Опорно-двигательная система рептилий

Пресмыкающиеся, или рептилии (Reptilia) – следующий по уровню развития после земноводных класс наземных позвоночных, несомненно, более совершенный, чем амфибии, но всё же менее развитый, чем птицы и млекопитающие. В связи с непостоянной температурой тела активность пресмыкающихся зависит от температуры окружающей среды. При очень высокой или очень низкой температуре рептилии впадают в оцепенение.

Кожа пресмыкающихся лишена желёз, покрыта роговыми чешуями или щитками (у вымерших летающих ящеров – волосами), обеспечивающими телу защиту и предохраняющими от высыхания. Интенсивность кожного дыхания сведена до минимума, основную функцию газообмена играют лёгкие.

Тело рептилии состоит из головы, шеи, туловища и конечностей. Змеи и безногие ящерицы конечностей лишены.

По строению скелета пресмыкающиеся близки к земноводным, однако отличаются от них большей степенью окостенения скелета. Подвижность пресмыкающихся определила более прогрессивное строение их костного скелета и мускулатуры. Череп имеет достаточно большое количество костей. Позвоночник подразделяется на шейный, грудной, крестцовый и хвостовой отделы. Длинные рёбра, отходящие от позвонков, соединяясь с грудиной, образуют грудную клетку.

Рептилии отличаются сравнительно большой расчленённостью мускулов. В частности, межрёберные мышцы могут сжимать и расширять грудную клетку, обеспечивая тем самым процесс дыхания.

biology.ru

Дыхательная система пресмыкающихся значительно трансформировалась по сравнению с земноводными. Кожное дыхание практически исчезло, уступив место дыханию лёгочному. У пресмыкающихся развиты трахеи и бронхи, а ячеистое строение лёгких значительно увеличивает площадь их поверхности, что обеспечивает более интенсивный газообмен. Акт дыхания осуществляется в результате движения рёбер.

Как и у земноводных, в связи с появлением лёгких у пресмыкающихся образовался малый круг кровообращения. Сердце трёхкамерное: лишь у крокодилов желудочек разделён сплошной перегородкой, у остальных разделение частичное. Благодаря перегородке артериальная и венозная кровь смешиваются незначительно. От желудочка отходят лёгочная артерия и две дуги аорты: по одной из них артериальная кровь устремляется к голове и передним конечностям, по другой смешанная кровь поступает к остальным частям тела (кроме лёгких). Частичное перемешивание крови (и как следствие, недостаточное снабжение органов кислородом) всё ещё не позволяет рептилиям стать теплокровными животными.

Пищеварительная система чётко разделена на отделы: ротовую полость, глотку, желудок, толстую и тонкую кишки, клоаку. В передний отдел тонкой кишки – двенадцатиперстную кишку – впадают протоки печени и поджелудочной железы. Большинство рептилий питается животной пищей: от насекомых и червей до крупных млекопитающих. Наземные черепахи растительноядны.

Пресмыкающиеся имеют тазовые почки и мочевой пузырь. Входящие в состав почек мальпигиевы тельца позволяют повторно использовать до 95 % воды, несущей в почки продукты обмена. Мочеточники открываются в клоаку.

В головном мозге лучше, чем у земноводных, развит мозжечок и полушария головного мозга. Появляется серое мозговое вещество – своеобразный зачаток коры. Имеются органы слуха (внутреннее и среднее ухо), осязания (волоски на краях чешуек или на языке), обоняния и зрения. Аккомодация глаза осуществляется не только путём перемещения хрусталика, но и за счёт изменения его кривизны. Глаза защищены веками и мигательной перепонкой.

Внутреннее строение крокодила

Половые железы лежат в полости тела вдоль позвоночника. У всех рептилий оплодотворение внутреннее. Копулятивный орган есть у самцов всех рептилий, кроме гаттерии; у змей и ящериц он парный.

Большим шагом вперёд по сравнению с амфибиями стал новый способ размножения пресмыкающихся – путём откладывания яиц. Крупные, богатые желтком яйца защищены от высыхания плотной оболочкой. Для эмбрионов характерно наличие защитных зародышевых оболочек, в том числе амниона. Поэтому вместе с птицами и млекопитающими они входят в группу высших позвоночных – амниот.

Благодаря большим запасам желтка эмбрион способен развиваться самостоятельно, независимо от матери. Инкубационный период продолжается несколько месяцев. Детёныш разрезает оболочку яйца яйцевым зубчиком — особой острой чешуйкой, расположенной на кончике морды. Некоторым пресмыкающимся свойственно яйцеживорождение или живорождение. Развитие прямое, без метаморфоза. Большинству рептилий не свойственна забота о потомстве.

biology.ru

Первыми пресмыкающимися были котилозавры, остатки которых известны с середины каменноугольного периода. Большинство из них сохранило примитивные черты, унаследованные от земноводных: череп без височных впадин, короткая шея и конечности. Размеры этих животных варьировали по размерам от полуметра у насекомоядных проколофонов до трёх метров у растительноядных парейазавров. В триасовом периоде котилозавры вымерли.

Котилозавры являются предками трёх остальных групп пресмыкающихся, обычно считающихся подклассами: анапсид, синапсид и диапсид. Разделение на эти группы производится в соответствии со строением черепа.

Анапсиды сохранили некоторые примитивные черты котилозавров. В настоящее время они представлены отрядом черепах.

Синапсиды, или зверообразные пресмыкающиеся появились в конце карбона; в пермском периоде они были самой распространённой и высокоорганизованной группой рептилий. Первыми синапсидами были пеликозавры, некоторые представители которых (например, эдафозавры) имели удлинённые отростки позвонков, образовывавшие спинной парус. Другой отряд зверообразных – терапсиды – появились в конце пермского периода. Среди терапсид можно выделить пятиметровых диноцефалов (хищных и растительноядных) и зверозубых пресмыкающихся.

Зверозубые по строению зубов, черепа, позвоночника и конечностей близки к млекопитающим. Наиболее прогрессивные из них – маленькие иктидозавры – уже в триасе были, скорее всего, теплокровными животными; они являются предками млекопитающих.

В середине юрского периода синапсиды вымерли.

Слева направо: пеликозавры (диметродон), терапсиды (иностранцевия, териодонт)

Наибольшего разнообразия достиг подкласс диапсид, разделяющийся на лепидозавров, зауроптеригий и архозавров. К лепидозаврам относятся современные ящерицы и змеи, а также вымершие ихтиозавры и некоторые другие рептилии. Архозавры включают в себя динозавров, птерозавров и современный отряд крокодилов.

Зауроптеригии к настоящему времени вымерли уже полностью. Жившие в триасе нотозавры имели строение, свойственное сухопутным животным; они были хищниками (длиной до 3 м), питавшимися рыбой. Появившиеся позднее плезиозавры почти полностью утратили связь с сушей, став морскими хищниками. Большинство из них характеризовались маленькой головой и очень длинной шеей; некоторые плезиозавры были настоящими гигантами длиной до 15 м. В меловом периоде плезиозавры вымерли.

Плезиозавры. Слева нотозавр, справа – плиозавр

От диапсид в юрском периоде произошли птицы.

biology.ru

Характерной особенностью черепах является панцирь, состоящий из выпуклого спинного (карапакс) и плоского брюшного (пластрон) щитов. Оба щита соединяются боковыми перемычками либо кожей. Основу панциря составляют кожные окостенения, а также рёбра и позвонки. Бугристые утолщения придают карапаксу повышенную прочность.

Прочный панцирь значительно уменьшает подвижность сухопутных черепах; их медлительность вошла даже в поговорки. А вот у морских черепах брюшной щит может быть даже расчленён на части, что увеличивает свободу движения ног, головы и хвоста. Дополнительной адаптацией к жизни в воде можно считать плавательные перепонки на лапах пресноводных черепах и ластообразные конечности у морских черепах.

Строение панциря черепахи

Появление панциря привело к значительным изменениям в строении внутренних органов. Мускулатура туловища в большой степени атрофировалась, ног и шеи – наоборот, развилась. Рёберное дыхание для черепах невозможно; воздух заглатывается при помощи подъязычного аппарата. У мягкотелых черепах развито кожное дыхание.

Головной мозг черепах и органы чувств развиты плохо. Малоподвижному образу жизни соответствует и низкая скорость обмена веществ.

Черепахи появились в конце триаса; их предками были примитивные котилозавры. Наибольшего распространения они достигли в меловом и палеогеновом периодах. Современные черепахи разделяются на более чем десять семейств; их около 300 видов. Размеры самой крупной – кожистой черепахи – превышают 6 м; зелёная черепаха может весить до 350 кг.

Черепахи живут до 100 лет. Часть из них обитает на суше, где роет норы. Другие черепахи живут в море, выходя на берег только в период размножения. Но большинство черепах ведёт полуводный образ жизни в реках, озёрах и болотах. В неблагоприятные периоды (зима, засуха) эти черепахи могут впадать в спячку. Могут несколько месяцев обходиться без пищи. На втором-третьем годах жизни наступает половозрелость; яйца откладываются в песок.

Некоторые черепахи употребляются человеком в пищу. Численность многих видов сократилась; в настоящее время они находятся под охраной.

Черепахи. Верхний ряд, слева направо: пресноводные черепахи (болотная черепаха, пятнистая черепаха), каймановы черепахи (аллигаторовая черепаха). Нижний ряд – наземные черепахи, слева направо: гигантская слоновая черепаха, эластичная черепаха, греческая черепаха

Черепахи. Верхний ряд, слева направо: циностерны (крестогрудная черепаха), пеломедузы (тартаруга, восточноафриканская бокошейная черепаха). Нижний ряд, слева направо: змеиношейные черепахи (матамата, аргентинская гидромедуза), трёхкоготные черепахи (китайский трионикс)

Черепахи. Слева направо: морские черепахи (зелёная черепаха, бисса), кожистая черепаха

biology.ru

Обширная группа архозавров включает в себя как ныне живущие, так и вымершие виды. Современные архозавры представлены отрядом крокодилов.

Крокодилы – водные животные длиной 2–7 м. У них плоская голова с длинным рылом, приплюснутое туловище, массивные короткие ноги и мощный хвост. Глаза расположены достаточно высоко, ноздри и уши закрываются клапанами. Толстая кожа покрыта крупными роговыми щитками; у некоторых видов костные пластинки, лежащие под щитками, образуют панцирь. Зубы находятся в специальных ячейках.

Крокодилы – единственные пресмыкающиеся, имеющие четырёхкамерное сердце. Лёгкие большие, желудок имеет толстые мускульные стенки. Мочевого пузыря нет. У крокодилов хорошо развит головной мозг и органы чувств. В период размножения они способны издавать звуки, что-то среднее между лаем и рёвом.

Крокодилы обитают в реках и озёрах Старого и Нового Света, в тропиках. Это ночные хищники, питающиеся преимущественно рыбой, а также птицами и зверями, пришедшими на водопой. Крупные крокодилы нападают даже на рогатый скот; некоторые опасны для человека. Мясо крокодилов употребляется в пищу. Хищническое истребление крокодилов ради кожи значительно сократило численность их популяций; в ряде стран крокодилы разводятся на специальных фермах.

Современных крокодилов три семейства (гавиалы, настоящие крокодилы и аллигаторы) и 25 видов. Ранее существовало около 15 семейств этих животных, произошедших в конце триаса от ископаемых текодонтов.

Крокодилы. Верхний ряд, слева направо: Гавиалы (гангский гавиал), настоящие крокодилы (нильский крокодил, гребнистый крокодил). Нижний ряд – аллигаторы, слева направо: щучий аллигатор, крокодилий кайман, гладколобый кайман Шнайдера

От текодонтов произошли не только крокодилы, но и динозавры и птерозавры. Динозавры достигли своего расцвета в юрском и меловом периодах – известны сотни видов динозавров, относящихся к отрядам ящеротазовых и птицетазовых. Первоначально все динозавры были сухопутными хищниками, в конце триаса от них отделились зауроподы, перешедшие к полуводному образу жизни в больших озёрах и внутриматериковых морях. Зауроподы (диплодок, бронтозавр, брахиохавр и другие) – крупнейшие сухопутные животные, достигавшие в длину 30 м. Несмотря на свои огромные размеры зауроподы были растительноядными животными.

Другая группа ящеротазовых динозавров – тероподы – так и остались хищниками. Пятнадцатиметровые тираннозавры, достигавшие 6 метров в высоту, – самые крупные наземные хищники на Земле. Они отличались мощным черепом, большими кинжаловидными зубами и короткими передними конечностями. Как и большинство других теропод, они передвигались на мощных задних ногах, опираясь на хвост.

В юрском периоде появились птицетазовые динозавры. Большинство из них питались растительностью; разнообразные кожные щитки, шипы и рога служили защитой от хищников. Передняя часть челюстей была лишена зубов и напоминала клюв. Длина тела этих динозавров могла достигать 10 м; большинство из них вернулось к хождению на четырёх ногах для уменьшения площади поверхности тела, открытой хищникам.

Динозавры. Верхний ряд – ящеротазовые динозавры, слева направо: тераподы (тираннозавр), зауроподы (диплодок, брахиозавр). Нижний ряд – птицетазовые динозавры, слева направо: стегозавр, анкилозавр, трицератопс

В юрском периоде рептилии завоевали воздух. Между длинным наружным пальцем передних конечностей и боками тела выросла натянутая кожная перепонка – крыло. Тело птерозавров имело волосяной покров; возможно, они были теплокровными. Рамфоринхи имели длинный хвост, хвост птеродактилей был значительно короче. Острые хорошо развитые зубы у рамфоринхов сменились беззубым роговым клювом у птеродактилей. Среди летающих ящеров были и карлики размером с воробья, и гигантские птеранодоны с размахом крыльев более 7 м. Сходство птерозавров с летучими мышами – интересный пример конвергенции.

Птеранодон

В конце мелового периода динозавры и птерозавры вымерли. Причина этого до конца не ясна. Скорее всего, вымирание рептилий связано с глобально изменившимся в это время климатом, хотя возможны и причины катастрофического характера.

biology.ru

Первые лепидозавры появились в триасе. В юрском периоде моря населяли дельфиноподобные ихтиозавры – крупные, длиной до 12 м, хищники. Тело ихтиозавров приобрело рыбообразную форму, голова удлинилась, шея исчезла, а конечности превратились в ласты, чешуистый покров на коже исчез, на конце хвоста и спине развились плавники. Ихтиозавры не могли выходить на сушу, чтобы откладывать яйца, они стали живородящими. В меловом периоде они вымерли.

Ихтиозавр

Современные лепидозавры представлены двумя отрядами – клювоголовые и чешуйчатые. Единственный вид клювоголовых – новозеландская гаттерия (туатара) – достигает в длину 75 см. Она питается насекомыми, изредка поедая птичьи яйца. Характерная черта клювоголовых – третий, теменной, «глаз», способный различать свет и тьму.

Гаттерия была почти полностью истреблена европейцами и сохранилась лишь на нескольких островах, где теперь охраняется государством. В неволе гаттерии живут до 50 лет.

Гаттерия

В отличие от клювоголовых квадратная кость верхней челюсти чешуйчатых подвижно соединена с черепом. Туловище этих животных покрыто сверху роговыми чешуями и щитками; кожа хамелеонов способна к изменению окраски и рисунка тела. Чешуйчатых три подотряда: ящерицы, амфисбеновые и змеи.

Ящериц около трёх с половиной тысяч видов, объединяемых в 20 семейств. Эти животные распространены по всему земному шару, исключая полярные области. Длина тела колеблется от 3,5 см до 3 м (комодский варан). Конечности пятипалые, у некоторых ящериц отсутствуют. У многих ящериц имеется теменной глаз. Некоторые ящерицы обладают способностью к автотомии хвоста и его последующей регенерации.

Большинство ящериц ведут наземный образ жизни. Некоторые гекконы и агамы могут передвигаться по вертикальным стенам, другие способны к планирующему полёту. Ящерицы питаются насекомыми, пауками, моллюсками и прочими беспозвоночными, уничтожая вредителей сельского хозяйства (наиболее крупые ящерицы – вараны – могут съесть и крупного зверя). Среди них имеются яйцекладущие, яйцеживородящие и живородящие виды. У ряда видов известен партеногенез.

Длинный язык с присоской на конце, удивительно быстро разворачивающийся изо рта, позволяет хамелеону охотиться на добычу, находящуюся от него на расстоянии, в несколько раз большем размеров его тела

Ящерицы. Верхний ряд, слева направо: гекконовые (гребнепалый геккон), игуановые (ошейниковая пустынная игуана, шлемоносный василиск). Нижний ряд – игуановые, слева направо: конолоф, рогатая фринозома, морская ящерица

Ящерицы. Верхний ряд – агамовые, слева направо: каменная африканская агама, плащеносная ящерица, бородатая ящерица. Нижний ряд – агамовые, слева направо: ушастая круглоголовка, летучий дракон, молох

Ящерицы. Верхний ряд, слева направо: хамелеоновые (обыкновенный хамелеон), настоящие ящерицы (прыткая ящерица, жемчужная ящерица). Нижний ряд, слева направо: сцинковые (обыкновенный сцинк), ядозубы (жилатье, эскорпион)

Другой подотряд чешуйчатых – амфисбеновые. У большинства видов ноги отсутствуют, что связано с переходом к роющему образу жизни. Амфисбены достигают в длину около 70 см и питаются насекомыми и многоножками. Около 130 видов в тропической Африке и Америке.

Амфисбеновые. Слева пятнистая двуходка, справа – белая амфисбена

Змеи – самая молодая группа рептилий; первые ископаемые змеи появились в меловом периоде. Их отличает удлинённое лишённое конечностей тело длиной от 8 см до 10 м (удавы). В период линьки кожа сходит одним куском, выворачиваясь как чулок. Век нет, глаза защищает прозрачная сросшаяся мигательная перепонка. Барабанная перепонка отсутствует. Правая и левая части нижней челюсти соединены растяжимой связкой, благодаря чему змеи могут заглатывать пищу, по ширине в несколько раз большую ширины их тела.

Змеи перемещаются за счёт боковых изгибов, действия брюшных щитков или «скачками». Все змеи хорошо плавают.

Зубы ядовитой змеи

Внутри двух зубов ядовитых змей (кобр, гадюк, гремучих змей и других) проходит канал для стока яда, вырабатываемого слюнными железами. Змеиный яд – негустая бесцветная, соломенно-жёлтая или зеленоватая жидкость, состоящая из воды, белков, солей. Его действие зависит от вида змеи: одни яды вызывают кровоизлияния во внутренние органы, другие нейротоксичны. В тропических странах ядовитые змеи (аспиды, гадюки, эфы, гремучие змеи и другие) приносят серьёзный вред. Профилактика против змеиных укусов – ношение высокой обуви, соблюдение осторожности в местах возможного присутствия змей. Змеиный яд чрезвычайно быстро распространяется по организму, поэтому прижигания и пережимания конечностей выше места укуса, как правило, бесполезны. Пострадавшему от укуса нужно находиться в покое, конечность необходимо обездвижить, желательно обильное питьё. Наиболее эффективна в этих случаях противозмеиная сыворотка, которую готовят из змеиного яда. Змеиный яд используется в медицине и в других целях.

Змеи поедают мелких позвоночных, яйца птиц, насекомых. Добыча убивается удушением либо отравлением или поедается живьём.

Змей более 10 семейств и около 2500 видов. Они распространены повсюду за исключением полярных областей, Новой Зеландии и Ирландии.

Змеи. Верхний ряд – ложноногие, слева направо: анаконда, сетчатый питон, восточноафриканский удавчик. Нижний ряд, слева направо: слепозмейки (червеобразная слепозмейка), вальковатые змеи (коралловая змея), ужовые (обыкновенный уж)

Змеи. Верхний ряд – ужовые, слева направо: медянка, оливковый полоз, африканская змея-яйцеед. Нижний ряд – ужовые, слева направо: кошачья змея, мангровая змея, зелёная бойга

Змеи. Верхний ряд, слева направо: морские змеи (кольчатый плоскохвост), аспиды (очковая кобра, королевская кобра). Нижний ряд – аспиды, слева направо: гая, зелёная мамба, чёрная ехидна

Змеи. Верхний ряд – гадюки, слева направо: обыкновенная гадюка, кавказская гадюка, гюрза. Нижний ряд, слева направо: гадюки (рогатая гадюка, песчаная эфа), гремучие змеи (зелёная гремучая змея)

biology.ru