Годовые циклы у земноводных наиболее отчетливо выражены в районах с резким сезонным изменением условий жизни: в умеренных широтах, в горах, пустынях и полупустынях. Во влажных тропических лесах биологическая сезонность сглажена. Неблагоприятный период года (зиму или период засухи) земноводные проводят в оцепенении, длительность которого определяется продолжительностью периода. В умеренных широтах определяющим фактором служит температура, в тропиках и субтропиках - влажность. Эти факторы действуют непосредственно и через ухудшение условий питания. Они же оказывают решающее влияние на географическое размещение земноводных.
При понижении среднесуточной температуры до 8-12° С и при ночных температурах в 3-5° С земноводные перемещаются к местам зимовок, а при дальнейшем снижении температуры в сентябре - начале октября скрываются в зимних убежищах. Зеленые (озерная и прудовая) и травяная лягушки зимуют в водоемах (реки, ручьи, озера, торфяные карьеры и т. п.), собираясь группами в более глубоких непромерзающих участках (под камнями, в зарослях водорослей или зарываясь в ил). Остромордые лягушки и квакши обычно зимуют на суше, но часть особей может зимовать и в водоемах. Жабы, жерлянки, чесночницы, тритоны, саламандры зимуют на суше, забираясь в ямы, норы грызунов, прогнившие корни, под камни, пни и т. п.
В период зимовки (или во время засухи) у животных резко снижается уровень метаболизма, в 2-3 раза сокращается поглощение кислорода. При понижении температуры тела ниже -0,5-1°С земноводные обычно погибают. Суточная ритмика активности земноводных определяется погодными условиями, в первую очередь температурой и влажностью. В теплое лето живущие в воде жерлянки и тритоны и держащиеся на кромке берега и на мелководье зеленые лягушки активны круглые сутки. Наземные виды (жабы, бурые лягушки, квакши и др.) активны в сумерках и ночью, когда жара спадает, а влажность воздуха увеличивается; в пасмурные дождливые дни они деятельны и днем. В прохладные ночи эти виды наибольшую активность проявляют в сумерках - утром и вечером.
66. Экологические группы земноводных (гидро-, хтоно-, эдафо-, дендробионты).
Жизненная обстановка амфибий весьма разнообразна. Среди них есть чисто водные формы, никогда не выходящие на сушу. Большинство их принадлежит к хвостатым амфибиям (протеи, сирены) – гидробионты.
Большинство бесхвостых ведут полуводный образ жизни. В период размножения они живут в водоемах. Многие зимуют также в воде. Вне указанного времени эти виды живут на суше и часто уходят от водоемов на большие расстояния. Таковы жабы, саламандры. Зеленые лягушки много времени проводят вне воды, но от водоемов далеко не уходят и при опасности одним прыжком скрываются в воду – хтонобионты.
Среди бесхвостых много тех, кто живет на деревьях. В большинстве это обитатели тропических лесов, которые и размножаются на деревьях, используя для откладывания яиц воду, скопившуюся в дуплах и на крупных листьях – дендробионты.
Роющиеся в земле виды – эдафобионты – к ним относятся почти все безногие, являющиеся обитателями толщи почвы, закапывающиеся в землю. Для большинства почва – лишь место временного нахождения.
67. Роль амфибий в экосистемах. Практическое значение в различных отраслях народного хозяйства. Значение амфибий как лабораторных животных.
Все земноводные в той или иной степени полезны для человека прежде всего тем, что поедают многих вредных беспозвоночных (моллюсков, насекомых и их личинок, в том числе комаров и др.), повреждающих сельскохозяйственные и лесные культуры или переносящих заболевания человека и домашних животных. У наземных видов пищевые объекты обычно более разнообразны, чем у видов с водным образом жизни. Травяная лягушка в среднем за сутки съедает 6 вредных беспозвоночных. При численности 100 лягушек на 1 га они уничтожат за период летней активности более 100 тыс. вредителей. Земноводные часто поедают беспозвоночных с неприятным запахом или вкусом, охотятся в сумерках и ночью. Поэтому их деятельность дополняет полезную деятельность птиц. Однако польза от земноводных в целом невелика, так как они достигают большой численности лишь в немногих ландшафтах. Икра, головастики и взрослые особи видов, ведущих преимущественно водный образ жизни, интенсивно поедаются многими промысловыми рыбами, утками, цаплями и другими птицами. Земноводные составляют существенную часть летнего рациона некоторых пушных зверей (порка, хорь и др.); выдры питаются лягушками и зимой.
В ряде стран крупные саламандры и лягушки используются в пищу людьми (Франция, Юго-Восточная Азия, Америка и т. д.). В США есть фермы, которые разводят лягушку-быка; в продажу поступают задние лапки (пара массой 250-400 г), а остальные части тушек перерабатываются на корм скоту. Очень велико значение земноводных как лабораторных животных, используемых в самых разнообразных биологических и медицинских исследованиях. В ряде стран Западной Европы численность многих земноводных резко снизилась. Причины этого разнообразны: изменение местообитаний в результате мелиорации н хозяйственного освоения территорий, загрязнение воды в нерестовых водоемах, преследование со стороны человека и т. п. Поэтому в некоторых странах сейчас приняты специальные законы, оберегающие земноводных и запрещающие их добычу. Для лабораторных целей разводят аксолотлей, предпринимаются попытки искусственного разведения и других видов.
Лишь местами земноводные имеют отрицательное значение. Так, поедая молодь рыб, некоторый ущерб в рыборазводных хозяйствах могут наносить зеленые лягушки - прудовая и особенно озерная; в отдельных рыбхозах в дельте Волги они уничтожают до 0,1 % мальков. Однако этот ущерб перекрывается истреблением водных насекомых, поедающих икру и молодь рыб. Следует учитывать, что н сами земноводные служат пищей рыб. Некоторое отрицательное значение земноводные могут иметь и как промежуточные хозяева глистов, поражающих птиц и пушных зверей, а также как временные хозяева возбудителя тулерямии.
«Характеристика амфибий» - Обитаю на деревьях. Особенности развития земноводных. Сроки. Название земноводного. Кто в пруду под ряской пышной. Неужели жабу нельзя полюбить. Жаба. Признаки. Таблица. Сходство и различие. Рыбы. Лягушка. Натуралисты. Кроссворд. Земноводные. Биологическая задача. Приз.
«Земноводные животные» - Влага поглощается и теряется земноводными через кожу. Забота о потомстве. Однако существует и много промежуточных форм. Кровеносная система. Пещерные формы, например протеи, бесцветны, но иногда приобретают окраску на свету. Зависимость от физических факторов среды. Общепризнано, что земноводные произошли от кистеперых рыб и дали начало пресмыкающимся.
«Класс земноводные амфибии» - Безногие. Класс Амфибии. Внешнее строение Земноводных. Отпечаток амфибии Девонского периода. Внутреннее строение Амфибий. 2 среды обитания Развитие в воде Оплодотворение наружное Около 2500 видов. Отряд Бесхвостые. Древние предки Амфибий. Развитие Амфибий. Червяги. Хвостатые. Классификация Амфибий. Отряд Безногие.
«Строение земноводных» - Результаты нашей работы мы будем заносить в «Рабочие листы». Особенности строения и жизнедеятельности как примитивных сухопутных животных». Бедро. Отряд безногие. Скелет задней конечности. Выдох. Кровеносная система. Мы узнаем сегодня об удивительных животных, способных жить и в воде, и на суше. Стопа.
«Виды лягушек» - Пищеварительная система лягушки. Описание внешнего вида. Делал. Сколько их. В отличие от рыб у лягушки имеется шейный позвонок. Органы размножения. Происхождение. Самые интересные лягушки. Остромордая лягушка (Rana arvalis) принадлежит к классу земноводных. Нервная система лягушки. Обитание. Различные виды.
«Внутреннее строение земноводных» - Земноводные по сравнению с рыбами имеют более сложное внутреннее строение. Пищеварительная система. Закрепление нового материала. Внутреннее строение связано с водно-наземной средой обитания. Дыхательная система земноводных. Кровеносная система земноводных. Легкие -представляют собой небольшие вытянутые мешочки с тонкими эластичными стенками.
Земноводные
- первые наземные позвоночные животные, сохранившие значительные связи с водной средой. Земноводные (Amphibia) относятся к наиболее примитивным наземным позвоночным, занимая промежуточное положение между наземными и водными позвоночными животными: размножение и развитие происходит в водной среде, а взрослые особи обитают на суше. Яйцеклетки (икра) большинства земноводных лишены плотных оболочек и могут развиваться только в воде. Личинки, вылупившиеся из яиц, ведут водный образ жизни, и лишь после метаморфоза амфибии способны вести наземный образ жизни.
Для большинства взрослых земноводных характерны парные трехзвенные конечности с шарнирными суставами
. Череп аутостиличный
(нёбно-квадратный хрящ срастается с мозговой коробкой, а гиомандибуляре превращается в слуховую косточку - стремечко
), двумя затылочными мыщелками подвижно сочленяется с шейным позвонком. Пояс задних конечностей причленяется к поперечным отросткам крестцового позвонка.
Формируются два круга кровообращения, которые полностью не разобщены: в сердце два предсердия, но один желудочек . Глаза снабжены подвижными веками. Органы боковой линии у взрослых обычно исчезают. Передний мозг увеличивается и разделяется на два полушария. Заметно повышается средний уровень метаболизма по сравнению с рыбами. Наряду с перечисленными прогрессивными преобразованиями земноводные сохранили признаки водных позвоночных. Голая, проницаемая для воды и газов кожа имеет большое количество слизистых желез. Органами выделения служат туловищные (мезонефрические) почки и кожа. Температура тела зависит от температуры окружающей среды (пойкилотермия).
Кожные покровы.
Все земноводные имеют гладкую тонкую кожу, сравнительно легко проницаемую для жидкостей и газов. Строение кожи характерно для позвоночных животных: выделяется многослойный эпидермис и собственно кожа (кориум)
. Кожа богата кожными железами, выделяющими слизь. У некоторых слизь может быть ядовитой или облегчает газообмен. Кожа является дополнительным органом газообмена и снабжена густой сетью капилляров.
Тело разделено на голову, туловище, хвост (у хвостатых) и пятипалые конечности
. Голова подвижна, соединена с туловищем. Скелет разделён на отделы: осевой скелет (позвоночник); скелет головы (череп); скелет парных конечностей.
Органом дыхания у земноводных являются:
- лёгкие (специальные органы воздушного дыхания);
- кожа и слизистая выстилка ротоглоточной полости (дополнительные органы дыхания);
- жабры (у некоторых водных обитателей и у головастиков).
Все земноводные питаются только подвижной добычей. На дне ротоглоточной полости находятся язык. У бесхвостых он передним концом прикрепляется к нижним челюстям, при ловле насекомых язык выбрасывается изо рта, к нему прилепляется добыча. На челюстях имеются зубы, служащие только для удержания добычи. У лягушек они расположены только на верхней челюсти. В ротоглоточную полость открываются протоки слюнных желез, секрет которых не содержит пищеварительных ферментов. Из ротоглоточной полости пища по пищеводу поступает в желудок, оттуда в двенадцатиперстную кишку. Сюда открываются протоки печени и поджелудочной железы. Переваривание пищи происходит в желудке и в двенадцатиперстной кишке. Тонкий кишечник переходит в прямую кишку, которая образует расширение - клоаку .
Глаза похожи на глаза рыб, однако не имеют серебристой и отражательной оболочек, а также серповидного отростка. Слезные железы отсутствуют, но есть Гардерова железа, секрет которой смачивает роговицу и предохраняет её от высыхания. Роговица выпуклая. Хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы, диаметр которой меняется в зависимости от освещения; аккомодация происходит за счёт изменения расстояния хрусталика до сетчатки. У многих развито цветное зрение.
Органы обоняния функционируют только в воздушной среде, представлены парными обонятельными мешками. Их стенки выстланы обонятельным эпителием. Открываются наружу ноздрями, а в ротоглоточною полость хоанами.
В органе слуха новый отдел - среднее ухо . Наружное слуховое отверстие закрывает барабанная перепонка, соединённая со слуховой косточкой - стремечком. Стремечко упирается в овальное окно, ведущее в полость внутреннего уха, передавая ему колебания барабанной перепонки. Для выравнивания давления по обе стороны барабанной перепонки полость среднего уха соединена с ротоглоточной полостью слуховой трубой.
Органом осязания является кожа, содержащая осязательные нервные окончания. У водных представителей и головастиков имеются органы боковой линии.
В жизненном цикле земноводных чётко выделяются четыре стадии развития: яйцо, личинка, период метаморфоза, имаго.
Класс Земноводные насчитывает около 2,5 тыс. современных видов, подразделяется на два подкласса: Тонкопозвонковые (Lepospondyli), который включает два отряда - Безногие (60 видов) и Хвостатые (280 видов), и Дугопозвонковые (Apsidospondyli), с одним отрядом - Бесхвостые (2100 видов).
Отряд Безногие (Apoda) насчитывает около 60 видов весьма своеобразных амфибий, ведущих подземный, роющий образ жизни. Форма тела безногих червеобразная, у многих видов - с кольцевидными перетяжками, что придает этим животным внешнее сходство с земляными червями. Конечности и их пояса отсутствуют.
Отряд Хвостатые (Caudata) объединяет около 280 видов. Они характеризуются удлиненным, вальковатым телом с соразмерно развитыми головным, туловищным и хвостовым отделами. Хвост в поперечном сечении круглый или сжатый с боков, иногда с кожной оторочкой. Конечности у большинства хорошо развиты, при этом передние и задние одинаковой длины. У Представители: тритоны, саламандры.
Отряд Бесхвостые (Anura) объединяет около 2,1 тыс. видов, характеризующихся широкой, плоской головой, коротким туловищем, отсутствием наружного хвоста; наличием хорошо развитых передних и задних конечностей, причем задние в 2-3 раза длиннее передних. Этим обусловлено характерное скачкообразное передвижение по суше. Представители - жабы и лягушки - ведут водный и наземный образ жизни.
Бесхвостых амфибии европейской части России можно разделить на две экологические группы. Первую экологическую группу составляют полуводные виды амфибий˸ прудовая (Rana lessonae) и озерная лягушки (Rana ridibunda). В летний период эти виды придерживаются водоемов и обладают выраженной дневной активностью. Существует предположение, что дневная активность зеленых лягушек определяется соотношением температуры воздуха и воды. Влияние фотопериодизма при этом, по-видимому, занимает второстепенное значение.
Ко второй экологической группе относят сухопутные виды˸ травяную лягушку (Rana temporaria) и серую жабу (Bufo bufo). В летний период эти животные ведут строго наземный образ жизни и активны в основном ночью. Известно, что летом они придерживаются небольших индивидуальных участков на суше. Например, размер участка, по которому перемещается летом R. temporaria, составляет около 150 м2 (Северцов и др., 1998). В этот период амфибии показывают хорошее знание местности (Хмелевская, Васильев, 1989). Перемещения амфибий по своему участку носят ʼʼхаотичныйʼʼ ненаправленный характер (Dole,1965b). Данные по использованию летних участков обитания серой жабой в настоящее время очень немногочислены, поэтому этот вопрос представляет интерес для исследования.
Происхождение земноводных
Земноводные произошли от одной из групп древних пресноводных кистеперых рыб -стегоцефалов, обитавших около 300 млн. лет назад в заболоченных водоемах. Важнейшие адаптации, позволившие земноводным выйти в наземную среду, связаны с преодолением силы тяжести (гравитации) и защитой тела от потери влаги. Предками их были рыбы, обладающие легкими и такими парными плавниками, из которых могли развиться пятипалые конечности. Таким требованиям удовлетворяют древние кистеперые рыбы. Напротив, двоякодышащие рыбы, также обладающие легкими, по целому ряду признаков значительно отличаются от земноводных. Таким образом, особенности дыхания и передвижения, обеспечивающие возможность выхода на сушу, предки земноводных приобрели, будучи ещё настоящими водными позвоночными. Причинои̌ возникновения этих приспособлений, видимо, был особый режим пресных водоемов, в которых жили некоторые кистеперые рыбы, периодическое пересыхание их или бедность кислородом. Однако ведущим биологическим фактором, определившим разрыв предков земноводных с водоемом, закрепление их на суше, были новые кормовые возможности, найденные ими в новой среде обитания.
Экологические группы амфибий. Морфофизиологические особенности. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Экологические группы амфибий. Морфофизиологические особенности." 2015, 2017-2018.
Экологическая ниша земноводных
Земноводным дана специфическая экологическая «ниша» - они являются важным звеном в цепях питания влажных районов суши и водных биоценозов. Совместно с птицами амфибии принимают активное участие в поддержании природного экологического равновесия.
Иногда живые существа относят к различным группам, оценивая степень их «полезности» для среды обитания. На самом деле в природе нет ни «полезных», ни «вредных» видов. Для любого вида предназначена своя экологическая ниша, положение в цепях питания, место в круговороте веществ и пр. Каждая особь является носителем уникальной генетической информации, характерной для ее вида. Существует тесная взаимосвязь видов животных. При этом каждый из них наделен собственной полезностью для биоценоза, может не всегда понимаемой нами. Хотя представители некоторых видов и могут представлять определенную опасность для различных членов сообщества – растений, животных, человека. Особенно это проявляется при нарушении экологического равновесия (например, при «взрывном» массовом размножении насекомых или возбудителей болезней). В тех естественных биоценозах, куда входят различные виды амфибий, тоже не существует абсолютно полезных или вредных насекомых, птиц, земноводных, растений и т.п. Все представляет собой взаимосвязанное системное целое. При этом амфибии выполняют роль защитников растительного мира. Ведь необходимые им пищевые объекты в основном опасны для жизни многих растений, особенно при неконтролируемом размножении. В то же время земноводные практически не потребляют основных опылителей растений. Здесь проявляется «мудрая взаимосвязь интересов
» представителей флоры и фауны. Взаимоувязаны и экологические ниши амфибий и птиц, составляющих единые биоценозы.
Регуляторы экологического равновесия
У птиц достаточно широкий ассортимент пищевых объектов, но именно амфибии слывут универсальными защитниками растений. Важную роль регуляторов экологического равновесия земноводным позволяет выполнять их всеядность и неприхотливость. Например, в рационе российских северных лягушек и жаб есть саранчовые, долгоносики, клопы, короеды, жуки-листоеды и другие жуки, включая опаснейшего вредителя – колорадского. Амфибии истребляют в больших количествах гусениц совок, пядениц, а также слизней. Огромное значение имеет и неприхотливость амфибий в пищевом отношении. Они в гораздо большем количестве, чем птицы, способны поедать насекомых с неприятным запахом и вкусом, мохнатых гусениц, беспозвоночных с яркой отпугивающей окраской. Дело в том, что организм земноводных обеспечен прекрасными защитными механизмами против ядовитых существ. Поэтому в их врожденной программе жизнедеятельности в большинстве случаев не заложен рефлекс на яркую окраску добычи, пугающую других животных.
Кроме того, амфибии имеют важную охотничью особенность, которая позволяет им с птицами дополнять друг друга в этой совместной деятельности. Ведь пернатые, питающиеся насекомыми, охотятся преимущественно в светлую пору суток и уничтожают вредителей, активных в этот период. А многие земноводные способны сдерживать чрезмерное размножение представителей многих видов насекомых и моллюсков, трудясь в сумерках и ночью, когда птицы спят. Например, взрослая жаба может съесть за одну ночь до 100 насекомых, их личинок и слизней.
Преимущество холоднокровных амфибий
Особо важна деятельность земноводных различных видов по сдерживанию (совместно с птицами) чрезмерного размножения беспозвоночных губителей растительности в трудные периоды похолоданий и бескормицы. Ведь птицы, будучи теплокровными животными, не могут долго голодать. Пернатым нужно постоянно поддерживать температуру своего тела на уровне 39-410С, а для этого они должны сжигать в своих «топках» достаточно пищи. При похолодании расход энергии птичьим организмом резко возрастает. Чтобы согреться, птицам требуется усилить питание, но как раз в это время насекомые прячутся и становятся недосягаемыми. Поэтому птицы либо гибнут от истощения, либо стараются улететь в районы с лучшими погодными условиями. Особенно серьезный ущерб даже кратковременные периоды похолодания и бескормицы наносят птенцам. Однако птицам дана удивительная способность – с большой точностью делать длительные погодные прогнозы. В годы, когда ожидаются неблагоприятные жизненные условия, в том числе понижение количества пищевых объектов, птицы откладывают яиц меньше, чем обычно. В результате, когда наступает потепление и активное размножение насекомых, пернатых защитников растений становится явно недостаточно. Вот здесь-то и проявляются все преимущества жизнедеятельности холоднокровных земноводных. Легко пережив временное похолодание и отсутствие пищи, они берут реванш при благоприятных условиях. Амфибии начинают интенсивно питаться, сдерживая при этом чрезмерное размножение вредителей растений.
В пищевом рационе животных
Земноводные – не только потребители пищи, но и сами являются объектом питания. И таким образом земноводные включены в общий биологический круговорот. Среди земноводных пищевыми объектами различных животных являются в основном головастики и взрослые лягушки. Головастиков едят главным образом рыбы. Подросшими же лягушками в основном питаются птицы, змеи, звери и крупные рыбы. Ведь эти земноводные не прячутся в укрытия в дневные часы. Они полностью обустроены для активной охоты на насекомых именно в это время. Кроме того, лягушки не обеспечены кожными выделениями с такими защитными свойствами, как едкая слизь у жаб, жерлянок, саламандр и др. Лягушек потребляет огромное число животных. В первую очередь это многие крупные хищные рыбы: сомы, судаки, щуки. Для них лягушки и головастики - вполне доступный массовый корм. Наиболее часто добычей рыб становится травяная лягушка, которая, в противоположность зеленой лягушке, лишена поведенческого механизма закапывания в ил на зимовку. Поэтому она оказывается тем пищевым звеном, которое расширяет рацион рыб за счет наземных пищевых объектов. Лягушками питаются и многие птицы, в том числе аисты, цапли, вороны, сороки, грачи, луни чайки, крачки, поганки. Для некоторых из них лягушки составляют большую долю их питания. Орнитологи подсчитали, что на лягушек охотятся по меньшей мере 90 видов птиц, 21 вид – на чесночниц и 18 – на жаб. В значительной степени за счет лягушек обеспечено питание ужей. В небольших количествах лягушек употребляют ежи, норки, землеройки, лисы, выдры. Жаб едят еноты и енотовидные собаки, барсуки, хори. В годы, когда основной корм этих животных малочислен, роль амфибий как объектов питания возрастает. Питаясь разнообразнейшими беспозвоночными, земноводные накапливают в своем теле органические вещества, которые далее могут быть использованы более крупными позвоночными животными. Таким образом, предназначение амфибий состоит еще и в том, чтобы за счет своей жизни поддерживать в неблагоприятные периоды жизнь других животных.
Численность большинства видов лягушек во всех предназначенных для них местах обитания находится в определенном равновесии (несмотря на участие в пищевом рационе различных животных). Она обусловлена в основном огромной плодовитостью лягушек, что быстро восстанавливает понесенные потери. Кроме того, амфибии отличаются относительным долголетием особей. В той части земноводных, которой было суждено избежать опасностей и выжить, могут существовать бок о бок несколько поколений, дающих регулярно потомство таких же плодовитых амфибий.