Класс Пресмыкающиеся, или Рептилии (Reptilia) Общая характеристика класса

Пресмыкающиеся по сравнению с земноводными представляют собой следующий этап приспособления позвоночных животных к жизни на суше. Это первый настоящий класс наземных позвоночных животных. Обитают они преимущественно в регионах с теплым и жарким климатом. В ходе завоевания суши пресмыкающиеся приобрели ряд адаптации:

1. Тело подразделяется на голову, шею, туловище, хвост и пятипалые конечности.

2. Кожа сухая, лишена желез и покрыта роговым покровом, защищающим тело от высыхания. Рост животного сопровожда­ется периодической линькой.

3. Скелет прочный, окостеневший. Позвоночник состоит из пяти отделов: шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового. Плечевой и тазовый пояса конечностей укреплены и связаны с осевым скелетом. Развиты ребра и грудная клетка.

4. Мускулатура более дифференцирована, чем у земноводных. Развиты шейные и межреберные мышцы, подкожная мускулату­ра. Движения отделов тела более разнообразные и быстрые.

5. Пищеварительный тракт более длинный, чем у земноводных, и четче дифференцирован на отделы. Пища захватывается челюс­тями, имеющими многочисленные острые зубы. Стенки рото­вой полости и пищевода снабжены мощной мускулатурой, ко­торая проталкивает крупные порции пищи в желудок. На границе тонкой и толстой кишок имеется слепая кишка, осо­бенно хорошо развитая у растительноядных наземных черепах.

6. Органы дыхания – легкие – имеют большую дыхательную поверхность за счет ячеистого строения. Развиты воздухопроводящие пути - трахея, бронхи, в которых воздух увлажняет­ся и не иссушает легкие. Вентиляция легких происходит путем изменения объема грудной клетки.

7. Сердце трехкамерное, однако в желудочке имеется неполная продольная перегородка, препятствующая полному смеши­ванию артериальной и венозной крови. Большая часть тела пресмыкающихся снабжается смешанной кровью с преобладанием артериальной, поэтому интенсивность обмена выше, чем у земноводных. Однако пресмыкающиеся, так же как рыбы и земноводные, являются пойкилотермными (холоднокровными) животными, температура тела которых зависит от тем­пературы среды обитания.

8. Органы выделения – тазовые почки. По мочеточникам моча оттекает в клоаку, а из нее – в мочевой пузырь. В нем вода дополнительно отсасывается в кровеносные капилляры и возвращается в организм, после чего моча выводится наружу. Конечный продукт азотистого обмена, выводимый с мочой, – мочевая кислота.

9. Головной мозг имеет больший относительный размер, чем у земноводных. Лучше развиты большие полушария переднего мозга с зачатками коры и мозжечок. Формы поведения пресмыкающихся более сложные. Органы чувств лучше приспособлены к наземному образу жизни.

10. Оплодотворение только внутреннее. Яйца, защищенные от вы­сыхания кожистой или скорлуповой оболочкой, рептилии откладывают на суше. Зародыш в яйце развивается в водной оболочке. Развитие прямое.

Особенности строения и процессов жизнедеятельности.

Рассмотрим строение основных органов пресмыкающихся на при­мере ящерицы прыткой.

Тело ящерицы подразделено на голову, туловище и хвост. В туловищном отделе хорошо выражена шея. Все тело покрыто роговыми чешуями, а голова и брюхо — крупными щитками. Конечности ящерицы хорошо развиты и вооружены пятью пальцами с когтями.

Плечевые и бедренные кости расположены параллельно поверхности земли, вследствие чего тело провисает и касается земли (отсю­да и название класса). Шейный отдел позвоночника состоит из вось­ми позвонков, первый из них подвижно соединён как с черепом, так и со вторым позвонком, что обеспечивает головному отделу боль­шую свободу движений. Позвонки пояснично-грудного отдела несут ребра, часть которых соединена с грудиной, в результате чего образуется грудная клетка. Крестцовые позвонки обеспечивают бо­лее прочное, чем у земноводных, соединение с костями таза.

У ящериц при самопроизвольном отбрасывании хвоста (явление автотомии) разрыв происходит не между позвонками, а посередине, где находятся тонкие хрящевые прослойки, делящие тело позвонка на две части.

Органы выделения представлены тазовыми почками, в которых общая фильтрационная площадь клубочков небольшая, в то время как протяженность канальцев значительная. Это способствует интенсивному обратному всасыванию отфильтрованной клубочками воды в капилляры крови. Следовательно, выделение продуктов жиз­недеятельности у пресмыкающихся происходит с минимальными потерями воды. У них, как и у наземных членистоногих, конечным продуктом выделения является мочевая кислота, требующая для вы­ведения из организма небольшого количества воды. Моча по моче­точникам собирается в клоаку, а из нее в мочевой пузырь, из которо­го в виде взвеси мелких кристаллов выводится наружу.

Головной мозг пресмыкающихся по сравнению с таковым земноводных обладает лучше развитыми мозжечком и больши­ми полушариями переднего мозга, поверхность которого имеет зачатки коры. Это обусловливает разнообразные и более сложные формы приспособительного поведения.

Органы чувств в большей мере соответствуют наземному образу жизни. Глаза защищены подвижными веками (верхним и нижним) и мигательной перепонкой. Фокусировка зрения достигается как перемещением хрусталика относительно сетчатой обо­лочки, так и изменением его кривизны. Некоторые дневные виды обладают цветовым зрением. У ящериц хорошо развит теменной глаз – светочувствительный орган, расположенный на темени.

Рис. 41. Головной мозг ящерицы: I - сверху; II - снизу; III - сбоку; 1 - передний мозг; 2 - полосатое тело; 3 - средний мозг; 4 - мозжечок; 5 - продолговатый мозг; 6 - воронка; 6' - гипо­физ; 7 - хиазма; 8 - обонятельная доля; 9 – эпифиз.

Орган слуха состоит из среднего и внутреннего уха. Обоня­ние по сравнению с земноводными развито лучше.

Некоторые виды змей имеют орган термического чувства (между ноздрями и глазом), позволяющий на расстоянии улавливать тепло, исходящее от объекта добычи. Это дает возможность змеям охотиться на теплокровных животных, не видя их.

У пресмыкающихся оплодотворение внутреннее. Размножают­ся путем откладки яиц или яйцеживорождения. Яйца относительно крупные, богаты питательными веществами, что обеспечивает прямое развитие эмбриона без промежуточных личиночных стадий. Яйца снаружи защищены от высыхания защитными оболоч­ками (кожистой или скорлуповой). Зародыш в яйце развивается в полости, заполненной жидкостью, что способствует правильному формированию его органов.

Разнообразие и значение пресмыкающихся

Современные пре­смыкающиеся представляют собой лишь небольшие остатки бога­того и разнообразного мира животных, населявших в мезозойс­кую эру не только всю сушу, но и все моря планеты. В настоящее время к классу Пресмыкающиеся принадлежат более 7 тыс. видов, объединенных в несколько отрядов, среди которых наиболее многочисленными являются Чешуйчатые, Крокодилы, Черепахи и Клювоголовые.

Отряд Чешуйчатые (Sguamata) – самая многочисленная группа пре­смыкающихся (примерно 6,5 тыс. видов). Для них характерно на­личие в покровах роговых чешуи.

В средней полосе СНГ обитает ящерица прыткая, севернее распространена ящерица живородящая, а в южных районах обитают гекконы, агамы и самая крупная ящерица – серый варан (до 2 м длиной). Варан благодаря хорошо развитым конечностям быстро бегает, его тело высоко поднято над землей. Распространены вараны в Африке, Южной Азии, Малайском архипелаге и в Австралии, а также в песчаных пустынях Туркменистана и Узбе­кистана.

Змеи — это безногие чешуйчатые с длинным цилиндричес­ким телом, с помощью волнообразных изгибов которого они передвигаются. Подвижных век не имеют. Добычу заглатывают целиком благодаря широко растяжимому рту (нижние челюсти подвешены на растяжимых связках). Зубы острые, направлены назад. При нападении на жертву ядовитые змеи выдвигают впе­ред из ротовой полости зубы и с их помощью вводят в тело добы­чи секрет ядовитых желез. Грудина отсутствует. Ребра свободные и исключительно подвижные. Среднее ухо упрощено, барабан­ная перепонка отсутствует. Распространены во всех частях света, но численно преобладают в жарких странах. Широко известны неядовитые змеи – ужи, удавы, и ядовитые – гюрза, гадюка, гремучая змея, песчаная эфа и др. Яд змей используется для приго­товления лекарственных препаратов.

Отряд Крокодилы (Crocodylia) представлен крупными (длиной до 6 м), наиболее высокоорганизованными пресмыкающимися, приспо­собленными к полуводному образу жизни. У них ящерообразное, слегка уплощенное тело, покрытое роговыми щитками, со сжатым с боков хвостом и плавательными перепонками между пальцами задних ног.

Рис. 42. Крокодилы: 1 - гавиал; 2 - нильский крокодил; 3 - китайский аллигатор

Зубы сидят в ячейках (как у млекопитаю­щих). Основания зубов внутри полые, в этих полостях развиваются новые, замещающие зубы. Смена зубов в течение жизни крокодила многократна. Легкие имеют сложноячеистое строение и вмещают боль­шой запас воздуха. Развита диафрагма. Сердце четырехкамерное.

Размножаются откладкой яиц (10—100 штук), покрытых известко­вой скорлупой. Становятся половозрелыми к 8—10 годам, живут до 80—100 лет.

Известны нильский крокодил (Африка), аллигатор (Китай, Америка), кайман (Америка), гавиал (Индостан, Бирма), В некоторых странах мясо крокодилов используется в пишу, кожа является ценным сырьем для изготовления галантерейных изделий. В связи с интенсивным промыслом численность крокодилов резко сократилась. Созданы хозяйства по их разведению (США, Куба).

Отряд Черепахи (Testudines) объединяет пресмыкающихся, имеющих компактное тело, заключенное в прочный костный панцирь, в который могут втягиваться шея, голова, конечности и хвост. Сверху костный панцирь покрыт роговыми пластинками или мягкой ко­жей.

Рис. 43. Черепахи: 1 - слоновая черепаха; 2 - степная черепаха; 3 - болотная черепаха; 4 - каретта; 5 - уссурийская мягкокожистая черепаха.

Челюсти лишены зубов и имеют острые роговые края. Позвонки, кроме шейного и хвостового отделов, сращены со спинной частью панциря (как и ребра). Механизм дыхания связан с движением шеи и плеч, которые, выдвигаясь из-под панциря, растягивают легкие. Интенсивность обмена низкая. Способны к дли­тельному голоданию. Живут во влажных тропиках и в жарких пу­стынях. Во многих странах мясо и яйца черепах употребляют в пищу. Роговые пластины некоторых видов черепах используются для изготовления поделок. Болотная черепаха - живет в слабо проточных водо­емах и питается разнообразными мелкими водными и наземны­ми животными.

На Галапагосских островах живёт слоновая черепаха. Громадный панцирь бывает длиной до 110 см и высотой до 60 см. толстые и мощные столбообразные ноги поддерживают тяжеловесное туловище. Масса взрослых экземпляров составляет около 100 кг, а отдельных гигантов – до 400 кг.

Единственный вид современных Клювоголовых (Rhynchocephalia) – гаттерия имеет много чрезвычайно примитивных черт и сохранилась только в Новой Зеландии и на прилежащих островах.

Рис. 44. Гаттерия.

Гаттерия внешне очень напоминает ящерицу с массивным телом, большой головой и пятипалыми конечностями. От затылка по спине и хвосту тянется невысокий гребень из треугольных вертикальных пластинок. Окрашена гаттерия в тусклый оливково-зелёный цвет, на боках тела и конечностях мелкие и более крупные желтые пятна.

Зрачки больших глаз, расположенных по бокам головы, в виде вертикальной щели. Барабанных перепонок у гаттерии нет, полость среднего уха заполнена жировой тканью.

Тело взрослых самцов длиной до 60 см, массой 800 г. самки почти вдвое мельче самцов. Гаттерия достигает половозрелости лишь к 20 годам. Велика и продолжительность жизни: в неволе гаттерии жили более 70 лет.

Основная пища гаттерии – различные беспозвоночные, особенно насекомые, в частности жуки и крупные бескрылые кузнечики, а также пауки, черви, моллюски, иногда ящерицы, лягушки, яйца птиц. Добычу гаттерия проглатывает целиком.

Передвигается гаттерия медленно, при этом почти не поднимает брюхо над субстратом. Однако при охоте или в испуганном состоянии она приподнимается на ногах и двигается быстро. Кроме того, она хорошо плавает и охотно заходит в воду.

Происхождение пресмыкающихся. Пресмыкающиеся извес­тны уже с конца каменноугольного периода палеозойской эры. Своего расцвета они достигли в мезозойскую эру, к концу кото­рой были вытеснены птицами и млекопитающими. Предками современных пресмыкающихся считаются примитивные девонские земноводные – стегоцефалы, давшие начало котилозав­рам – древним пресмыкающимся.

Расцвету древних пресмыкающихся в мезозойскую эру способствовали теплый климат, обилие пищи как на суше, так и в воде, а также отсутствие конкурентов. Они заселили наземную среду, где господствовали гигантские динозавры, достигавшие в длину 30 м. Среди них были как растительноядные животные, так и хищники. В водной среде господствовали рыбообразные ящеры – ихтиозавры (8 – 12 м). Своеобразную группу составляли ящеры-птеро­завры, которые могли летать благодаря большой кожистой пере­понке, натянутой между передними и задними конечностями.

Вымирание древних пресмыкающихся связывают с похолоданием климата в конце мезозоя и неспособностью их поддержи­вать постоянную температуру тела. Наступившее снижение про­цессов жизнедеятельности у пресмыкающихся привело к ослаблению их конкурентной борьбы с появившимися и быстро прогрессирующими млекопитающими.

Контрольные вопросы:

1. В чём особенность организации пресмыкающихся?

2. Какие отряды входят в класс пресмыкающихся?

3. Какие особенности строения скелета присущи пресмыкающимся?

4. Что такое автотомия у пресмыкающихся?

5. Какие особенности размножения характерны пресмыкающимся?