Лабораторне заняття №16 Тема: Плазуни

1. Клас плазуни. Ряди.

2. Особливості зовнішньої будови плазунів.

3. Будова скелету.

4. Характеристика внутрішніх систем плазунів: кровоносної, травної, видільної, нервової, дихальної, статевої.

5. Розмноження. Розвиток.

6. Догляд за потомством.

7. Значення в природі.

Творче завдання: підготувати повідомлення про одного з представників плазунів на вибір.

Плазуни́ або рептилії (лат. Reptilia) — традиційний клас хребетних тварин. Представники групи — холоднокровні тварини з розмірами тіла від декількох сантиметрів до 10 м.

Плазуни - холоднокровні, переважно наземні, хребетні тварини, розмноження і розвиток яких відбувається на суходолі (навіть у мешканців водойм). Це пов'язано з тим, що яйця плазунів, на відміну від риб і земноводних, оточують захисні яйцеві і зародкові оболонки. Більшість видів веде наземний спосіб життя, але деякі з них перейшли до існування в прісних водоймах і навіть морях (вторинноводні тварини, як-от: крокодили, морські змії та черепахи).

Відомо близько 6 тис. сучасних видів плазунів (в Україні - 21), які поширені на всіх континентах, окрім Антарктиди.

Клас Плазуни — це наземні хребетні тварини, які добре пристосовані до життя на суходолі. Сучасні плазуни включають такі ряди: Дзьобоголові, Лускаті, Крокодили та Черепахи.

Еволюція та систематика

Динозавр

Плазуни в порівнянні із земноводними є наступним етапом пристосування хребетних тварин до життя на суші. Найдавніші плазуни — котилозаври — з'явилися в середньому карбоні і ще зберігали в своїй будові ознаки, характерні для земноводних палеозою (стегоцефалів). У подальшому плазуни розділилися на 2 головних стовбури — звіроподібних (що дали в кінцітріасу початок ссавцям) і діапсид (лепідозаврів і архозаврів, які дали початок птахам). Плазуни домінували в наземних біоценозах з перму до початку кайнозою. Найбільшого розквіту досягли в мезозої, коли серед них з'явилися також морські (іхтіозаври, завроптеригії, плакодонти, мозазаври) форми, що літають (птерозаври). Найбільші тварини суші входили до числа динозаврів. Перехід від мезозою до кайнозою збігся з вимиранням всіх перерахованих груп мезозойських плазунів і бурхливою експансією ссавців і птахів — прогресивних нащадків плазунів.

6 підкласів: анапсиди (включаючи сучасних черепах), архозаври (включаючи сучасних крокодилів) і лепідозаври (включаючи сучасних дзьобоголових і лускатих), а також повністю вимерлі іхтіоптеригії, синаптозаври і звіроподібні.

Особливості будови та покривів плазунів.

Тіло плазунів поділяють на голову, тулуб і хвіст. На відміну від земноводних, вони мають чітко виражену шию. Кінцівки розташовані по боках тулуба, внаслідок чого тіло торкається землі - «плазує», звідки й походить назва класу. Але в багатьох видів (у змій, деяких ящірок) кінцівки зникають або дуже зменшені. Пальці плазунів закінчуються кігтиками.

Зовнішній шар покривів плазунів, на відміну від земноводних, роговіє. Шкіра суха, практично без залоз, вкрита роговими лусками, щитками або пластинками - похідними покривного епітелію. Такі покриви захищають тварин від механічних ушкоджень і зайвих втрат вологи. Щільний покрив заважає росту плазунів, тому він періодично змінюється: старий скидається, і тварина росте, поки новий не зроговів.

1 - голова;

2 - шия;

3 - тулуб;

4 - хвіст;

5 - парні кінцівки;

6 - слуховий отвір;

7 - око;

8 - рот; 9 - ніздрі

Скелет плазунів має подібний до земноводних план будови, але відрізняється низкою особливостей.

Скелет майже повністю окостенілий. Їхній хребет більш диференційований і складається з п'яти відділів: шийного, грудного, поперекового, крижового та хвостового. Загальна кількість хребців різна у різних видів (50—80, у змій зростає до 140—435).

Шийний відділ утворений кількома хребцями, які забезпечують значну рухомість голови. Подовжується шийний відділ (від 7 до 10 хребців), і змінюється будова двох перших шийних хребців. Перший з них (атлант) набуває форми кільця, а другою (епістрофей) забезпечений зубоподібним відростком, що входить в кільце атланта. Завдяки такій будові голова набуває здатності не тільки рухатися у вертикальній площині щодо першого шийного хребця, але і повертатися. У останньому випадку череп разом з першим шийним хребцем може повертатися на зубоподібному відростку другого хребця. Збільшення рухливості голови, що несе органи чуття, разом з подовженням шийного відділу сприяє кращій орієнтації тварини в довкіллі.

Грудні хребці (від 16 до 25 хребців) відрізняються від поперекових тим, що до них прикріпляються ребра, які у більшості плазунів з'єднуються нижніми кінцями з грудиною, так що утворюється грудна клітка (у змій і безногих ящірок грудина відсутня). Грудна клітка забезпечує ребровий тип дихання, що вперше з'являється тільки у цієї групи. Ребра, що відходять від хребців поперекового відділу, вільно лежать у товщі мускулатури. У плазунів ребра зростаються з грудиною, що значно укріплює пояс передніх кінцівок.

Крижовий відділ складається з двох хребців, до яких кріпиться тазовий пояс. Хвостовий відділ складають кількох десятків (15-40) хребців, що поступово зменшуються в розмірах.

Череп практично повністю костеніє. Він складається з невеликої кількості кісток, що полегшує його вагу. Початково, так само як у вимерлих земноводних, череп плазунів мав вид суцільного кісткового утворення з численних покривних кісток. Залишалися тільки отвори для очей, ніздрів і тім'яного органу. Такий тип черепа з невеликими змінами зберігся у сучасних черепах. У черепі інших сучасних плазунів частково зникає кістковий панцир, що огортає череп, оскільки суцільний панцир ускладнює розвиток щелепної мускулатури, розташованої між кістковим панциром і власне черепною коробкою. У скроневій області покривні кістки зазвичай зредуковані і утворюють отвори, розділені одною або 2 скроневими дугами. При цьому зникнення панцира відбувалося різними шляхами у різних груп плазунів.

Кінцівки (як і у всіх наземних хребетних) п'ятипалого типу (у деяких групах спостерігається редукція пальців або всієї кінцівки). Пояс передніх кінцівок (лопатка, коракоїд, ключиця) кріпиться до грудини і через неї з'єднується з хребтом. План будови вільних кінцівок у плазунів подібний до земноводних. Загальне вдосконалення будови кінцівок у наземних хребетних тварин зводиться до того, що в них відносно подовжені в передній кінцівці плече і передпліччя, у задній - стегно і гомілка, а розміри кінцевих відділів – площа стопи і кисті - зменшені. Змінене також положення окремих частин кінцівки відносно тіла. Таке подовження кінцівок, зменшення їх площі опори і зміна положення окремих частин по відношенню до тіла і один до одного сприяли переходу від повзання до ходіння та бігу. Неоднакове розташування відділів у передній і задній кінцівках пов’язане з їх різними функціями: при пересуванні тварини передня кінцівка тягне тіло, а задня штовхає його. У нижчих наземних хребетних спостерігаються відмінності в положенні тільки передпліччя і гомілки, а у вищих ці відмінності розповсюджуються на плече і стегно. За характером описаних вище будови і положення кінцівок плазуни займають проміжне положення між земноводними і ссавцями.

Тазовий пояс плазунів у порівнянні з таким у земноводних також більше укріплений, оскільки зростається не з одним, а з двома крижовими хребцями. Тазовий пояс складається з трьох пар зрослих кісток (клубової, сідничної та лобкової).

1 — череп.

Відділи хребта:

2 — шийний;

3 — грудний;

4 — поперековий;

5 — крижовий;

6 — хвостовий;

7 — стопа;

8 — кисть;

9 — лопатка

Мускулатура плазунів краще розвинена, порівняно із земноводними.

М'язова система плазунів представлена жувальною, шийною мускулатурою, мускулатурою черевного пресу, а також мускулатурою згиначів та розгиначів. Присутні характерні для амніот міжреберні м'язи, що грають важливу роль при акті дихання. Підшкірна мускулатура дозволяє змінювати положення рогових лусок.

1 - серце;

2 - легеня;

3 - печінка;

4 - шлунок;

5 - товста кишка;

6 - сім'яник;

7 - пряма кишка;

8 - сечовий міхур

Травна система плазунів дещо складніша, ніж у земноводних.

Слина, яку виробляють слинні залози, містить травні ферменти. Зуби у більшості плазунів однакові і слугують лише для захоплення та утримання їжі. Зуби не диферененційовані. У змій з'являються отруйні зуби, що мають борозни або канали для відтоку отрути з отруйної залози, призначені для введення отрути в тіло здобичі. Язик і його мускулатура розвинені добре. З ротової порожнини їжа потрапляє в стравохід, потім до шлунка й у відносно довгий кишечник, який відкривається в клоаку. Печінка та підшлункова залоза розвинені добре.

У дуже поширених на суші плазунів, на відміну від земноводних, спостерігається велика диференціація травного тракту, що дозволяє повніше використовувати здобич. Шлунок плазунів має товсті м'язові стінки і чітко відособлений, так само як і відділи кишечника. На межі тонкої і товстої кишок розташована слаборозвинена сліпа кишка, відсутня у земноводних. Велика печінка плазунів має жовчний міхур. Підшлункова залоза у вигляді довгого щільного тіла лежить в петлі дванадцятипалої кишки.

Кишечник плазунів відкривається, як і в земноводних, у клоаку. У плазунів є невеличка сліпа кишка - відділ кишечнику, де їжа перетравлюється за допомогою симбіотичних мікроорганізмів.

Більшість плазунів — хижаки або комахоїдні. Деякі ящірки (агами й ігуани) всеїдні; наземні черепахи харчуються переважно рослинами.

Видільна система плазунів.

Повний розрив з водним середовищем приводить до того, що осмотичний тиск в тілі плазунів стає незалежним від навколишнього середовища. Ороговіння шкіри, яке робить її непроникною для води, знімає загрозу зміни осмотичного тиску навіть тоді, коли плазуни вторинно переходять до водного способу життя. Оскільки вода поступає в тіло плазунів тільки разом з їжею, то осморегулююча функція нирок майже повністю відпадає. У плазунів немає потреби, як у земноводних, виводити постійно виникаючий надлишок води з організму. Навпаки, у них, як у сухопутних тварин, з'являється необхідність економно витрачати воду, що знаходиться в організмі. Тулубові нирки (мезонефрос) земноводних замінюються у плазунів тазовими (метанефрос). Тазові нирки не мають зв'язку з вольфовим каналом, і у них розвиваються власні сечоводи, що впадають в клоаку. При цьому вольфів канал у самок редукується, а у самців виконує функцію сім'япроводів. Особливості будови тазових нирок плазунів полягають в тому, що загальна фільтраційна площа клубочків у них зменшується, а протяжність канальців збільшується. Чим менші клубочки, тим менш інтенсивно йде фільтрація води з організму. У канальцях же, що мають значну довжину, велика частина води, відфільтрованої клубочками, всмоктується назад. Отже, виділення продуктів життєдіяльності у плазунів відбувається з витратою мінімуму води, що входить до складу організму.

З нирок сеча по сечоводах надходить у сечовий міхур і клоаку, де також відбувається всмоктування води. Важливе пристосування для утримання рідини в організмі — утворення як продукту виділення сечової кислоти, виведення якої вимагає значно меншої витрати води, ніж сечовини у земноводних.

Кровоносна система плазунів також має певні відмінності.

У шлуночку трикамерного серця є неповна перетинка, що частково перешкоджає змішуванню артеріальної та венозної крові. А в крокодилів серце взагалі чотирикамерне. Як і земноводні, плазуни належать до холоднокровних тварин.

2 кола кровообігу, більш повно розділені, ніж у земноводних. Серце трикамерне (2 передсердя і 1 шлуночок), з неповною перегородкою у шлуночку (у крокодилів — чотирикамерне). У праве передсердя надходить венозна кров від усіх органів, у ліве — артеріальна кров із легеневих вен. Від правої частини шлуночка з венозною кров'ю відходить легенева артерія, від середньої — ліва дуга аорти зі змішаною кров'ю, від лівої — права дуга аорти з артеріальною кров'ю (від цієї дуги відходять сонна та підключична артерії, які несуть збагачену киснем кров до голови та передніх кінцівок відповідно). На спинному боці тіла дуги аорти зливаються в непарну спинну аорту, тому решта органів одержує змішану кров. Таким чином, у плазунів ще не відбувається повного розділення артеріальної та венозної крові.

Органи дихання плазунів - легені, що мають багато перетинок, які збільшують поверхню газообміну. Крім того, їхні дихальні шляхи складаються з послідовно з'єднаних гортані, трахеї та бронхів. Трахея розгалужується на два бронхи, що заходять до легень.

Комірчасті легені мають велику поверхню. Ротоглотковий механізм нагнітання повітря зберігаються тільки у черепах. У решти видів вентиляція легенів здійснюється роботою грудної клітки. Повітря надходить у легені по трахеї, що розгалужується на два бронхи.

Органи дихання плазунів відрізняються від таких у земноводних більшим диференціюванням. Вони занурені глибше всередину тіла і з'єднуються з навколишнім середовищем за допомогою добре розвинених дихальних шляхів. Від гортані відходить довга дихальна трубка, або трахея, підтримувана численними хрящовими кільцями. Ззаду трахея розділяється на дві трубки (бронхи), ведучі кожна у відповідну легеню. Розвиток дихальних шляхів захищає легені від висушуючої і охолоджуючої дії повітря, що поступає в організм з навколишнього середовища. Вдих і видих у них відбувається завдяки збільшенню і скороченню об'єму грудної клітки, обмеженої ребрами. Зміна об'єму грудної клітки проводиться спеціальними дихальними м'язами і можлива завдяки рухомому з'єднанню ребер як з хребтом, так і з грудиною. Вентиляція легенів у плазунів досягає значно більшої інтенсивності, чим у земноводних, і виявляється вельми важливою обставиною в пристосуванні хребетних тварин до життя на суші.

Нервова система.

У плазунів краще, ніж у земноводних, розвинені півкулі головного мозку (передній мозок). Вони вкриті сірою речовиною сукупністю тіл мільйонів нервових клітин. Ця сіра речовина формує кору півкуль головного мозку. Мозочок розвинений добре, що зумовлено необхідністю координації (узгодження) складних рухів.

Головний мозок плазунів менш розвинений, ніж у птахів та ссавців, проте мозочок розвинений добре, що пов'язано зі складною координацією рухів. Півкулі вкриті корою. Головний мозок плазунів продовжує розвиватися, набуваючи властивостей, характерних для наземних тварин. Передній мозок у них зблизився з проміжним, а з нюховими цибулинами, як правило, з'єднується довгим нюховим трактом. Передній мозок перестав бути переважно нюховим і виконує вже провідну роль в організації поведінки; ця функція перейшла до нього від середнього мозку. Розміри переднього мозку збільшились, вони помітно перевершують розміри інших частин головного мозку. Збільшення переднього мозку йде головним чином за рахунок розвитку підкіркових вузлів — смугастих тіл. В порівнянні із земноводними мозочок у плазунів опукліший унаслідок розростання верхньої поверхні. Сильніше розвивається і корпус мозочка. Тім'яний орган у ящірок і гатерії досягає виняткового розвитку. У ньому можна розрізнити утворення, схожі з кришталиком і сітківкою. Спостереження показують, що у багатьох ящірок цей орган навіть функціонує як світлочутливий апарат, що особливо гостро реагує на довгісвітлові хвилі.

1-нюхові частки;

2-передній мозок;

3-проміжний мозок;

4-середній мозок;

5-мозочок;

6-довгастий мозок;

Органи чуттів плазунів краще пристосовані до наземного способу життя, ніж у земноводних.

У плазунів йде подальше вдосконалення можливостей орієнтації в навколишньому середовищі, і завдяки подальшому розвитку органів чуття вони отримують повнішу інформацію із зовнішнього світу.

У органах зору плазунів, в їх війковому тілі розвивається поперечносмугаста мускулатура. При акомодації кришталик тепер не тільки переміщається, але і змінює свою кривизну. Очі захищені повіками та мигальною перетинкою (у змій повіки зростаються в прозору оболонку).

Очі також захищені трьома повіками (верхньою, нижньою та миготливою перетинкою). За рахунок рухів кришталика та зміни його форми плазуни добре розрізняють предмети на різних відстанях.

Цікавий орган чуття виявлено у гримучих змій. У них перед очима є заглиблення, здатне сприймати зміни температури на 0,02 °С на відстанях до 15 см. Цей орган допомагає гримучим зміям навіть у темряві знаходити теплокровну здобич.

У органах слуху також відбуваються прогресивні зміні, що виражаються у великих розмірах завитка, і в тому, що в слуховій капсулі нижче за овальне вікно з'являється другий отвір, затягнутий перетинкою, - кругле вікно. Завдяки цьому ендолімфа, що заповнює внутрішнє вухо, набуває великої рухливості, що веде до кращої передачі нею звукових коливань від барабанної перетинки через слухову кісточку до сприймаючих рецепторів у внутрішньому вусі.

Органи нюху в порівнянні з аналогічними органами земноводних відрізняються розвиненішою складчастістю, що утворюється носовими раковинами, повним відособленням від органу нюху як обсонового органу, добре розвиненого у ящірок і змій, і подовженням носоглоткового ходу у зв'язку з розвитком вторинного піднебіння. Внутрішні ніздрі - хоани відсовуються ближче до глотки, що забезпечує можливість вільного дихання в той час, коли їжа знаходиться в роті.

Дотик добре виражений, особливо у черепах, яких можу відчувати навіть легкий дотик до панцира.

Складна будова головного мозку та органів чуттів визначає і складну поведінку плазунів.

У ящірок спостерігають явище самокаліцтва. Якщо схопити її за хвіст, то внаслідок сильного скорочення м'язів один із хвостових хребців переламується й кінець хвоста відпадає. Цей рефлекс має захисне значення, бо надає змогу тварині втекти від хижака, який вхопив її за хвіст. Згодом втрачена частина хвоста відновлюється.