ЗЕМНОВОДНИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ВИДОВЕ, СИСТЕМИ, ВЪЗПРОИЗВЕЖДАНЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

На земноводните са клас гръбначни, които не са в състояние да регулират телесната температура. Класът се състои от близо 6 000 вида жаби, жаби, саламандри и каецилии. Тази последна група не е популярна и са земноводни, подобни на змия, тъй като са изродили крайниците си.

Терминът „земноводни“ се отнася до една от най-забележителните характеристики на групата: нейните два начина на живот. Земноводните обикновено имат воден ларвален стадий и сухоземна възрастна.

Ануран. Източник: pixabay.com

Следователно неговото възпроизвеждане все още е свързано с водни тела. Репродуктивното събитие води до яйцеклетка, която няма амниотични мембрани, така че тя трябва да бъде депонирана в езера или във влажна среда. Жабите имат външно торене, а саламандрите - и вероятно цецилианците - имат вътрешно оплождане.

Амфибийската кожа е много тънка, влажна и жлезиста. Някои видове имат модификации за производството на отрова, за да се защитят от потенциални хищници. Въпреки че някои видове имат бели дробове, при други те са загубени и дишането протича изцяло през кожата.

Намираме земноводни в голямо разнообразие от екосистеми, в тропически и умерени региони (с изключение на океанските острови).

Херпетологията е клонът на зоологията, отговарящ за изучаването на земноводни - а също и влечуги. Професионалистът, който се развива професионално в тази наука, е известен като херпетолог.

характеристики

Костни характеристики

Земноводните са гръбначни, тетраподи и четириноги. Скелетът му е съставен главно от кост, а броят на прешлените е променлив. Някои видове имат ребра, които могат или не могат да се слеят с прешлените.

Черепът на саламандри и жаби като цяло е отворен и деликатен. За разлика от тях каецилианците проявяват огромно уплътняване в черепа си, превръщайки го в тежка и твърда структура.

Обща морфология на тялото

Морфологията на тялото представя три основни диспозиции, които съответстват на таксономичната подредба на класа: слято тяло, пухкаво, без шия и модифицирани предни крайници за скачане на жаби; грациозната конструкция с определена шия, дълга опашка и крайници с еднакъв размер на саламандрите; и удължената, безгранична форма на кацелиите.

метаморфоза

Жизненият цикъл на повечето земноводни се характеризира с това, че е двуфазен: водна ларва се излюпва от яйцето, която се трансформира в полово зрял сухоземен индивид, който снася яйца и по този начин затваря цикъла. Други видове са елиминирали водната фаза.

кожа

Амфибийската кожа е доста уникална. Характеризира се с това, че е много фин, влажен и с наличието на множество жлези. При видове с липса на бели дробове може да настъпи обмен на газ през кожата. Има модификации на структури, които отделят токсични вещества за борба с хищници.

Върху кожата се открояват поразителните цветове - или способността да се камуфрира. Много от тях са предназначени за предупреждение или скриване от хищници. Всъщност оцветяването на земноводни е по-сложно, отколкото изглежда; Той е съставен от поредица от клетки, които съхраняват пигменти, наречени хроматофори.

Видове (класификация)

Класът Амфибия е разделен на три ордена: орден Gymnophiona (Apoda), съставен от каецилианците; Поръчка Urodela (Caudata), обикновено наричана саламандри, и Order Anura (Salientia), образувана от жаби, жаби и сродни. По-долу ще опишем всяка от характеристиките на всеки клас:

Поръчайте Gymnophiona (псевдоним)

Eocaecilia micropodia, ранен каецилиан от Долна Юра, рисуване с молив. Nobu Tamura (http://spinops.blogspot.com)

Гимнонофионите или каецилиите съставляват ред от 173 вида организми с много удължено тяло, без крайници и с подземен начин на живот.

Повърхностно наподобяват червей или малка змия. Тялото му е покрито от малки кожни люспи и те са обезсилени. Каецилианският череп е значително окостенен. В малкото водни форми, които съществуват, моделът на пръстена не е толкова маркиран.

Повечето видове се срещат в тропическите гори на Южна Америка, заровени в земята. Съобщават се обаче и в Африка, Индия и някои региони на Азия.

Както при повечето видове с подземни навици, очите са много малки и при някои видове са напълно безполезни.

Поръчайте Urodela (Caudata)

Саламандър саламандър. Източник: pixabay.com

Уроделите са съставени от почти 600 вида саламандри. Тези земноводни обитават разнообразна среда, както умерена, така и тропическа. Те са в изобилие в Северна Америка. От екологична гледна точка саламандрите са много разнообразни; те могат да бъдат напълно водни, сухоземни, дъбови, подземни, сред другите среди.

Те се характеризират с това, че са организми с малки размери - рядко един екземпляр надвишава 15 cm. Изключение прави гигантският японски саламандър, който достига дължина над 1,5 метра.

Крайниците образуват прав ъгъл с багажника на цилиндричното и тънко тяло, което притежават. Задните части и предните крайници са с еднакъв размер. В някои водни и подземни форми членовете са претърпели значително намаляване.

Поръчайте Анура (Salientia)

Pelophylax perezi

Редът Анура е най-разнообразен сред земноводните, с почти 5300 вида жаби и жаби, разделени на 44 семейства. За разлика от саламандрите, аранците нямат опашка. Само жаби от рода Ascaphus притежават такава. Името на ордена Анура намеква за тази морфологична характеристика.

Алтернативното име на групата, Salientia, подчертава адаптациите за движение на групата, чрез скокове, благодарение на мощните задни крака. Тялото им е пухкаво и им липсва врата.

Дали е жаба или жаба?

Понякога, когато видим ауран, обикновено се чудим дали екземплярът съответства на "жаба" или "жаба". Като цяло, когато говорим за крастава жаба, имаме предвид аран с кожена кожа, изпъкнали брадавици и здраво тяло, докато жабата е грациозно животно, ярко оцветено, поразително и с жлезиста кожа.

Това диференциране обаче е само популярно и няма таксономична стойност. С други думи; няма таксономичен обхват, наречен жаби или жаби.

Храносмилателната система

1-дясно предсърдие, 2-орна артерия, 3- яйца, 4- дебелото черво, 5-ляво предсърдие, 6-камерна камера, 7- стомах, 8- ляв бял дроб, 9-далак, 10-тънки черва. CloacaPicture, взета от Джонатан Макинтош

Адаптации на цефалния регион

Езикът на земноводните е изпъстрен и им позволява да хващат дребните насекоми, които ще им бъдат плячка. Този орган има различни жлези, които произвеждат лепкави секрети, които се стремят да осигурят улавянето на храната.

Лентите имат кератинизирани структури в устната област, които им позволяват да изстържат растителната материя, която ще консумират. Подредбата и броят на тези букални структури имат таксономична стойност.

Адаптации на червата

В сравнение с други животни храносмилателният тракт на земноводните е доста къс. В цялото животинско царство храносмилателната система, съставена от къси черва, е типична за месоядната диета, тъй като те са сравнително лесни за смилане на хранителни материали.

При ларвите стомашно-чревната система е по-дълга, характеристика, която по презумпция благоприятства усвояването на растителната материя, позволявайки ферментация.

Диета

Повечето земноводни са с месоядна диета. В рамките на менюто на аран откриваме множество видове насекоми, паяци, червеи, охлюви, многоглави и почти всяко животно, което е достатъчно малко, за да може амфибията да го консумира без много усилия.

Гимнофионите се хранят с малки безгръбначни, които те успяват да ловуват в подземни среди. Саламандрите имат месоядна диета.

За разлика от тях, повечето от ларвните форми на трите ордена са тревопасни (въпреки че има изключения) и се хранят с растителната материя и водораслите, открити във водни тела.

Кръвоносна система

Дидактически модел на сърце на амфибия. Wagner Souza e Silva / Музей на ветеринарна анатомия FMVZ USP

Земноводните имат сърце с венозен синус, две предсърдия, вентрикул и артериос на конус.

Циркулацията е двойна: тя преминава през сърцето, белодробните артерии и вени доставят белите дробове (при видовете, които ги притежават), а оксигенираната кръв се връща към сърцето. Амфибийската кожа е богата на малки кръвоносни съдове.

1 - Вътрешните хриле / точка, където кръвта се реоксигенира. 2 - Точка, където кръвта е изчерпана от кислород. 3 - Двукамерно сърце. Червено - Кислородна кръв. Синьо - кръв, изчерпана с кислород. Opellegrini15

Ларва форма представлява различна циркулация от описаната за възрастните форми. Преди метаморфозата циркулацията е подобна на тази, открита в рибите (не забравяйте, че ларвите имат хриле и кръвоносната система трябва да ги включва в пътя си).

При ларвите три от четирите артерии, които започват от вентралната аорта, отиват към хрилете, а останалата общува с белите дробове в рудиментарно или много недоразвито състояние.

Нервна система

Нервната система е изградена от мозъка и гръбначния мозък. Тези структури се получават ембриологично от невралната тръба. Предната част на тази структура се разширява и образува мозъка. В сравнение с останалите гръбначни животни, амфибийската нервна система е доста малка, проста и рудиментарна.

При земноводните има 10 двойки черепни нерви. Мозъкът е удължен (не е кръгла маса, както при бозайниците) и е структурно и функционално разделен на предна, средна и задна област.

Мозъкът е подобен и при трите групи земноводни. Обикновено тя е по-къса структура при жабите и по-удължена при кацелиите и саламандрите.

Дихателната система

Секция на жабешката кожа. A: лигавица, B: хромофор, C: гранулирана отрова жлеза, D: съединителна тъкан, E: stratum corneum, F: преходна зона, G: епидермис и H: дерма. Джон домоуправител

При земноводните има различни структури, които участват в дихателния процес. Тънката, жлезиста и силно васкуларизирана кожа играе важна роля в газообмена на много видове, особено на тези, на които липсват белите дробове.

Белите дробове при земноводните имат определен механизъм; За разлика от приема на въздух от белите дробове на други животни, вентилацията се осъществява чрез положително налягане. В тази система въздухът се вкарва в трахеята.

Ларвните форми - които са водни - дишат чрез хриле. Тези външни дихателни органи постигат ефективно извличане на разтворен кислород във водата и посредничат обмен с въглероден диоксид. Има саламандри, които могат да имат само хриле, само бели дробове, и двете структури, или нито едно.

Някои видове саламандри, които живеят целия си възрастен живот във водни тела, имат способността да избягват метаморфозата и да запазват хрилете си. В еволюционната биология явлението запазване на детски облик при възрастни и полово зрели форми се нарича педоморфоза.

Един от най-известните представители на саламандрите, който успява да запази хрилете в състояние на възрастни, е аксолотлът или Ambystoma mexicanum.

вокализация

Когато мислим за жаби и жаби, е почти невъзможно да не се намеква за техните нощни песни.

Системата за вокализация при земноводните е от голямо значение при анураните, тъй като песните са важен фактор за разпознаването на двойката и за защитата на територията. Тази система е много по-развита при мъжете, отколкото при жените.

Гласните струни са разположени в ларинкса. Ауранът е способен да издава звук благодарение на преминаването на въздух през гласните струни, между белите дробове и през чифт големи торбички, разположени на пода на устата. Всички тези споменати структури отговарят за оркестрирането на производството на звук и песните, толкова специфични за групата.

Отделителна система

Екскреторната система на земноводните е съставена от бъбреци от мезонефричен или опистефричен тип, като последните са най-често срещаните. Бъбреците са органи, които отговарят за отстраняването на азотни отпадъци от кръвообращението и поддържането на воден баланс.

При съвременните земноводни холонефричен бъбрек съществува в ембрионални стадии, но никога не става функционален. Основните азотни отпадъци са урея.

Възпроизвеждане и развитие

Предвид неспособността им да регулират телесната температура, земноводните се стремят да се възпроизвеждат по време на годината, когато температурата на околната среда е висока. Тъй като репродуктивните стратегии на трите реда са толкова различни, ще ги опишем отделно:

Gymnofions

Литературата, свързана с репродуктивната биология на този ред земноводни, не е особено богата. Оплождането е вътрешно и мъжете имат копулаторен орган.

По принцип яйцата се отлагат на влажни места с близки водни тела. Някои видове имат типичните водни ларви на земноводните, докато при други етапът на ларвите се среща вътре в яйцето.

При определени видове родителите проявяват поведение при подслон на яйцата в гънките на тялото си. Значителен брой каецилии са животворни, като често срещано събитие в групата. В тези случаи ембрионите се хранят по стените на яйцепровода.

Urodelos

Яйцата на повечето саламандри се оплождат вътрешно. Женските индивиди са способни да приемат структури, наречени сперматофори (пакет сперма, произведен от мъж).

Тези сперматофори се отлагат по повърхността на лист или ствол. Водните видове снасят яйцата си на гроздове във водата.

жаби

Серия изображения на попови лъжички (обикновена жаба - Bufo bufo). Изображенията показват последните две седмици от развитието на ларвите, завършващи с метаморфоза. Bufo_metamorphosis.jpg: CLauterderivative работа: Cwmhiraeth

В анураните мъжките привличат женските чрез своите мелодични (и специфични за видовете) песни. Когато двойката отива да се събира, те се ангажират в един вид "прегръдка", наречена амплекс.

Докато женската снася яйцата си, мъжката изхвърля спермата върху тези гамети, за да ги оплоди. Единственото изключение от събитието за външно торене при анураните са организмите от рода Ascaphus.

Яйцата се слагат във влажна среда или директно във водното тяло. Те се агломерират в маси с множество яйца и могат да се прикрепят към петна от растителност. Оплодената яйцеклетка се развива бързо и при готовност се появява малка водна попова лъжичка.

Тази малка потница ще претърпи драматична промяна: метаморфоза. Една от първите модификации е развитието на задните крайници, опашката, която им позволява да плуват, се резорбира - подобно на хрилете, червата се скъсява, белите дробове се развиват и устата придобива характеристики на възрастните.

Времевата рамка на развитие е силно променлива сред видове земноводни. Някои видове са способни да завършат метаморфозата си за три месеца, докато на други са необходими до три години, за да завършат трансформацията.

Еволюция и филогения

Художествено представяне на Triadobatrachus massinoti. Pavel.Riha.CB

Еволюционната реконструкция на тази група тетраподи е имала няколко трудности. Най-очевидно е прекъсването на записа на изкопаемите. Освен това методите, използвани за реконструкция на филогенетични връзки, постоянно се променят.

Живите земноводни са потомци на първите сухоземни тетраподи. Тези предци бяха рибата с луковица (Sarcopterygii), много особена група костеливи риби.

Тези риби се появяват, когато приключва Девонският период, преди около 400 милиона години. Групата изпитва адаптивно излъчване както към сладките, така и към солените водни тела.

Най-ранните тетраподи са запазили система от странични линии в юношеските си форми, но липсват при възрастни. Същият модел се наблюдава и при съвременните земноводни.

Земноводните са група, която успешно е експлоатирала голямо разнообразие от земни среди, които са свързани с водни тела.

Първи тетраподи

Има редица вкаменелости, които са от ключово значение за еволюцията на тетраподите, включително Elginerpeton, Ventastega, Acanthostega и Ichthyostega. Тези вече изчезнали организми се характеризираха с това, че са водни - черта, която се извежда от анатомията на тялото им - и с четири крайника.

Членовете на рода Acanthostega са били организми, които са образували крайници, но тези структури са били толкова слаби, че е малко вероятно животните да са имали способността да излизат свободно от водата.

За разлика от това, род Ichthyostega включваше всичките четири крайника и според доказателства можеше да остане извън водата - макар и с неудобна походка. Поразителна характеристика и на двата пола е наличието на повече от пет цифри както на задните крайници, така и на предните крайници.

В един момент от еволюцията на тетраподите, пентактилията беше характеристика, която беше фиксирана и остана постоянна в огромното мнозинство от тетраподите.

Филогенетични връзки между текущите групи

Връзките между трите настоящи земноводни остават противоречиви. Ориентировъчно модерните групи (съвременните земноводни са групирани под името лисанфибиос или Лисамфибия) заедно с изчезнали родове са групирани в по-голяма група, наречена темноспондили (Temnospondyli).

Повечето молекулярни и палеонтологични данни подкрепят филогенетичната хипотеза, която групира анураните и саламандрите като сестрински групи, оставяйки каецилианците като по-далечна група. Наблягаме на съществуването на няколко изследвания, които подкрепят тази филогенетична връзка (за повече информация вижте Zardoya & Meyer, 2001).

За разлика от това, използвайки рибозомна РНК като молекулен маркер, беше получена алтернативна хипотеза. Тези нови изследвания определят каецилианците като сестринска група на саламандри, оставяйки жабите като далечна група.

Текущо състояние на опазване

Днес земноводните са изложени на различни фактори, които влияят негативно на популациите. Според последните оценки броят на земноводните, които са застрашени от изчезване, е поне една трета от всички известни видове.

Това число далеч надвишава пропорциите на застрашени видове птици и бозайници.

Въпреки че не е възможно да се определи една-единствена причина, която е пряко свързана с масовия спад на земноводните, учените предполагат, че най-важните са:

Унищожаване на местообитанията и изменение на климата

Основните сили, които заплашват земноводните, включват: деградация и загуба на местообитания и глобално затопляне. Тъй като земноводните имат много тънка кожа и са толкова зависими от водни тела, колебанията в температурата и етапите на засушаването им влияят значително.

Повишаването на температурата и намаляването на наличните басейни за снасяне на яйца изглежда е важен фактор за това явление на локално изчезване и много забележим спад на популацията.

Chytridiomycosis

Бързото разпространение на инфекциозната хитридиомикоза, причинена от гъбата от вида Batrachochytrium dendrobatidis, силно засяга земноводните.

Гъбичката е толкова вредна, защото атакува много важен аспект от анатомията на земноводните: нейната кожа. Гъбичките увреждат тази структура, което е от съществено значение за терморегулацията и за натрупването на вода.

Хитридиомикозата причини огромен спад в популацията на земноводни в големи географски региони, включително Северна Америка, Централна Америка, Южна Америка и в локализирани райони на Австралия. Досега науката няма ефективно лечение, което позволява да се елиминират гъбичките от вида.

Въведение на екзотични видове

Въвеждането на видове в определени региони допринесе за намаляването на популациите. Много пъти въвеждането на екзотични земноводни влияе негативно върху опазването на ендемичните земноводни в района.

Препратки

1. Divers, SJ, & Stahl, SJ (ред.). (2018). Медицина и хирургия на медицината и хирургията на Mader's Reptile и Amphibian-E-Book. Elsevier Health Sciences.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Интегрирани принципи на зоологията. McGraw - Хил.
3. Kardong, KV (2006). Гръбначни: сравнителна анатомия, функция, еволюция. McGraw-Hill.
4. Llosa, ZB (2003). Обща зоология. EUNED.
5. Vitt, LJ и Caldwell, JP (2013). Херпетология: въвеждаща биология на земноводни и влечуги. Академична преса.
6. Zardoya, R., & Meyer, A. (2001). Относно произхода и филогенетичните връзки между живите земноводни. Proceedings of the National Academy of Sciences на Съединените американски щати, 98 (13), 7380-3.