Тема 4 Класс земноводные - amphibia

Цель - изучить изменения прогрессивного и приспособительногохарактера в классе земноводных на примере лягушки. Сравнитьземноводных с рыбами. Выявить приспособления класса земноводных дляжизни как в наземных условиях, так и в водной среде.

Задание - изучить строение земноводных на примере травянойлягушки - Rana temporaria.

Работа 1. Внешнее и внутреннее строение. Макропрепарат,схема (рис. 9)

Рассмотрите внешнее строение лягушки. Обратите внимание накожные покровы. Они мягкие, имеют темные пятна, которые зависят отскопления здесь пигментных клеток. Под влиянием раздражения клеткимогут менять форму, а пигментные зерна в них перегруппировываться.Это меняет окраску животного при изменении цвета окружающего фона.

Голова лягушки сплющена в дорсовентральном направлении иимеет клиновидную форму. На переднем конце головы находится широкораскрывающийся рот в виде щели, ведущей в ротовую полость. В ротовойполости на верхней челюсти и на передней части неба имеются мелкиеконические однородные зубы. Функция зубов лягушки - удержаниедобычи. Крупные глаза снабжены веками и мигательной перепонкой.Кпереди от глаз видны парные отверстия - наружные ноздри, покрытыекожными клапанами, позади глаз - кольцеобразные барабанныеперепонки, прикрывающие среднее ухо.

Голова незаметно переходит в туловище, которые уплощено вспинно-брюшном направлении. На заднем конце туловища находитсяотверстие клоаки. Рассмотрите конечности, их две пары: передниекороткие и задние - длинные. Передние конечности состоят из плеча,предплечья и кисти с четырмя пальцами. Задние конечности состоят избедра, голени и стопы с пятью пальцами, соединенными плавательнойперепонкой.

В верхней части полости тела найдите сердце. По обе стороны отсердца расположены легкие в виде мешков, отходящих от гортани. Бронхиотсутствуют. Легочное дыхание у лягушки дополняется сильно развитымкожным дыханием.

Ниже сердца и по сторонам от него находится большаядвухлопастная печень. Левая лопасть печени раздвоена. На нижнейповерхности задней стороны печени находится желчный пузырь. Из-под

Рис.9. Вскрытая лягушка:1- сердце; 2 - легкое; 3 - печень; 4- желчный пузырь; 5 - желудок; 6 -поджелудочная железа; 7- двенадцатиперстная кишка; 8 - тонкая кишка; 9 - прямая кишка; 10 - селезенка; 11 - клоака; 12 - мочевой пузырь; 13 - почка;14 - мочеточник; 15 - правый яичник; 16 - жировое тело; 17 - правыйяйцевод; 18 - маточный отдел яйцевода; 19- спинная аорта; 20 -задняяполая вена; 21 - сонная артерия; 22 - левая дуга аорты; 23 - легочнаяартерия

левого края печени выступает желудок, который, суживаясь, переходит вдвенадцатиперстую кишку. В петле, образованной желудком идвенадцатиперстной кишкой лежит удлиненная поджелудочная железа.

Двенадцатиперстная кишка переходит в собственно тонкую кишку. Далееидет массивная толстая кишка, которая принимает в себя протокимочеполовой системы.

По бокам позвоночники найдите почки. Они парные и имеют видсплющенных веретеновидных тел темно-красного цвета. Как и у рыбы, этотуловищные почки - мезонефрос. На брюшной стороне их можно увидетьузкую желтоватую полоску - это надпочечник (железа внутреннейсекреции). На наружной стороне почек тянутся мочеточники, впадающие вклоаку. В клоаку отрывается самостоятельным отверстием и двулопастноймочевой пузырь. Это тонкостенный, объемистый мешочек, которыйформируется как карман в дне клоаки.

Половые органы самца (рис.10) - парные семенники, лежащие на

Рис.10. Мочеполовые органы самца и самки лягушки:А.Самец: 1 - семенники; 2 - жировое тело; 3 - почка; 4- мочеточник; 5-семянной пузырек; 6- клоака; 7- мочевой пузырь; 8- задняя полая вена; 9-семявыносящие канальцы; 10- надпочечник;

Б. Самка: 1- воронка яйцевода; 2- яйцевод; 3 - маточный отдел яйцевода; 4- клоака; 5 - мочевой пузырь; 6- правый яичник; 7- почка; 8- жировое тело.

поверхности почек. Каждый из них имеет вид плотного боба желтогоцвета. Семенник связан с почкой многочисленными семявыносящимиканальцами. Канальцы, проходя через почку, впадают в мочеточник.

Таким образом, мочеточники у лягушки выполняют функцию исемяпроводов (вольфов канал).

Перед клоакой эти мочеполовые протоки образуют небольшиерасширения - резервуары семянной жидкости - семенные пузырьки.

Полевыми органами самки являются крупные, ячеистые яичники.(рис.10). Цвет яичников зависит от времени года и половозрелостиживотного. По мере образования и созревания яиц железа увеличивается итемнеет. Это обусловлено усиливающейся пигментацией яиц, которые ипросвечивают через тонкие стенки яичника. В боковых отделах брюшнойполости расположены белые яйцеводы. Это парные извитые трубочки,которые начинаются воронками у корней легких. Петли яичниковподвешены на брызжейке. Задний конец каждого яйцевода расширяется,образуя " матку", которая впадает в клоаку.

В верхней части семенников и яичников расположены жировыетела, содержащие запас питательных веществ, необходимых для развитияполовых клеток.

Работа 2. Кровеносная система лягушки.

Влажный макропрепарат. Схема (рис.11).

Сердце лягушки треугольной формы, состоящие из двух предсердийи желудочка. От верхней части желудочка берет начало артериальныйконус, переходящий в короткую брюшную аорту. От ее ствола отходиттри пары артериальных дуг: кожно-легочные, дуга аорты и сонныеартерии.

В связи с прогрессивными изменениями в сердце и появлениемлегочного дыхания возникли два круга кровообращения, однакоартериальная и венозная кровь частично смешиваются. В сонные артерии,несущие кровь к мозгу, попадает артериальная кровь, в легочные артериии далее в легкие - венозная, во все остальные органы тела по дугам аорты- смешанная кровь.

Начиная с земноводных, два круга кровообращения характеризуютвсе классы наземных позвоночных животных.

Зарисуйте схему кровеносной системы лягушки с указаниемосновных сосудов.

Рис. 11. Схема кровеносной системы и сердца лягушки:1- венозый синус; 2 - правое предсердие; 3 - левое предсердие; 4-желудочек; 5 - артериальный конус; 6 - левая легочная артерия; 7- леваядута аорты; 8- сонные артерии; 9- левая подключичная артерия; 10- леваякожная артерия; 11- кишечная артерия; 12- почки; 13 - левая подвздошаяартерия; 14 - правая подвздошная артерия; 15- воротная вена печени; 16-брюшная вена; 17 - воротная вена почек; 18- печеночная вена; 19 - задняяполая вена; 20- кожная вена; 21- правая подключичная вена; 22- праваяяремная вена; 23 - правая передняя полая вена; 24 - легочные вены.

Работа 3. Головной мозг лягушки. Макропрепарат. Схема, муляж.

(рис.12)

Передний мозг состоит из двух полушарий, которые имеют видудлиненных образований, отделенных друг от друга бороздой.Поверхность их гладкая. От переднего конца полушарий отходятобонятельные доли с обонятельными нервами. По отношению к другим

отделам мозга передний мозг лягушки развит сильнее, чем у рыб. Запередним мозгом идет промежуточный мозг в виде маленькогоромбовидной формы образования (у рыб его не было видно). Напромежуточном мозге видна шишковидная железа, или эпифиз,являющаяся железой внутренней секреции. Далее располагаютсяшаровидные зрительные доли среднего мозга, который у лягушки меньшеразмером, чем у рыб. В виде тонкого поперечного валика лежит мозжечок,тоже развитый слабее, чем у рыб, что связано с меньшей подвижностьюлягушек. За мозжечком хорошо виден продолговатый мозг, которыйпереходит в спинной.

Работа 4. Скелет лягушки. Макропрепарат (рис.13)

Изучите макропрепарат скелета лягушки и сравните его со скелетом

рыб.

Рассмотрите кости, образующие узкую черепную коробку. Крышу еесоставляют треугольные носовые косточки, чешуйчатые передне-ушные,продолговатые лобно-теменные кости и боковые затылочные. Назатылочных костях имеются два мыщелка, при помощи которых черепсочленяется с первым позвонком (атлантом). Впереди черепа лежатмаленькие парные переднечелюстные ( межчелюстные) кости, к которымпричленятотся длинные челюстные, а к ним квадратно-скуловые. Нанижней челюсти, имеющей вид двух тонких дужек, соединенных вместе впередней части, находятся угловые кости.

Короткий позвоночник состоит из девяти позвонков. Шейный отделпозвоночного столба представлен одним позвонком (атлантом), несущимна передних краях овальные бляшки, к которым причленяютсясочленовные бугорки черепа. К туловищному отделу принадлежат семьпозвонков, имеющих одинаковое строение. Тело позвонка вогнутоспереди и выпукло сзади - процельный тип позвонка, восьмой позвонокимеет двояковогнутое тело (амфицельный тип). Позвонки (кроме атланта)имеют поперечные отростки. Ребер нет. Крестцовый отдел представленодним позвонком, а хвостовой - длинной тонкой косточкой - уростилем.

Рассмотрите скелеты поясов конечностей. Плечевой пояс образованузкой грудиной с мечевидным отростком, тонкими ключицами ивороньими костями, к которым причленяются лопатки. Изучая костипередней конечности лягушки, обратите внимание на сросшиеся лучевуюи локтевую кости.

Тазовый пояс образован тремя парами костей: седалищными,подвздошными и хрящевыми лобковыми на препарате не видны).

Подвздошные кости обладают длинными саблевидными отростками.Внутренние края этих костей ограничивают большую вертлужнуювпадину. Большая и малая берцовые кости задней конечности срослись.

Рис.13.Скелетлягушки:А - Кости черепа сверху; Б - снизу; 1 - боковая затылочная; 2 - лобно-теменная;3 3- чешуйчатая; 4 - носовая; 5 - межчелюстная; 6 - челюстная;7-крыловидная;8-квадратно-скуловая; 10 - переднеушная; 11 – левая половина парасфеноида;12-крыловидная; 13 - небная; 14 - сошник; 15-клиновидно-обонятельная (кость"пояском"); 16 - отверстие для выхода зрительного нерва;17-отверстие для тройничного нерва.

В - плечевой пояс: I - неокостеневший отдел грудины (2); 3 - коракоид; 4 -прокоракоид; 5 - сочленовная ямка для головки плечевой кости; 6 - лопатка;7-надлопаточный хрящ; 8 - предгрудник с неокостеневшим отделом;9,10-ключица.

Г - скелет. Череп: 1 - глазница; 2 - кость "пояском"; 3 - межчелюстная; 4 -челюстные; 5 - квадратно-скуловые; 6-затылочныйотдел черепа с мыщелком.Кости передних конечностей: 7 - плечевая кость; 8 -предплечье (а - лучевая, б -локтевая кости); 9 - кости запястья; 10 - пальцы -I,II,III,IY,Y; 11-лопатка.Позвоночный столб: г - отдельные позвонки; д - поперечные отростки;12-8-йпозвонок, в - крестец; 13 - уростиль. Кости таза: 14- подвздошная; 15 -седалищная. Кости задних конечностей: 16 -бедро; 17-голень; 18 - ступня; 19 -таранная; 20 - пяточная; 21 -плюсневые кости; 22 - фаланги пальцев I,II,III,IY,Y;23 - рудимент YI пальца.

После изучения макропрепаратов, сделайте вывод: какиеособенности в строении земноводных отражают изменения и усложненияфункций, возникших у хордовых в связи с переходом из водной среды насушу.

Зарисуйте скелет лягушки.

Общие замечания.

Земноводные (или амфибии) - несовершенные наземныепозвоночные, сохранившие связь с водной средой. В воде протекаетоплодотворение, эмбриональное и личиночное развитие амфибий.Строение личинки имеет много черт, общих с рыбами.

Взрослые бесхвостые амфибии имеют рычаговые пятипалыеконечности, позволяющие передвигаться по суше, голую слизистую кожус большим количеством слизевых желез, которые увлажняют ипредохраняют ее от высыхания и способствуют кожному дыханию,примитивные легкие, два круга кровообращения, трехкамерное сердце,снабжающее организм смешенной кровью (кроме головы), непостояннуютемпературу тела и ряд приспособлений в органах чувств, возникновениекоторых обусловлено переходом к наземной жизни: веки, мигательнаяперепонка, слезные железы, хоаны, среднее ухо и т.д.

Приспособленность к жизни проявляется в строении сплющенногоклинообразного тела, позволяющего лежать распластавшись наповерхности воды, и легко нырять, рассекая воду, а также наличиеплавательной перепонки на задних конечностях.

Передний мозг, по сравнению с другими отделами мозга, развитсильнее, чем у рыб, и разделен на два полушария. Череп подвижен,сочленен с дифференцированным позвоночником. Протокимезонефрических почек выполняют у самок роль мочеточников, у самца -мочеполовых каналов. Эти протоки и яйцеводы впадают в клоаку.