Тест ЕГЭ Биология 11 класс Получить доступ за 75 баллов Царство животных. Тип Хордовые. Группа Рыбы и Класс Земноводные (амфибии)

Рыбы распространены повсеместно в пресных водоемах, морях и океанах. Они относятся к водным позвоночным животным и крайне разнообразны по внешнему виду и особенностям жизнедеятельности.

От древних кистеперых рыб произошли все наземные позвоночные, в том числе и человек.

Внешнее строение рыб

Тело большинства рыб имеет обтекаемую форму за счет черепицеобразного расположения чешуи и состоит из трех плавно переходящих друг в друга отделов:

• головы- заканчивается краями жаберных крышек
• туловища- заканчивается анальным плавником
• хвоста

Снаружи тело большинства рыб покрыто чешуей.

Чешуя имеет вид налегающих друг на друга костных пластинок, с передней стороны вросших в кожу.

Размер чешуек может быть разным: от микроскопического до очень крупного, размером с ладонь.

В коже имеются железы, обильно выделяющие слизь.

Слизь уменьшает трение тела о воду и предохраняет от заражения вредными бактериями и грибками.

На голове у рыб расположены:

• крупные глаза, которыми рыбы хорошо видят на близком расстоянии и даже различают цвета
• пара обонятельных ямок- ноздри, которыми рыбы улавливают запахи
• ротовое отверстие, представленное парой челюстей, на которых могут располагаться зубы
• у костных рыб жабры снаружи прикрыты жаберными крышками
• у некоторых рыб имеются осязательные усики

Для плаванья в воде рыбы используют плавники:

• хвостовой обеспечивает поступательное движение вперед и служит рулем при поворотах
• спинные, их число у разных видов может отличаться
• анальный так же, как и спинные, придает телу устойчивость при движении
• парные грудные и брюшные используются для сохранения равновесия, при поворотах и остановках

Плавники состоят из кожных перепонок, поддерживаемых костными плавниковыми лучами.

По бокам тела у рыб бывают заметны темные линии- это органы чувств, воспринимающие малейшие движения воды.

Благодаря им даже ослепленная рыба может плавать, не натыкаясь на препятствия, и ловить движущуюся добычу.

На фотографии хорошо заметная боковая линия, идущая от жабр до хвоста. Она видна на теле этой рыбы:

Окраска рыб обычно бывает покровительственной:

• более светлой снизу, что делает рыбу малозаметной на фоне освещенной поверхности воды
• темной сверху, позволяя рыбе сливаться со дном

Внутреннее строение рыб

Внутренний скелет рыбы может быть хрящевым или костным.

В процессе эволюции позвоночник впервые появился именно у рыб.

Он состоит из:

• позвоночника, тянущегося вдоль всего тела и образованного отдельными позвонками
• костей черепа, защищающих головной мозг
• парных челюстей
• жаберных крышек
• скелета плавников
• плечевого пояса, соединяющего скелет грудных плавников с черепом

Позвоночник делится на два отдела:

• туловищный, в нем к позвонкам снизу прикрепляются ребра, ограничивающие полость, в которой лежат внутренние органы
• хвостовой, в нем нижние дуги позвонков образуют отверстия, в которых проходят кровеносные сосуды

Верхние дуги позвонков на протяжении всего позвоночника образуют канал, в котором лежит спинной мозг (нервная трубка).

Позвонки сверху и в хвостовом отделе снизу имеют длинные отростки:

У рыб самые сильные мышцы имеют вид лент, лежащих на спинной стороне вдоль тела и поделенных тонкими перегородками на сегменты.

Кроме этого имеются и специализированные мышцы, двигающие глаза, жаберные крышки, парные плавники и т. д.

Пищеварительная система у рыб состоит из:

• рта, образованного челюстями
• глотки, в которой имеются жаберные щели
• пищевода
• желудка, железы которого выделяют желудочный сок
• тонкой кишки, в которую впадают протоки из печени и поджелудочной железы
• желчного пузыря, находящегося в печени
• задней кишки
• анального отверстия, через которое непереваренные остатки выходят наружу

В глотке некоторых рыб могут находиться зубы, которыми они перетирают пищу.

У многих хищных рыб, глотающих добычу целиком, желудок может сильно растягиваться.

У многих костных рыб пищеварительная система образует тонкостенный вырост- плавательный пузырь.

За счет обмена газов с кровью объем пузыря меняется, и рыба может легко менять плотность своего тела, опускаясь ко дну или поднимаясь к поверхности воды- гидростатическая функция.

У некоторых рыб плавательный пузырь связан с кишечником, у других эта связь утрачивается.

У рыб также может быть развит Веберов аппарат, связывающий плавательный пузырь с органом слуха.

Также для плавательного пузыря характерны дыхательные и звукообразовательные функции.

Дыхательная система рыб образована жабрами, которые состоят из жаберных дуг, на которых:

• с одной стороны, расположены пронизанные капиллярами жаберные лепестки, в которых происходит газообмен
• с другой- жаберные тычинки, препятствующие выскальзыванию крупных частиц пищи через жаберные щели

Жабры рыб- видны жаберные щели, дуги и лепестки:

Если в воде мало кислорода, некоторые рыбы способны захватывать воздух с поверхности воды.

Также существуют двоякодышащие рыбы, живущие в пересыхающих водоемах и способные переключать дыхание с жабр на легкие.

Если обычная рыба попадает на воздух, ее жабры быстро высыхают и не могут осуществлять газообмен, поэтому она очень скоро погибает.

У рыб замкнутая кровеносная система с одним кругом кровообращения:

• сердце состоит из двух камер: предсердия и желудочка
• из желудочка венозная кровь, насыщенная углекислым газом, по брюшной аорте поступает к жабрам
• в капиллярах жабр кровь обогащается кислородом и отдает углекислый газ, то есть в жабрах кровь насыщается кислородом и превращается в артериальную
• по сосудам, отходящим от жабр, артериальная кровь, богатая кислородом, собирается в спинную аорту и разносится ко всем внутренним органам и тканям
• кровеносные сосуды многократно разветвляются и образуют в тканях тела капилляры, через стенки которых происходит газообмен и обмен различными веществами
• затем кровь, вновь насыщенная углекислым газом, собирается в вены и направляется в предсердие

Орган кроветворения у рыб- селезёнка.

Выделительная система рыб образована двумя лентовидными почками, в капиллярах которых кровь освобождается от продуктов распада.

По двум мочеточникам моча собирается в мочевой пузырь, и из него выводится наружу через отверстие, расположенное позади анального.

На брюшной стороне у рыб есть также половое отверстие, в которое открываются парные половые органы:

• семенники у самцов, наполненные в период размножения жидкими молоками
• яичники у самок, заполненные икрой

У рыб нет яйцевых защитных оболочек, в отличие от яиц пресмыкающихся, у которых яйца покрыты плотной кожистой оболочкой.

В период нереста самки и самцы рыб выбрасывают половые продукты в воду, и там происходит оплодотворение.

Личинки рыб развиваются из оплодотворенной икры.

В первые дни жизни они обеспечены запасом питания, находящимся в желточном мешке.

Когда этот запас кончается, личинка превращается в малька, который начинает питаться самостоятельно.

Нервная система и поведение рыб. Нерест

Нервная система у рыб образована:

• головным мозгом, состоящим из пяти отделов: передний, средний, промежуточный, продолговатый мозг и мозжечок
• спинным мозгом с отходящими от него нервами

Продолговатый мозг является непосредственным продолжением спинного мозга и, расширяясь, переходит в задний мозг.

В области продолговатого мозга располагаются жизненно важные центры.

Этот отдел мозга осуществляет регуляцию дыхания, сердечной деятельности, пищеварительного аппарата и др.

Взаимодействуя с другими отделами центральной нервной системы, мозжечок обеспечивает точность и координацию движений тела в разных условиях.

Органы чувств рыб:

• глаза- орган зрения
• органы обоняния, расположенные в ноздрях
• органы слуха, скрытые в задней части черепа (только внутренне ухо)
• органы вкуса- чувствительные клетки, расположенные в ротовой полости, а также разбросанные по всему телу
• осязательные клетки также разбросаны по телу, у некоторых видов есть усики
• орган боковой линии, воспринимающий малейшие токи воды

Наличие усиков характерно для всех осетровых рыб:

Рыбы могут воспринимать множество раздражителей и реагировать на них различным образом.

При этом различают:

• безусловные рефлексы- врожденные реакции на раздражитель, общие у всех рыб одного вида (например, реакция захвата на вид пищи)
• условные рефлексы- приобретаемые в течение жизни рефлексы на различные раздражители (например, кормление рыб можно сочетать с условным сигналом- зажиганием лампочки; после нескольких таких сочетаний зажигание лампочки будет привлекать рыб само по себе, без раздачи корма)

Для многих рыб характерно инстинктивное врожденное поведение в период размножения, называемое нерестом.

Одни виды поднимаются из морей к верховьям рек и там откладывают икру (например, многие осетровые, лососевые и др.) - их называют проходными рыбами.

Затем их мальки постепенно скатываются в моря, и там достигают половой зрелости.

Другие виды (например, угри) для размножения, наоборот, мигрируют в океан.

Во время нереста рыбы продвигаются к верховьям рек, преодолевая сложные препятствия:

Классы рыб

Всего известно более 30 тысяч видов рыб. Они делятся на два класса:

• хрящевые рыбы (основной признак: хрящевой скелет)
• костные рыбы, обладающие более тяжелым костным скелетом

Хрящевые рыбы

Для хрящевых рыб характерно:

• отсутствие плавательного пузыря
• вырост передней части головы, образующий рострум
• разнолопастный хвостовой плавник
• горизонтально расположенные парные плавники
• нет жаберных крышек, вместо них 5-7 пар жаберных щелей
• наличие брызгалец- отверстий позади глаз, ведущих в глотку (через них многие хрящевые рыбы набирают воду для дыхания)
• кожа покрыта плакоидной чешуей
• зубы- это видоизмененная чешуя
• внутреннее оплодотворение в половых путях самки
• для некоторых видов характерно живорождение, при этом зародыши обмениваются веществами с телом матери, как и у млекопитающих

Строение жабр у хрящевых рыб.

Каждая жабра хрящевых рыб состоит из трех составляющих

• жаберной дуги
• жаберных лепестков
• жаберных тычинок

Жаберные дуги составляют скелет дыхательного аппарата, т. е. являются опорой для жабр.

Жаберные лепестки с обеих сторон покрыты жаберными лепесточками (или респираторными

складочками), где под тонким эпителием находятся сильно разветвленные капилляры, где и происходит газообмен.

На внутренней поверхности жаберной дуги расположены жаберные тычинки, образующие систему фильтрации, при помощи которой рыбы отфильтровывают мелкую живую пищу из воды и удерживают ее во рту.

Микрофотография плакоидных чешуек, характерных для хрящевых рыб:

К хрящевым рыбам относятся акулы, скаты и химерообразные.

Разнолопастный хвостовой плавник хрящевых рыб:

Костные рыбы

Для костных рыб, помимо костного или частично окостеневающего скелета, характерно:

• наличие плавательного пузыря (у большинства представителей за исключением двоякодышащих)
• равнолопастный хвостовой плавник
• имеется жаберная крышка, образованная четырьмя плоскими костями
• вертикально расположенные парные плавники
• наружное оплодотворение

Класс Костных рыб делится на подклассы:

• хрящекостные (подкласс)- у которых во внутреннем скелете наряду с костями присутствуют хрящи и сохраняется хорда во взрослом состоянии (примеры: осётр, севрюга, стерлядь)
• лучеперые (подкласс)- к ним относятся более 90% всех известных рыб (наиболее важные отряды: карпообразные, сельдеобразные, окунеобразные и др.)
• двоякодышащие (надотряд)- ведут малоподвижный образ жизни, дышат как жабрами (кислородом воды), так и легкими (кислородом атмосферы). Спинной и анальный плавники слиты. Тел позвонков нет, вместо них хрящевой скелет. Плавательного пузыря нет. До настоящего времени сохранились представители: австралийский рогозуб (однолегочной), лепидосирен и протоптерус (двулегочные)
• кистеперые (подотряд)- почти полностью вымершая группа, давшая начало сухопутным позвоночным; известен лишь один ныне живущий представитель- латимерия или целокант. Живородящие. Имели зачатки легких. Скелет их парных плавников напоминал пятипалую конечность сухопутных позвоночных. Считаются предками земноводных

Латимерия- ныне живущая кистеперая рыба:

Особенностью современных кистепёрых являются плавники, в основании которых расположена мышечная лопасть.

Латимерии яйцеживородящие рыбы, имеет зачатки легочной ткани, но она не функционирует.

Для вымерших кистеперых рыб также были характерны мощные плавники и двойное дыхание, где плавательный пузырь выполнял функции лёгкого, поэтому они могут быть предками земноводных.

Сравнение основных признаков хрящевых и костных рыб:

Земноводные или амфибии способны жить как в воде, так и на поверхности земли.

Вода нужна амфибиям, в первую очередь, для размножения.

Их личинки-головастики очень похожи на мальков рыб, а взрослые животные имеют возможность дышать как легкими, так и всей поверхностью тела.

Земноводные обитают и размножаются только в пресных водоемах, они не переносят соленую морскую воду.

Происхождение и общие черты земноводных (амфибий)

Земноводные появились на Земле примерно 365 миллионов лет назад

Их происхождение связано с древними вымершими кистеперыми рыбами, обитавшими в болотистых водоемах, бедных кислородом.

Чтобы успешно существовать в таких условиях, у кистеперых рыб из плавательного пузыря развились легкие, а конечности приобрели скелет, делающий возможным активное передвижение по суше.

Первые земноводные имели длинный хвост и чешую, как у рыб, но со временем эти признаки утратились, хвост остался только у представителей хвостатых амфибий и у личинок-головастиков.

Стегоцефалы- вымершие предки земноводных. Они возникли в девонском периоде палеозойской эры и являются одними из первых позвоночных, которые впервые освоили жизнь на суше.

Личинка земноводных напоминает малька рыб:

Амфибии- самая малочисленная группа позвоночных.

Всего известно менее 8 тысяч современных видов.

Для всех них характерно:

• развитие личинок в пресной воде
• сходство личинок с мальками рыб
• голая кожа с обилием желез, выделяющих слизь и ядовитые вещества
• возможность дыхания как легкими, так и поверхностью кожи
• два круга кровообращения и трехкамерное сердце, со смешанной кровью в желудочке
• деление позвоночника на несколько отделов (шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой)
• наличие клоаки, куда открываются прямая кишка и протоки мочеполовой системы
• наличие пятипалых конечностей (кроме безногих амфибий)

Земноводные- холоднокровные животные, обмен веществ у них происходит медленно и зависит от температуры окружающей среды.

Поэтому амфибии предпочитают теплый и влажный климат.

В тропиках их разнообразие достигает максимума.

Внешнее строение и скелет лягушки

Лягушки распространены повсеместно.

Они являются традиционным объектом биологических экспериментов.

На их примере мы рассмотрим строение земноводных.

Тело лягушки уплощенное и укороченное, без хвоста.

На голове у лягушки спереди видны ноздри и барабанная перепонка позади глаз:

Голова имеет некоторую подвижность. На ней расположены:

• глаза, защищенные веками (верхним кожистым и нижним прозрачным)- подвижное нижнее веко постоянно смачивает поверхность глаз, предохраняя их от высыхания
• ноздри являются не только органом обоняния, но и играют важную роль при дыхании (через них воздух поступает в глоточную полость, а оттуда в легкие)
• барабанные перепонки находятся позади глаз и отделяют орган слуха (среднее и внутреннее ухо) от внешней среды
• широкая ротовая щель, образованная челюстями, на которых могут находиться зубы

Хорошо развиты передние и задние конечности. Они имеют строение, типичное для всех наземных позвоночных.

В передних конечностях различают:

• плечо, ему соответствует плечевая кость
• предплечье - сросшиеся локтевая и лучевая кости
• кисть: кости запястья, пясти и фаланг пальцев (у лягушки их 4, пятый палец недоразвит)

Задние конечности образованы:

• бедром- бедренная кость
• голенью- сросшиеся большая и малая берцовые кости
• стопой- кости предплюсны, плюсны и фаланг 5 пальцев (у лягушки пальцы задней ноги объединены перепонками, образуя плавательные ласты)

Задние конечности значительно больше и сильнее передних, с их помощью лягушка прыгает и плавает в воде:

Пояс передних конечностей у амфибий лежит свободно в толще мускулатуры. Он образован:

• вороньими костями
• ключицами
• лопатками

Пояс задних конечностей скреплен с позвоночником и представлен сросшимися тазовыми костями:

• подвздошными
• лобковыми
• седалищными

Позвоночник делится на несколько отделов:

• шейный представлен одним позвонком, с помощью которого череп подвижно соединяется с позвоночником
• туловищный: у лягушки в нем 7 позвонков, имеющих верхние дуги, защищающие спинной мозг, ребер нет
• крестцовый представлен одним позвонком с длинными отростками, к которому присоединяются тазовые кости
• хвостовой: у лягушки это одна кость, у хвостатых амфибий может быть образован множеством позвонков

Череп у амфибий хрящевой, кости (челюсти) есть только в висцеральном (внутренняя часть) черепе.

Мускулатура амфибий устроена более сложно, чем у рыб.

Например, у лягушки более 350 отдельных мускулов.

Наиболее крупные из них связаны с конечностями.

Отдельные мышцы обеспечивают подвижность головы: лягушка может слегка поднимать и опускать голову благодаря подвижному соединению черепа с позвоночником.

Внутреннее строение лягушки

Сейчас мы рассмотрим основные системы организма лягушки.

Пищеварительная система

Пищеварительная система амфибий имеет те же отделы, что и у рыб:

• рот
• глотка
• пищевод
• желудок
• тонкая, толстая и прямая кишка
• печень и желчный пузырь
• поджелудочная железа

Лягушка охотится на мелких насекомых и моллюсков из засады, захватывая жертву длинным липким языком.

Прямая кишка открывается не прямо наружу, а в клоаку, куда также выходят мочеполовые пути.

Дыхательная система

Дыхание осуществляется легкими и кожей.

Легкие представляют собой ячеистые мешки, стенки которых содержат множество кровеносных сосудов.

Дыхательные движения совершаются путем опускания и поднятия дна ротоглоточной полости.

При этом животное засасывает воздух ноздрями.

Чтобы успешно дышать и кожей, ее поверхность постоянно смачивается выделениями кожных желез.

При погружении в воду лягушка целиком переходит на кожное дыхание.

Кровеносная система

Сердце взрослых земноводных трехкамерное (два предсердия и желудочек без межжелудочковой перегородки).

У всех животных, имеющих легкие (и у земноводных в том числе) два круга кровообращения:

• большой, в котором кровь от сердца по артериям разносится ко всем внутренним органам, а затем собирается в вены и попадает в правое предсердие
• и малый (легочный), в котором кровь, выходя из желудочка, направляется к легким, где она обогащается кислородом, и затем попадает в левое предсердие

Нервная система

Строение нервной системы сходно с рыбами, но в головном мозге сильнее развиты два полушария переднего мозга.

Мозжечок же, наоборот, недоразвит, так как амфибиям особо не приходится поддерживать равновесие прижатого к земле тела и совершать сложные движения в погоне за добычей.

Органы чувств:

• глаза, имеющие выпуклую роговицу и двояковыпуклый линзовидный хрусталик
• орган слуха представлен внутренним и средним ухом
• обонятельные капсулы, сообщающиеся с внешней средой через ноздри
• орган боковой линии имеется у личинок амфибий, во взрослом состоянии сохраняется только у водных хвостатых и некоторых бесхвостых

Органы выделения

Орган выделения- почки. Их протоки (мочеточники) открываются в клоаку, из которой моча собирается в мочевой пузырь, а затем снова через клоаку, выбрасывается наружу.

Развитие амфибий

Органы размножения у амфибий сходны с рыбами.

Самки так же откладывают икру в воду, а самцы ее оплодотворяют.

Стоит заметить, что оплодотворение у бесхвостых земноводных (лягушки, жабы) наружное, а у большинства хвостатых земноводных (тритоны) оплодотворение внутреннее.

Проходя через яйцеводы самки, икра амфибий покрывается дополнительной толстой слизистой оболочкой.

Из оплодотворенной икры у лягушек развиваются личинки-головастики, схожие по строению с мальками рыб. У них имеются:

• орган боковой линии
• наружные, а затем образуются и внутренние жабры
• двухкамерное сердце и один круг кровообращения
• длинный уплощенный хвост, отороченный плавником.

Личинки первое время питаются водорослями и простейшими, затем переходят на мелких рачков.

По мере роста у личинок появляются задние, а затем и передние конечности.

Развиваются легкие, сердце становится трехкамерным.

Наконец, хвост редуцируется, и молодой лягушонок выходит на сушу.

От откладки икры до превращения головастика в лягушку обычно проходит 2-3 месяца.

У хвостатых амфибий оплодотворение внутреннее.

Самцы откладывают сперматофоры, покрытые слизью на водные растения.

Самки их находят и, освободив от оболочки, захватывают краями клоаки.

Через половые пути сперматозоиды проникают внутрь тела самки и оплодотворяют яйца, затем самка откладывает яйца в воду, тщательно их маскируя.

Отряды земноводных

Земноводные делятся на три отряда:

• хвостатые- более 700 видов
• бесхвостые- более 6000 видов
• безногие- примерно 200 видов

Отряд Хвостатых земноводных

У хвостатых амфибий сравнительно слабо развитые конечности, на которых они ползают или ходят.

Есть хвост, играющий важную роль при передвижении в воде.

Типичные представители Отряда Хвостатых земноводных:

• обыкновенные и гребенчатые тритоны
• саламандры

Японская гигантская саламандра может достигать длины 1,5 м.

Отряд Бесхвостых земноводных

У бесхвостых амфибий короткое и широкое тело, без хвоста.

У них хорошо развиты задние конечности, с помощью которых они скачкообразно передвигаются по земле. Оплодотворение наружное.

Представители бесхвостых:

• жерлянки имеют на коже ядовитые железы
• жабы имеют сухую кожу, могут уходить далеко от воды
• квакши имеют присоски для лазанья по деревьям
• озерная и прудовая лягушки тесно связаны с водной средой
• травяная и остромордая лягушки в водоемы переходят только в период размножения.

Отряд Безногих земноводных

Безногие амфибии представлены Семейством Червяг.

Они распространены в Южной Америке, Тропической Африке и на юге Азии.

Безногие внешне похожи на больших кольчатых червей (длиной до 40 см).

Они ведут роющий образ жизни и могут зарываться в почву на глубину до 50 см.

У них внутреннее оплодотворение.

Безногие амфибии напоминают больших кольчатых червей: