Je známo, že život vznikl ve vodě. Obojživelníci (obojživelníci) jsou první strunatci, kteří přišli na souš a začali ji zkoumat. Ale přizpůsobit se životu na Zemi, plnému nebezpečí, a dokonce to udělat tak, aby vám evoluce byla příznivá, není triviální úkol. Ukazuje se, že žáby, čolci, mloci jsou skutečnými průkopníky, jako například Ivan Fedorovič Kruzenshtern – „člověk a parník“ – průkopník dálkové navigace. Pojďme je lépe poznat (nebereme Kruzenshtern)!
Obecné rysy třídy obojživelníků v souvislosti s jejich biotopem
Jak je patrné z názvu třídy, Obojživelníci úzce souvisí se dvěma prostředími: země-vzduch и jeden, ke každému z nich jsou nějak přizpůsobeny.
Člověk se již dlouho snaží vytvořit obojživelné vozidlo, které lze použít jak na souši, tak na vodě. Ale tady žáby už dávno všem utíraly nos a v každém z těchto prostředí se cítí skvěle.
Následující jsou příznaky, které se poprvé objevují ve třídě obojživelníků; více o nich v další části.
- Tělo je rozděleno na hlavu, trup a ocas (u některých).
- Rozvinuté páry pákové pětiprsté končetiny – dvě přední a dvě zadní. Obojživelníci se vyvinuli z lalokoploutvých ryb. Jejich ploutve jsou již upraveny tak, že si lze všimnout, že z nich vznikly končetiny. Více se o tom můžete dočíst v článcích “Class Bony fish” a “Class Cartilaginous fish”.
- Tělo je zvenku zakryté kůži s mnoha žlázami. Vylučují hodně hlenu, který udržuje pokožku obojživelníků vlhkou. Kůže je zapojena do procesu dýchání.
- Svalová diferenciace.
- Возникновение světlo.
- Progresivní vývoj nervového systému.
- Vzhled druhé kolo krevní oběh
- Vzhled tříkomorové srdce.
Vlastnosti struktury a životního stylu zástupců třídy obojživelníků na příkladu žáby
Kostra
- Lebka – má dvě části (obličejovou a mozkovou). Skládají se z malého počtu kostí. Oblast obličeje je větší než oblast mozku.
- Páteř, který se skládá ze čtyř oddělení:
– krční páteř (1 obratel);
– část trupu (různý počet obratlů);
– sakrální řez (1 obratel);
– kaudální úsek (u bezocasých obojživelníků obratle srůstají a tvoří urostyle, zatímco u ocasatých je v tomto úseku různý počet obratlů).
- Pás na přední končetiny (část kostry, která připevňuje hrudní končetinu k páteři): 2 lopatky, 2 klíční kosti, 2 korakoidy (= vraní kosti).
- Přední končetina: rameno, předloktí, ruka (pětiprstá, žába má jeden prst zmenšený, 4 prsty).
- Pás na zadní končetiny (část kostry, která připevňuje zadní končetinu k páteři): srostlé pánevní kosti.
- zadní končetina: stehno, bérce, chodidlo (5 prstů s membránou mezi nimi).
Je důležité si uvědomit, že obojživelníci mají hrudní kost, ale nemají žebra.
Respirační systém
Obojživelníci mají dva typy dýchání:
- Kožní (65% výměny plynů probíhá právě zde): kůže obojživelníků je prostoupena mnoha krevními cévami a obsahuje žlázy, které vylučují hlen, díky kterému mohou plyny vstupovat do těla žáby. Díky tomu vydrží pod vodou velmi dlouho, aniž by se vynořily. Ropucha může strávit ve vodě asi osm dní a žabka téměř měsíc.
- Plicní: vyvinou se jim plicní vaky (mimochodem, opravdu vypadají jako skutečné vaky, podívejte se na obrázek):
Je to docela jednoduché. Všimli jste si někdy, jak žáby dělají podivné pohyby bradou, ať už ji nafukují nebo uvolňují? Takže takto pumpují vzduch do plic, jejich ústa fungují jako pumpa:
Oběhový systém
- Oběhový systém – ZAVŘENO (krev se pohybuje cévami a nerozlévá se do tělní dutiny).
- Tříkomorové srdce – je zde 1 komora a 2 síně.
- Existují 2 kruhy krevního oběhu:
- v malých proudech krve do plic, kde se obohacuje kyslíkem a uvolňuje oxid uhličitý;
- ve velké krvi, která se mísí v komoře (smíšená krev) jde do všech orgánů, s výjimkou mozku – ten jako nejdůležitější orgán přijímá okysličenou (tedy arteriální) krev.
Trávicí systém
Trávicí systém je průchozí trubice. V dutině ústní se objevuje skutečný jazyk – hlavní orgán pro získávání potravy. Je dlouhý a lepkavý, slouží k chytání kořisti. Obojživelníci mají slinné žlázy, játra a slinivku břišní.
Připomeňme si: dutina ústní → hltan → jícen → žaludek → tenké střevo → tlusté střevo → kloaka.
Vylučovací systém
Moč se tvoří v ledvinách obojživelníků, hlavním vylučovacím produktem v jejím složení je močovina. Cesta tvorby a vylučování moči:
Připomeňme si: primární (kmenové) ledviny → močovody → močový měchýř (zde se část vody z moči vstřebá zpět do krve) → kloaka → vnější prostředí.
Reprodukční systém
Reprodukční systém – zvířata jsou dvoudomá.
- U samic vaječníky produkovat vejce (vejce):
vaječníky → vejcovody → kloaka.
- U samců testy produkovat spermie:
varlata → vas deferens (vytékají do močovodů) → kloaka.
Vnější hnojení: Obojživelníci vylučují své sexuální sekrety do vody, kde se gamety spojí a vytvoří zygotu.
Vývoj je nepřímý: Aby se pulec (larva) stal jako dospělá žába, potřebuje projít řadou závažných změn (proměn). Poté, co jste se seznámili s vývojovými fázemi obojživelníků, můžete vidět, že ve skutečnosti pocházejí z ryb: právě vycházejí z vajíčka pulec Vůbec nevypadá jako žába, ale s rybami má několik společných rysů:
- dýchací orgány – žábry;
- vývoj probíhá ve vodě;
- je tam ocas;
- existuje boční linie;
- oběhový systém: jeden kruh krevního oběhu a dvoukomorové srdce.
Podívejme se, jak dospělá žába vzniká ze dvou zárodečných buněk, které spadnou do vody:
Existuje druh žáby, jehož pulci mohou dosáhnout délky 25 cm. I když velikost dospělého jedince je pouhých 6 cm.Ne nadarmo se tomuto druhu říká Pseudis paradoxa – Úžasná žába. Stejně jako ve filmu „Spirited Away“ byl syn čarodějnice mnohem větší než jeho matka a dokonce byl v dětství.
Nervový systém
Tam je mícha (leží v páteřním kanálu) a mozek, rozdělený na dvě hemisféry, který se skládá z:
1 – přední mozek (lépe vyvinutý ve srovnání s rybami);
3 – střední mozek;
4 – prodloužená medulla;
5 – cerebellum (méně vyvinuté než u ryb, protože jejich pohyby jsou monotónní, pomalé, nepotřebují stejnou koordinaci jako ve vodě).
Smyslové orgány
Obojživelníci vedou vodní a suchozemský životní styl, takže jejich smyslové orgány mají některé vlastnosti:
- oči mít pohyblivá víčka (ochrana před nečistotami a vysycháním). Mají 2 oční víčka – horní a spodní kožovitá a 3. víčko je blána. Mají slzné žlázy, jejichž sekret koupe oční bulvy. Rohovka očí je konvexní (u ryb byla plochá) a čočka je čočkovitá (u ryb je čočka kulatá), díky čemuž vidí dále než ryby.
- kromě vnitřní ucho v lebce (objevil se i u ryb), objevuje se i u obojživelníků střední ucho (stapes) и ušní bubínek. Je to dáno tím, že prostředí země-vzduch není tak husté jako vodní prostředí, což znamená, že se zvuky přenášejí hůře, takže jsou potřeba další konstrukce, které zvuk vedou a zesilují.
- Orgány čich – v nosních průchodech.
- U druhů s vodním životním stylem, stejně jako u pulců, boční čára.
Klasifikace třídy obojživelníci
Klasifikace obojživelníků lze stručně popsat takto:
Třída obojživelníků je tedy rozdělena do tří řádů – bezocasý řád, ocasatý řád a beznohý řád.
- Bezocasý tým:žáby, ropuchy, rosničky. Na jejich příkladu jsme analyzovali obecné charakteristiky celé třídy, takže v tuto chvíli už o nich víte všechno!
- Beznohý tým:červi, rybí hadi. Nenechte se zmást jmény zástupců tohoto řádu: nemají nic společného s červy, rybami nebo hady a jsou pojmenováni podle červovitého nebo hadího tvaru jejich těla bez končetin.
- Pořadí na míru:čolek chocholatý, čolek obecný, mlok obrovský, protea. Mají protáhlé tělo s přibližně stejně velkými končetinami, dlouhým ocasem a malou hlavou.
| Mnoho lidí dělá chybu, když si myslí, že mlok je ještěrka. Není tomu tak: navzdory vnější podobnosti tato zvířata patří do různých tříd: mlok je obojživelník a ještěrka je plaz. Z evolučního hlediska jsou plazi pokročilejší a vysoce organizovanou třídou, o které si můžete přečíst více v článku „Třída plazů“. |
Role obojživelníků v přírodě a lidském životě
- Jsou článkem v potravním řetězci;
- Zničte „škodlivý“ hmyz (například mouchy, komáry);
- Někdy je zároveň zničen i potěr cenných ryb;
- Používají se pro vědecké účely: například začnou studovat stavbu obratlovců pomocí vypreparovaných žab;
- Někdy se používá jako jídlo.
| Mohou být neškodné žáby použity jako vražedné zbraně? Faktem je, že ne všechny žáby jsou tak neškodné, jak se na první pohled zdá. Mnohé z nich jsou jedovaté: sekrety, které vylučují, mohou způsobit halucinace, záchvaty a další reakce. Rosnička Hrozný listolezec žijící v tropických lesích Kolumbie je obecně jedním z nejnebezpečnějších zvířat na Zemi: jeden dotyk stačí k zabití člověka. Místní obyvatelstvo potře hroty šípů jejím jedem a vydá se na lov. |
Kontrola faktů
- Páteř obojživelníci se skládají ze 4 částí: cervikální (1 obratel), trup, sakrální a kaudální. Žába nemá žebra ani hrudník. Obratle kaudální oblasti jsou srostlé do urostylu.
- Oběhový systém – uzavřené, dva kruhy krevního oběhu – velký a malý (plicní). Srdce je tříkomorové (dvě síně a komora). Chladnokrevný.
- Respirační systém – dospělci dýchají plícemi a kůží a larvy žábrami. Kvůli nepřítomnosti hrudníku je vzduch vháněn do plic jako pumpa.
- Nervový systém – přední mozek obojživelníků je vyvinutější než u ryb a je rozdělen na dvě hemisféry. Mozeček je díky podobným pohybům méně vyvinutý.
- oči obojživelníci jsou chráněni před vysycháním a ucpáním pohyblivými horními a dolními víčky a štětinovou membránou. V orgán sluchu objevilo se střední ucho s jednou sluchovou kůstkou (stapes). Středoušní dutina je od okolního prostředí oddělena bubínkem.
Podmínky
Urostyle – kost některých obojživelníků, vzniklá splynutím obratlů ocasní oblasti a křížové kosti.
Poikilotermní (studenokrevný) zvěř je skupina živočichů vyznačující se proměnlivou tělesnou teplotou v závislosti na prostředí.
Kloaka – Jedná se o rozšířenou zadní část střeva, do které proudí kanály trávicího, vylučovacího a reprodukčního systému.
zkontroluj se
1 úloha.
Která z následujících struktur je charakteristická pro třídu obojživelníků?
- Žebra v hrudní oblasti
- 7 krčních obratlů
- Kloaka
- Čtyřkomorové srdce
2 úloha.
Do jaké skupiny patří ceciliáni?
- Bezocasá četa
- Squad Tailed
- Beznohý oddíl
3 úloha.
Kanálky kterého systému ústí do kloaky?
- Zažívací
- Respirační
- vyměšovací
- Sexuální
4 úloha.
Vyberte všechny vlastnosti charakteristické pro třídu obojživelníků:
- End-to-end trávicí systém
- Přímý vývoj
- Přítomnost plaveckého měchýře
- Plicní dýchání
- Vše výše uvedené
Odpovědi: 1. – šestnáct; jeden. – 3; 3. – šestnáct; 4. – 1,4.
Příručka je určena k použití jako demonstrační materiál při studiu kurzu biologie v části „Zvířata“ v lekcích na následující témata:
- Vnitřní orgány ryb
- Vnitřní stavba obojživelníků
- Vlastnosti vnitřní struktury plazů
- Nervový systém, smyslové orgány a chování ptáků
- Nervový systém, smyslové orgány a chování savců.
Příručku je možné využít při studiu nového materiálu, stejně jako otestovat znalosti studentů.
2. Úplnost a zařízení
- model rybího mozku (obr. 1) – 1 ks,
- model mozku obojživelníka (obr. 2) – 1 ks,
- model mozku plaza (obr. 3) – 1 ks,
- model ptačího mozku (obr. 4) – 1 ks,
- model savčího mozku (obr. 5) – 1 ks,
- stojan – 5 ks,
- tyč – 5 ks,
- návod k použití s metodickými doporučeními – 1 ks.
Sada se skládá z 5 modelů mozku obratlovců. Modely demonstrují vnější strukturu mozku uvedených obratlovců. Modely jsou nerozebíratelné, vyrobené ze sádry a vybavené plastovými stojany. Uspořádání modelů na stojanech odpovídá přirozené poloze mozku v lebce.
Při vývoji modelů byla použita metoda barevného kódování. Pro větší pohodlí jsou části mozku na modelech označeny kontrastními barvami a očíslovány
1 – žlutá – přední
2 – zelená – střední
3 – růžová – mozeček
4 – červená – podlouhlá
5 – modrá – střední
6 – epifýza
7 – bílá – hlavové nervy.
Čichové laloky jsou označeny fialovou barvou.
3. Metodická doporučení
Tuto příručku doporučujeme používat v kombinaci s dalšími vizuálními učebními pomůckami: tištěnými příručkami (model aplikace „Evoluce nejdůležitějších orgánových systémů obratlovců“), alby diapozitivů, videi.
Použití sady modelů značně usnadňuje proces asimilace materiálu studenty. Při studiu nového materiálu tato sada umožňuje nejen demonstrovat strukturu mozku strunatců, ale také dává studentům příležitost nezávisle porovnávat odpovídající části mozku u různých tříd obratlovců, stanovit vztahy příčiny a následku a vyvodit závěry o evolučních změnách, které nastaly, a přizpůsobivosti životním podmínkám.
4. Materiály pro učitele
Mozek obratlovců
Obratlovci (také nazývaní „strunatci“ a „lebečtí živočichové“) mají vyšší úroveň vývoje než bezobratlí. U obratlovců tvoří přední část neurální trubice mozek a zbytek tvoří míchu. Tvorba mozku obratlovců začíná tvorbou tří primárních mozkových váčků, které následně tvoří různé části mozku. Mozek obratlovců má následující rozdělení: přední mozek, diencephalon, střední mozek, mozeček a prodloužená míše.
Přední mozek obratlovců má párová ztluštění – hemisféry. Obsahují programy nejsložitějšího instinktivního chování, se kterým je spojena paměť, učení a racionální činnost.
Diencephalon je zodpovědný za takové duševní reakce jako bolest, strach, chuť k jídlu; některé typy paměti, termoregulace, metabolismus vody, růst, vývoj, rozmnožování, línání, migrace a další sezónní jevy.
Střední mozek integruje informace přijímané smysly. Je zodpovědný za jednoduché motivované akce, spánek a bdění.
Mozeček hraje vedoucí roli při udržování tělesné rovnováhy a koordinace pohybů a je zodpovědný za udržení držení těla a tonusu zvířete.
Medulla oblongata řídí takové životně důležité činnosti zvířat, jako je dýchání, krevní oběh, trávení atd.
V progresivním evolučním vývoji mozku obratlovců v řadě od ryb k savcům lze rozlišit následující trendy:
- zvýšení celkového objemu mozku, zejména předního mozku,
- diferenciace vyšších mozkových center, která zajišťují koordinované fungování orgánů, celého organismu a komplexní chování,
- vývoj mozkové kůry, kde jsou soustředěna vyšší centra,
- vznik, vývoj nebo naopak zmenšení určitých mozkových jader regulujících různé živočišné systémy v závislosti na jejich funkční aktivitě.
V rybách Nejrozvinutější části mozku jsou střední mozek, mozeček a prodloužená míše. Jejich přední mozek je malý, hemisféry jsou špatně vyvinuté. To vše ukazuje na dominantní roli nepodmíněných reflexů v chování ryb.
Obojživelníci přední mozek se zvětšuje, je možné v něm rozlišit dva otoky – mozkové hemisféry. Mozeček je u nich naopak méně vyvinutý než u ryb. To je způsobeno skutečností, že obojživelníci nevyžadují tak rozvinutou koordinaci pohybů, protože jejich pohyby jsou zcela jednotné jak ve vodě, tak na souši. Tělo obojživelníků je navíc přitisknuto k zemi a nemusí udržovat rovnováhu.
U plazů Všechny části mozku se zvětšují a dochází k závažným změnám v jeho struktuře. Přední mozek se výrazně zvětšuje nad průměr, obě hemisféry jsou zřetelně odděleny a na jejich povrchu se objevuje tenká mozková kůra tvořená šedou hmotou. Ve srovnání s obojživelníky je mozeček plazů vyvinutější. Je to dáno aktivnějším životním stylem a výraznou rozmanitostí jejich pohybů.
U ptáků mozek se stává ještě větším než u obratlovců diskutovaných výše. Mozková kůra je však stále špatně vyvinutá. Přední mozek je zvláště zvětšený. Dobrý vývoj hemisfér je spojen se složitým chováním ptáků (získávají potravu a vyhýbají se nebezpečí, staví hnízda a starají se o potomstvo, migrují atd.). Kromě toho si ptáci rychle vyvinou podmíněné reflexy. Ptáci jsou také schopni extrapolace, tedy šíření (přenášení) závěrů učiněných během pozorování z některých objektů nebo jevů na celý soubor těchto objektů a z minulých zkušeností do budoucích událostí. Například vrány se obvykle lidí nebojí, ale když uvidí chlapce, jak bojují s klacky nebo je házejí po zvířatech, budou se jich napříště bát.
Zvláštností stavby ptačího mozku je velký, dobře vyvinutý mozeček se složenou strukturou. Je to způsobeno složitostí ptačích pohybů, zejména udržením rovnováhy a koordinace během letu.
Vysoce vyvinuté optické laloky středního mozku odpovídají vynikajícímu vidění ptáků (zrak některých dravců je 8x ostřejší než lidský). Čichové laloky jsou naopak u většiny druhů špatně vyvinuté.
U savců mozek je nejrozvinutější. Jsou-li přítomna stejná oddělení, její objem se značně zvyšuje. V souladu s tím mají nižší savci menší objem mozku než vyšší savci.
U savců je nejrozvinutější přední mozek, který má velké hemisféry. Kvůli nutnosti vejít se do lebky má zakřivený tvar. U savců s relativně jednoduchým chováním jsou hemisféry hladké a u savců se složitým chováním (masožravci a primáti) mají hemisféry četné rýhy, záhyby a konvoluce, které dále zvětšují povrch.
Přední mozek se vyvíjí v důsledku růstu a ztluštění kůry, což je spojeno s komplexním dobrovolným chováním, pamětí a racionální činností. U člověka, který má nejvíce vyvinutou kůru předních mozkových hemisfér, se tam nacházejí vyšší centra řeči a druhý signální systém.
Mozeček u savců je větší než u plazů, což souvisí se složitostí a rozmanitostí pohybů a také se složitými polohami. Zároveň je však (cerebellum) menší než u ptáků, protože savci nevyžadují tak vysoký stupeň koordinace pohybů, které potřebují ptáci během letu. Zrakový, sluchový a čichový lalok jsou dosti vyvinuté.
Vzorové otázky k diskusi:
- Vyjmenuj části mozku. Jakou roli plní každé oddělení?
- Určete trendy v evolučním vývoji mozku obratlovců.
- Porovnejte modely mozku ryb a obojživelníků. Jak vysvětlit důvody rozdílů?
- Jak souvisí strukturální rysy mozku plazů s pozemským způsobem života?
- Jaké vlastnosti prostředí a životního stylu ovlivnily strukturu ptačích mozků?
- Jaké jsou charakteristické rysy struktury mozku savců? Co způsobilo tyto rozdíly?
5. Provozní a skladovací podmínky
Sada modelů musí být chráněna před nárazy. Sada by měla být skladována v suché, vytápěné místnosti.
