Tato lekce rozvíjí porozumění tomu, jak se obojživelníci rozmnožují a vyvíjejí. Studenti budou uvažovat o struktuře samčích a samičích reprodukčních systémů, zjistí, že všichni obojživelníci jsou dvoudomí a vyvíjejí se metamorfózou. Zjistěte podobnosti mezi pulcem a rybou. Druhá část lekce hovoří o původu obojživelníků. Studenti se seznámí s labyrintodonty, stegocefaliemi a ichteostegidy.
V tuto chvíli nemůžete sledovat ani distribuovat videolekci studentům
Chcete-li získat přístup k tomuto a dalším výukovým videím sady, musíte ji přidat do svého účtu.
Získejte neuvěřitelné příležitosti
1. Otevřete přístup ke všem videolekcím v sadě.
2. Distribuujte video lekce na osobní účty studentů.
3. Podívejte se na statistiky toho, jak studenti prohlížejí videolekce.
Získat přístup
Shrnutí lekce „Rozmnožování, vývoj a původ obojživelníků“
Obojživelníci – dvoudomá zvířata. Vnější rozdíly mezi muži a ženami (sexuální dimorfismus) nejsou prakticky vyjádřeny.
Vnější hnojení, se vyskytuje ve vodě, jako většina ryb.
Je typický pro mnoho obojživelníků chování při páření, často doprovázené hlasovými signály. Samci některých žab mohou vydávat hlasité zvuky, aby přilákali samice.
Mužský reprodukční systém zastoupená párová kulatá varlataumístěné vedle ledvin. Odcházejí z nich semenné tubuly, které se spojují do močovodů, které zároveň slouží jako chámovody u samců. Jejich prostřednictvím se spermie dostávají do kloaky, ze které se uvolňují.
Ženský reprodukční systém zastoupená párové vaječníky. Na jaře se jejich velikost výrazně zvětší, přes tenkou stěnu jsou vidět velká vejce. Zralá vejce vstupují do břišní dutiny těla, poté procházejí vejcovodem a uvolňují se kloakou.
Po skončení hibernace se obojživelníci začnou rozmnožovat. Za teplých jarních večerů, koncem dubna a v květnu se žáby ve velkém shromažďují v malých vodních plochách, které se přes den dobře prohřívají. Po období rozmnožování většina druhů obojživelníků opouští vodní plochy.
Samice kladou vajíčka do vody a samci na ně nalévají tekutinu se spermiemi.. Formulář snůšky vajec se u různých druhů obojživelníků liší.
Vejce jsou pokryta skořápkou, která je chrání před mechanickým poškozením. Po nějaké době se skořápka vajec snesených ve vodě nafoukne. Díky tomu mezi nimi cirkuluje voda s rozpuštěným kyslíkem nezbytným pro dýchání embrya vyvíjejícího se ve vajíčku.
U ropuch a žab po týdnu, u čolků po dvou až třech Z vajíček se líhnou larvy. Mají velkou hlavu, proto se jim říká pulci. Pulci se výrazně liší svou stavbou blíže rybám než dospělým obojživelníkům. Mají tvar těla připomínající rybu, ocas, který je obklopen plovací membránou. Dýchají žábrami, mají postranní linii, dvoukomorové srdce a jeden kruh krevního oběhu. Pulci se živí vodními rostlinami a jednobuněčnými řasami.
Vývoj obojživelníků
V průběhu vývoje mají nejprve zadní nohy a pak přední nohy, srdce se stává tříkomorovým, rozvíjejí se plíce a plicní oběh a mění se další orgánové systémy. Larvové orgány odumírají. U bezocasých zvířat se ocas ztrácí. Po padesáti až šedesáti dnech v teplé vodě a osmdesáti dnech ve studené vodě přeměna neboli metamorfóza končí vytvořením žáby – malé kopie dospělce. Malá žába přechází z rostlinné stravy na živočišnou.
To znamená, vztah mezi obojživelníky a rybami se dobře projevuje v procesech rozmnožování a vývoje. Vývoj obojživelníků nastává s metamorfózou, v důsledku čehož larva s typickým vodním životním stylem promění v dospělé zvíře, schopný žít ve vodním i suchozemském prostředí.
Většina obojživelníků klade vajíčka do vodních ploch, ale jsou známy výjimky. Například, amfium, obří mlok a někteří další obojživelníci kladou vajíčka na souši. Ale i v těchto případech potřebují vysokou vlhkost vzduchu.
Žena copepod nosí vajíčka na svém těle a připevňuje je k žaludku. Muži ropuchy porodní asistentky omotejte kolem zadních nohou šňůrovité zdivo.
Původ obojživelníků
Předchůdci obojživelníků byli pravděpodobně laločnatá ryba.
Vědci naznačují, že jednou z nejrozvinutějších ryb s laločnatými ploutvemi byla Tiktaalik. Měl řadu přechodných znaků, které ho přibližují obojživelníkům: zkrácenou lebku, relativně pohyblivou hlavu, přítomnost loketních a ramenních kloubů.
Dýchal otvory umístěnými na konci jeho ploché, protáhlé hlavy.
První obojživelníci se objevili ve sladké vodě asi před 350 miliony let. Tento ichtyostegidy. Byly skutečné přechodné formy mezi lalokoploutvými rybami a obojživelníky, od r kombinoval vlastnosti ryb a obojživelníků. Měli rybí ocas a protáhlou hlavu. Kůže byla pokryta drobnými rybími šupinami. Byli podobní obojživelníkům díky přítomnosti párových pětiprstých končetin. Ichtyostegidi žili nejen ve vodě, ale i na souši. Dá se předpokládat, že se množili a krmili v nádržích a pravidelně se plazili na povrch.
V průběhu dalšího vývoje vznikaly různé skupiny obojživelníků.
Labyrintodonti Byly malé velikosti a měly tělo podobné rybě. Pozdější druhy dosahovaly velikosti až jednoho metru, jejich tělo bylo zploštělé a zakončené krátkým tlustým ocasem.
Později vznikla skupina obojživelníků – lepospondyly. Byly malé velikosti a dobře přizpůsobené životu ve vodě. Největší zástupce dosáhl délky jednoho metru. Lepospondylové měli protáhlé tělo a nedostatečně vyvinuté končetiny.
Všichni starověcí vyhynulí obojživelníci jsou tzv stegocefalisté neboli skořápkovití, za pevnou schránkou z kožních kostí, která pokrývala lebku shora a ze stran. Byly úzce spojeny s vodními plochami. Období, ve kterém žili stegocefalisté, se zřejmě vyznačovalo sezónními suchy. Díky dýchání plic a svalnatým ploutvím mohli se plazit z jedné sušící nádrže do druhé. Některá z těchto zvířat zůstávala na souši a živila se starověkými bezobratlými. Nikdo na ně nemohl zaútočit, protože v té době na zemi nebyli žádní draví suchozemští obratlovci.
Něco takového jsou předkové moderních obojživelníků mohl přejít z vodního životního stylu na pozemský. Z generace na generaci mají zlepšila se adaptace na život na souši: párové ploutve se změnily v pětiprsté končetiny, stavba plic se stala složitější, dvoukomorové srdce se změnilo na tříkomorové a vytvořil se druhý (menší) kruh krevního oběhu.
V průběhu další evoluce daly stegocefaly vzniknout skupinám zvířat více přizpůsobeným pro pozemskou existenci: moderní obojživelníci – ocasí a bezocasí a primitivní plazi.
Takže v životním cyklu obojživelníků jsou jasně rozlišeny čtyři stadia vývoje: vajíčko, larva (pulec), metamorfóza, dospělec.
Kolem se objevili první obojživelníci před 350 miliony let ze starověkých lalokoploutvých ryb.
V předchozím odstavci jste se seznámili s procesy probíhajícími ve stádiu embryonálního vývoje zvířat, které končí tvorbou embrya. Následně vytvořené embryo opouští vajíčko nebo tělo matky do prostředí, kde pokračuje ve svém vývoji.
Období vývoje organismu od okamžiku narození nebo vynoření z vaječných skořápek až do smrti se nazývá postembryonální vývoj. Existují dva typy postembryonálního vývoje: přímý a nepřímý (s transformací, popř metamorfóza).
Přímý vývoj charakteristické pro zvířata, u kterých jsou vejce bohatá na žloutek nebo se embryo vyvíjí v těle matky a dostává z něj potřebné živiny. Tento typ vývoje je pozorován u ptáků a savců. Novorozené dítě má všechny orgány dospělého těla, ale liší se od něj menší velikostí. Jeho další vývoj spočívá v růstu a pubertě.
Ptáci a savci mají vysoce vyvinutou péči o své potomky. Mládě zpravidla vede stejný životní styl a jí stejné druhy potravy jako jeho rodiče. Právě rodiče v průběhu života učí mládě vše, co mu umožní co nejvíce se přizpůsobit podmínkám prostředí a obsadit jeho ekologickou niku v přírodě. Lze to potvrdit řadou příkladů: dravci učí svá mláďata lovit, ptáci létat.
! To je zajímavé
Savci jsou nejschopnější postarat se o své potomky, krmit mláďata mlékem, učit je a vychovávat je. Například klokaní mládě, které je zdatným běžcem a skokanem, se při sebemenším nebezpečí schová do matčina vaku. U medvědů, slonů a vlků zpravidla, pokud mládě ztratí rodiče, je nahrazeno příbuznými. Velcí savci mají málo potomků, proto je pro ně velmi důležité je uchovávat a vychovávat. Samice obojživelníků, ryb, červů a hmyzu však mohou naklást tisíce vajíček nebo vajíček. Nemají proto žádnou zvláštní potřebu se o své potomky starat. Z velkého počtu potenciálních potomků bude vždy dost velký počet přeživších potomků.
U obratlovců existují dva typy přímého vývoje: vejcorodý a intrauterinní. na vejcorodého typu embryo se vyvíjí uvnitř vajíčka, které má velkou zásobu žloutku (chrupavčité ryby, plazi, ptáci). Na intrauterinní typ všechny životní funkce embrya jsou zajišťovány prostřednictvím speciálního orgánu – placenty na úkor těla matky (placentární savci a člověk). Tento typ vývoje končí procesem porodu.
Z bezobratlých je přímý vývoj pozorován u kroužkovců, plžů a hlavonožců, pavoukovců a některých korýšů (například dafnie, raci).
Výhody přímého vývoje organismů: 1) formování dospělého jedince probíhá zpravidla v kratším časovém úseku; 2) nedochází k žádné významné restrukturalizaci těla, proto je potřeba relativně méně energie a živin.
Nevýhody přímého vývoje organismů: 1) embryonální vývoj vyžaduje skladování velkého množství živin (žloutku) ve vejcích nebo intrauterinní gestaci; 2) v případě přemnožení se zintenzivňuje vnitrodruhová konkurence mezi mladými a dospělými jedinci, kteří žijí ve stejných podmínkách a využívají společné zdroje potravy.
Nepřímý vývojNebo vývoj s metamorfózou, charakteristické pro zvířata, jejichž vejce jsou chudá na žloutek. Po oplodnění nemá zygota dostatek živin, aby v zárodku vytvořila všechny orgány dospělého jedince. Proto se z vajíčka vynoří larva, která má jednodušší strukturu, se speciálními larválními orgány, které v dospělosti chybí. Larvaa – organismus přizpůsobený aktivnímu pohybu, výživě, růstu a vývoji, ale neschopný reprodukce (až na vzácné výjimky). V larvální fázi tělo roste a vyvíjí se ne kvůli rezervním živinám vajíčka, jejichž zásoba je malá, ale kvůli nezávislé výživě. V průběhu času jsou larvální orgány nahrazeny orgány charakteristickými pro dospělá zvířata, tj. dochází k transformaci (metamorfóze).
Metamorfóza je hluboká přeměna ve struktuře larvy, v důsledku čehož se z ní stává dospělý organismus. V závislosti na povaze těchto přeměn u zvířat se rozlišují dva typy metamorfózy:
a) neúplná metamorfóza, kdy vývoj zvířete zahrnuje tři fáze:
vajíčko → larva → dospělec;
b) úplná metamorfóza, když je ve vývoji organismu přítomno stádium kukly:
vajíčko → larva → kukla → dospělec.
Pojďme se blíže podívat na jejich vlastnosti. S neúplná metamorfóza Vyvíjejí se některé řády hmyzu (vážky, Orthoptera, Homoptera, Hemiptera), mlži, ploché (kromě řasinek) a škrkavky, někteří korýši, kostnaté ryby a obojživelníci. Stádium larvy nemusí být podobné dospělci, a to jak vnitřní stavbou, tak vzhledem.
Larva se často liší od dospělého nejen strukturou, ale také životním stylem, způsobem krmení a stanovištěm.
! To je zajímavé
Například u obojživelníků má larva (pulec) žábry, postranní čáru, dvoukomorové srdce, jeden oběh a dobře vyvinutý ocas. Zatímco dospělí jedinci dýchají vnitřní vrstvou těla a plícemi, mají tříkomorové srdce, dva kruhy krevního oběhu, dva páry končetin a většina z nich nemá ocas. Pulci žijí pouze ve vodním prostředí a živí se rostlinami, zatímco dospělé žáby jsou predátoři a živí se hmyzem, jejich životní prostředí je dvojí (suchozemské a vodní).
V případě neúplné metamorfózy dochází k náhradě orgánů larvy orgány dospělého jedince postupně, bez zastavení aktivního krmení a pohybu larvy. U některých druhů (členovci) je vývoj doprovázen línáním.
Kompletní metamorfóza navíc zahrnuje jeviště kuklyи, ve kterém se z larvy vyvine dospělý živočich. Tento vývoj je typický pouze pro některé řády hmyzu (Coleoptera, Lepidoptera, Hymenoptera, Diptera). Jejich larvy jsou červovitého tvaru. U Lepidoptera je to tzv housenka a má velmi jednoduchou strukturu. Ústní ústrojí housenek, na rozdíl od dospělých motýlů, vždy hlodá. Naprostá většina housenek se živí listy. Když housenky dosáhnou velkých rozměrů, promění se v kuklu. Během klidového stádia kukly procházejí larvální orgány rozkladem, po kterém se buněčný materiál a nahromaděné živiny použijí k vytvoření orgánů dospělého hmyzu.
U mnoha druhů hmyzu je larvální stadium nejdelší a dospělce (imago) je krátké a slouží výhradně k rozmnožování.
! To je zajímavé
U motýlů bource morušového nemají dospělci ústní ústrojí, takže se nemohou krmit. Larvy musí nashromáždit dostatek živin, aby se motýli mohli pářit a naklást vajíčka. Většina samic bource morušového létá po vynoření z kukly pouze jednou, aby nakladla vajíčka. Pak zemřou.
Význam metamorfózy pro vývoj mnoha živočišných druhů je velmi velký. Za prvélarvy nezávisle hromadí materiál a vytvářejí trvalé orgány charakteristické pro dospělé jedince. Za druhérůzná stanoviště, způsoby krmení a životní styl v larválním stádiu a v dospělém organismu významně snižují vnitrodruhovou konkurenci. To pomáhá zachovat počet druhů, protože neexistuje žádná konkurence o potravu, stanoviště a životní podmínky. Za třetí, aktivně se pohybující larva přisedlých nebo přichycených živočichů (mlži, korálové polypy, parazitičtí červi) přispívá k rozšíření druhu a rozšíření jeho areálu. Proto, nepřímý typ vývoje dává tělu významné výhody v boji o existenci.
К nevýhody nepřímého vývoje organismy lze klasifikovat jako: 1) vývoj v dospělého člověka obvykle trvá dlouhou dobu; 2) metamorfóza vyžaduje hodně energie a jídla.
Zopakujme si to hlavní. Postembryonální vývoj je období života organismu od jeho vstupu do prostředí až do smrti. Existují dva typy postembryonálního vývoje: přímý a nepřímý (s transformací nebo metamorfózou). Přímý vývoj u obratlovců může být vejcorodý (chrupavčité ryby, plazi, ptáci) nebo intrauterinní (placentární savci). Nepřímý vývoj zahrnuje larvální stádium a může nastat s neúplnou nebo úplnou metamorfózou. S neúplnou metamorfózou se larva promění v dospělý organismus:
vajíčko → larva → dospělec.
Po úplné metamorfóze se larva promění v kuklu:
vajíčko → larva → kukla → dospělec,
a vzniká z něj dospělý organismus.
Pojďme si otestovat své znalosti
Klíčové otázky
1. Uveďte definici pojmu „postembryonální vývoj“.
2. Jaké typy postembryonálního vývoje jsou charakteristické pro zvířata? Jak jsou odlišní?
3. Uveďte výhody a nevýhody přímého vývoje zvířat.
*4. Popište stádia vývoje hmyzu s úplnou a neúplnou metamorfózou.
5. Z navrženého seznamu organismů vyberte živočichy s kompletní proměnou: žábu, ještěrku, bělku zelí, mouchu domácí, ústřici, brouka májového, včelu medonosnou.
Obtížné otázky
1. Pro každý typ postembryonálního vývoje vyberte zástupce zvířat, pro které je charakteristický.
Typy vývoje: 1 – přímý; 2 – nepřímé.
Zvířata: a) štika; b) kroupy; c) žížala; d) žába; e) škrkavka; f) hlemýžď rybniční; g) ještěrka; h) vážka; i) čáp; j) vlk.
2. Která tvrzení jsou pravdivá?
1) Ontogeneze je proces nitroděložního vývoje živých organismů;
2) metamorfóza – proces přeměny larvy v dospělce;
3) pulec – larvální stadium vývoje žáby;
4) tvorba placenty je charakteristická pro vejcorodá zvířata;
5) v ontogenezi se rozlišují embryonální a postembryonální období;
6) nitroděložní vývoj končí vynořením jedince z vajíčka;
7) postembryonální období začíná oplozením.
*3. U kterých obratlovců může dojít k rozmnožování v larválním stádiu? Vyjmenujte zástupce.
* Individuální domácí úkol. Analyzujte druhové složení zvířat žijících ve vašem bezprostředním okolí. Rozdělte je do skupin podle typu postembryonálního vývoje (přímý, nepřímý – s úplnou nebo neúplnou metamorfózou).
