Земноводные. Размножение лягушек и уход за ними Появление лягушки из головастика
В данной статье мы рассмотрим стадии развития лягушки. Но для начала поговорим немного о том, что это за существа. Лягушка относится к классу земноводных, отряду бесхвостых.
Многие замечали, что шея у нее не выражена - она как бы срослась с туловищем. У большинства земноводных есть хвост, который у лягушки отсутствует, что, кстати, и отражено в названии отряда.
Развитие лягушки проходит в несколько стадий, мы к ним вернемся сразу после того, как разберем некоторые особенности этих существ.
Как выглядит лягушка
Для начала - голова. Всем известно, что лягушка имеет довольно большие и выразительные глаза, расположенные по обе стороны ее плоского черепа. У лягушек имеются и веки, эта особенность присуща всем наземным позвоночным существам. Рот у этого существа имеет небольшие зубки, а немного выше него находятся две ноздри, имеющие небольшие клапаны.
Передние конечности лягушек менее развиты по сравнению с задними. Первые имеют по четыре пальца, вторые - по пять. Пространство между пальцами соединено перепонкой, когти отсутствуют.
Развитие лягушки проходит в несколько стадий:
- Метание икры.
- Головастики ранней стадии.
- Головастики поздней стадии.
- Взрослые особи.
Оплодотворение у них внешнее - самцы оплодотворяют икру, уже отложенную самкой. Между прочим, существуют такие виды, которые за одно метание откладывают более 20 тысяч икринок. Если проходит все удачно, то через десять дней на свет появляются головастики. А еще через 4 месяца из них получаются полноценные лягушата. Три года спустя вырастает зрелая особь, которая полностью готова к размножению.
Теперь немного подробнее о каждом этапе.
Икра
Сейчас мы разберем все стадии развития лягушки отдельно. Начнем с самого первого - яйца. Хоть эти существа и обитают на суше, во время метания икры, они отправляются в воду. Обычно это происходит в весенний период. Кладка происходит в тихих местах, на небольшой глубине, чтобы солнце смогло прогреть ее. Все икринки соединены между собой, и эта масса напоминает желе. От одной особи его едва наберется одна чайная ложка. Вся эта желейная масса обязательно прикреплена к водорослям в пруду. Маленькие виды откладывают примерно 2-3 тысячи яиц, крупные особи - 6-8 тысяч.
Икринка выглядит как маленький шарик, диаметром примерно 1,5 миллиметра. Она очень легкая, имеет черную оболочку и со временем сильно увеличивается в размерах. Постепенно икра переходит к следующей стадии развития лягушки - появлению головастиков.
Головастики
После появления на свет головастики начинают питаться желтком, который еще остался в небольшом количестве в их кишечнике. Это очень хрупкое и беспомощное создание. Данная особь имеет:
- плохо развитые жабры;
- хвост.
Головастики, кроме этого, снабжены небольшими липучками, с помощью которых они крепятся к разным водным предметам. Эти липучки располагаются между ртом и брюшком. В прикрепленном состоянии малыши находятся примерно 10 дней, после чего они начинают плавать и питаться водорослями. Жабры у них постепенно зарастают после 30 дней жизни и, в итоге, полностью затягиваются кожей и исчезают.
Важно знать и то, что даже у головастиков уже есть небольшие зубки, необходимые, чтобы потреблять в пищу водоросли, а их кишечник, устроенный в виде спирали, позволяет максимально извлекать питательные вещества из съеденного. Кроме того, они обладают хордой, двухкамерным сердцем и кровообращением в виде одного круга.
Даже на этой стадии развития лягушки, головастики могут считаться вполне социальными существами. Многие из них взаимодействуют между собой, как рыбы.
Появление ножек
Так как мы рассматриваем развитие лягушки по стадиям, то следующим этапом выделим головастиков с ножками. Задние конечности у них появляются гораздо раньше передних, примерно через 8 недель развития - они еще очень крошечные. В этот же период можно заметить, что голова у малышей становится более отчетливой. Теперь они могут употреблять в пищу более крупную добычу, например, мертвых насекомых.
Передние конечности только начинают формироваться, и тут можно выделить такую особенность - первым появляется локоть. Только спустя 9-10 недель сформируется полноценная лягушка, правда, гораздо меньше своих зрелых сородичей, да еще и обладающая длинным хвостом. Через 12 недель он полностью исчезает. Теперь маленькие лягушки могут выходить на сушу. А через 3 года сформируется зрелая особь и сможет продолжить свой род. Об этом поговорим в следующем разделе.
Взрослая особь
После того как прошло три долгих года, лягушка может воспроизводить потомство на свет. Этот круговорот в природе бесконечен.
Для закрепления еще раз перечислим стадии развития лягушки, схема будет нам в этом помощником:
оплодотворенная яйцеклетка, представленная икринкой, - головастик с наружными жабрами - головастик с внутренними жабрами и кожным дыханием - сформированный головастик с легкими, конечностями и постепенно исчезающим хвостом - лягушонок - взрослая особь .
После зимней спячки лягушки и жабы отправляются на хорошо прогреваемые солнцем мелкие пруды, канавы, лужи и разливы талых вод. Здесь самки выметывают икру, очень похожую на икру рыб, а самцы поливают ее семенной жидкостью.
Икры, как правило, откладывается много, с запасом, потому что от стадии оплодотворения до взрослой лягушки их потомство подстерегают бесчисленные опасности. Неоплодотворенные яйца становятся белыми или непрозрачными. Если же все прошло удачно, можно наблюдать деление желтка на два, затем на четыре, на восемь, и так далее, пока он не будет похож на ягоду малины внутри желе. Вскоре эмбрион начинает выглядеть все более и более похожим на головастика, понемногу двигаясь внутри яйца.
В среднем, стадия яйца продолжается около 6-21 дней, до той поры, когда личинка выклевывается наружу. Большинство яиц развиваются в спокойных или стоячих водах, чтобы предотвратить механические повреждения икры.
Головастик
Сразу после вылупления головастик питается остатками желтка, который находится в его кишечнике. На данный момент личинка амфибии имеет плохо развитые жабры, рот и хвост. Это довольно хрупкое создание. Головастик поначалу прикрепляется к каким-либо предметам в воде, используя маленькие липкие органы между его ртом и брюшной областью.
Затем, через 7-10 дней после того, как головастик уже вылупился, он начнет плавать и питаться водорослями.
По истечении 4-х недель, жабры начинают зарастать кожей, пока, в конце концов, не исчезнут.
Головастики получают крошечные зубы, которые помогают им соскабливать водоросли. Они уже давно имеют спиралевидный кишечник, дающий возможность извлекать из съеденного максимальное количество питательных веществ. В это время у головастика развита хорда, двухкамерное сердце и один круг кровообращения.
Интересно, что к четвертой неделе головастиков можно считать вполне социальными существами. Некоторые даже способны взаимодействовать между собой, как рыбы!
Головастик с ножками
Спустя примерно 6-9 недель, у головастика появляются крошечные ноги и начинают расти. Голова становится более выраженной и тело удлиняется. Теперь пищей головастику могут служить и крупные предметы, типа мертвых насекомых или растений.
Передние конечности появляются позже задних, причем локоть обнаруживается первым.
Через 9 недель головастик выглядит скорее как маленькая лягушка с очень длинным хвостом. Начинается процесс метаморфоза.
К исходу 12 недель хвост постепенно исчезает и головастик выглядит совсем как миниатюрная версия взрослой лягушки. Вскоре он выходит из воды, чтобы начать взрослую жизнь. А спустя 3 года молодая лягушка сможет участвовать в процессе воспроизводства.
Некоторые лягушки, живущие на больших высотах или в более холодных местах могут гораздо дольше проходить стадию головастика. Другие демонстрируют уникальные этапы развития, которые отличаются от традиционного «головастик-в-воде» типа жизненного цикла.
Различается ли жизненный цикл жабы и лягушки?
На самом деле, жабы — это те же лягушки. Жабы просто называются по-другому, выглядят немного иначе, но все они являются частью семейства лягушек. Многим интересно, в чем разница между жизненным циклом жаб и лягушек. Пожалуй, основным отличием будет то, что лягушачья икра похожа на сгустки, а жабья — на ленты или полосы.
Земноводные - первые наземные позвоночные животные, большинство которых живет на суше, а размножается в воде. Это влаголюбивые животные, что и определяет среду их обитания.
Живущие в воде тритоны и саламандры вероятнее всего когда-то завершили свой жизненный цикл на стадии личинки и в этом состоянии достигли половой зрелости.
Наземные животные - лягушки, жабы, квакши, чесночницы - живут не только на почве, но и на деревьях (квакша), в песках пустыни (жаба, чесночница), где они активны только ночью, а икру откладывают в лужи и временные водоемы, да и то не каждый год.
Земноводные питаются насекомыми и их личинками (жуками, комарами, мухами), а также пауками. Они едят моллюсков (слизней, улиток), мальков рыб. Особенно полезны жабы, поедающие ночных насекомых и слизней, малодоступных для птиц. Травяные лягушки питаются садовыми, лесными и полевыми вредителями. Одна лягушка за лето может съесть примерно 1200 вредных насекомых.
Сами земноводные являются пищей для рыб, птиц, змей, ежей, норки, хорька, выдры. Ими кормят птенцов хищные птицы. Жабы и саламандры, имеющие на коже ядовитые железы, млекопитающими и птицами не поедаются.
Зимуют земноводные в укрытиях на суше или в мелководных водоемах, поэтому бесснежные холодные зимы вызывают их массовую гибель, а загрязнение и высыхание водоемов приводит к гибели потомства - икры и головастиков. Земноводных надо охранять.
В Красную книгу СССР внесено 9 видов представителей этого класса.
Характеристика класса
Современная фауна земноводных немногочисленна - около 2500 видов примитивнейших наземных позвоночных. По морфологическим и биологическим признакам они занимают промежуточное положение между собственно водными организмами и собственно наземными.
Происхождение амфибий связано с рядом ароморфозов, таких, как появление пятипалой конечности, развитие легких, разделение предсердия на две камеры и появление двух кругов кровообращения, прогрессивное развитие центральной нервной системы и органов чувств. В течение всей жизни или хотя бы в личиночном состоянии земноводные обязательно связаны с водной средой. Взрослые формы для нормальной жизнедеятельности нуждаются в постоянном увлажнении кожи, поэтому обитают лишь вблизи водоемов или в местах с высокой влажностью. У большинства видов яйца (икра) не имеют плотных оболочек и могут развиваться только в воде, как и личинки. Личинки земноводных дышат жабрами, во время развития происходит метаморфоз (превращение) во взрослое животное, имеющее легочное дыхание и ряд других особенностей строения наземных животных.
Для взрослых земноводных характерны парные конечности пятипалого типа. Череп подвижно сочленен с позвоночником. В органе слуха кроме внутреннего развито еще среднее ухо. Одна из костей подъязычной дуги превращается в косточку среднего уха - стремечко. Формируются два круга кровообращения, сердце имеет два предсердия и один желудочек. Передний мозг увеличен, развиты два полушария. Наряду с этим у земноводных сохранились признаки, характерные для водных позвоночных. Кожа земноводных имеет большое количество слизистых желез, выделяемая ими слизь увлажняет ее, что необходимо для кожного дыхания (диффузия кислорода может происходить только через водную пленку). Температура тела зависит от температуры окружающей среды. Этими особенностями строения тела определяется богатство фауны земноводных во влажных и теплых тропических и субтропических областях (см. также табл. 18).
Типичный представитель класса - лягушка, на примере которой и дается обычно характеристика класса.
Строение и размножение лягушки
Озерная лягушка живет в водоемах или на их берегах. Ее плоская широкая голова плавно переходит в короткое туловище с редуцированным хвостом и удлиненными задними конечностями с плавательными переопнками. Передние конечности в отличие от задних имеют значительно меньшие размеры; на них 4, а не 5 пальцев.
Покровы тела . Кожа земноводных голая и всегда покрыта слизью благодаря большому количеству слизистых многоклеточных желез. Она не только выполняет защитную функцию (от микроорганизмов) и воспринимает внешнее раздражение, но и участвует в газообмене.
Скелет состоит из позвоночника, черепа и скелета конечностей. Позвоночник короткий, разделен на четыре отдела: шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой. В шейном отделе имеется лишь один кольцеобразный позвонок. В крестцовом отделе тоже один позвонок, к которому причленяются кости таза. Хвостовой отдел лягушки представлен уростилем - образованием, состоящим из 12 слившихся хвостовых позвонков. Между телами позвонков сохраняются остатки хорды, имеются верхние дуги и остистый отросток. Ребра отсутствуют. Череп широкий, уплощенный в спиннобрюшном направлении, у взрослых животных череп сохраняет много хрящевой ткани, что обусловливает сходство земноводных с кистеперыми рыбами, но в состав черепа входит меньше костей, чем у рыб. Отмечаются два затылочных мыщелка. Плечевой пояс состоит из грудины, двух коракоидов, двух ключиц и двух лопаток. В передней конечности различают плечо, две сросшиеся кости предплечья, несколько костей кисти и четыре пальца (пятый палец зачаточный). Тазовый пояс образован тремя парами сросшихся костей. В задней конечности различают бедро, две слитые кости голени, несколько костей стопы и пять пальцев. Задние конечности в два-три раза длиннее, чем передние. Это связано с передвижением прыжками, в воде при плавании лягушка энергично работает задними конечностями.
Мускулатура . Часть туловищной мускулатуры сохраняет метамерное строение (подобно мускулатуре рыб). Однако отчетливо проявляется более сложная дифференцировка мускулатуры, развита сложная система мускулатуры конечностей (особенно задних), жевательная мускулатура и т. п.
Внутренние органы лягушки лежат в целомической полости, которая выстлана тонким слоем эпителия и содержит небольшое количество жидкости. Большая часть полости тела занята органами пищеварения.
Пищеварительная система начинается большой ротоглоточной полостью, на дне которой передним концом прикреплен язык. При ловле насекомых и другой добычи язык выбрасывается изо рта и жертва прилипает к нему. На верхней и нижней челюстях лягушки, а также на небных костях имеются мелкие конические зубы (недифференцированные), которые служат лишь для удержания добычи. В этом выражается сходство земноводных с рыбами. В ротоглоточную полость открываются протоки слюнных желез. Их секрет увлажняет полость и пищу, облегчает проглатывание добычи, однако в нем нет пищеварительных ферментов. Далее пищеварительный тракт переходит в глотку, затем в пищевод и, наконец, в желудок, продолжением которого является кишечник. Двенадцатиперстная кишка лежит под желудком, а остальная часть кишечника складывается петлями и заканчивается клоакой. Имеются пищеварительные железы (поджелудочная и печень).
Смоченная слюной пища попадает в пищевод, а затем в желудок. Железистые клетки стенок желудка выделяют фермент пепсин, который активен в кислой среде (в желудке выделяется и соляная кислота). Частично переваренная пища перемещается в двенадцатиперстную кишку, в которую впадает желчный проток печени.
В желчный проток изливается и секрет поджелудочной железы. Двенадцатиперстная кишка незаметно переходит в тонкую кишку, где происходит всасывание питательных веществ. Непереваренные остатки пищи попадают в широкую прямую кишку и через клоаку выбрасываются наружу.
Головастики (личинки лягушек) питаются преимущественно растительной пищей (водорослями и др.), на челюстях у них развиты роговые пластинки, которые соскребают мягкие растительные ткани вместе с находящимися на них одноклеточными и другими мелкими беспозвоночными. Роговые пластинки сбрасываются во время метаморфоза.
Взрослые земноводные (в частности, лягушки) - хищники, питающиеся различными насекомыми и другими беспозвоночными животными, некоторые водные амфибии ловят мелких позвоночных.
Дыхательная система . В дыхании лягушки участвуют не только легкие, но и кожа, в которой находится большое количество капилляров. Легкие представлены тонкостенными мешками, внутренняя поверхность которых ячеистая. На стенках парных мешковидных легких имеется разветвленная сеть кровеносных сосудов. Воздух накачивается в легкие в результате нагнетающих движений дна ротовой полости, когда лягушка открывает ноздри и опускает дно ротоглоточной полости. Потом ноздри закрываются клапанами, дно ротоглоточной полости поднимается, и воздух проходит в легкие. Выдох происходит благодаря действию брюшных мышц и спаданию легочных стенок. У разных видов земноводных через легкие поступает 35-75 %, через кожу - 15-55 и через слизистую оболочку ротоглоточной полости - 10-15 % кислорода. Через легкие и ротоглоточную полость выделяется 35-55 %, через кожу - 45-65 % углекислого газа. У самцов имеются черпаловидные хрящи, окружающие гортанную щель и натянутые на них голосовые связки. Усиление звука достигается голосовыми мешками, образованными слизистой оболочкой ротовой полости.
Выделительная система . Продукты диссимиляции выводятся через кожу и легкие, но большая их часть выделяется почками, расположенными по бокам крестцового позвонка. Почки прилегают к спинной стороне полости лягушки и представляют собой продолговатые тела. В почках имеются клубочки, в которых из крови отфильтровываются вредные продукты распада и некоторые ценные вещества. Во время стока по почечным канальцам ценные соединения снова всасываются, а моча поступает по двум мочеточникам в клоаку и оттуда в мочевой пузырь. Некоторое время моча может накапливаться в мочевом пузыре, который расположен у брюшной поверхности клоаки. После наполнения мочевого пузыря мышцы его стенок сокращаются, моча выводится в клоаку и выбрасывается наружу.
Кровеносная система . Сердце взрослых земноводных трехкамерное, состоит из двух предсердий и желудочка. Имеется два круга кровообращения, но они полностью не разобщены, артериальная и венозная кровь частично смешивается благодаря единственному желудочку. От желудочка отходит артериальный конус с продольным спиральным клапаном внутри, который распределяет в разные сосуды артериальную и смешанную кровь. В правое предсердие поступает венозная кровь от внутренних органов и артериальная кровь от кожи, т. е. здесь собирается смешанная кровь. В левое предсердие поступает артериальная кровь из легких. Оба предсердия сокращаются одновременно и кровь из них поступает в желудочек. Благодаря продольному клапану в артериальном конусе венозная кровь поступает в легкие и кожу, смешанная - во все органы и части тела, кроме головы, артериальная - к головному мозгу и другим органам головы.
Кровеносная система личинок земноводных подобна кровеносной системе рыб: в сердце один желудочек и одно предсердие, имеется один круг кровообращения.
Эндокринная система . У лягушки в эту систему входят гипофиз, надпочечники, щитовидная, поджелудочная и половые железы. Гипофиз секретирует интермедин, который регулирует окраску лягушки, соматотропный и гонадотропные гормоны. Тироксин, который продуцирует щитовидная железа, необходим для нормального завершения метаморфоза, а также для поддержания обмена веществ у взрослого животного.
Нервная система характеризуется низкой степенью развития, но наряду с этим имеет ряд прогрессивных черт. Головной мозг имеет те же отделы, что и у рыб (передниий, межуточный, средний мозг, мозжечок и продолговатый мозг). Более развит передний мозг, разделившийся на два полушария, в каждом из них имеется полость - боковой желудочек. Мозжечок мал, что обусловлено сравнительно малоподвижным образом жизни и однообразием движений. Значительно крупнее продолговатый мозг. Из головного мозга выходит 10 пар нервов.
Эволюция амфибий, сопровождавшаяся сменой обитания и выходом из воды на сушу, связана со значительными изменениями в строении органов чувств.
Органы чувств в общем сложнее, чем у рыб; они обеспечивают ориентировку земноводных в воде и на суше. У личинок и обитающих в воде взрослых земноводных развиты органы боковой линии, они рассеяны на поверхности кожи, особенно многочисленны на голове. В эпидермальном слое кожи имеются температурные, болевые и осязательные рецепторы. Орган вкуса представлен вкусовыми почками на языке, небе и челюстях.
Органы обоняния представлены парными обонятельными мешками, которые открываются наружу парными наружными ноздрями, а в ротоглоточную полость - внутренними ноздрями. Часть стенок обонятельных мешков выстлана обонятельным эпителием. Органы обоняния функционируют только в воздушной среде, в воде наружные ноздри закрыты. Органы обоняния у земноводных и высших хордовых входят в состав дыхательных путей.
На глазах у взрослых земноводных развиты подвижные веки (верхнее и нижнее) и мигательная перепонка, они защищают роговицу от высыхания и загрязнения. У личинок земноводных век нет. Роговица глаза выпуклая, хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы. Это позволяет земноводным видеть довольно далеко. В сетчатке есть палочки и колбочки. У многих земноводных развито цветное зрение.
В органах слуха кроме внутреннего уха на месте брызгальца кистеперых рыб развито среднее ухо. В нем находится аппарат, усиливающий звуковые колебания. Наружное отверстие полости среднего уха затянуто упругой барабанной перепонкой, колебания которой усиливают звуковые волны. Через слуховую трубу, открывающуюся в глотку, полость среднего уха сообщается с наружной средой, что позволяет ослаблять резкие перепады давления на барабанную перепонку. В полости находится косточка - стремечко, одним концом она упирается в барабанную перепонку, другим - в затянутое перепончатой перегородкой овальное окно.
| Таблица 19. Сравнительная характеристика строения личинок и взрослых лягушек | ||
| Признак | Личинка (головастик) | Взрослое животное |
| Форма тела | Рыбообразная, с зачатками конечностей, хвост с плавательной перепонкой | Тело укороченное, развиты две пары конечностей, хвоста нет |
| Способ передвижения | Плавание с помощью хвоста | Прыжки, плавание с помощью задних конечностей |
| Дыхание | Жаберное (жабры вначале наружные, затем внутренние) | Легочное и кожное |
| Кровеносная система | Сердце двухкамерное, один круг кровообращения | Сердце трехкамерное, два круга кровообращения |
| Органы чувств | Развиты органы боковой линии, на глазах нет век | Нет органов боковой линии, на глазах развиты веки |
| Челюсти и способ питания | Роговыми пластинками челюстей соскабливает водоросли вместе с одноклеточными и другими мелкими животными | Роговых пластинок на челюстях нет, липким языком захватывает насекомых, моллюсков, червей, мальков рыб |
| Образ жизни | Водный | Наземный, полуводный |
Размножение . Амфибии раздельнополы. Половые органы парные, состоят из слегка желтоватых семенников у самца и пигментированных яичников у самки. От семенников отходят выносящие протоки, проникающие в передний отдел почки. Здесь они соединяются с мочевыми канальцами и открываются в мочеточник, выполняющий одновременно функцию семяпровода и открывающийся в клоаку. Яйца из яичников выпадают в полость тела, откуда через яйцеводы, открывающиеся в клоаку, выводятся наружу.
У лягушек хорошо выражен половой диформизм. Так, у самца имеются бугорки на внутреннем пальце передних ног ("брачная мозоль"), служащие для удержания самки во время оплодотворения, и голосовые мешки (резонаторы), усиливающие звук при кваканье. Следует подчеркнуть, что голос впервые появляется у земноводных. Очевидно, это связано с жизнью на суше.
Лягушки размножаются весной на третьем году жизни. Самки выметывают в воду икру, самцы орошают ее семенной жидкостью. Оплодотворенная икра развивается в течение 7-15 дней. Головастики - личинки лягушек - сильно отличаются строением от взрослых животных (табл. 19). Через два-три месяца головастик превращается в лягушку.
Развитие . У лягушки, как и у других земноводных, развитие происходит с метаморфозом. Метаморфоз широко распространен у представителей различных типов животных. Развитие с превращением появилось как одно из приспособлений к условиям обитания и нередко связано с переходом личиночных стадий из одной среды обитания в другую, как то наблюдается у земноводных.
Личинки земноводных - типичные обитатели воды, что является отражением образа жизни предков.
К особенностям морфологии головастика, имеющим приспособительное значение в соответствии с условиями среды обитания, относятся:
- специальный аппарат на нижней стороне головного конца, который служит для прикрепления к подводным предметам,- присоска;
- более длинный, чем у взрослой лягушки, кишечник (по сравнению с размерами тела); это связано с тем, что головастик потребляет растительную, а не животную (как взрослая лягушка) пищу.
Особенностями организации головастика, повторяющими признаки предков, следует признать рыбообразную форму с длинным хвостовым плавником, отсутствие пятипалых конечностей, наружные жабры, один круг кровообращения. В процессе метаморфоза перестраиваются все системы органов: отрастают конечности, рассасываются жабры и хвост, укорачивается кишечник, меняются характер пищи и химизм пищеварения, строение челюстей и всего черепа, кожные покровы, осуществляется переход от жаберного дыхания к легочному, глубокие преобразования происходят в системе органов кровообращения.
На течение метаморфоза земноводных существенное влияние оказывают гормоны, секретируемые специальными железами (см выше). Например, удаление у головастика щитовидной железы приводит к удлинению периода роста, метаморфоз при этом не наступает. Наоборот, если в корм головастика лягушки или других земноводных добавить препараты щитовидной железы или ее гормон, то метаморфоз значительно ускоряется, а рост прекращается; в результате можно получить лягушонка длиной всего 1 см.
Половые гормоны, вырабатываемые половыми железами, обуславливают развитие вторичных половых признаков, отличающих самцов от самок. У самцов лягушек на большом пальце передних конечностей не образуется "брачная мозоль" при их кастрации. Но если кастрату пересадить семенник или только инъецировать мужской половой гормон, то мозоль появляется.
Филогения
К амфибиям относятся формы, предки которых около 300 млн. лет назад (в каменноугольном периоде) вышли из воды на сушу и приспособились к новым наземным условиям жизни. От рыб они отличались наличием пятипалой конечности, а также легких и связанных с ними особенностей кровеносной системы. С рыбами их объединяет развитие личинки (головастик) в водной среде, наличие у личинок жаберных щелей, наружных жабр, боковой линии, артериального конуса и отсутствие зародышевых оболочек во время эмбрионального развития. Данные сравнительной морфологии и биологии показывают, что предков амфибий следует искать среди древних кистеперых рыб.
Переходными формами между ними и современными амфибиями были ископаемые формы - стегоцефалы, существовавшие в каменноугольном, пермском и триасовом периодах. Эти древнейшие земноводные, судя по костям черепа, чрезвычайно сходны с древними кистеперыми рыбами. Характерные признаки их: панцирь из кожных костей на голове, боках и животе, спиральный клапан кишечника, как у акуловых рыб, отсутствие тел позвонков. Стегоцефалы были ночными хищниками, жившими в мелких водоемах. Выход позвоночных на сушу совершился в девонский период, отличавшийся засушливым климатом. В этот период преимущество приобрели те животные, которые могли по суше переселяться из пересыхающего водоема в другой. Расцвет (период биологического прогресса) земноводных приходится на каменноугольный период, ровный, влажный и теплый климат которого был благоприятен для амфибий. Только благодаря выходу на сушу позвоночные получили возможность в дальнейшем прогрессивно развиваться.
Систематика
Класс амфибий составляют три отряда: безногие (Apoda), хвостатые (Urodela) и бесхвостые (Аnura). К первому отряду относятся примитивные, приспособленные к своеобразному образу жизни во влажном грунте животные - червяги. Обитают они в тропическом поясе Азии, Африки и Америки. Хвостатые амфибии характеризуются удлинен ным хвостом и парными короткими конечностями. Это наименее специализированные формы. Глаза маленькие, без век. У некоторых видов всю жизнь сохраняются наружные жабры и жаберные щели. К хвостатым относятся тритоны, саламандры и амблистомы. У бесхвостых амфибий (жабы, лягушки) тело короткое, без хвоста, с длинными задними конечностями. Среди них есть ряд видов, которые употребляются в пищу.
Значение земноводных
Земноводные уничтожают большое количество комаров, мошек и других насекомых, а также моллюсков, в том числе вредителей культурных растений и переносчиков заболеваний. Обыкновенная квакша питается в основном насекомыми: жуками-щелкунами, земляными блошками, гусеницами, муравьями; зеленая жаба - жуками, клопами, гусеницами, личинками мух, муравьями. В свою очередь земноводных поедают многие промысловые рыбы, утки, цапли, пушные звери (норка, хорь, выдра и др.).
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.
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.