СТРОЕНИЕ ПРЕСМЫКАЮЩИХСЯ

Тип Хордовые

Класс Пресмыкающиеся

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕСМЫКАЮЩИХСЯ

В современной систематике животных Пресмыкающиеся(Reptilia), или Рептилии, это класс в типе Хордовые (Chordata) подтипа Позвоночные (Vertebrata).

Ароморфозы пресмыкающихся

Основные ароморфозы (ароморфозы – это крупные эволюционные изменения, ведущие к общему усложнению строения и организации организма) Пресмыкающихся следующие:

1. Возникновение зародышевых оболочек, обеспечивающих развитие эмбриона в наземных условиях. Пресмыкающиеся являются амниотами, т.е. позвоночными животными, чьи зародыши имеют зародышевые оболочки, обеспечивающие развитие зародыша в наземно-воздушной среде.

2. Прогрессивные преобразования скелета и формирование грудной клетки.

3. Развитие мозга, появление зачатков коры головного мозга.

4. Дифференцировка мышечной системы (появление межреберной му­скулатуры).

5. Дифференцировка дыхательных путей и появление ячеистых лег­ких.

6. Развитие неполной межжелудочковой перегородки сердца.

7. Формирование тазовой (вторичной) почки с обратным всасыванием веществ.

Пресмыкающиеся — первые наземные позвоночные, утратившие тесную связь с водой. Среди них встречаются виды, вторично вернувшиеся в вод­ную стихию. В современной фауне насчитывают около 6600 видов пресмыкающихся.

Пресмыкающиеся появились еще во второй половине каменноугольного периода палеозойской эры (около 300 млн. лет назад). Они ведут свое происхождение от более сложных древних земноводных, близких к стегоцефалам. Наивысший расцвет и разнообразие пресмыкающиеся имели в юрском периоде мезозойской эры (195-135 млн. л.н.).

СТРОЕНИЕ ПРЕСМЫКАЮЩИХСЯ

Строение пресмыкающихся следует изучать на примере Ящерицы. Различные виды ящериц обитают по всей территории нашей страны, кроме Крайнего Севера. Один из наиболее широко распространенных и обычных видов — Ящерица прыткая – Lacerta agilis (тип Хордовые, подтип Позвоночные, класс Пресмыкающиеся, отряд Чешуйчатые, подотряд Ящерицы). Это небольшое животное, длиной вместе с хвостом 15 - 20 см. Ящерица обитает в сухих, прогреваемых солнцем местах в степях, лесах, горах до высоты 2,5 км. Буроватая или зеленовато-бурая окраска хорошо скры­вает ее среди камней и травы. Живут ящерицы парами, укры­ваясь ночью в норках, под камнями, под корой пней. Здесь же они прячутся с осени на зимовку. Температура тела не постоянна.

Общая характеристика пресмыкающихся

Питаются ящерицы насе­комыми и личинками других беспозвоночных. В теплое время года несколько раз за лето ящерицы откладывают в укромных местах от 2 до 12 яиц. Заботы о яйцах не проявляют. Из яиц выходят полностью сформировавшиеся маленькие ящерицы, и все их дальнейшее развитие сводится к физическому росту и половому созреванию.

Итак, тело ящерицы удлиненной формы, состоит из го­ловы, шеи, туловища, хвоста и пятипалых конечностей.

Покров. Кожа сухая, покрыта роговыми чешуями, лишена желез (за­щита от потери воды). На пальцах имеются роговые образования — когти. Рост сопровождается линькой (периодическая смена кожных покровов).

Скелет (рис. 1) полностью окостеневает. Состоит из осевого скелета (позвоночник), скелета головы (череп) и скелета конечностей.

Рис. 1. Скелет Ящерицы прыткой.

1 - череп; 2 - ключица; 3 - лопатка; 4 - плечо; 5 - кисть; 6 - кости предплечья; 7 - ребра; 8 - кости голени; 9 - стопа; 10 - бедро; 11 - ко­сти таза; 12 - позвоночник; 13 - грудина.

Общая характеристика пресмыкающихся

Позвоноч­ник делится на четыре отдела:

1. Шейный — включает восемь позвонков. Подвижность головы обес­печивается двумя первыми шейными позвонками — атлантом и эпистрофеем, образующими сустав. Первый имеет вид кольца и сочленяется с непарным мыщелком черепа, второй представляет собой зубовидный отросток, входящий в кольцо первого позвонка и обеспечивающий поворот головы.

2. Грудно-поясничный — состоит из 22 позвонков. Включает груд­ной отдел, где все позвонки несут хорошо развитые ребра. Первые пять — длинные, прикрепляются к грудине, образуя грудную клетку. Поясничный отдел отличается более развитыми попереч­ными отростками за счет прирастания к ним рудиментарных ре­бер.

3. Крестцовый — включает два позвонка, к которым причленяются подвздошные кости таза.

4. Хвостовой — включает несколько десятков позвонков, уменьшаю­щихся в размере в зависимости от длины хвоста.

В случае опасности ящерица спасается от гибели путем отбрасывания хвоста (аутотомия — рефлекторный акт на боль), при этом один из хвосто­вых позвонков переламывается посередине. Позднее хвост частично отра­стает путем регенерации.

Череп почти полностью окостеневает и состоит из большого количества костей. Челюсти вытянуты, что облегчает захват и удержание добычи. Крупные отверстия глазниц располагаются сверху, а не с боков, как у рыб. Соединяется с позвоночником при помощи двух мыщелков, образованных затылочными костями.

Скелет конечностей включает пояс и скелет свободных конечностей, сходных по строению у земноводных. Плечевой пояс представлен парными костями — лопатками, ключицами, вороньими костями (коракоидами) и непарной костью груди­ны. Плечевой пояс прикреплен к грудине. Скелет передней конечности состоит из плеча (плечевая кость), предплечья (лучевая и локтевая кости) и кис­ти (кости запястья, пясти и фаланги пальцев). Тазовый пояс представлен парными подвздошными, седалищными и лобковыми костями, сросшими­ся между собой в таз. Он прикреплен к двум позвонкам крестцового отдела. Скелет задней конечности состоит из бедра (бедренная кость), голени (большая и малая берцовые кости) и стопы (кости предплюсны, плюсны и фаланги пальцев). Кости конечностей — локтевая и лучевая, а также большая и малая берцовые не срастаются как у земноводных; стопа и кисть короче, пальцы оканчиваются когтями. Плавательная перепонка отсутствует.

Мышечная система развита и более дифференцирована по сравнению с земноводными: появляются зачатки подкожной мускулатуры, мощная жевательная мускулатура (движение челюстей), группы мышц шеи (обеспечивают движения головы), мышцы конечностей. Хорошо развиты межреберные мышцы, кото­рые участвуют в механизме дыхания.

Общая характеристика пресмыкающихся

Внутреннее строение ящерицы представлено на рисунке 2.

Нервная система более развита, чем у земноводных. Головной мозг пресмыкающихся состоит из пяти отделов. Передний мозг представлен боль­шими полушариями, разделенными на правую и левую доли, больших размеров за счет скопления полосатых тел. В мозговом слое различают первичный свод (архипаллиум), занимающий большую часть крыши полушарий, а также зачаток новой коры (неопаллиума). Прогрессивное развитие переднего мозга обеспечивает возникновение сложных форм поведения. Промежуточный мозг спереди прикрыт передним, а сзади — средним мозгом. В крыше хорошо развиты теменной орган и эпифиз. Теменной орган своим строением напоминает глаз. В нем различают уплотненный прозрачный передний отдел (подобный хруста­лику) и бокалообразную заднюю часть, состоящую из чувствующих и пигментных клеток. Он эффективно воспринимает световые раздра­жения и служит рецептором сезонных изменений. Средний мозг увели­чен в размере за счет развития зрительных центров. Мозжечок сильно развит, движения пресмыкающихся более интенсивные и разнообраз­ные. Продолговатый мозг образует изгиб в вертикальной плоскости, также характерный для всех амниот. Центр автоматической двигатель­ной активности и основных вегетативных функций (дыхания, пищева­рения, кровоснабжения). От головного мозга отходят одиннадцать пар черепно-мозговых нервов.

Спинной мозг заключен в спинномозговой канал позвоночника. Спин­номозговые нервы образуют плечевое и поясничное сплетения. Хорошо развита симпатическая нервная система, представленная двумя нервны­ми стволами, расположенными по бокам позвоночника.

Подписи к рисунку 2:

1 - пищевод, 2 - желудок, 3 - тонкая кишка, 4 - толстая кишка, 5 -клоака, 6 - выводное отверстие клоаки, 7 - печень, 8 - желчный пузырь, 9 - поджелудочная желе­за, 10 - трахея, 11 - левое легкое, 12 - желудочек сердца, 13 - правое предсердие, 14 - левое предсердие, 15 - правая дуга аорты, 15 - левая дуга аорты, 16 - правая сон­ная артерия, 17 - левая сонная артерия, 18 - левая дуга аорты, 19 - нисходящая аорта, 20 - соединение дуг аорты в спинную аорту, 21 - правая легочная артерия, 22 - левая легочная артерия, 23 - задняя полая вена, 24 - венозный синус (слабо вы­ражен у ящерицы), 25 - легочная вена, 26 - левый семенник, 27 - придаток семенника, 28 - семяпровод, 29 - левая почка, 30 - впадение семяпровода в клоаку, 31 - мочевой пузырь, 32 - правая подключичная вена, 33 - селезенка, 34 - левая яремная вена, 35 - непарная головная вена, 36 - надпочечник.

Общая характеристика пресмыкающихся

Рис. 2. Внутреннее строение пресмыкающегося

(ящерица, самец).

Общая характеристика пресмыкающихся

Органы чувств. Из органов чувств у рептилий (за исключением змей и неко­торых других видов) лучше, чем у амфибий, развиты глаза: они более подвижны. Приспособление их к видению на разных расстояниях (у многих видов на довольно больших) обеспечи­вается не только, как у рыб и амфибий, перемещением хруста­лика, но и, как у высших позвоночных, путем изменения его кривизны. Кроме век, имеется мигательная перепонка. У ряда видов есть теменной орган, связанный с промежуточным мозгом и способный к восприятию световых раздражений. Орган слуха и равновесия представлен средним и внутренним ухом с тремя полукружными каналами (орган равновесия). Орган слуха приспособлен к восприятию звуковых раздражений в воздушной среде. Наружные слуховые отверстия располагаются на голове позади глаз и затянуты округлой барабанной перепонкой, воспринимающей звуко­вые колебания. Колебания перепонки передаются к слуховой косточке — стремечку, — расположенной в полости среднего уха. Стремечко упи­рается в овальное окно, ведущее в полость внутреннего уха, передавая ему колебания барабанной перепонки. Нижняя часть полости среднего уха открывается в ротоглотку с помощью слуховой (евстахиевой) трубы для выравнивания давления по обе стороны барабанной перепонки. Некоторые прогрессивные изменения произошли в органе слуха: немного уве­личился нижний мешочек; слуховая косточка лучше передает ко­лебания барабанной перепонки во внутреннее ухо; кроме оваль­ного окошечка, появилось второе окошечко — круглое, что уве­личивает подвижность экзолимфы, окружающей лабиринт; бара­банная перепонка расположена не на поверхности головы, а в небольшом углублении. В осязании большую роль иг­рает язык. Орган вкуса представлен вкусовыми луковицами глотки. Орган обоняния более дифференцирован и представлен обоня­тельными мешками, разделенными на обонятельный (верхний) и дыха­тельный (нижний) отделы. Появляется обонятельная раковина. Имеют­ся обонятельные ходы с парными ноздрями, открывающимися наружу.

Дыхательная система.Единственными органами дыхания у рептилий служат легкие, так как их кожа непроницаема для газов; слизистая оболочка ротовой полости, играющая значи­тельную роль в дыхании земноводных, используется для выполне­ния этой функции немногими видами пресмыкающихся. По этой причине и, особенно в связи с возросшей активностью рептилий по сравнению с амфибиями, строение легких и дыхательных путей усложнилось. Легкие представляют собой органы большей величины и глубже расположенные в грудной полости, чем у земноводных. Внутренняя поверхность их значительно возросла благодаря развитию на ней множества перекладин с более густой сетью кровеносных сосудов. Воздух поступает в легкие, пройдя через хоаны, глотку, гортань, длин­ную трахею, просвет которой поддерживается хрящевыми коль­цами. Во время прохождения через трахею воздух очищается от пыли, температура его приближается к температуре тела. У амфибий трахея была в зачаточном состоянии. Задний конец трахеи разделяется на два бронха, в стенках которых тоже име­ются хрящевые кольца. Осуществление вдоха и выдоха проис­ходит более эффективно, чем у амфибий, благодаря развитию у рептилий грудной клетки, объем которой

Общая характеристика пресмыкающихся

увеличивается при вдохе и уменьшается при выдохе. Такой же механизм сохранился у высших позвоночных — птиц и млекопитающих.

Пищеварительная система более диф­ференцирована, чем у земноводных. Зубы в основном сосредото­чены на челюстях, количество их велико, но они однотипны и служат преимущественно для захвата добычи. Слюнные железы лучше развиты, чем у амфибий (у ряда видов выделения этих желез ядовиты). У рептилий начинается процесс образова­ния твердого нёба, который завершается у крокодилов. Благо­даря образованию твердого нёба ротовая полость отделяется от носоглоточной, что облегчает как дыхание, так и поглощение пищи. Хорошо развиты (особенно у хищников, поедающих поз­воночных животных) глотка, пищевод и желудок. Печень (с желчным пузырем) и поджелудочная железа более совершенны, чем у земноводных. Тонкая кишка значительно удлинена; толс­тая кишка короткая и заканчивается клоакой. Современные пре­смыкающиеся питаются преимущественно животными; число рас­тительноядных видов незначительно.

Кровеносная система замкнутая, два круга кровообращения, трехкамерное сердце. В желудочке сердца имеется неполная перегородка, препятствующая полному смешиванию артериальной и венозной крови. От желудочка отходят три сосуда: легочный ствол (от правой части желудочка) несет венозную кровь к легким. Правая дуга аорты (от левой части желудочка) несет артериальную кровь к голове (сон­ные артерии), передним конечностям (подключичные артерии), далее, сливаясь с левой дугой, образует спинную аорту. Левая дуга аорты (над перегородкой) несет смешанную кровь ко всем остальным орга­нам тела, сливаясь в спинную аорту. Смешанная (с высоким содержа­нием кислорода) кровь по спинной аорте направляется в заднюю часть туловища и к задним конечностям. У ящериц сохраняется сонный проток, который соединяет сонные артерии с дугами аорты. Уровень обмена веществ сохраняется низким, поэтому рептилии — холодно­кровные животные.

Малый (легочный) круг кровообращения начинается легочной артери­ей и заканчивается легочными венами, несущими артериальную кровь в левое предсердие. Большой круг кровообращения начинается дугами аор­ты и заканчивается нижней и двумя передними полыми венами, несущи­ми кровь в правое предсердие.

Выделительная система представлена парными продолговатыми тазовыми (метанефрос) почками. От почек отходят моче­точники, открывающиеся в клоаку. На брюшной стороне клоаки нахо­дится отверстие мочевого пузыря. Механизм обратного всасывания в почечных канальцах обеспечивает сохранение воды в организме. Основным конечным продуктом азотистого обмена является мочевая кислота.

Общая характеристика пресмыкающихся

Половая система. Раздельнополые. Половые железы парные. У самцов имеется копулятивный орган. Оплодотворение внутреннее. Самки откла­дывают крупные яйца с большим содержанием желтка. Снаружи яйца по­крыты плотной кожистой оболочкой. Пресмыкающиеся являются амниотами, т.е. позвоночными животными, чьи зародыши имеют зародышевые оболочки, обеспечивающие развитие зародыша в наземно-воздушной среде.

Развитие прямое. Из яйца вылупляется молодое животное, отличаю­щееся от взрослого только размерами, и все его развитие сводится к физическому росту и половому созреванию.

Пресмыкающиеся - важный компонент экосистем, регулируют численность многих беспозвоночных животных, служат пищей другим животным. В ряде стран употребляются человеком в пищу, кожа и панцири используются для изготовления различных изделий.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие признаки отличают пресмыкающихся от других животных?

2. Назовите ароморфозы пресмыкающихся.

3. В чем принципиальные отличия земноводных и пресмыкающихся?

4. Из каких частей состоит тело пресмыкающегося?

5. Какие особенности имеет кожа у пресмыкающихся?

6. Какова мышечная система у пресмыкающихся?

7. Расскажите строение скелета на примере ящерицы.

8. Как устроена пищеварительная система у пресмыкающихся?

9. Как протекает газообмен у пресмыкающихся?

10. Как устроено сердце у пресмыкающихся?

11. Какая кровь проходит через сердце пресмыкающегося?

12. Сколько кругов кровообращения у пресмыкающегося?

13. Почему пресмыкающиеся имеют температуру окружающей среды, а не свою собственную?

14. Расскажите о выделительной системе пресмыкающихся?

15. Каково строение нервной системы у пресмыкающихся?

16. Расскажите о многообразии органов чувств пресмыкающихся.

17. Какое строение имеют органы размножения пресмыкающихся.

18. Как размножаются пресмыкающиеся?

19. Какое значение имеют пресмыкающиеся в природе и в хозяйственной деятельности человека?

20. Когда в ходе биологической эволюции возникли пресмыкающиеся, и какими были их предковые формы?

21. Какова классификация пресмыкающихся? Расскажите о многообразии пресмыкающихся.