Кровеносная система земноводных
Схема артериальной системы лягушки: 1 — наружная сонная артерия; 2 — внутренняя сонная артерия; 3 — общая сонная артерия; 4 — легочная артерия; 5 — артериальный конус; 6 — правое предсердие; 7 — левое предсердие; 8 — желудочек; 9 — легочная артерия; 10 — легкое; 11 — кожная артерия; 12 — печеночные артерии; 13 — желудочная артерия; 14 — кишечная артерии; 15 — спинная аорта; 16 — почечная артерия; 17 — почка; 18 — левый семенник (правый удален); 19 — подвздошная артерия
Венозная кровь от передних отделов тела собирается в парные передние полые вены, куда открываются также очень характерные для земноводных большие кожные вены, несущие артериальную кровь от кожи. Передние полые вены, как и непарная задняя полая вена, впадают в правое предсердие. В заднюю полую вену собирается кровь из задних отделов тела, Наконец, в левое предсердие впадает общая легочная вена, образующаяся при слиянии парных легочных вен.
Следовательно, в отличие от рыб, у земноводных возникает типичный для всех наземных позвоночных второй круг кровообращения. по которому кровь из сердца и по легочным артериям поступает в легкие и возвращается в него по легочной вене. При одном круге кровообращения у рыб в сердце попадает только венозная кровь, а у наземных позвоночных и венозная и артериальная. В связи с этим возникает разделение сердца на два отдела: правый — венозный и левый — артериальный.
У земноводных это разделение лишь частичное н выражается в существовании двух предсердии. Однако уже в правом предсердии кровь смешивается, так как верхние полые вены приносят в него не только венозную кровь, но и идущую по кожным венам артериальную. В желудочке к этой смешанной крови добавляется еще порция артериальной крови из левого предсердия.
Ряд особенностей в строении функции артериального конуса способствует частичному разделению артериального и венозного потоков крови. Полное разделение желудочка при таком кровообращении сделало бы бесцельным кожное дыхание, так как артериальная кровь из кожных вен поступала бы тогда только в легкие. Отсутствие перегородки в желудочке приобретает исключительно важную роль, если животное находится под водой и дышит только кожей.
Не менее существенное преобразование в кровеносной системе земноводных состоит в том, что в связи с исчезновением жаберного дыхания артерии жаберных дуг изменяются и приобретают новую функцию. Как показывает эмбриональное развитие земноводных, их легочные артерии формируются за счет артерий четвертой жаберной дуги, артерия третьей жаберной дуги у взрослых бесхвостых земноводных исчезает, из второй — развиваются дуги аорты, а из первой — сонные артерии.
Передние и задние кардинальные вены, свойственные рыбам, остаются еще у некоторых хвостатых земноводных, а у бесхвостых их целиком замеияют типичные для наземных позвоночных передняя и задняя полые вены.
Жизнь животных. В 7-ми т. / Гл. ред. В. Е. Соколов. Т. 5. Земноводные. Пресмыкающиеся / А. Г. Банников, И. С. Даревский, М. Н. Денисова и др.; Под ред. А. Г. Банникова. —2-е изд., перераб.—М.: Просвещение, 1985.—399с., ил., 32 л. ил.
Кровеносная система земноводных — особенности строения, из чего состоит, схема
Кровеносная и дыхательная системы земноводных представляют собой довольно интересный предмет для изучения с точки зрения палеонотологии и герпентологии. Земноводные – первый хордовый класс, который «вышел на сушу».
Во многом это обуславливается образованием второго круга кровообращения. Вследствие этого видоизменялось и остальное, включая, дыхательную систему.
Дыхательная система земноводных
Дыхательная система амфибий представляет собой довольно сложный комплекс. У земноводных есть легкие в виде мешочков с тонкими стенками и ячеистым строением. Однако амфибии прекрасно дышат и через кожу. В отличие от рыб, они больше не дышат через жабры.
Процесс дыхания начинается с вдоха, который осуществляется через поднятие и опусканием дна ротовой полости. Выдох происходит с помощью ротовой полости и ноздрей. Под водой дыхание происходит через кожу. Кислород в воде сначала попадает в жидкость, покрывающую животное, а после этого в кровь.
Кожный покров у жаб имеет покрытие из специальной слизи, выделяемой из желез, а сама кожа снабжена множеством капилляров. По этой причине кожа и участвует в газообмене.
В холодное время года, когда земноводные наименее активны, им приходится дышать именно кожей, но, когда теплеет, кожное дыхание снабжает только от 25% до 50% общей потребности в кислороде. В целом только эти два вида дыхания вместе смогут обеспечивать газообмен полностью, несмотря на разные функции.
Ротовое дыхание осуществляется благодаря наличию богатого капиллярами эпителия в ротовой полости. Вдох производится через ноздри, голосовая щель закрыта, а дно ротовой полости опускается.
Выдох происходит за счёт поднятия дна ротовой полости и сокращения каменисто-подъязычных мышц.
Легкие – полые органы. Поверхность легочных стенок довольно мала. Почти весь эпителий легких снабжен слизью и кровью. От каждого легкого отходит по бронху, которые потом объединяются в трахею, сообщающуюся с ротовой полостью.
Для того, чтобы обеспечивать легочное дыхание, у животного имеется потребность повторять сильные глотательные движения. Так делают, к примеру, жабы и лягушки.
Кровеносная система земноводных
Немногие ученики знают, сколько кругов кровообращения у земноводных. С появлением легких появился и новый легочный круг кровообращения, теперь кругов стало два.
Следующий немаловажный вопрос – сколько камер у сердца. У земноводных сердце трёхкамерное, состоит из двух предсердий и желудочка, а также из специальной пазухи.
В камерах с кровью происходит следующее: она перемешивается в желудочке; через правое предсердие проходит венозная от венозной пазухи и артериальная кровь из большого круга, а также от кожи. В желудочке эта кровь перемешивается, но более венозная через легочные артерии поступает к легким, более артериальная кровь – к голове, а смешанная расходится по всему телу.
Разделить кровь помогает довольно простой механизм в виде артериального конуса со спиральным клапаном: венозная кровь, выходящая из распределительной камеры, заполняет все ближайшие сосуды, то есть, легочные артерии.
Остальная кровь попадает в аорты и сонные артерии. Также предотвратить полное перемешивание помогают мускулистые выросты.
Посмотреть, как выглядит схема кровеносной системы, можно на картинке:
Круги кровообращения амфибий имеют и свои особенности:
У головастиков амфибий лишь один круг кровообращения. Он представляет собой одно предсердие, желудочек и артериальный конус, образующий жаберные артерии. Они, в свою очередь, распадаются на множество капилляров. Позднее у головастика одна из пар жаберных артерий станет сонной артерией, остальные две – спинной аортой, а четвертая сольется с двумя последними.
С развитием сосудов происходит и развитие сердца: у головастика в предсердии появится перегородка, которая разделит предсердие на правое и левое. Теперь жаберные артерии, да и сами жабры больше не нужны. Однако у видов хвостатых амфибий третья пара жаберных артерий всё-таки остается.
Кроме того, чем активнее животное, тем активнее и больше его сердце. В холодный период сердце уменьшается с изменением активности амфибии, а в теплое время сердце наоборот увеличивается.
Заключение
Новый виток эволюции, позволивший амфибиям выйти на сушу, выразился в оформлении новых морфологических структур в кровеносной и дыхательной системах.
Новая форма дыхания позволила дышать не только растворенным в воде воздухом, а кровеносная система смогла куда эффективнее производить газовый и вещественный обмен в организме. Однако амфибии хладнокровны и буквально зависят от воды, иначе они просто задохнутся.
Строение дыхательной и кровеносной системы земноводных вызывает и столько интереса по той причине, что оно преобразуется, и эти процессы видны, их можно проследить. С помощью этого наглядного примера люди и пытаются как-то узнать что-то новое о ходе эволюции.
Дыхательная и кровеносная система земноводных.
Дыхательная система земноводных представлена легкими и кожей, через которую они также способны дышать. Легкие – это парные полые мешки, имеющие ячеистую внутреннюю поверхность, которая усеяна капиллярами. Именно здесь и происходит газообмен. Механизм дыхания лягушек относится к нагнетательным и его нельзя назвать совершенным. Лягушка набирает воздух в ротоглоточную полость, что достигается путем опускания дна ротовой полости и открывания ноздрей. Потом дно ротовой полости поднимается, и ноздри снова закрываются клапанами, а воздух нагнетается в легкие.
Кровеносная система лягушки состоит из трехкамерного сердца (два предсердия и желудочек) и двух кругов кровообращения – малого (легочного) и большого (туловищного). Малый круг кровообращения у земноводных начинается в желудочке, проходит через сосуды легких и заканчивается в левом предсердии.
Большой круг кровообращения начинается тоже в желудочке, проходит по всем сосудам тела земноводного, возвращается в правое предсердие. Как и у млекопитающих, кровь насыщается в легких кислородом, а затем разносит его по всему телу. В левое предсердие попадает артериальная кровь из легких, а в правое – венозная кровь из остального тела. Также в правое предсердие попадает кровь, которая проходит под поверхностью кожи и насыщается там кислородом.
Несмотря на то, что в желудочек попадает и венозная, и артериальная кровь, она там не смешивается полностью благодаря наличию системы клапанов и карманов. Из-за этого артериальная кровь идет к мозгу, венозная – направляется к коже и в легкие, а смешанная – к остальным органам. Именно из-за наличия смешанной крови интенсивность жизненных процессов земноводных невысокая, а температура тела часто может меняться.
Кровеносная и дыхательная системы земноводных представляют собой довольно интересный предмет для изучения с точки зрения палеонотологии и герпентологии. Земноводные – первый хордовый класс, который «вышел на сушу».
Во многом это обуславливается образованием второго круга кровообращения. Вследствие этого видоизменялось и остальное, включая, дыхательную систему.
Дыхательная система земноводных
Дыхательная система амфибий представляет собой довольно сложный комплекс. У земноводных есть легкие в виде мешочков с тонкими стенками и ячеистым строением. Однако амфибии прекрасно дышат и через кожу. В отличие от рыб, они больше не дышат через жабры.
Процесс дыхания начинается с вдоха, который осуществляется через поднятие и опусканием дна ротовой полости. Выдох происходит с помощью ротовой полости и ноздрей. Под водой дыхание происходит через кожу. Кислород в воде сначала попадает в жидкость, покрывающую животное, а после этого в кровь.
Кожный покров у жаб имеет покрытие из специальной слизи, выделяемой из желез, а сама кожа снабжена множеством капилляров. По этой причине кожа и участвует в газообмене.
В холодное время года, когда земноводные наименее активны, им приходится дышать именно кожей, но, когда теплеет, кожное дыхание снабжает только от 25% до 50% общей потребности в кислороде. В целом только эти два вида дыхания вместе смогут обеспечивать газообмен полностью, несмотря на разные функции.
Ротовое дыхание осуществляется благодаря наличию богатого капиллярами эпителия в ротовой полости. Вдох производится через ноздри, голосовая щель закрыта, а дно ротовой полости опускается.
Выдох происходит за счёт поднятия дна ротовой полости и сокращения каменисто-подъязычных мышц.
Легкие – полые органы. Поверхность легочных стенок довольно мала. Почти весь эпителий легких снабжен слизью и кровью. От каждого легкого отходит по бронху, которые потом объединяются в трахею, сообщающуюся с ротовой полостью.
Для того, чтобы обеспечивать легочное дыхание, у животного имеется потребность повторять сильные глотательные движения. Так делают, к примеру, жабы и лягушки.
Кровеносная система земноводных
Немногие ученики знают, сколько кругов кровообращения у земноводных. С появлением легких появился и новый легочный круг кровообращения, теперь кругов стало два.
Следующий немаловажный вопрос – сколько камер у сердца. У земноводных сердце трёхкамерное, состоит из двух предсердий и желудочка, а также из специальной пазухи.
В камерах с кровью происходит следующее: она перемешивается в желудочке; через правое предсердие проходит венозная от венозной пазухи и артериальная кровь из большого круга, а также от кожи. В желудочке эта кровь перемешивается, но более венозная через легочные артерии поступает к легким, более артериальная кровь – к голове, а смешанная расходится по всему телу.
Разделить кровь помогает довольно простой механизм в виде артериального конуса со спиральным клапаном: венозная кровь, выходящая из распределительной камеры, заполняет все ближайшие сосуды, то есть, легочные артерии.
Остальная кровь попадает в аорты и сонные артерии. Также предотвратить полное перемешивание помогают мускулистые выросты.
Посмотреть, как выглядит схема кровеносной системы, можно на картинке:
Круги кровообращения амфибий имеют и свои особенности:
У головастиков амфибий лишь один круг кровообращения. Он представляет собой одно предсердие, желудочек и артериальный конус, образующий жаберные артерии. Они, в свою очередь, распадаются на множество капилляров. Позднее у головастика одна из пар жаберных артерий станет сонной артерией, остальные две – спинной аортой, а четвертая сольется с двумя последними.
С развитием сосудов происходит и развитие сердца: у головастика в предсердии появится перегородка, которая разделит предсердие на правое и левое. Теперь жаберные артерии, да и сами жабры больше не нужны. Однако у видов хвостатых амфибий третья пара жаберных артерий всё-таки остается.
Кроме того, чем активнее животное, тем активнее и больше его сердце. В холодный период сердце уменьшается с изменением активности амфибии, а в теплое время сердце наоборот увеличивается.
Заключение
Новый виток эволюции, позволивший амфибиям выйти на сушу, выразился в оформлении новых морфологических структур в кровеносной и дыхательной системах.
Новая форма дыхания позволила дышать не только растворенным в воде воздухом, а кровеносная система смогла куда эффективнее производить газовый и вещественный обмен в организме. Однако амфибии хладнокровны и буквально зависят от воды, иначе они просто задохнутся.
Строение дыхательной и кровеносной системы земноводных вызывает и столько интереса по той причине, что оно преобразуется, и эти процессы видны, их можно проследить. С помощью этого наглядного примера люди и пытаются как-то узнать что-то новое о ходе эволюции.
Класс земноводные
Для успешного изучения земноводных предлагаю начать с их классификации. Помните, что классификации это именно то, что раскладывает знания в голове «по полочкам», относитесь к ним с должным вниманием.
Давайте перечислим ароморфозы, которыми сопровождалось появление земноводных.
Ароморфозы земноводных
У ранее обсуждаемой нами рыбы латимерии (целаканта) плавники напоминали конечность пятипалого типа. У земноводных они преобразовываются в скелет передней и скелет задней конечностей, которые мы обсудим в данной статье подробно.
Мышцы дифференцируются (делятся) на мышечные пучки, становятся возможны более сложные и точные движения.
Легкие земноводных представлены в виде тонкостенных мешков, относительно небольшого объема.
Благодаря появлению шейного отдела становится возможным движение головой вверх-вниз, что было невозможным для рыб. Однако, подвижность головы значительно ограничена, и поворот головы из стороны в сторону невозможен.
Лягушка озерная
Покров двуслойный, состоит из эпидермиса и дермы. Эпидермис снабжен густой капиллярной сетью, благодаря которой у лягушки возможен газообмен через кожу. Кожа голая, содержит большое количество желез: она должна быть постоянно увлажнена для интенсивного газообмена.
Около 65% всего кислорода поступает через увлажненную кожу. Увлажнение кожи крайне важно, рекомендую запомнить следующий факт: при пересыхании кожи лягушки газообмен в ней прекращается, и лягушка погибает от недостатка кислорода (гипоксии).
Тело состоит из головы, туловища и двух пар конечностей. Передние конечности короче и слабее задних. Задние конечности служат для плавания, они удлинены и имеют плавательные перепонки между пальцами. Хорошо развита мышечная система: мышцы дифференцированы на отдельные пучки. В теле амфибий насчитывается до 350 мышц.
Скелет лягушки состоит из скелета головы, туловища, поясов конечностей и свободных конечностей. Скелеты поясов конечностей малоподвижны, в отличие от скелета свободной конечности, построенного по типу рычагов.
Имеются туловищный (7 позвонков) и хвостовой отделы позвоночника, доставшиеся земноводным еще от рыб. Однако появляются и новые отделы: крестцовый и шейный, оба содержащие по одному позвонку. Благодаря возникновению шейного отдела, у земноводных становится возможным поворот головы, что было невозможным для рыб.
Скелеты поясов конечностей служат опорой для конечностей. В состав плечевого (переднего) пояса входят: лопатки, ключицы, вороньи кости (коракоиды), хрящи. Ребер нет, вследствие чего грудная клетка отсутствует, передний пояс лежит свободно в толще мышц, грудина не соединена при помощи ребер с позвоночником.
Пояс задних конечностей (тазовый) образован: подвздошными и седалищными костями, лобковым хрящом.
Скелет передней свободной конечности состоит из: плечевой кости, предплечья (образовано сросшимися лучевой и локтевой костями) и кисти (состоящей из запястья, пястья и фаланг пальцев).
Скелет задней свободной конечности образован бедром, голенью (состоит из сросшихся малоберцовой и большеберцовой костей), стопы (включает предплюсну, плюсну и фаланги пальцев).
Короткий пищевод переходит в желудок, продолжающийся в тонкий кишечник, куда открываются протоки желчного пузыря, а также пищеварительных желез: печени и поджелудочной. Тонкая кишка переходит в толстую кишку, оканчивающуюся клоакой.
Легкие представленные тонкостенными мешками, стенка которых густо оплетена капиллярами, в которых происходит газообмен. Дыхательная поверхность легких невелика, они не способны полностью удовлетворить нуждам организма в кислороде, поэтому жизнь лягушки невозможна без кожного дыхания.
Воздух поступает в легкие и удаляется из них благодаря сокращениям мышц дна ротовой полости.
Осуществляется только при увлажненной коже, на поверхности которой растворяется кислород, после чего он проникает в капилляры кожи. Кожа помогает дышать лягушкам при погружении в воду: кислород поступает в кровь напрямую из воды.
При пересыхании кожи животное погибает, так как слабо развитые легкие не в состоянии обеспечить потребности организма в кислороде.
Также дыхание осуществляется эпителием, покрывающим ротовую полость, но это вносит незначительный вклад в процесс дыхания.
Изменения в кровеносной системе земноводных, по сравнению с рыбами, обусловлены заменой жаберного дыхания на легочное. Сердце имеет 3 камеры: 2 предсердия и 1 желудочек, сердце более крупное. Возникает второй (легочный) круг кровообращения.
Физиологически и анатомически сокращение сердца происходят таким образом, что более насыщенная кислородом артериальная кровь изгоняется из него в последнюю очередь и попадает в сонные артерии, идущие к головному мозгу. Таким образом, к головному мозгу направляется более насыщенная кислородом кровь, чем к остальным органам.
По мере образования в почке мочи, она поступает в мочеточники, ведущие в клоаку. Попавшая в клоаку моча стекает в мочевой пузырь, через стенки которого осуществляется всасывание воды. При сокращении стенок мочевого пузыря концентрированная моча выводится в клоаку, откуда выбрасывается во внешнюю среду.
Головной мозг земноводных отличается от мозга рыб полностью разделенным на два полушария и более развитым передним мозгом.
Мозжечок и средний мозг развиты гораздо слабее, так как земноводные малоподвижны и их движения относительно простые: они передвигаются по плоскости в «2D измерении». Перемещение рыб в таком случае можно обозначить как в «3D измерении». Это упрощенное, но вполне справедливое сравнение.
Свободные конечности земноводных позволяют им совершать более разнообразные движения в отличие от циклических поворотов плавников и тела у рыб.
Меняется форма хрусталика. Если у рыб он был шарообразный, то у земноводных его форма становится более выпуклой (как и форма роговицы). Хрусталик приобретает форму двояковыпуклой линзы. Амфибии видят дальше рыб.
Однако аккомодация, настройка глаза на наилучшее видение объекта, остается на том же уровне, что и у рыб: достигается только за счет перемещения хрусталика вперед и назад. Эти перемещения помогает совершать особая ресничная мышца, возникшая у земноводных.
Наземная среда меняет и характер передачи звуков: теперь он передается через колебания воздуха. Если рыбам в воде было достаточно внутреннего уха для улавливания колебаний воды, то земноводным этого мало. У них впервые возникает среднее ухо, которое снабжено барабанной перепонкой, чувствительной к колебаниям воздуха.
Лягушки раздельнополые животные, оплодотворение наружное. Размножение и начальные этапы развития земноводных происходят в воде, поэтому амфибий крайне редко можно встретить в засушливых местах, где водоемы отсутствуют.
Во время оплодотворения самец удерживает самку сзади и надавливает передними конечностями на ее брюшко, что приводит к выметыванию икры. Эта икра сразу же оплодотворяется семенной жидкостью самца.
Головастики
Значение земноводных
Земноводные, как и все живые организмы, являются звеном в цепи питания (консументами). Они уничтожают многих кровососущих насекомых, а также насекомых, которые наносят вред культурным растениям.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
