Серце земноводних, докладний опис та характеристика

Земноводні відносяться до наземних примітивних хребетних, вони займають проміжне положення між водними хребтовими та наземними, тому що розмножуються та розвиваються більшість видів у водному середовищі, а особини, які подорослішали починають жити на суші.

У земноводних є легкі, якими вони дихають, кровообіг складається з двох кіл, а серце трикамерне. Кров у земноводних поділяється на венозну та артеріальну. Пересування земноводних відбувається за допомогою п`ятипалих кінцівок, а суглоби вони мають кулясті. Хребет з черепом зчленовуються рухомо. Хрящ піднебінно-квадратний зростається з аутостилією, а гімандибуляр стає слуховою кісточкою. Слух у земноводних більш досконалий, ніж у риб: крім внутрішнього вуха є ще середнє. Очі пристосувалися добре бачити на різній відстані.

На суші земноводні жити не пристосовані до кінця - це видно з усіх органів. Температура земноводних залежить від того, яка вологість і температура навколишнього середовища. Їхні можливості орієнтуватися і пересуватися по суші обмежені.

Кровообіг та кровоносна система

Земноводні мають трикамерне серце, складається воно зі шлуночка та передсердь у кількості двох штук. У хвостатих та безногих праве та ліве передсердя не повністю розділені. Безхвости мають повну перегородку між передсердями, однак у земноводних є один загальний отвір, який з`єднує шлуночок з обома передсердями. Крім цього, у серці земноводних є венозна пазуха, яка приймає кров венозну та відбувається її повідомлення з правостороннім передсердям. Артеріальний конус примикає до серця, із шлуночка до нього виливається кров.

У артеріального конуса є спіралеподібний клапан, який розподіляє кров по трьох парах судин. Індексом серця є відношення серцевої маси до відсоткової маси тіла, він залежить від того, наскільки тварина активна. Наприклад, трав`яна та зелена жаба переміщається дуже мало і серцевий індекс дорівнює менше половини відсотка. А у активної, наземної жаби практично один відсоток.

У земноводних личинок кровообіг має одне коло, їхня система кровопостачання схожа на риб: одне передсердя в серці і шлуночок, є конус артеріальний, що розгалужується на 4 пари зябрових артерій. Перші три артерії розпадаються на капіляри в зовнішніх і внутрішніх зябрах, а капіляри зяброві зливаються в зябрових артеріях. Артерія, що виносить першу дугу зябрової, розпадається на артерії сонні, які постачають голову кров`ю.

Зяброві артерії

Відбувається зливання другої та третьої виносять зябрових артерій з правим і лівим корінням аорти і відбувається з`єднання їх у спинній аорті. Остання пара артерій зябрових не розпадається на капіляри, тому що на четвертій дузі на внутрішні та зовнішні зябра відбувається впадання в коріння аорти спини. Розвиток та утворення легень відбувається у супроводі кровоносної перебудови.

Передсердя розділяється поздовжньою перегородкою на ліве та праве, роблячи серце трикамерним. Мережа з капілярів редукується і перетворюється на артерії сонні, а коріння спинної аорти беруть початок у других пар, у хвостатих йде збереження третьої пари, четверта пара перетворюється на артерії шкірно-легеневі. Кровоносна периферична система теж перетворюється і набуває характеру проміжного між наземною схемою і водною. Найбільша перебудова відбувається у земноводних безхвостих.

Дорослі земноводні мають трикамерне серце: один шлуночок та передсердя у кількості двох штук. Венозна тонкостінна пазуха примикає до передсердя з правого боку, а артеріальний конус відходить від шлуночка. Можна зробити висновок, що серце має п`ять відділів. Існує загальний отвір, за рахунок якого відбувається відкриття в шлуночок обох передсердь. Там же розташовуються атро-вентрикулярні клапани, вони не дають крові проникнути назад в передсердя, коли відбувається скорочення шлуночка.

Відбувається формування низки камер, які повідомляються один з одним за рахунок мускулистих виростів шлуночкових стінок - це не дозволяє крові перемішуватися. Від правого шлуночка відходить артеріальний конус, а спіралеподібний конус розташований у нього всередині. Від цього конуса починають відходити артеріальні дуги у кількості трьох пар, спочатку судини мають загальну оболонку.

Ліва та права шкірно-легеневі артерії відходять від конуса першими. Потім починають відходити коріння аорти. Дві зяброві дуги відокремлюють дві артерії: підключичну та потилично-хребцеву, вони займаються постачанням кров`ю передніх кінцівок та мускулатури тулуба, і зливаються у спинній аорті під стовпом хребта. Спинна аорта відокремлює кишково-брижкову потужну артерію (ця артерія займається постачанням травної трубки кров`ю). Що стосується інших відгалужень, то кров по спинній аорті в задні кінцівки та до інших органів.

Сонні артерії

Сонні артерії останніми відходять від конуса артеріального та розпадаються на внутрішню та зовнішню артерії. Кров венозна із задніх кінцівок та відділу тіла, що знаходиться ззаду, збирається сідничними та стегновими венами, які зливаються у ворітні ниркові вени та розпадаються на капіляри у нирках, тобто утворюється ниркова ворітна система. Від лівої та правої стегнових вен вени відходять і зливаються у вену черевну непарну, яка йде в печінку по черевній стінці, так відбувається її розпад на капіляри.

У воротній вені печінки збирається кров з вен всіх відділів шлунка та кишечника, у печінці вона розпадається на капіляри. Відбувається зливання ниркових капілярів у вени, які виносять і впадають у задню непарну порожнисту вену, туди ж впадають і вени, що відходять від статевих залоз. Через печінку проходить задня порожниста вена, однак у печінку не потрапляє кров, яка в ній міститься, маленькі вени з печінки впадають у неї, а вона, у свою чергу, впадає в пазуху венозну. Всі хвостаті земноводні та деякі безхвості зберігають кардинальні задні вени, впадання яких відбувається в порожні передні вени.

Артеріальна кров, яка окислюється в шкірі збирається у великій шкірній вені, а шкірна вена, у свою чергу, несе венозну кров потрапляє у вену підключичну прямо з вени плечової. Відбувається злиття підключичних вен із внутрішніми та зовнішніми яремними венами в ліву в порожні передні вени, які впадають у пазуху венозну. Кров звідти починає надходити в передсердя праворуч. У легеневих венах з легень збирається артеріальна кров, а вени впадають у передсердя з лівого боку.

Артеріальна кров та передсердя

Коли дихання легеневе, змішана кров починає збиратися в передсерді справа боку: вона складається з венозної та артеріальної крові, венозна приходить з усіх відділів по порожніх венах, а артеріальна приходить по венах шкіри. Артеріальна кров заповнює передсердя з лівого боку, кров надходить із легень. Коли відбувається одночасне скорочення передсердь, то у шлуночок потрапляє кров, ворости стінок шлунка не дають крові перемішатися: у правому шлуночку переважає кров венозна, а у лівому артеріальна.

Від шлуночка справа відходить конус артеріальний, тому коли шлуночок скорочується в конус спершу надходить кров венозна, яка заповнює шкірні легеневі артерії. Якщо шлуночок продовжує скорочуватися в артеріальному конусі починає зростати тиск, спіралеподібний клапан починає зрушуватися відкриває отвори аортних дуг, у них змішана кров прямує з центру шлуночка. При повному скороченні шлуночка артеріальна кров із лівої половини потрапляє у конус.

У дугові аорти та легеневі шкірні артерії вона пройти не зможе, тому що в них вже є кров, яка сильним напором зсуває спіралеподібний клапан, відкриваючи гирла сонних артерій, туди потече артеріальна кров, яка прямуватиме до голови. Якщо легеневе дихання довго вимкнене, наприклад, під час зимівлі під водою, в голову буде надходити більше венозної крові.

Кисень надходить у мозок у меншій кількості, тому що відбувається загальне зниження роботи обміну речовин і тварина впадає в заціпеніння. У земноводних, які відносяться до хвостатих, часто між обома передсердями залишається отвір, а спіралеподібний клапан конуса артеріального розвинений слабо. Відповідно до артеріальних дуг кров надходить більш змішана, ніж у безхвостих земноводним.

Незважаючи на те, що у земноводних кровообіг йде двома колами, за рахунок того, що шлуночок один, він не дозволяє їм повністю поділитися. Будова такої системи безпосередньо пов`язана з органами дихання, які мають подвійну будову та відповідають способу життя, який ведуть земноводні. Це дозволяє жити як на суші, так і у воді проводити багато часу.

Червоний кістковий мозок

Червоний кістковий мозок трубчастих кісток починає з`являтися у земноводних. Кількість загальної крові становить до семи відсотків від загальної ваги земноводної, а гемоглобін змінюється від двох до десяти відсотків або до п`яти грамів на один кілограм маси, ємність кисню в крові відрізняється від двох з половиною до тринадцяти відсотків, ці показники в порівнянні з рибами вищі.

У земноводних великі еритроцити, однак їх небагато: від двадцяти до сімсот тридцяти тисяч на кубічний міліметр крові. Показник крові личинок нижчий, ніж у дорослих особин. У земноводних так само як і у риб рівень цукру в крові змінюється в залежності від пори року. Найвищі значення показує у риб, а у земноводних хвостатих від десяти до шістдесяти відсотків, тоді як у безхвостих від сорока до вісімдесяти відсотків.

Коли літо закінчується спостерігається сильне підвищення в крові вуглеводів, під час підготовки до зимівлі, тому що вуглеводи накопичуються в м`язах і печінці, а також навесні, коли настає період розмноження і вуглеводи надходять у кров. У земноводних існує механізм гормонального регулювання обміну вуглеводами, хоча він і недосконалий.

Три загони земноводних

Земноводні поділяються на такі загони:

• Земноводні безхвості. Цей загін містить близько однієї тисячі восьмисот видів, які пристосувалися і пересуваються по суші, стрибаючи на задніх кінцівках, які є подовженими. До цього загону належать жаби, жаби, жерлянки тощо. Безхвости є на всіх материках, винятком є ​​лише Антарктида. До них відносяться: жаби справжні, квакші, кругломовні, жаби справжні, ринодерми, свистуни та часничниці.
• Земноводні хвостаті. Вони є найбільш примітивними. Налічується їх усі близько двохсот вісімдесяти видів. Належать до них всілякі тритони та саламандри, проживають вони у північній півкулі. Сюди входять сімейство протеї, саламандри безлегкові, саламандри справжні та вуглезуби.
• Земноводні безногі. Налічується приблизно п`ятдесят п`ять тисяч видом, більшість із них живуть під землею. Ці земноводні досить давні, що дожили до наших часів завдяки тому, що зуміли пристосуватися до риючого способу життя.

Артерії земноводних бувають наступних видів:

1. Артерії сонні - забезпечують голову артеріальною кров`ю.
2. Артерії шкірно-легеневі - до шкіри та легень несуть кров венозну.
3. Дуги аорти розносять кров, яка є змішаною до органів, що залишилися.

Земноводні є хижаками, слинні залози, які добре розвинені, їх секрет зволожує:

• мова
• їжу та ротову порожнину.

Земноводні виникли в середньому або нижньому девоні, тобто близько трьохсот мільйонів років тому. Риби є їхніми предками, вони мають легкі і мають парні плавники з яких, цілком можливо, і були розвинені п`ятипалі кінцівки. Риби стародавні кістепері якраз задовольняють цим вимогам. Вони присутні легкі, а скелеті плавників чітко видно елементи схожі з частинами скелета пятипалой наземної кінцівки. Також на те, що земноводні походять від стародавніх кістеперих риб вказує сильна схожість покривних кісток череп, схожі на черепи земноводних палеозойського періоду.

Нижні та верхні ребра також були присутні у кістеперих та земноводних. Однак риби двоякодишачі, у яких були легені, дуже сильно відрізнялися від земноводних. Таким чином, особливості пересування та дихання, які забезпечували можливість виходити на сушу у предків земноводних, з`явилися ще коли вони були просто водними хребетними.

Причиною, що послужила виникненню даних пристроїв, був, мабуть, своєрідний режим водойм з прісною водою, в них і жили деякі види кістеперих риб. Це могло бути періодичним пересихання або ж браком кисню. Найпровідніший біологічний фактор, який став визначальним у розриві предків з водоймою та їх закріплення на суші – це нове харчування, яке вони знайшли у новому для них середовищі.

Органи дихання у земноводних

Земноводні мають наступними органами дихання:

• Легкі – це повітряні органи дихання.
• Жабри. Є у пуголовків та деяких інших мешканців водної стихії.
• Органи додаткового дихання у вигляді шкіри та слизової оболонки порожнини ротоглотки.

У земноводних легені представлені у вигляді парних мішків, порожніх усередині. Вони мають стінки, дуже тонкі за товщиною, а всередині є несильно розвинена будова осередків. Однак у земноводних легені ще невеликі. Наприклад, у жаб відношення поверхні легень до шкіри вимірюється співвідношенням два до трьох, у порівнянні з ссавцями, у яких це співвідношення я п`ятдесят, а іноді й у сто разів більше на користь легень.

З перетворенням дихальної системи у земноводних відбувається і зміна у дихальному механізмі. Земноводні ще мають досить примітивний нагнітальний тип дихання. У порожнину рота набирається повітря, для цього відкриваються ніздрі та опускається дно порожнини рота. Потім відбувається закриття ніздрів клапанами, а дно ротової порожнини піднімається за рахунок чого повітря потрапляє в легені.

Як влаштована нервова система у земноводних

У земноводних головний мозок важить більше, ніж у риб. Якщо брати відсоткове співвідношення ваги мозку і маси, то у сучасних риб, які мають хрящі цифра буде 0,06-0,44%, у риб кісткових 0,02-0,94%, у земноводних хвостатих 0,29-0,36 %, у земноводних безхвостих 0,50-0,73%.

Передній мозок земноводних розвинений більше ніж у риб, відбувся повний поділ на дві півкулі. Також розвиток виявляється у змісті більшої кількості нервових клітин.

Мозок складається з п`яти відділів:

1. Відносно великий передній мозок, який розділений на дві півкулі і в ньому присутні нюхові частки.
2. Добре розвинений проміжний мозок.
3. Слаборозвинений мозок. Це пояснюється тим, що рух земноводних одноманітні та нескладні.
4. Центром кровоносної, травної та дихальної системи є довгастий мозок.
5. Зір та скелетний тонус мускулатури контролює середній мозок.

Спосіб життя, який ведуть земноводні

Спосіб життя, яке ведуть земноводні, безпосередньо пов`язаний з їхньою фізіологією та будовою. Органи дихання недосконалі у будові — це стосується легень насамперед через це накладається відбиток на інші системи органів. Волога постійно випаровується зі шкіри, що робить земноводних залежними від наявності вологи у навколишньому середовищі. Температура середовища, в якому живуть амфібії теж дуже важлива, тому що вони не мають теплокровності.

У представників даного класу різний спосіб життя, тому є і відмінність у будову. Різноманітність і чисельність земноводних особливо велика в тропіках, де є висока вологість і практично завжди висока температура повітря.

Що ближче до полюса, то менше ставатиме видів земноводних. Дуже мало амфібій у сухих та холодних областях планети. Відсутні земноводні там, де водойм немає, навіть тимчасових, тому що яйця можуть розвиватися часто тільки у воді. У солоних водоймах амфібії відсутні, їх шкіра не підтримує осмотичний тиск та гіпертонічне середовище.

Яйця не розвиваються у водоймах із солоною водою. Земноводні поділяються на наступні групи за характером проживання:

• водні,
• наземні.

Наземні можуть далеко йти від водойм, якщо це не період розмноження. А ось водні, навпаки, проводять у воді все своє життя або дуже близько від води. У хвостатих переважають водні форми, деякі види безхвостих теж можуть до них належати, в Росії, наприклад, це ставкові або озерні жаби.

Деревні земноводні широко поширені серед наземних, наприклад, жаби веслоногі та квакші. Частина амфібій наземних ведуть спосіб життя, що риє, наприклад, деякі безхвості, а безногі практично всі. У наземних жителів, як правило, краще розвинені легені, а шкіра менше задіяна у дихальному процесі. За рахунок цього вони менш залежні від вологості середовища, в якому живуть.

Земноводні займаються корисною діяльністю, що коливається рік у рік, залежить від їх чисельності. Вона різна на певних стадіях, у певний час та за певних погодних умов. Амфібії більше ніж птахи знищують комах, що мають поганий смак і запах, а також комах, з покровительським забарвленням. Коли практично всі комахоїдні птахи сплять, земноводні полюють.

На те, що земноводні приносять велику користь як винищувачі комах у городах та садах, звернули давно увагу вчені. Садівники Голландії, Угорщини та Англії спеціально привозили жаб із різних країн, випускаючи їх в оранжереї та сади. У середині тридцятих років з Антильських і Гавайських островів було вивезено близько ста п`ятдесяти видів жаб-аги. Їх стали розмножувати і на плантацію цукрової тростини випустили більше мільйона жаб, результати перевершили всі очікування.

Зір та слух земноводних

Очі земноводних захищають від засмічення та висихання рухливі нижні та верхні повіки, а також миготлива перетинка. Роговиця стала опуклою форми, а кришталик лінзоподібним. Здебільшого земноводні бачать об`єкти, що пересуваються.

Що стосується органів слуху, то з`явилася слухова кісточка та середнє вухо. Ця поява викликана тим, що виникла потреба краще сприймати звукові коливання, тому що повітряне середовище має більшу щільність, ніж водне.