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.