С помощью чего дышит лягушка

Как дышит лягушка на суше и в воде?

Стоит отметить, что лягушки совершенно не имеют жабр, и они не могут вдыхать под водой. А научные эксперименты свидетельствуют о том, что они длительное время могут пребывать без кислорода.

Данная статья представляет информацию об этом удивительном представителе класса земноводных. Здесь даны сведения о его внешнем и внутреннем строении, о том, как дышит лягушка под водой и на суше.

Общая информация о земноводных

Земноводные (амфибии) – класс четвероногих позвоночных животных, включающий в свой состав саламандр, лягушек, тритонов, червяг и пр. (всего более 7700 видов). Класс этот сравнительно немногочисленный. На территории России насчитывается всего 28 видов земноводных, а на Мадагаскаре – примерно 247.

Эта группа принадлежит к самым примитивным наземным позвоночным и занимает место между водными и наземными позвоночными животными. В чем же их особенность? Размножение и развитие у многих видов происходит в среде водной, а обитают взрослые особи на суше.

Лягушка – типичный представитель земноводных, поэтому на ее примере можно рассмотреть характеристики всего класса. Чем лягушка дышит на суше, а чем на воде?

Анатомия и физиология этого животного универсальна, так как и прошло оно самый протяженный в истории всей жизни опыт постоянной борьбы за выживание на суше. Это привело к уникальной приспособленности лягушки к жизни, как на воде, так и на суше. Как и многие предыдущие века, жизнь ее начинается в воде – с маленькой икринки, отложенной в водоеме, развивается личинка-головастик. На тот момент он практически не отличается от мальков рыб. Серия превращений состоит из многочисленных переходных стадий (несколько десятков), помогающих лягушке приспособиться к обитанию на суше – происходит метаморфоза (головастик из «рыбы» превращается в наземное животное).

Всем известно, что не жабрами дышит лягушка, потому что их у нее нет. Чтобы узнать о том, как она дышит, следует подробнее ознакомиться с ее строением.

Разновидности лягушек

Отряд земноводных бесхвостых многочисленный – более 2000 видов. Учеными отряд поделен на семейства:

Жабы от лягушек отличаются отсутствием бугристой кожи и зубов, а квакши на пальцах имеют присасывающиеся диски, благодаря которым они быстро и легко залезают на деревья по гладким листьям и стволам.

Кратко описание лягушек, особенности строения

Лягушка обитает в водоемах и на их прибрежных территориях. Внешнее строение у нее довольно простое – широкая плоская голова, постепенно переходящая в короткое туловище, удлиненные задние конечности с 5 пальцами, короткие передние лапы с 4 пальцами и редуцированный хвост.

Поверхность тела покрыта гладкой эластичной и совершенно голой кожей с многоклеточными железами, которые выделяют своеобразную слизь, помогающую сохранять воду, тем самым способствуя газообмену. Также эта жидкость предохраняет тело от самых различных вредных микроорганизмов. Кожа играет немаловажную роль для лягушки – она впитывает воду именно через нее. Поэтому большую часть времени она обитает в сыром месте или в воде.

И скелет лягушки имеет свои особенности. Состоит он из позвоночника, черепа, скелета конечностей и поясов. Скелетное строение лягушки уникально благодаря характерным особенностям формирования конечностей – соединяются они с позвоночником поясами.

Органы дыхания лягушки

Прежде чем узнать, как дышит лягушка, следует выяснить, что представляют собой ее органы дыхания. У взрослой лягушки – это легкие и в достаточно большой степени кожа. К последней подходят крупные кровеносные сосуды. Для некоторых земноводных дыхание через кожу – единственный способ для взрослых животных.

Подобное дыхание может дополняться ротоглоточным (практически у всех хвостатых и большинства бесхвостых земноводных). Газообмен в таких случаях происходит через слизистую оболочку глоточной и ротовой полостей, которые снабжены густой сетью капилляров.

А что представляют собой легкие земноводных? Это простые мешки (парные), имеющие с внутренней поверхности ячеистые, тонкие стенки. Общая дыхательная поверхность легких относится к поверхности кожи в соотношении 2:3, тогда как у млекопитающих она в 50-100 раз больше, чем поверхность кожи.

У бесхвостых земноводных дыхательные пути развиты очень слабо. Представлены они лишь гортанно-трахейной короткой камерой, переходящей в полость легких. Щель гортанную окружают черпаловидные хрящи с натянутыми на них голосовыми связками (представлены они складками слизистой оболочки). Они могут натягиваться при вдыхании воздуха, а при выдыхании приводятся в колебательные движения, благодаря которым и издается звук.

Механизм легочного дыхания

Как дышит лягушка? В чем особенности ее дыхания? В связи с тем, что у земноводных отсутствует грудная клетка, механизм дыхания легкими у них отличается от других позвоночных. Он у них нагнетательного типа, а не всасывательного.

Сначала животное набирает воздух в полость рта. Для этого оно открывает ноздри, а ротовое дно опускает. Затем лягушка закрывает ноздри клапанами, гортанную щель открывает, а ротовое дно поднимает под воздействием мускулатуры, благодаря чему воздух проталкивается в легкие.

Удаляется из легких воздух благодаря воздействию брюшной мускулатуры.

Как дышит лягушка в воде?

У лягушек достаточно большие легкие. При нырянии в воду, воздух из наполненных им легких постепенно впитывается в кровеносные артерии, что позволяет животным продолжительное время находиться под водой.

Кроме того, как отмечалось выше, лягушки, как и прочие амфибии, способны дышать через свою кожу. Благодаря ей происходит обмен газов (кислород поглощается, выделяется углекислый газ и вода). Благодаря фотосинтезу (поглощение растениями углекислого газа и последующее превращение его в энергию и кислород) происходит обогащение воды важным для всех живых существ кислородом, в том числе и для лягушек.

Чем дышат взрослые лягушки, понятно. А как дышат их личинки? Известно, что рыбы дышат жабрами (пропускают через них воду). Именно так же это происходит и с личинками лягушек, имеющих жабры. Но жабры их зарастают по мере взросления, и дышать они начинают легкими.

Зависимость содержания кислорода в воде от ее температуры

Как дышит лягушка, если вода в пруду очень холодная? Чем ниже температура, тем больше в воде кислорода. В воду он попадает посредством растворения на поверхности воды или же, как отмечалось выше, в процессе фотосинтеза растений, растущих в водоеме.

Таким образом, больше растворенного кислорода именно в холодной воде.

Чем дышит лягушка под водой зимой? Земноводные при наступлении холодов впадают в состояние анабиоза (все процессы жизненные замедляются), поэтому для них кожное дыхание становится вполне достаточным. Эта уникальная способность очень важна для лягушек, так как они всю зиму проводят на дне ручьев и водоемов, зарывшись в ил.

В заключение

Такое количество способов дыхания характерно лишь для земноводных, что делает их уникальными существами, хорошо приспособленными к выживанию в окружающей среде.

Источник

Зелёная лягушка

Общая характеристика

Продолжительность жизни — 5 (18) лет (лягушка-бык до 16 лет; жаба до 36 лет).

Среда обитания — болото, влажные леса, луга, в воде.

Поведение — в сухую погоду прячутся, в пасмурную — охотятся.

Питаются — насекомыми (жуками); пауками, наземными брюхоногими моллюсками, мальками рыб.

Активность в тёплое время суток (года).

Происхождение Земноводных

Внешнее строение

Лягушка живёт в водоёмах или на их берегу. Её плоская широкая голова плавно переходит в короткое туловище с редуцированным хвостом. Слизь, выделяемая кожными железами, не только обеспечивает участие кожи в газообмене, но и защищает её от микроорганизмов.

Скелет состоит из позвоночника, черепа и скелета конечностей.

Внутреннее строение

Взрослые земноводные — хищники, питаются различными насекомыми и другими беспозвоночными животными, некоторые водные амфибии ловят мелких позвоночных.

Пищеварительная система

Пищеварительная система начинается большой ротоглоточной полостью, не дне которой передним концом прикреплён язык. При ловле добычи язык выбрасывается изо рта, и жертва прилипает к нему. В ротоглоточную полость открываются потоки слюнных желёз. Их секрет увлажняет полость и пищу, облегчает проглатывание добычи. На верхней челюсти находятся мелкие конические зубы, которые служат лишь для удержания добычи. 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 двенадцатипёрстную кишку, в которую впадает желчный проток печени. В желчный проток изливается и секрет поджелудочной железы. Двенадцатипёрстная кишка незаметно переходит в тонкую кишку, где происходит всасывание питательных веществ. Непереваренные остатки пищи попадают в широкую прямую кишку и через клоаку выводятся наружу.

Дыхательная система

Лягушка дышит лёгкими и через кожу. На стенках парных мешковидных лёгких имеется разветвлённая сеть кровеносных сосудов. Когда лягушка открывает ноздри и опускает дно ротоглоточной полости, в последнюю поступает воздух.

Потом ноздри закрываются клапанами, дно ротоглоточной полости поднимается, и воздух проходит в лёгкие. Выдох происходит благодаря действию брюшных мышц и спаданию легочных стенок.

Кровеносная система

Сердце взрослых земноводных трёхкамерное — два предсердия и один желудочек. 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 лёгких. Оба предсердия сокращаются одновременно и кровь из них поступает в желудочек. Благодаря продольному клапану в артериальном конусе венозная кровь поступает в лёгкие и кожу, смешанная — во все органы и части тела, кроме головы, артериальная — к головному мозгу и другим органам головы.

У земноводных два круга кровообращения, но они полностью не разобщены благодаря единственному желудочку. В большом круге кровь от желудочка течёт во все органы, а из них по венам возвращается в правое предсердие. В малом круге кровь течёт от желудочка к лёгким и коже, а из них, обогащённая кислородом, возвращается в левое предсердие.

Выделительная система

Выделительная система представлена двумя почками, расположенными по бокам крестцового позвонка. 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. После наполнения мочевого пузыря мышцы его стенок сокращаются, моча выводится в клоаку и выбрасывается наружу.

Нервная система

Головной мозг имеет те же отделы, что и у рыб. Более развит передний мозг, разделившийся на два полушария.

Мозжечок мал, что объясняется малоподвижным образом жизни и однообразием движений.

На глазах у взрослых земноводных развиты подвижные веки (верхние и нижние) и мигательная перепонка, они защищают роговицу от высыхания и загрязнения.

Обмен веществ

Органы чувств

Органы чувств сложнее, чем у рыб; они обеспечивают ориентировку земноводных в воде и на суше. У 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 обоняния представлены парными обонятельными мешками, которые открываются наружу парными наружными ноздрями, а в ротоглоточную полость — внутренними ноздрями. Часть стенок обонятельных мешков выстланы обонятельным эпителием. Органы обоняния работают только в воздушной среде, в воде наружные ноздри закрыты. Органы обоняния у земноводных и высших хордовых входят в состав дыхательных путей.

Роговица глаза выпуклая, хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы. В сетчатке есть палочки и колбочки. У многих земноводных развито цветное зрение.

В органах слуха кроме внутреннего уха развито среднее ухо. В нём находится аппарат, усиливающий звуковые колебания. Наружное отверстие полости среднего уха затянуто упругой барабанной перепонкой. В полости находится слуховая косточка. Полость среднего уха соединена узким каналом с ротовой полостью.

Размножение

Яичники и семенники земноводных и рыб сходны. Наружное оплодотворение происходит в воде. Половые железы парные. Парные яйцеводы впадают в клоаку, семявыносящие канальцы — в мочеточники. Лягушки размножаются весной на третьем году жизни.

Самец закрепляется на спине у самки, плотно обхватив её передними лапами. Утолщения на внутренних пальцах помогают сцепить лапки так, чтобы не упустить самку в течение нескольких дней. За это время самка выделяет до 3 000 икринок, а самец немедленно поливает их молоками. В результате оплодотворяются почти все икринки, и никому из земноводных не приходится метать их миллионами, как это часто бывает у рыб, поэтому икринки могут быть крупнее, а значит, в каждой — больше запасов.

Икринки покрыты слизистой оболочкой, которая в воде сильно разбухает. Оболочки, как линзы, собирают лучи солнца и на несколько градусов нагревают икру, ускоряя её развитие.

Развитие

Оплодотворённая икра развивается в течение 7-15 дней. Верхняя, тёмная часть икринки постепенно превращается в голову и хвост зародыша, а нижняя светлая — в брюшко. В нём находится желточный мешок с питательными веществами, который постепенно уменьшается. Через 8-15 дней из оболочки икринки выходит личинка — головастик.

Головастик сильно отличается строением от взрослых животных. Он похож на рыбку не только внешне, но и по внутреннему строению. Для движения служит хвостовой плавник, для дыхания — ветвистые наружные жабры. Роговыми скребками вокруг рта головастик добывает растительную пищу. Боковая линия помогает ориентироваться.

Вскоре наружные жабры исчезают, их заменяют жаберные щели с лепестками, прикрытые кожной складкой. На этой стадии у головастика двухкамерное сердце и один круг кровообращения. Кислород поступает в кровь из жабр по трём передним дугам жаберных артерий, а также по кожной вене — с обширной поверхности хвоста. Основной продукт выделения как у рыб — аммиак.

Сравнение строения личинок и взрослых лягушек

Через несколько недель начинается метаморфоз — превращение водной личинки в лягушонка, приспособленного к жизни на суше. Жабры зарастают, боковая линия исчезает, хвост постепенно укорачивается. Появляются конечности, из выпячиваний кишки формируются лёгкие, из четвёртой (задней) жаберной артерии — лёгочной круг кровообращения. и так далее, в соответствии с основными этапами эволюции земноводных. Отслужившие органы не «отваливаются» и не пропадают зря. Они разбираются на молекулы и уносятся кровью туда, где могут быть использованы для «строительства» новых органов. Через два-три месяца головастик превращается в лягушку.

Источник

В бытовом представлении амфибии холодные и бесчувственные существа, но на самом деле это совсем не так.

Класс земноводные или амфибии

Амфибии — немногочисленная группа позвоночных животных, занимающая промежуточное положение между рыбами и настоящими наземными хордовыми. Подавляющее большинство амфибий обитает, в зависимости от стадий жизненного цикла, то в воде, то на суше, поэтому земноводных относят к полуводным, полуназемным хордовым животным. Этот класс наземных животных сохранил очень тесную связь с водной средой.

О приспособленности к сухопутному образу жизни свидетельствуют парные пятипалые конечности, характерные для наземных животных. Конечности их состоят из трех отделов (передняя конечность — из плеча, предплечья и кости, задняя — имеет бедро, голень, стопу). Кисть и стопа заканчиваются пальцами. Дышат легкими и влажной кожей. Имеют два круга кровообращения и трехкамерное сердце.

Размножаются и развиваются в воде. Личинка снабжена жабрами.

У взрослых амфибий сохраняется ряд черт, унаследованных ими от своих рыбообразных предков.

Этим объясняется богатство фауны амфибий в теплых и влажных районах земного шара.

О происхождении земноводных от рыб свидетельствует и способ размножения.

Амфибии откладывают яйца, бедные питательными веществами и незащищенные от воздействия внешней среды, вследствие чего икринки могут развиваться только в воде. Так же, как и рыбам, амфибиям свойственно наружное оплодотворение яиц. Еще большее сходство с рыбами обнаруживается у личинок амфибий — головастиков.

Органами дыхания у них служат жабры, вначале наружные, затем — внутренние; сердце личинок двухкамерное и один круг кровообращения.

На теле сохраняется орган боковой линии, орган передвижения — хвост, окруженный плавательной перепонкой.

Лягушка прудовая

Взрослые амфибии, типичным представителем которых является лягушка прудовая, имеет короткое и широкое тело.

Шея не выражена. Над ртом расположены ноздри, несколько сзади — глаза, имеющие веки, защищающие глаза от пересыхания (приспособление к жизни на суше). Позади глаз расположены органы слуха, состоящие из среднего, закрытого барабанной перепонкой, и внутреннего уха. Туловище опирается на две пары конечностей. Наиболее развиты задние. С их помощью лягушка передвигается прыжками по суше и хорошо плавает. Этому способствует еще наличие между пальцами плавательной перепонки.

Внешнее строение лягушки

Скелет лягушки

Скелет лягушки состоит из маленькой мозговой коробки (свидетельство слабого развития мозга) и короткого позвоночника.

Скелеты конечностей состоят из трех отделов, которые подвижны благодаря соединению с помощью суставов. Передняя конечность прикрепляется к плечевому поясу, состоящему из грудных, двух вороньих костей, ключиц и двух лопаток. Задние конечности связаны с позвоночником с помощью тазового пояса, образованного сросшимися тазовыми костями. Мышцы у лягушки особо развиты в области поясов и особенно свободных конечностей.

Пищеварительная система лягушки

Пищеварительная система лягушки очень сходна с таковой у рыб, только у земноводных задняя кишка открывается не наружу, а в особое ее расширение — клоаку.

В клоаку открываются мочеточники и выводные протоки органов размножения. Добычу лягушка ловит с помощью липкого языка, который прикрепляется во рту передним концом. Захваченную пищу (насекомых) лягушка обычно заглатывает целиком

Органы дыхания лягушки

Органы дыхания лягушки — легкие и влажная кожа. Через ноздри воздух попадает в ротовую полость, а оттуда — в легкие.

Выдох происходит в результате сокращений мускулатуры брюшной стороны лягушки. Покрытая слизью кожа с хорошо развитой системой капилляров способствует кожному дыханию.

Кровеносная система лягушки

Кровеносная система лягушки имеет более сложное строение.

Появление двух кругов кровообращения привело к усложнению строения сердца. Оно состоит из трех камер: желудочка и двух предсердий. Правое предсердие содержит только насыщенную углекислым газом венозную кровь, а левое — только артериальную, в желудочке кровь смешивается.

Артериальной, насыщенной кислородом кровью снабжается головной мозг лягушки, а все тело получает смешанную кровь. По большому кругу кровообращения кровь из желудочка направляется по артериям во все органы и ткани, а из них по венам оттекает в правое предсердие. По малому кругу кровообращения кровь из желудочка поступает в легкие и кожу, а из легких возвращается в левое предсердие.

Органы выделения лягушки

Органы выделения лягушки — почки, мочеточники, мочевой пузырь.

В почках образуется моча, поступающая по мочеточникам в клоаку, а из нее — в мочевой пузырь. По мере его наполнения моча через клоаку удаляется наружу.

Нервная система лягушки

Центральная нервная система земноводных состоит из тех же отделов, что и у рыб, но передний мозг развит сильнее, в нем можно различить большие полушария.

Мозжечок развит слабее, чем у рыб, что обусловлено более простыми и однообразными движениями земноводных.

Размножение и развитие лягушки

После пробуждения от зимней спячки лягушки покидают глубокие водоемы, переселяясь в хорошо прогреваемые солнцем мелкие пруды, канавы, лужи и разливы талых вод. Здесь самки выметывают икру, очень похожую па икру рыб, и самцы поливают ее семенной жидкостью. Сперматозоиды проникают в икринки и оплодотворяют их. Оболочки икринок в воде сильно разбухают, делаются прозрачными, склеиваются друг с другом, образуя комки, и выплывают на поверхность или прикрепляются к подводным предметам. После оплодотворения личинки начинают быстро развиваться, в результате в икринке образуется многоклеточный зародыш. Через 12-25 дней из икринки появляется личинка — головастик.

Головастик вначале имеет хвостик и напоминает малька рыб. Хвост его окружен тонкой плавательной перепонкой. Дышит головастик тремя парами перистых жабр, находящихся по бокам головы. В коже у него имеются органы боковой линии. Рот и конечности сначала отсутствуют. Через некоторое время начинает прорезываться рот с двумя роговыми пластинами и зубчиками на губах, которыми головастик соскабливает растения, служащие ему пищей. Затем наружные жабры исчезают и развиваются внутренние.

На этой стадии развития головастик особенно похож па рыбу. В это время у него развита хорда, двухкамерное сердце и один круг кровообращения. В дальнейшем развитии появляются легкие, трехкамерное сердце, два круга кровообращения. Далее появляются задние и передние конечности. Сначала утончается, а затем укорачивается, далее совсем исчезает хвост, и головастик превращается в маленького лягушонка. Этот процесс длится 3-4 месяца, и называют метаморфозом.

Половозрелость у лягушек наступает на третьем году жизни.

Сезонные явления природы оказывают влияние на жизненный цикл земноводных. Так, годовой цикл у них из-за условий сезонных климатических изменений делится на такие периоды: весеннее пробуждение, период нереста (размножения), период летней активности и зимняя спячка, спячка может быть наземная (тритоны) и подводная (лягушки).

Источник