1. Загальна характеристика класу Рептилій, або Плазунів. Їх походження і значення

Клас Плазуни , або Рептилії , налічує близько 8 тис . видів (в Україні — \(21\) вид) . Це справжні наземні холоднокровні тварини, які на відміну від Земноводних не мають тісного зв’язку з водою . Більшість видів веде наземний спосіб життя, проте деякі з них живуть у прісних водоймах і морях (наприклад, вторинноводні тварини — крокодили, морські черепахи та змії). Розмноження і розвиток цих тварин пов’язані із суходолом.

Тіло плазунів розділене на відділи — голову, тулуб, хвіст і дві пари кінцівок. Кінцівки розташовуються з боків тулуба , внаслідок чого тіло, переміщаючись, торкається землі — «плазує», тому цей клас і отримав таку назву — плазуни.

• одна пара очей, захищених верхньою і нижньою шкірястою повіками та миготливою перетинкою;
• орган слуху — вухо захищене барабанною перетинкою;
• орган нюху відкривається назовні ніздрями.

Шкіра суха, не містить залоз . Шкірні покриви утворені ороговілим епідермісом (роговими лусочками, або щитками). Рогові лусочки оберігають тварину від випаровування вологи і зневоднення.

Ростуть плазуни під час періодичних линьок.

Перші рептилії з’явилися на планеті близько \(280\) мільйонів років тому.
Їх предками вважають стегоцефалів — древніх земноводних.

Розвиток і розквіт рептилій пов’язані зі зміною кліматичних умов: під час мезозойської ери він стає сухішим, зменшується кількість заболочених площ.
У нових умовах перевагу отримали ті земноводні, які не мали тісного зв’язку з водою. Від таких древніх земноводних і походять перші плазуни.

Нові особливості, що з’явилися у рептилій (у порівнянні з земноводними):

• суха шкіра, без залоз, вкрита роговими лусочками;
• виникнення часткової, а у крокодилів повної перегородки у шлуночку серця, що призвело до часткового розділення потоків венозної і артеріальної крові;
• виникнення губчастих легень з розвиненими дихальними шляхами;
• виникнення захисних оболонок навколо яйця;
• внутрішнє запліднення;
• прямий розвиток.

Важливими для життя на суші були і такі зміни, як збільшення переднього відділу головного мозку і поява у ньому первинної кори .

Розквіт плазунів настав \(225\) мільйонів років тому. Вони заселили усі середовища існування.

У воді плавали плезіозаври — «морські ящери» та іхтіозаври — «рибоящери».

У повітрі літали птерозаври — «літаючі ящери».

Серед наземних тварин царювали різноманітні динозаври — «жахливі ящери».

Найдавніші рептилії, які дожили до наших днів — крокодили і черепахи.

Одна з груп ящерів — « звірозубі ящери » — вважається перехідною формою між плазунами і ссавцями. Найвідомішим звірозубим ящером є іностранцевія .

• Знищують комах і гризунів, регулюючи їх чисельність;
• вживаються у їжу людиною;
• шкіра і панцири використовуються для виготовлення різних виробів;
• отрута змій використовується у фармакології.

§ 28. РЕПТИЛІЇ, ЇХНІ ОСОБЛИВОСТІ

Пригадайте! Що таке шкіра, яйце та легені?

Іл. 113. М. Ешер, «Рептилії»

Маріуц Ешер (1898-1972) – нідерландський художник-графік, відомий своїми роботами, у яких майстерно досліджував поняття мозаїки, нескінченності та симетрії. На одній із його відомих літографій зображені тваринки, що рухаються по колу й переходять з об’ємного зображення в площинне. Чому ця картина отримала назву «Рептилії», а не «Амфібії» чи «Латимерії»?

Які тварини належать до рептилій?

РЕПТИЛІЇ (лат «рептиліс» – повзаючий) або плазуни – це хордові хребетні холоднокровні тварини, пристосовані до наземного способу життя. Існує майже 8 000 (в Україні – 21) видів рептилій, серед яких вирізняються ящірки, змії, черепахи, крокодили. Походження плазунів пов’язане з низкою прогресивних ознак, якими є: 1) поява яйцевих оболонок; 2) поява грудної клітки; 3) розвиток п’ятипалих кінцівок, 4) розвиток на поверхні тіла рогових лусок; 5) поява кори півкуль великого мозку.

Розмноження рептилій за допомогою яєць із захисними оболонками звільнило їх від необхідності повертатися у воду – вони стали справжніми наземними тваринами. Зроговіння шкіри і втрата шкірою дихальної функції зробили рептилій незалежними від вологості середовища існування. Ороговіла шкіра допомогла рептиліям освоїти ґрунти й морську воду – місця проживання, що були недоступними для амфібій. Окрім того, ускладнення будови легень й розвиток кінцівок збільшили рухливість рептилій. Усе це сприяло тому, що місця існування рептилій є різноманітнішими, аніж у амфібій та риб. Плазуни пристосовані до життя в різних умовах на всіх материках, крім Антарктиди. За Полярним колом зустрічалися лише два види – гадюка звичайна і ящірка живородна.

Іл. 114. 1 – ящірка прудка – типова наземна рептилія; 2 – морська зелена, або супова, черепаха

Плазуни, розселившись у всі кліматичні області земної кулі, за винятком приполярних областей, дали велику різноманітність життєвих форм. Серед рептилій є наземні, водні, підземні, деревні форми. Більшість видів рептилій веде наземний спосіб життя. Це сухопутні черепахи, змії, ящірки. Деякі з рептилій за час історичного розвитку перейшли до існування в прісних водоймах і навіть у морях. Це вторинноводні тварини, такі як: крокодили, морські черепахи та морські змії. Є рептилії, які ведуть підземний спосіб життя (австралійські змієящірки). Типовими деревними формами є хамелеони. Їхні кінцівки з двома пальцями й чіпкий хвіст допомагають пересуватися по гілках. Цікавими представниками цієї групи є зеленокровні сцинки – єдина група хребетних, у яких кров має зелений колір через високий вміст жовчного пігменту білівердину. Серед рептилій зустрічаються навіть літаючі форми. Так, у літаючих драконів, літаючої синьохвостої ящірки, райської деревної змії є пристосування для планерування з дерева на дерево.

Отже, рептилії – це перші справжні наземні хребетні тварини, які живуть у багатьох місцях існування та мають різні життєві форми.

Які особливості будови рептилій?

Тіло плазунів складається з голови, тулуба й хвоста. На відміну від амфібій, вони мають шию, яка збільшує рухливість голови. На голові розташовані органи чуття. Найбільш розвиненими є очі, які прикриті трьома повіками, мають слізні залози й розрізняють кольори. Ніздрі ведуть у збільшений нюховий відділ, тому нюх у рептилій розвинений краще, аніж у амфібій. Органом дотику й сприйняття запахів є язик (3) – найважливіший орган чуття для змій. У багатьох рептилій у ротовій порожнині є отруйний апарат, що має отруйні зуби (2) та отруйну залозу (1). Кінцівки розташовані по боках тулуба, унаслідок чого тіло, переміщаючись, торкається землі. Ось чому назва цієї групи рептилії походить від латинського слова «reptilios» – «ті, що повзають». У багатьох видів (безногі ящірки, гадюки, вужі) кінцівок немає або вони малі й не помітні. Хвіст також є важливою частиною тіла рептилій. У крокодилів, морських змій він використовується для плавання, у хамелеонів, сцинків допомагає лазити по деревах, а для пустельних ящірок є місцем запасання жирів.

Іл. 115. Голова змії

Шкіра рептилій суха, майже не має залоз. Вона вкрита роговими лусками, щитками або пластинками – похідними покривного епітелію. Такі покриви захищають тварин від ушкоджень та втрат вологи, що дуже важливо для існування в посушливих умовах. Щільний покрив заважає росту плазунів, тому супроводжується періодичним линянням, що може відбуватися декілька разів на рік. У шкірі рептилій часто знаходяться спеціальні клітини з пігментами – хроматофори, завдяки яким плазуни (наприклад, хамелеони) здатні змінювати забарвлення свого тіла.

Отже, зовнішня будова рептилій має певні особливості, що пов’язані з особливостями пристосування до життя на суходолі.

Які особливості способу життя рептилій?

Важливою особливістю рептилій є перехід повністю на легеневе дихання. У зв’язку з цим у них є грудна клітка, яка здійснює швидкий газообмін. Органи й тканини рептилій добре постачаються киснем завдяки наявності малого і великого кіл кровообігу та трикамерного серця з неповною перегородкою між шлуночками. Але все ж таки кров у них змішується, і тому рептилії є холоднокровними. А це означає, що обмін речовин у них залежить від температури середовища. У тих районах Землі, де теплі сезони змінюються холодними, рептилії здатні впадати в заціпеніння. При цьому обмін речовин різко сповільнюється, а резерви організму використовуються повільно й економно.

Відомо, що на суші рухатися важче, ніж у воді через більший вплив сили тяжіння. Тому в рептилій міцний скелет і розвинені м’язи. Крім того, у них рухливіше з’єднання черепа з хребтом, у якому п’ять відділів: шийний, грудний, поперековий, крижовий та хвостовий. Це забезпечує повороти голови у всі сторони, створює можливість міцнішого приєднання кінцівок до осьового скелета, що полегшує полювання та захист від ворогів. Ускладнення організму та збільшення його рухливості спричинило формування в рептилій складнішої нервової системи, ніж у амфібій. У них з’являється кора великих півкуль головного мозку (відповідає за набуту поведінку) й добре розвинений мозочок (координує рухи тварини).

Життя на суходолі вплинуло й на розмноження та розвиток. Самі органи розмноження – яєчники й сім’яники – у плазунів істотно не відрізняються від таких же у земноводних. Зміни в яєчниках пов’язані тільки з великими розмірами яєць, які суттєво відрізняються від ікри амфібій. Будова яйця рептилій є важливою особливістю для їхнього існування на суходолі. У яйці є яйцеві оболонки – жовткова, білкова та пергаментна (ящірки, змії) або вапнякова (черепахи, крокодили). Жовткова оболонка містить запас поживних речовин для розвитку зародка, білкова оболонка є джерелом води, а зовнішня оболонка захищає від висихання й несприятливих впливів. Таким чином, завдяки збільшенню запасів поживних речовин у яйці, появі зародкових і яйцевих оболонок став можливим розвиток рептилій поза водним середовищем і без личинкової стадії. Тому розвиток рептилій прямий, і навіть у тих видів, які мешкають у воді.

Іл. 116. Яйце черепахи

Отже, найважливішими біологічними особливостями рептилій, пов’язаних з їх пристосуванням до життя на суходолі, є перехід на легеневе дихання, збільшення рухливості тіла та розмноження за допомогою яєць, що мають оболонки.

Навчаємося пізнавати

Визначте особливості зовнішньої будови рептилій, що пов’язані з їх пристосуванням до наземного середовища.

1. Розгляньте зовнішній вигляд ящірки. Визначте форму та відділи тіла. Яке значення для ящірки має така зовнішня будова тіла?

2. Розгляньте кінцівки ящірки. Яку будову й розташування мають кінцівки?

3. Дослідіть органи чуття ящірки. Які особливості органів чуття в рептилій?

4. Зверніть увагу на шкіру ящірки. Які особливості та значення шкіри для рептилій?

5. Визначте назви позначених на малюнку основних елементів зовнішньої будови ящірки.

6. Сформулюйте висновок, у якому обґрунтуйте особливості зовнішньої будови рептилій, що пов’язані з їх пристосуванням до наземного середовища.

Біологія + Фізика

Іл. 117. Гримуча змія

Цікавий орган чуття виявлений у ямкоголових, або гримучих змій, поширених переважно на території США й Мексики. У них перед очима є заглиблення з дуже чутливими терморецепторами, що сприймають зміни температури й визначають джерело тепла. Розмір цього органу – всього декілька міліметрів, проте він дуже важливий для життя змій. Крім ямкоголових змій, ці органи чуття знайдено в пітонів і удавів на губах, в африканської та перської гадюк над ніздрями. Що ж таке термолокація і яке значення вона має для змій?

Запитання для самоконтролю

1. Хто такі рептилії? 2. Наведіть приклади рептилій. 3. Назвіть основні життєві форми рептилій. 4. Які відділи тіла рептилій? 5. Як дихають рептилії? 6. Як розмножуються рептилії?

7. Яких тварин відносять до рептилій? 8. Які особливості будови рептилій? 8. Які особливості способу життя рептилій?

10. Які особливості зовнішньої будови рептилій у зв’язку з їх пристосуванням до життя на суходолі?

12.16: Будова і функції рептилій

Ймовірно, це стосується їжі та землі. Жити близько до води обмежує ресурси, доступні виду. Наявність здатності жити далеко від води дозволило плазунам шукати додаткову їжу.

Будова і функції у рептилій

Плазуни – це клас чотириногих хребетних, які виробляють навколоплідні яйцеклітини. До них відносяться крокодили, алігатори, ящірки, змії, черепахи. Клас рептилій – один з найбільших класів хребетних. До його складу входять всі амніоти, крім птахів і ссавців. Плазуни мають кілька пристосувань для проживання на суходолі, яких не вистачає земноводним. Наприклад, як показано на малюнку нижче, шкіра більшості плазунів покрита лусочками. Луски, які виготовлені з дуже жорсткого кератину, захищають рептилій від травм і не дають їм втратити воду. Крокодиляча луска. Ці крокодили покриті жорсткими, водонепроникними лусочками.

Дихання рептилій

Луски плазунів заважають їм поглинати кисень через шкіру, як це можуть земноводні. Замість цього рептилії дихають повітрям тільки через легені. Однак їх легені більш ефективні, ніж легені земноводних, з більшою площею поверхні для газообміну. Це ще одна важлива адаптація рептилій для життя на суші. Плазуни мають різні способи переміщення повітря в легені і з них. Ящірки і змії використовують для цієї мети м’язи грудної стінки. Це ті ж м’язи, які використовуються для бігу, тому ящіркам доводиться затримувати дихання, коли вони бігають. Крокодили і алігатори мають великий аркуш м’язів нижче легенів, званий діафрагмою, яка контролює їх дихання. Це структура, яка також зустрічається у ссавців.

Ектотермія у рептилій

Як і земноводні, плазуни – ектотерми з повільною швидкістю обміну речовин. Їх метаболізм не генерує достатньо енергії, щоб підтримувати стабільну температуру тіла. Натомість рептилії регулюють температуру тіла своєю поведінкою. Наприклад, крокодил на малюнку нижче вбирає тепло з навколишнього середовища, гріючись на сонці. Через свою ектотермію плазуни можуть обійти лише одну десяту їжі, необхідної ендотермам, таким як ссавці. Деякі види плазунів можуть проходити кілька тижнів між прийомами їжі. Теплопередача ектотермічній рептилії. Цей крокодил зігрівається навколишнім середовищем трьома способами. Тепло випромінюється безпосередньо від сонця до спини тварини. Тепло також ведеться тварині з порід, на яких воно спирається. Крім того, конвекційні потоки несуть тепле повітря з навколишніх порід до тіла тварини.

Інші структури рептилій

Як і земноводні, більшість рептилій мають серце з трьома камерами, хоча у крокодилів і алігаторів чотирикамерне серце, як у птахів і ссавців. Мозок рептилії також за розмірами схожий з мозком земноводних з урахуванням загальних розмірів тіла. Однак частини мозку рептилій, які контролюють органи чуття та вивчену поведінку, більші, ніж у земноводних. Більшість рептилій мають хороший зір і гострий нюх. Змії пахнуть запахи в повітрі, використовуючи свій роздвоєний язик (див. Малюнок нижче). Це допомагає їм знаходити здобич. Деякі змії мають теплочутливі органи на голові, які допомагають їм знайти ендотермічну здобич, наприклад, дрібні ссавці та птахи. Змія «пахне» повітрям. Змія штовхає язиком всередину і назовні, щоб захопити молекули аромату в повітрі.

Резюме

• Рептилії відносяться до класу ектотермічних, чотириногих хребетних.
• Рептилії мають кілька пристосувань для життя на сухій землі, такі як жорсткі кератинові луски та ефективні легені для дихання повітрям.
• Плазуни мають трикамерне серце і відносно добре розвинений мозок.

Рецензія

1. Опишіть луску рептилій і функції, які вони виконують.
2. Що таке діафрагма? Що він робить?
3. Опишіть два почуття, які змії можуть використовувати для пошуку здобичі.
4. Прикиньте, що ви такий рептилія, як ящірка. Поясніть, як ви можете залишатися теплими в холодний день.