Цикл развития лягушки. Земноводные
Как было упомянуто, икра откладывается в воду в большом количестве. Каждая икринка состоит из черной и белой половин. Черная часть всегда обращена кверху-здесь сосредоточена протоплазма яйца; белая половина, обращенная книзу, заполнена желтком. Во время откладывания икры самец, прицепившийся передними лапами к спинной стороне тела самки, оплодотворяет в воде выходящие яйца. Вскоре студенистая оболочка, окружающая икру, становится мутной и непроницаемой для семени. Через короткий срок каждая оплодотворенная икринка начинает перетягиваться бороздками. Такое деление оплодотворенного яйца называется сегментацией, или дроблением (рис. 2).
Рис. 1 . Мочеполовые органы самца лягушки.
1 -жировое тело; 2 - семенники; 3 и 4- ночки; 5-мочеточник; 6 - семенной мешочек; 7-кровеносные сосуды; 8-мочевой пузырь.
Получившиеся в результате дробления части яйца называются бластомерами, или клетками дробления, а борозды между ними-бороздами дробления. В течение процесса дробления образуется первоначально бластул а-округлое тело, состоящее из комплекса неравномерно разделившихся клеток (рис. 2 , б, в ): пигментированные более мелкие клетки, сосредоточенные у верхнего полюса яйца, делятся интенсивнее и вскоре облекают зародыш. Здесь у верхнего полюса образуется полость, так называемый бластоцель (рис. 2 , е, 1). При продолжающемся усиленном развитии клеток пигментированного верхнего полюса клетки все более облекают всю поверхность дробящегося яйца. Клетки нижнего светлого полюса, содержащего желток, так называемые клетки вегетативного полюса, вдавливаются внутрь и подходят под клетки темного, содержащего плазму анимального полюса. На 2-3-й день после начала дробления от светлого полюса остается снаружи лишь небольшое округлое пятнышко (желточная пробка; рис. 2 , г 1), около которого расположено небольшое щелевидное углубление-первичный рот, или бластопор. Зародыш на этой стадии имеет уже двойные стенки, и подобная ранняя личиночная стадия называется гаструлой (рис. 2 , д ).
Рис. 2 . Развитие яйца лягушки.
Начало развития органов, а -стадия морулы; б и в-стадии бластулы: 1 - бластоцель, 2 - бластодерма; г и д - стадии желточной пробки: 1-желточная пробка, 2-эктодерма, 3-энтодерма, 4-бластоцель, 5-полость гаструлы; е-стадия нервных валиков: 1-бластопор, 2-медуллярная пластинка, 3-медуллярные валики.
До стадии, на которой появляется желточная пробка, развивающееся яйцо сохраняет свои первоначальные размеры и сферическую форму. Однако уже на 3-4-й день после оплодотворения яйцо явно увеличивается в размерах, приобретая вытянутую форму. Тогда начинают обрисовываться внешние признаки зародыша. Впереди бластопора с обеих сторон становятся заметными продольные складки или валики, которые вскоре соединяются поперечным валиком. Упомянутые валики представляют закладку головного и спинного мозга и называются медуллярными (рис. 2 , 3). Они ограничивают с боков мозговую пластинку, передний расширенный участок которой указывает на место закладки головного мозга. В течение 1-2 последующих дней наблюдается замыкание мозговой пластинки и образование нервной трубки. На 6-7-й день после оплодотворения яйца уже можно различить голову, туловище и загнутый кверху хвост; по бокам головы видны закладки висцеральных дуг; снизу головы расположено подковообразное возвышение-орган прилипания, с помощью которого головастики прикрепляются к подводным растениям; рот еще отсутствует.
Рис. 3 . Личинка лягушки 8 мм длины.
1-ротовая ямка; 2-обонятельная ямка; 3-глаз; 4-наружные жабры; 5-орган прилипания; 6-анальное отверстие.
Зародыш 8-10-дневного возраста прорывает студенистую яйцевидную оболочку и начинает вести свободную жизнь, или головастика личинки (рис. 3 -4), которая по форме напоминает рыбу; по бокам головы у подобной личинки имеются с каждой стороны по 2-3 наружных жабры (рис. 3 , 4); рот посажен поперечно и ограничен губами с острыми мелкими роговыми зубчиками. В дальнейшем наружные жабры редуцируются; они затягиваются особой складкой кожи-жаберной перепонкой. На левой стороне небольшое жаберное отверстие сохраняется несколько дольше, чем на правой. В это же время, наряду с редукцией наружных жабер, на жаберных дужках появляются внутренние жабры. Позднее из выростов переднего отдела кишечника формируются легкие, и личинка в течение некоторого времени является настоящей амфибией, обладая возможностью двоякого дыхательного процесса: жаберного и легочного. Далее начинают развиваться конечности; первыми появляются задние лапки в виде почковидных выростов по бокам основания хвоста. Передние конечности закладываются под жаберными крышками. По мере роста и увеличения в размерах конечностей хвост постепенно уменьшается, рот увеличивается, кишечник укорачивается. Из головастика формируется настоящий лягушонок. Растительная пища, характерная для головастика, сменяется животной.
Рис. 4 . Личинка лягушки 24 мм длины.
1-бахрома из сосочков вокруг ротового отверстия; 2-ноздря; 3-глаз; 4-жаберное отверстие на левой стороне; 5-зачаток задних конечностей; 6-анальное отверстие.
Самостоятельные наблюдения над развитием лягушек. Все описанные изменения яйца и процесс развития зародыша можно легко наблюдать в живой природе, в мелких весенних водоемах. Для постановки более тщательных личных исследований желательно набрать икры и хранить ее небольшими порциями в плоских сосудах (например, в глубоких тарелках). Воду следует менять по крайней мере раз в сутки. Чтобы установить стадию развития яйца, из сосуда берут одну икринку и помещают ее на часовое стеклышко или в чашечку Петри. При помощи препаровальных игл яйцо освобождают от студенистой оболочки и рассматривают под лупой. Желательно некоторое количество яичек, взятых на определенной стадии, фиксировать либо в 70% спирту, либо в 10% формалине. Когда подберется серия яиц. взятых в различные точно установленные сроки, постепенная картина развития станет совершенно отчетливой и ясной. Яички в такой серии необходимо хранить в отдельных пробирках с точными этикетками. При наблюдениях в природе обращает на себя внимание значение одного существенного фактора: более высокая температура воды значительно ускоряет процесс развития, низкая замедляет его.
Комплект состоит из 12 карточек
№ 1 - икра лягушки;
№ 2–4 - стадии развития головастика;
№ 5а и б - взрослая лягушка;
№ 6–7 - озеро, в котором живет лягушка;
№ 7а - илистое дно озера, куда лягушка зарывается на зиму;
№ 7б - почва на берегу озера;
№ 8 - прибрежные заросли растений, где она охотится;
№ 9 - комар;
№ 10 - паук (пища лягушки);
№ 11 - аист, поедающий лягушек;
№ 12 - стрекоза.
Варианты дидактических игр
Первое занятие
Цель : показать детям развитие лягушки от икринки до взрослой особи.
Воспитатель просит детей вспомнить, где им приходилось видеть лягушек, какого они были цвета. Потом объясняет, что маленькие лягушки в детстве, лягушата, совсем не похожи на взрослых. Их трудно узнать, можно даже подумать, что это какие-то другие животные.
«Представим, что за окном весна, - говорит воспитатель, - ярко светит солнышко, вода в реках и озерах становится теплее. И в это время в озере можно увидеть слипшиеся шарики (показывает карточку № 1). Они липкие, прозрачные, с черной точкой. Это икринки лягушки (можно сравнить: цыпленок развивается из яйца, а лягушонок - вот из такой икринки).
Через некоторое время из прозрачного шарика вырастает маленький головастик, который тоже пока мало похож на лягушку».
Воспитатель предлагает детям подумать, почему его так назвали (большая голова и маленькое тело). Показывает карточку № 2, обращая внимание детей на то, что сначала у головастика есть только тело, голова и хвост. Проходит время, головастик растет, у него появляются задние ноги (карточка № 3). Чтобы расти, ему нужно много есть. Сравним карточку № 3 с карточкой № 2 - в чем их отличие? У второго головастика есть не только задние, но и передние ноги. Воспитатель спрашивает у детей, похож ли теперь головастик на лягушку, чем он от нее отличается?
Через некоторое время у головастика исчезает хвост и он превращается в большую красивую лягушку (карточка № 5а ).
Весной в пруду или реке можно найти икру лягушки и рассмотреть ее вместе с детьми, поместив в банку с водой.
Второе занятие
Цель : связь лягушки с окружающей средой.
Воспитатель предлагает детям вспомнить, где живут лягушки. Расставляет на стенде карточки № 6 и 7а и на них помещает вырезанную по контуру лягушку. Обращает внимание детей на то, что на карточке нарисована не только вода, но и пузырьки воздуха (лягушка, как и мы, дышит воздухом), и растения, среди которых она может спрятаться.
Чтобы объяснить, почему в воде есть пузырьки воздуха, можно сделать следующее. Пусть дети глубоко вздохнут. Чем мы дышим? Воздухом. Он вокруг нас, но мы его не видим, так как он прозрачный. А в воде воздух можно «увидеть». Поставим банку с водой и подышим в воду через трубочку. Появится много пузырьков воздуха. В реке, озере, любом водоеме тоже есть воздух. Им дышат водные животные, в том числе и лягушка.
Воспитатель спрашивает детей: кто видел лягушку на берегу реки? Что она там делает? На берегу лягушка обычно охотится. Она любит есть комаров (карточка № 9). А еще она ест паучков (карточка № 10), может поймать маленькую рыбку, жучка, муравья, стрекозу (карточка № 12).
Лягушка часто сидит в зарослях растений на берегу (карточки № 7б , 8), где ее трудно заметить. Воспитатель помещает лягушку на эти карточки.
Обобщение и закрепление материала
Еще раз вспомним, где живет наша лягушка. В воде она плавает или отдыхает, на берегу - охотится. Многие лягушки отправляются на охоту вечером или ночью, когда не очень жарко и их кожица не высыхает. Что есть в воде, нужное для того, чтобы в ней жила лягушка? Воздух, растения. На дне озера (реки) лежит ил (пусть дети вспомнят, как у них вязнут ноги в «грязи», если они ходят по мелководью). В такую «грязь» (ил) на дне водоема и зарывается лягушка, когда ложится на зиму в спячку (почти как медведь). Для еды лягушке нужны комары, стрекозы, пауки, мухи, жучки. Эти насекомые живут там же, где и лягушка. А лягушками питаются аисты, цапли, барсуки, выдры, филины, ужи.
В конце занятия воспитатель обращает внимание детей на то, насколько тесно связаны эти животные между собой, с растениями, со своим домом: они могут жить только все вместе.
Третье занятие
Цель : объяснить детям, как меняется жизнь лягушки в зависимости от времени года.
Ранней весной, когда появляется солнышко, вода от его лучей становится теплее. Воспитатель ставит на стенд карточку № 11 из набора карточек «Одуванчик» с изображением солнца и карточку № 6 - озеро. Лягушки просыпаются и откладывают свои икринки (карточка № 1). Они похожи на кучку слипшихся прозрачных шариков. Как мы уже говорили (на первом занятии), из икринок появляются головастики (пусть дети вспомнят, как лягушка развивается из икринки во взрослое животное).
Летом головастики растут, превращаются в лягушек, которые плавают в воде (на карточку № 6 воспитатель помещает рисунок лягушки), охотятся на берегу (воспитатель перемещает изображение лягушки на карточку № 8). В холодное время года, зимой, лягушка спит на дне водоема. Она зарывается в ил, потому что там теплее (помещает карточку № 5а на карточку № 7а ), а когда вновь наступит весна и пригреет солнышко, лягушка вылезет из своего убежища, начнет опять плавать, охотиться и громко квакать - петь свои лягушачьи песни.
Четвертое занятие
Цель: обратить внимание детей на внешний вид лягушки, объяснить, как ее тело приспособлено к образу жизни и условиям окружающей среды.
Вначале воспитатель рассказывает детям об окраске лягушки. Какого цвета лягушек они видели? Сразу ли человек может заметить лягушку в воде? А на берегу, в зарослях зеленых растений? И в воде, и на берегу лягушку увидеть трудно (вырезанную по контуру лягушку воспитатель поочередно помещает на карточки № 6 и 8). Пусть дети сами подумают, почему лягушка незаметна. В воде лягушка тоже часто скрывается среди водных растений. Она маскируется, прячется. Для чего? Во-первых, чтобы ее не поймали и не съели цапли, аисты и другие любители лягушек. Во-вторых, чтобы ее не заметили и те, кого сама ловит. Именно поэтому многие (но не все) лягушки бывают зеленого цвета, а иногда и пятнистые. Воспитатель просит детей вспомнить, знают ли они других «пятнистых» животных.
Чтобы наглядно показать детям, что лягушка с яркой окраской хорошо заметна и в воде, и на берегу, лягушку № 5б воспитатель перемещает на карточки № 6 и 8. В некоторых странах есть яркие лягушки, с броской окраской, они словно пугают тех, кто хочет ими полакомиться. Нередко яркие лягушки бывают ядовиты, они не так беззащитны перед своими врагами, как наши зеленые лягушки.
Воспитатель объясняет детям, что лягушки совершенно безопасны для человека и с ними надо обращаться бережно. Если к ним присмотреться внимательнее, то они могут показаться даже красивыми, а их лягушачьи песни звучат не хуже птичьих.
Очень важно привнести в занятия эмоциональный элемент, добиться понимания детей того, что лягушки, как и любые другие животные, нужны в природе, даже если они чем-то нам не нравятся.
Лягушка неприметна не только благодаря окраске. Особенно трудно ее обнаружить, когда она лежит в воде или сидит на суше совершенно неподвижно. Наверное, у многих ребят лягушка выпрыгивала прямо из-под ног, и они замечали ее, только если она начинала двигаться. Пусть дети вспомнят, как они сами сидят неподвижно, когда хотят, чтобы их не заметили. Точно так же поступают и многие животные.
По внешнему виду лягушки можно определить, где она живет. Воспитатель обращает внимание детей на лапу лягушки. Что в ней особенного? Пусть дети посмотрят на свои руки: есть ли у нас такие перепонки, как у лягушки? Нет. Поэтому когда мы плывем на лодке, то гребем веслами, а когда плывем сами в реке, море или озере, то надеваем ласты (желательно показать детям ласты для сравнения с ногами лягушки). Все знают, что в ластах человек движется быстрее. А вот лягушке ласты не нужны. Они у нее и так есть: это перепонки. Перепонки помогают лягушке быстрее плавать, ей удобно двигаться в воде. Воспитатель напоминает, у каких зверей и птиц есть похожие перепонки. Это утка, гусь, бобр - все они плавают в воде.
Лягушка - прекрасный охотник за летающими насекомыми. В этом ей помогают язык и умение хорошо прыгать. Когда она видит комара, то моментально выбрасывает далеко вперед свой язык и ловит им комара. А язык у лягушки необычный. Он может становиться очень длинным. У нас, людей, язык прикреплен ко рту задним концом (пусть дети пошевелят своими языками и даже высунут их - мы выставляем передний кончик языка, поскольку сзади язык крепко держится во рту, и поэтому мы не можем так ловко ловить языком комаров, как лягушка). У лягушки язык прикреплен передним кончиком, поэтому она умеет лучше нас показывать свой язык. К тому же он у нее липкий, словно намазан клеем, и комарики, жучки приклеиваются к нему, как марка к конверту. А уж если приклеились, то обратно не выберутся: у лягушки есть маленькие, но крепкие зубки-бугорки.
Всем детям, когда они болеют, ставят градусник. Если у них ничего не болит и они здоровы, то температура у них нормальная - 36,6 o C. Такая температура у человека всегда: и когда на улице мороз, и когда жара. А вот у лягушек (змей, ящериц) температура тела может меняться. Если взять в руки лягушку, сидевшую в тени, она будет прохладной. А на солнце лягушки нагреваются. Даже у здоровой лягушки, у которой нет ни насморка, ни кашля, на солнце будет «повышенная» температура, а в холодную погоду «пониженная».
Лягушка не может долго жить без воды, так как у нее высыхает кожа. Поэтому она бывает то в воде, то на суше. Дышит лягушка и носом, и через кожу.
Сравним глаза лягушки и рыбы. Рыба живет только в воде, а лягушка может жить и на суше. Поэтому глаза у них отличаются (на глаза рыбок можно посмотреть в аквариуме). Когда рыба плавает, ей в глаза не попадают соринки, так как в воде их нет. Значит, у рыбы веки отсутствуют, они ей не нужны. Рыба не умеет моргать и не может нам подмигнуть. А вот у лягушки веки есть, ведь на суше ей иногда приходится беречь свои глаза, и она их закрывает. Воспитатель предлагает детям поморгать: у нас тоже есть веки, которые защищают наши глаза.
Лягушка не только смотрит по сторонам и слушает, что происходит вокруг, у нее еще и отличный «нюх», она прекрасно различает запахи.
Может показаться, что лягушке все равно, где жить, но это не так. У каждой лягушки есть свой дом, который она хорошо знает. И если вдруг она очутится вдали от него, то обязательно найдет дорогу и вернется к себе. Даже если она попадет в хорошее место, оно для нее будет чужим. Поэтому не нужно уносить лягушек с берега реки, пусть они живут в своих домах.
Во время занятий воспитатель может вспомнить вместе с детьми сказки, в которых рассказывается о лягушках («Царевна-лягушка», «Дюймовочка», «Приключения Буратино» и др., стихи Ю.Мориц). Желательно прочитать отрывки из этих произведений (описание внешнего вида лягушки, ее домика).
Воспитатель дает детям задание: нарисовать домик для лягушки, чтобы она могла в нем жить - дышать, охотиться, плавать, прятаться.
Размножение лягушек
.
Проводя зиму в состоянии оцепенения на дне водоема, лягушки с первыми лучами весеннего солнца просыпаются и приступают к размножению. Большинство самцов лягушек и жаб привлекают внимание самок своего вида кваканьем, которое может быть у одних видов похожим на "трели" сверчка, а у других на привычное нам громогласное "ква-ква". Громкий голос есть только у самцов, а у самок голос или отсутствует или очень тих. У зеленых лягушек (озерных и прудовых) звук усиливают особые резонаторы – пузыри, надувающиеся воздухом из ротовой полости и расположенные позади углов рта. У бурых лягушек резонаторы расположены под кожей горла.
Привлекать внимание самки можно и разными движениями. Colostethus trinitatis просто подпрыгивают на ветке, а C. palmatus принимают изысканные позы, заметив приближающуюся самку, а некоторые другие виды, живущие у водопадов, помахивают самкам лапами.
У золотых древолазов самки ухаживают за самцами. Найдя квакающего самца, самка кладет на него передние лапы и хлопает по его телу задними, может тереться головой о его подбородок. Самец иногда отвечает тем же, но с меньшим пылом. Среди представителей этого вида были описаны драки за избранного партнера, как между самцами, так и между самками.
Самки откладывают в воду икру, похожую на икру рыб. Самцы выпускают на нее жидкость, содержащую сперматозоиды (так называемое внешнее оплодотворение). Через некоторое время оболочка каждой икринки разбухает и превращается в студенистый прозрачный слой, внутри которого видно яйцо. Яйца обычно окружены толстым слоем студенистого вещества. Эта оболочка имеет большое значение для зародыша, так как таким образом яйцо предохраняется от высыхания, от механических повреждений, а главное, она предохраняет их от поеданиядругими животными. Верхняя половина кладки темная, а нижняя светлая. Такая окраска выгодна: темная часть яйца лучше использует солнечные лучи и сильнее нагревается. Комки икры у многих видов лягушек всплывают на поверхность, где вода теплее.
Развитие лягушек
. Низкая температура задерживает развитие яиц. Если же погода теплая, яйцо многократно делится и превращается в многоклеточный зародыш.
Через одну-две недели из икринки вылупляется личинка лягушки – головастик.
Эта личинка по внешности напоминает маленькую рыбку с яйцевидным телом. Дышит головастик сначала наружными жабрами (в виде небольших пучков по бокам головы). Вскоре они сменяются внутренними жабрами.
У головастика только один круг кровообращения и двухкамерное сердце, на коже заметны органы боковой линии, как у рыб.
Таким образом, при развитии личинка лягушки повторяет некоторые черты строения рыб.
Первые дни головастик живет за счет запасов питательных веществ икринки. Затем у него прорезывается рот, снабженный роговыми челюстями. Головастики переходят к питанию водорослями, простейшими и другими водными организмами. Дальнейшие изменения головастиков идут тем скорее, чем жарче погода.
Через 1-3 месяца у них отрастают сначала задние, а потом и передние лапки, а хвост укорачивается и отпадает. Развиваются легкие. Головастики начинают подниматься к поверхности воды и заглатывать воздух. Наступает время, когда хвост рассасывается, головастик становится молодым лягушонком, и выходит на берег. От момента откладки икры до конца превращения головастика в лягушку проходит обычно около 2–3 месяцев.
Лягушата, как и взрослые лягушки, питаются животной пищей. Способности размножаться они достигают чаще всего на третий год жизни.
После размножения бурые лягушки покидают воду, тогда как зеленые остаются в ней или держатся поблизости, на берегу. Поведение лягушек определяется влажностью. В сухую погоду наземные бурые лягушки прячутся от солнца и малозаметны. Зато после заката солнца наступает время их охоты за добычей. Поскольку зеленые лягушки живут в воде или близ нее, они охотятся и днем.
С наступлением осени бурые лягушки скапливаются у воды. Когда температура воздуха станет ниже температуры воды, зеленые и бурые лягушки уходят на дно водоема на всю зиму.
Лягушки, гаметогенез, оплодотворение и другие сезонные мероприятия зависят от многочисленных внешних факторов. Жизнь практически всех земноводных зависит от количества растений и насекомых в пруду, а также температуры воздуха и воды. Выделяют различные стадии развития лягушек, включая личиночную (яйцо - зародыш - головастик - лягушка). Метаморфоз головастика во взрослую особь является одним из самых ярких преображений в биологии, так как эти изменения готовят водный организм к наземному существованию.
Развитие лягушек: фото
У бесхвостых амфибий, таких как лягушки и жабы, метаморфические изменения выражены наиболее ярко, почти каждый орган подвергается модификации. Форма тела изменяется до неузнаваемости. После появления задних и передних конечностей постепенно отпадает хвост. Хрящевой череп головастика заменяется лицевым черепом молодого лягушонка. Роговые зубы, которые головастик использовал для поедания прудовых растений, исчезают, рот и челюсти принимают новую форму, сильнее развиваются мышцы языка, чтобы удобнее было ловить мух и других насекомых. Вытянутая толстая кишка, характерная для травоядных, укорачивается, чтобы приспособиться к плотоядной диете взрослой особи. На определенной стадии развития лягушек исчезают жабры, а легкие увеличиваются.
Что происходит сразу после оплодотворения?
Вскоре после начинает переходить из одной клеточной стадии в другую в процессе деления. Первое расщепление начинается от животного полюса и проходит вертикально вниз до вегетативного полюса, разделяя яйцо на два бластомера. Второе расщепление происходит под прямым углом к первому, разделяя яйцо на 4 бластомера. Третья борозда расположена под прямым углом к первым двум, будучи ближе к животному, чем к вегетативному полюсу. Она отделяет четыре верхних маленьких пигментированных участка от четырех нижних. На этом этапе эмбрион имеет уже 8 бластомеров.
Дальнейшие расколы становятся менее регулярными. В итоге одноклеточное яйцо постепенно превращается в одноклеточный эмбрион, который на этом этапе называется бластула, которая еще на стадии 8-16 клеток начинает приобретать заполненные жидкостью пространственные полости. После ряда изменений однослойная бластула превращается в двухслойный зародыш (гаструла). Этот сложный процесс называется гаструляцией. Промежуточные стадии развития лягушек на этом этапе подразумевают формирование трех защитных слоев: эктодермы, мезодермы и энтодермы, которые также известны как первичные Позже из этих трех слоев вылупливаются личинки.
Головастики (личиночная стадия)
Следующей после зародыша является личинка, которая покидает защитную оболочку уже через 2 недели после оплодотворения. После так называемого освобождения личинки лягушки называются головастиками, которые скорее похожи на маленьких рыбок около 5-7 мм длиной. Тело личинки включает в себя отчетливую голову, туловище и хвост. Роль дыхательных органов играют две пары небольших наружных жабр. Полностью сформированный головастик имеет органы, приспособленные для плавания и дыхания, легкие будущей лягушки развиваются из глотки.
Уникальные метаморфозы
Водный головастик претерпевает ряд изменений, которые со временем преобразуют его в лягушонка. Во время метаморфоза некоторые личиночные структуры редуцируются, а некоторые изменяются. Метаморфозы, инициированные функцией щитовидной железы, можно разделить на три категории.
1. Изменения во внешнем виде. Вырастают задние конечности, развиваются суставы, появляются пальцы. Передние конечности, все еще скрытые специальными защитными складками, выходят наружу. Хвост уменьшается, его структуры ломаются и постепенно на его месте ничего не остается. Глаза с боков переходят к верхней части головы и становятся выпученными, система боковой линии органов исчезает, старая кожа сбрасывается, а новая, с большим количеством кожных желез, развивается. Роговые челюсти отпадают вместе с личиночной кожей, они заменяются на истинные челюсти, сначала хрящевые, а затем костные. Разрыв рта значительно увеличивается, позволяя лягушке питаться крупными насекомыми.
2. Изменения во внутренней анатомии. Жабры начинают терять свое значение и исчезать, легкие становятся все более и более функциональными. Соответствующие изменения происходят и в сосудистой системе. Теперь жабры постепенно перестают играть роль в кровообращении, больше крови начинает поступать в легкие. Сердце становится трехкамерным. Переход от преимущественно растительной пищи к чисто плотоядному рациону влияет на длину пищеварительного канала. Он сжимается и скручивается. Рот становится шире, челюсти развиваются, язык увеличивается, желудок и печень также становятся больше. Пронефрос сменяется мезосферными почками.
3. Изменения в образе жизни. Во время переходной от личинки до взрослой стадии развития лягушек с наступлением метаморфоза меняется образ жизни земноводного. Оно чаще поднимается на поверхность, чтобы глотнуть воздуха и надуть легкие.
Лягушонок - миниатюрная версия взрослой лягушки
В возрасте от 12 недель головастик имеет только маленький остаток хвоста и по виду напоминает уменьшенную версию взрослой особи, которая к 16 неделе, как правило, завершает полный цикл роста. Развитие и виды лягушек взаимосвязаны, некоторые лягушки, которые живут на больших высотах или в холодных местах, могут жить в стадии головастика всю зиму. Определенные виды могут иметь свои уникальные этапы развития, которые отличаются от традиционных.
Жизненный цикл лягушки
Большинство лягушек размножаются в сезон дождей, когда водоемы затапливаются водой. Головастики, питание которых отличается от еды взрослых особей, могут воспользоваться изобилием водорослей и растительности в воде. Яйца в особом защитном желе самка откладывает под водой или на растениях, расположенных неподалеку, и иногда даже не заботится о потомстве. Изначально эмбрионы поглощают свои запасы желтка. Как только эмбрион превратился в головастика, желе растворяется и головастик выходит из его защитной оболочки. Развитие лягушек из икры во взрослую особь сопровождается рядом сложных изменений (появление конечностей, редуцирование хвоста, внутренняя перестройка органов и так далее). В итоге, взрослая особь животного по своему строению, образу жизни и среде обитания значительно отличается от предыдущих стадий развития.
Амфибии - немногочисленная группа позвоночных животных, занимающая промежуточное положение между рыбами и настоящими наземными хордовыми. Подавляющее большинство амфибий обитает, в зависимости от стадий жизненного цикла, то в воде, то на суше, поэтому земноводных относят к полуводным, полуназемным хордовым животным. Этот класс наземных животных сохранил очень тесную связь с водной средой.
О приспособленности к сухопутному образу жизни свидетельствуют парные пятипалые конечности, характерные для наземных животных. Конечности их состоят из трех отделов (передняя конечность - из плеча, предплечья и кости, задняя - имеет бедро, голень, стопу). Кисть и стопа заканчиваются пальцами. Дышат легкими и влажной кожей. Имеют два круга кровообращения и трехкамерное сердце. Размножаются и развиваются в воде. Личинка снабжена жабрами. У взрослых амфибий сохраняется ряд черт, унаследованных ими от своих рыбообразных предков. Прежде всего, это большое количество слизистых желез в коже, которые помогают сохранять ее влажной. Кожа - это важный орган дыхания амфибий, но в сухом состоянии она не может выполнять дыхательную функцию, поскольку диффузия кислорода происходит только через водную пленку. Этим объясняется богатство фауны амфибий в теплых и влажных районах земного шара.
О происхождении земноводных от рыб свидетельствует и способ размножения. Амфибии откладывают яйца, бедные питательными веществами и незащищенные от воздействия внешней среды, вследствие чего икринки могут развиваться только в воде. Так же, как и рыбам, амфибиям свойственно наружное оплодотворение яиц. Еще большее сходство с рыбами обнаруживается у личинок амфибий - головастиков . Органами дыхания у них служат жабры, вначале наружные, затем - внутренние; сердце личинок двухкамерное и один круг кровообращения. На теле сохраняется орган боковой линии, орган передвижения - хвост, окруженный плавательной перепонкой.
Лягушка прудовая
Взрослые амфибии, типичным представителем которых является лягушка прудовая , имеет короткое и широкое тело. Шея не выражена. Над ртом расположены ноздри, несколько сзади - глаза, имеющие веки, защищающие глаза от пересыхания (приспособление к жизни на суше). Позади глаз расположены органы слуха, состоящие из среднего, закрытого барабанной перепонкой, и внутреннего уха. Туловище опирается на две пары конечностей. Наиболее развиты задние. С их помощью лягушка передвигается прыжками по суше и хорошо плавает. Этому способствует еще наличие между пальцами плавательной перепонки.
Скелет лягушки
Скелет лягушки состоит из маленькой мозговой коробки (свидетельство слабого развития мозга) и короткого позвоночника . Скелеты конечностей состоят из трех отделов, которые подвижны благодаря соединению с помощью суставов . Передняя конечность прикрепляется к плечевому поясу, состоящему из грудных , двух вороньих костей , ключиц и двух лопаток . Задние конечности связаны с позвоночником с помощью тазового пояса , образованного сросшимися тазовыми костями . Мышцы у лягушки особо развиты в области поясов и особенно свободных конечностей.
Пищеварительная система лягушки
Пищеварительная система лягушки очень сходна с таковой у рыб, только у земноводных задняя кишка открывается не наружу, а в особое ее расширение - клоаку . В клоаку открываются мочеточники и выводные протоки органов размножения. Добычу лягушка ловит с помощью липкого языка , который прикрепляется во рту передним концом. Захваченную пищу (насекомых) лягушка обычно заглатывает целиком
Органы дыхания лягушки
Органы дыхания лягушки - легкие и влажная кожа . Через ноздри воздух попадает в ротовую полость, а оттуда - в легкие . Выдох происходит в результате сокращений мускулатуры брюшной стороны лягушки. Покрытая слизью кожа с хорошо развитой системой капилляров способствует кожному дыханию.
Кровеносная система лягушки
Кровеносная система лягушки имеет более сложное строение. Появление двух кругов кровообращения привело к усложнению строения сердца . Оно состоит из трех камер: желудочка и двух предсердий . Правое предсердие содержит только насыщенную углекислым газом венозную кровь, а левое - только артериальную, в желудочке кровь смешивается. Артериальной, насыщенной кислородом кровью снабжается головной мозг лягушки, а все тело получает смешанную кровь. По большому кругу кровообращения кровь из желудочка направляется по артериям во все органы и ткани, а из них по венам оттекает в правое предсердие. По малому кругу кровообращения кровь из желудочка поступает в легкие и кожу, а из легких возвращается в левое предсердие.
Органы выделения лягушки
Органы выделения лягушки - почки , мочеточники , мочевой пузырь . В почках образуется моча, поступающая по мочеточникам в клоаку, а из нее - в мочевой пузырь. По мере его наполнения моча через клоаку удаляется наружу.
Нервная система лягушки
Центральная нервная система земноводных состоит из тех же отделов, что и у рыб, но передний мозг развит сильнее, в нем можно различить большие полушария . Мозжечок развит слабее, чем у рыб, что обусловлено более простыми и однообразными движениями земноводных.
Размножение и развитие лягушки
После пробуждения от зимней спячки лягушки покидают глубокие водоемы, переселяясь в хорошо прогреваемые солнцем мелкие пруды, канавы, лужи и разливы талых вод. Здесь самки выметывают икру, очень похожую па икру рыб, и самцы поливают ее семенной жидкостью. Сперматозоиды проникают в икринки и оплодотворяют их. Оболочки икринок в воде сильно разбухают, делаются прозрачными, склеиваются друг с другом, образуя комки, и выплывают на поверхность или прикрепляются к подводным предметам. После оплодотворения личинки начинают быстро развиваться, в результате в икринке образуется многоклеточный зародыш . Через 12-25 дней из икринки появляется личинка - головастик .
Головастик вначале имеет хвостик и напоминает малька рыб. Хвост его окружен тонкой плавательной перепонкой. Дышит головастик тремя парами перистых жабр, находящихся по бокам головы. В коже у него имеются органы боковой линии. Рот и конечности сначала отсутствуют. Через некоторое время начинает прорезываться рот с двумя роговыми пластинами и зубчиками на губах, которыми головастик соскабливает растения, служащие ему пищей. Затем наружные жабры исчезают и развиваются внутренние. На этой стадии развития головастик особенно похож па рыбу. В это время у него развита хорда, двухкамерное сердце и один круг кровообращения. В дальнейшем развитии появляются легкие, трехкамерное сердце, два круга кровообращения. Далее появляются задние и передние конечности. Сначала утончается, а затем укорачивается, далее совсем исчезает хвост, и головастик превращается в маленького лягушонка. Этот процесс длится 3-4 месяца, и называют метаморфозом. Половозрелость у лягушек наступает на третьем году жизни.
Сезонные явления природы оказывают влияние на жизненный цикл земноводных. Так, годовой цикл у них из-за условий сезонных климатических изменений делится на такие периоды: весеннее пробуждение , период нереста (размножения), период летней активности и зимняя спячка , спячка может быть наземная (тритоны) и подводная (лягушки).