстрее, и животное рискует высохнуть. Поэтому лягушки держатся у водоёмов, прячутся во влажных укрытиях или становятся менее активными в неблагоприятных условиях.

Тело типичной лягушки состоит из головы и туловища; шеи и хвоста у взрослого животного нет. Глаза выпуклые и расположены сверху головы, как и ноздри, поэтому лягушка может наблюдать за окружающим и дышать, почти не выступая из воды. Позади каждого глаза находится барабанная перепонка — участок, воспринимающий звуковые колебания. Передние конечности короче, а длинные задние ноги имеют сильные мышцы и перепонки между пальцами.

Скелет поддерживает тело, защищает некоторые органы и служит опорой для мышц. В него входят череп, позвоночник, плечевой и тазовый пояса, а также скелет парных конечностей; позвоночник соединяет части осевого скелета и помогает сохранять форму тела. Плечевой пояс связывает с туловищем передние ноги, тазовый — задние. Кости конечностей соединены подвижно, поэтому мышцы могут сгибать и разгибать их, а опора передаётся на поверхность.

Движения лягушки обеспечиваются совместной работой скелета и мышц туловища и конечностей. При прыжке мышцы задних ног сокращаются и разгибают конечности, отталкивая тело от земли; при приземлении передние ноги помогают опереться и смягчить удар. В воде лягушка расправляет задние ноги, отталкивается ими и использует перепонки как увеличенную поверхность для гребка. Значит, прыжки и плавание возможны благодаря не одной длине конечностей, а их сочленениям и развитой мускулатуре.

Особенности строения земноводных и их значение

Таблица помогает связывать особенность строения не только с названием части тела, но и с её ролью в жизни животного. Чтобы объяснить движение, проследите цепочку: мышцы воздействуют на скелет, а конечность отталкивается от опоры или воды. Сравнивая строки, можно увидеть, что разные приспособления работают вместе.

Разбор задач

Задача 1. По описанию животного — влажная голая кожа, две пары конечностей, жизнь у водоёма — определите, какие признаки указывают на принадлежность к земноводным. Важно проверить не один признак, а их сочетание. Похожая среда обитания или отдельная особенность сами по себе ещё не дают надёжного ответа.

1. Отмечаем голую влажную кожу: это характерная особенность амфибий, связанная с кожным дыханием.
2. Учитываем две пары конечностей: у земноводных есть передние и задние конечности, которые помогают передвигаться по суше и в воде.
3. Сопоставляем признаки с местом обитания: жизнь у водоёма соответствует потребности во влажной среде, хотя сама по себе не доказывает принадлежность к группе.
4. Делаем вывод по совокупности признаков, а не только по одному сходству.

Ответ: описанное животное обладает характерными признаками земноводных — голой влажной кожей, двумя парами конечностей и связью с водоёмом. Для точного определения следует учитывать и другие особенности животного, поскольку один признак может встречаться у представителей разных групп.

Задача 2. Объясните, почему лягушка может передвигаться и по суше, и в воде, указав особенности задних конечностей и их мускулатуры. Здесь нужно связать строение с движением, а не просто перечислить части тела. Сначала рассмотрим действие ног на суше, затем — в воде.

1. На суше лягушка сгибает и затем мощно разгибает длинные задние конечности, отталкиваясь от поверхности.
2. Развитые мышцы создают сильное усилие, необходимое, чтобы поднять и переместить тело прыжком.
3. В воде задние ноги отталкиваются от воды; перепонки между пальцами увеличивают площадь стопы и усиливают гребок.
4. Сопоставляем оба случая: те же сильные ноги помогают совершать разные движения в зависимости от среды.

Ответ: лягушка передвигается по суше прыжками, а в воде отталкивается задними конечностями, используя перепонки как весла. Это возможно благодаря их длине, подвижному скелету и развитой мускулатуре.

Задача 3. Сравните условия жизни земноводного на влажном берегу и в сухом помещении и предскажите, где животное сможет дольше оставаться активным. Для ответа нужно учесть свойства кожи, а не только наличие воды рядом. Затем связываем потерю влаги с дыханием.

1. На влажном берегу кожа медленнее высыхает, поэтому сохраняются условия для кожного газообмена.
2. В сухом помещении вода быстрее испаряется с тонкой кожи, и животное рискует обезводиться.
3. При высыхании кожное дыхание затрудняется, поэтому нормальная активность становится невозможной.
4. Сравниваем последствия: влажная среда помогает поддерживать работу кожи, сухая — ограничивает её.

Ответ: дольше оставаться активным земноводное сможет на влажном берегу. В сухом помещении кожа быстро теряет воду, а это мешает кожному дыханию и опасно для животного.

Типичные ошибки

Ошибка — называть земноводных исключительно водными животными. Так считают, потому что многие амфибии размножаются в воде и часто держатся рядом с ней, но взрослые особи многих видов живут на суше. Проверка: вспомните, что название группы отражает связь с двумя средами, а не постоянную жизнь только в воде.

Ошибка — считать кожу земноводных только наружным покровом. Её легко воспринимать как защитную оболочку, но она также участвует в газообмене и должна быть влажной. Проверка: объясните, почему высыхание кожи опасно не только потерей воды, но и нарушением дыхания.

Ошибка — путать плечевой и тазовый пояса. Оба соединяют конечности с туловищем, поэтому их назначение кажется одинаковым; различается то, какие ноги к ним прикреплены. Проверка: плечевой пояс относится к передним конечностям, тазовый — к задним.

Ошибка — объяснять прыжки только длиной задних ног. Длинные конечности заметны, но без мышц и скелетных сочленений они не могли бы создать толчок. Проверка: назовите все звенья движения — мышцы сокращаются, конечности разгибаются, тело отталкивается от опоры.

Связь с другими темами

Для понимания строения земноводных пригодятся знания о позвоночнике, скелете и назначении конечностей у позвоночных животных. Представление о среде обитания помогает объяснить, почему кожа и конечности амфибий имеют именно такие особенности. Позже эти знания позволят связать внешнее строение с работой внутренних систем и размножением. Сравнение земноводных с рыбами и пресмыкающимися показывает, как позвоночные осваивали наземную среду и какие ограничения при этом сохранялись.

Что запомнить

• Земноводные связаны и с водной, и с наземной средой.
• Кожа земноводных голая и влажная.
• Кожа участвует в газообмене и легко теряет воду.
• У земноводных есть две пары конечностей.
• Передние конечности соединены с плечевым поясом, задние — с тазовым.
• Мощная мускулатура задних конечностей помогает прыгать и плавать.