§ 21. Происхождение, многообразие, значение и охрана земноводных

Определения и обозначения

Земноводные — позвоночные животные, жизненный цикл которых связан с водой и сушей. У них есть внутренний скелет, а кожа обычно тонкая и влажная; многие виды могут поглощать через неё кислород. Это определение помогает отличать земноводных от рыб, постоянно живущих в воде, и от пресмыкающихся, чья кожа лучше защищена от высыхания.

Метаморфоз — превращение личинки земноводного во взрослое животное, сопровождающееся изменением строения и образа жизни. Например, у лягушки из водного головастика развивается животное с конечностями и лёгкими. Понимание метаморфоза помогает не путать личинку со взрослой особью и проследить, как меняются потребности животного.

Отряд Бесхвостые — группа земноводных, у которых во взрослом состоянии короткое тело и нет хвоста. К ним относятся лягушки и жабы: задние ноги у многих видов развиты сильнее передних и помогают прыгать. Этот признак позволяет узнать бесхвостых даже при большом разнообразии их окраски и размеров.

Отряд Хвостатые — земноводные, сохраняющие хвост во взрослом состоянии. К ним принадлежат тритоны и саламандры; их тело обычно вытянуто, а передние и задние конечности чаще похожи по длине. Наличие хвоста и форма тела отличают хвостатых от бесхвостых и помогают понять, как животное передвигается.

Как это устроено

Земноводные произошли от древних кистепёрых рыб, у которых плавники имели прочную внутреннюю опору. Такие конечности могли помогать передвигаться по мелководью и опираться на дно, а способность дышать воздухом была полезна в водоёмах с недостатком кислорода. Постепенно предки земноводных стали осваивать сушу, где было больше пищи и новых мест обитания. Однако жизнь на суше требовала конечностей и воздушного дыхания, а размножение по-прежнему оставалось связано с водой.

Зависимость земноводных от воды объясняется особенностями их размножения и кожи. У большинства видов икринки не имеют прочной скорлупы, поэтому на суше они быстро теряли бы влагу. Личинки развиваются в воде и дышат жабрами, а у взрослых кожа должна оставаться влажной для кожного дыхания. Поэтому водоём нужен не только для размножения, но и для нормального развития и жизни многих видов.

Жизненный цикл лягушки начинается с икры, которую самка откладывает в воду. Из икринки появляется головастик: у него есть хвост, нет ног, а дышит он жабрами и питается иначе, чем взрослая лягушка. Во время метаморфоза развиваются сначала задние, затем передние конечности, формируются лёгкие, а жабры и хвост постепенно исчезают. Взрослая особь может выходить на сушу, но для размножения ей снова нужен водоём.

Земноводных делят на три отряда по строению тела и приспособлениям к передвижению. Бесхвостые прыгают или плавают с помощью сильных задних ног; Хвостатые ходят, ползают или плавают, изгибая тело и хвост. У Безногих конечностей нет, а червеобразное тело помогает им прокладывать ходы в почве. Различия связаны с тем, где животные обитают и как добывают пищу.

Земноводные поедают насекомых и других мелких животных, а сами служат пищей птицам, рыбам и млекопитающим. Так они участвуют в пищевых цепях и влияют на численность организмов в экосистеме. Их сокращению способствуют загрязнение и осушение водоёмов, уничтожение мест обитания, гибель на дорогах и изменение климата. Для охраны сохраняют водоёмы и прилегающие участки суши, защищают редкие виды и создают охраняемые территории.

Основные отряды земноводных

Сначала сравните форму тела и наличие хвоста, затем проверьте конечности и способ передвижения. Среда обитания и развитие помогают дополнить определение, но у разных видов внутри отряда возможны различия. Например, не всякий хвостатый вид одинаково часто встречается в воде и на суше.

Разбор задач

Задача 1. Распределите лягушку, жабу, тритона и червягу по отрядам земноводных и назовите признак, по которому выполнена классификация.

Чтобы распределить животных, сравним их внешний вид, а не окраску или размер. У лягушки и жабы во взрослом состоянии нет хвоста, у тритона он есть. Червяга отличается отсутствием конечностей и червеобразным телом.

1. Лягушку и жабу относим к Бесхвостым: у взрослых животных короткое тело и нет хвоста.
2. Тритона относим к Хвостатым, потому что хвост сохраняется и после превращения во взрослую особь.
3. Червягу относим к Безногим: у неё вытянутое тело и отсутствуют конечности.

Ответ: лягушка и жаба — Бесхвостые, тритон — Хвостатые, червяга — Безногие. Классификация выполнена по внешнему строению: форме тела, наличию хвоста и конечностей. Эти признаки позволяют отличить отряды друг от друга.

Задача 2. Расположите стадии развития лягушки в правильной последовательности и объясните, какие изменения происходят при превращении головастика во взрослую особь.

Нужно проследить путь от размножения до взрослого животного. Сначала лягушка откладывает икру в воду, затем из неё выходит личинка. Изменение личинки во взрослую особь называется метаморфозом.

1. Записываем начало развития: икринка, затем головастик.
2. У головастика появляются задние, а затем передние конечности; развиваются лёгкие, необходимые для дыхания воздухом.
3. Жабры исчезают, хвост уменьшается и пропадает, а молодая лягушка постепенно приобретает строение взрослой особи.

Ответ: икра → головастик → головастик с развивающимися конечностями → молодая лягушка → взрослая лягушка. При метаморфозе меняются органы дыхания и передвижения, поэтому животное может перейти от водного образа жизни к жизни на суше. Для размножения взрослой лягушке всё равно понадобится вода.

Задача 3. Вблизи пруда осушили часть территории, загрязнили воду и построили автомобильную дорогу. Объясните возможные последствия для земноводных и предложите меры охраны.

Рассмотрим, какие условия нужны животным на разных этапах жизни. В воде находятся икра и личинки многих земноводных, а на влажной суше взрослые особи кормятся, зимуют или перемещаются. Если нарушена одна часть местообитания, животным становится сложнее завершить весь жизненный цикл.

1. Осушение уменьшает площадь водоёма и мест для откладывания икры, а загрязнение может повредить икре и личинкам.
2. Дорога преграждает пути между водоёмами и местами зимовки; при переходах животные могут погибать под колёсами.
3. Следует остановить загрязнение и осушение, сохранить прибрежные участки, а на путях миграции устроить безопасные переходы или временные ограждения.

Ответ: численность земноводных может сократиться, потому что им не хватает чистой воды и безопасных мест обитания. Меры охраны должны одновременно защищать водоём и прилегающую сушу. Дополнительно можно наблюдать за численностью животных и сообщать о редких видах специалистам.

Типичные ошибки

Ошибка — считать земноводных полностью наземными животными. Так думают, потому что взрослые лягушки часто сидят на суше, но их икра и личинки у большинства видов развиваются в воде. Проверка проста: вспомните весь жизненный цикл, включая размножение, а не только место, где встречается взрослая особь.

Ошибка — принимать головастика за маленькую взрослую лягушку. Головастик отличается жабрами и хвостом, а конечности у него отсутствуют или развиваются постепенно. Путаница возникает, если учитывать только размер животного; проверьте себя по признакам дыхания, наличию хвоста и стадии развития.

Ошибка — относить всех земноводных к лягушкам и жабам. Это лишь представители Бесхвостых, тогда как существуют также Хвостатые и Безногие. Чтобы проверить классификацию, сравните наличие хвоста и конечностей: у тритона хвост есть, а у червяги нет конечностей.

Ошибка — называть земноводных вредными животными. Такое мнение появляется, если замечают отдельные неудобства, но не учитывают, что земноводные поедают насекомых и сами служат пищей другим животным. Проверяйте оценку через роль организма в пищевых цепях и влияние на экосистему, а не только через пользу для человека.

Связь с другими темами

Для изучения земноводных пригодятся знания о признаках хордовых и позвоночных, рыбах и приспособлениях к жизни в воде. Их роль в природе связана с пищевыми цепями и равновесием экосистем, а угрозы показывают, как деятельность человека меняет местообитания. Далее можно сравнить земноводных с пресмыкающимися — следующей группой наземных позвоночных — и продолжить изучение охраны биоразнообразия.

Что запомнить

• Земноводные произошли от древних кистепёрых рыб.
• Их жизнь связана и с водой, и с сушей.
• У большинства земноводных развитие происходит с метаморфозом.
• К земноводным относятся отряды Бесхвостые, Хвостатые и Безногие.
• Земноводные уничтожают большое количество насекомых и служат пищей другим животным.
• Главные угрозы для земноводных — загрязнение и исчезновение водоёмов и мест обитания.
• Охрана земноводных включает сохранение водоёмов, запрет отлова редких видов и создание охраняемых территорий.