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.

Эволюция дыхательной системы

Этапы процесса дыхания

Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода из окружающей среды, необходимого для окисления органических веществ в митохондриях клетки, и выделение углекислого газа

Типы дыхания:

Тип дыхания:

Клеточное.
Организмы: одноклеточные животные (амёба, эвглена зелёная, инфузория туфелька) ; кишечнополостные (медузы, коралловые полипы) ; некоторые черви.

Одноклеточные организмы поглощают растворённый в воде кислород всей поверхностью тела путем диффузии.

Кислород участвует в расщеплении сложных органических веществ, в результате чего освобождается энергия, которая необходима для жизни животного.
Образующийся в результате дыхания углекислый газ выделяется наружу также через всю поверхность тела.

Трахейное дыхание – это дыхание с помощью системы объединенных трубочек-трахей, пронизывающих все тело.

Организмы: класс Насекомые (жуки, бабочки, кузнечики, мухи)

Брюшко насекомого разделено на 5–11 частей (сегментов) . На каждом из них имеется пара небольших отверстий - дыхалец. От каждого дыхальца внутрь отходят ветвящиеся трубочки - трахеи , которые пронизывают всё тело насекомого. Наблюдая за майским жуком, можно заметить, как его брюшко то уменьшается в объёме, то увеличивается. Это дыхательные движения. При вдохе в организм через дыхальца поступает воздух, содержащий кислород, а при выдохе выходит воздух, насыщенный углекислым газом.

У пауков (класс Паукообразные) органы дыхания представлены не только трахеями, но и лёгочными мешками, которые сообщаются с внешней средой через дыхательные отверстия.

Жаберное дыхание – это дыхание с помощью специализированных образований с густой сетью кровеносных сосудов.

Организмы: многие водные обитатели (рыбы, раки, моллюски)

Рыбы дышат кислородом, растворённым в воде, с помощью особых разветвлённых кожных выростов, которые называются жабры. Рыбы постоянно заглатывают воду. Из ротовой полости вода проходит через жаберные щели, омывают жабры и из-под жаберных крышек выходит наружу. Жабры состоят из жаберных дуг и жаберных лепестков , которые пронизаны множеством кровеносных сосудов. Из воды, которая омывает жабры, в кровь поступает кислород, а из крови в воду удаляется углекислый газ. Жабры, находящиеся внутри тела, называются внутренними жабрами.
Некоторые животные, например, земноводные, имеют густые пучки жабр на поверхности тела. Такие жабры называются – наружными. Таково строение у протея – слепого пещерного животного из западных областей Югославии, и аксолотлей (которые по общему облику похожи на тритонов) – их родина Мексика.

Совокупность процессов, обеспечивающих в организме потребление O 2 и выделение CO 2 , называется дыханием . Различают процессы внешнего и внутреннего дыхания. Внешнее дыхание обеспечивает обмен газов между организмом и внешней средой, внутреннее дыхание - потребление O2 и выделение CO 2 клетками организма.

Фактором, обеспечивающим диффузию газов через дыхательные поверхности, является разность их концентраций. Движение растворенных газов происходит в направлении из области с их высокой концентрацией в область низкой концентрации.

У мелких организмов газообмен, как правило, осуществляется диффузно всей поверхностью тела (или клетки). У более крупных животных газы транспортируются к тканям либо непосредственно (трахейная система насекомых), либо с помощью специальных транспортных средств (кровь, гемолимфа).

Количество кислорода, поступающее в ткани животного, зависит от площади дыхательной поверхности и разности концентрации кислорода на них. Поэтому во всех органах дыхании наблюдается разрастание дыхательного эпителия. Для поддержания же высокого градиента диффузии кислорода на обменной мембране необходимо движение среды (вентиляции). Оно обеспечивается дыхательными ритмическими движениями всего тела животного (малощетинковый червь трубочник, пиявки) либо определенных его участков (ракообразные), а также работой ресничного эпителия (моллюски, ланцетник).

Ряд достаточно крупных животных не имеет специализированных органов дыхания. У них газообмен осуществляется через влажные кожные покровы, снабженные обильной сетью кровеносных сосудов (дождевой червь). Кожное дыхание в качестве дополнительного характерно для животных, обладающих специализированными органами дыхания. Например, у угрей, имеющих жабры, потребность в кислороде на 60% обеспечивается за счет кожного дыхания, у лягушек, имеющих легкие, эта величина составляет более 50 %.

Органами дыхания в водной среде являются жабры, в наземно-воздушной - легкие и трахеи.

Жабры представляют собой органы, расположенные вне полости тела в виде эпителиальных поверхностей, пронизанных густой сетью кровеносных капилляров. Жаберное дыхание свойственно многощетинковым кольчатым червям, большинству моллюсков, ракообразным, рыбам, личинкам земноводных. Наиболее эффективно жаберное дыхание у рыб. В его основе лежит явление противотока : кровь в капиллярах жаберных лепестков течет в направлении, противоположном току волы, омывающей жабры.

Легкие , как правило, являются внутренними органами и защищены от высыхания. Различают два их типа: диффузионные и вентиляционные . В легких первого типа газообмен осуществляется только путем диффузии. Такие легкие имеют относительно небольшие животные: легочные моллюски, скорпионы, пауки. Вентиляционные легкие имеют только наземные позвоночные.

Усложнение строения легких в ряду от земноводных к млекопитающим связано с возрастанием площади дыхательного эпителия. Так, у земноводных 1 см 3 легочной ткани имеет общую газообменную поверхность 20 см 2 . Аналогичный показатель для эпителия легких человека равен 300 см 2 .

Одновременно с увеличением дыхательной поверхности происходит совершенствование механизма вентиляции легких, которая, начиная с пресмыкающихся, осуществляется за счет изменения объема грудной клетки, а у млекопитающих - с участием мышц диафрагмы. Эти приспособления позволили теплокровным (птицам и млекопитающим) резко повысить интенсивность метаболизма.

Третий тип органов дыхания - трахеи . Они представляют собой заполненные воздухом тонкостенные, ветвящиеся неспадающиеся впячивания внутрь тела. Трахеи сообщаются с наружной средой отверстиями в кутикуле - дыхальцами. У насекомых их чаще всего 12 пар: 3 пары на груди и 9 пар на брюшке. Дыхальца могут закрываться либо открываться в зависимости от количества кислорода. При высокой степени развития трахейной системы (у насекомых) ее многочисленные разветвления оплетают все внутренние органы и непосредственно обеспечивают газообмен в тканях. Принципиальное отличие трахейного дыхания от легочного и жаберного заключается в том, что оно не нуждается в участии крови как транспортного посредника в газообмене.

Трахейная система способна поддерживать достаточно высокий уровень тканевого дыхания, обеспечивая тем самым высокую физиологическую активность насекомого.

Вентиляция трахей у насекомых в отсутствие полета осуществляется чаще всего ритмическими сокращениями брюшка, в при полете усиливается движениями груди.

Водные личинки некоторых насекомых дышат при помощи трахейных жабер . В этом случае трахейная система лишена дыхалец т.е. она замкнута и заполнена воздухом. Ветви замкнутой трахейной системы заходят в «жабры» - придатки с большой поверхностью и тонкой кутикулой, позволяющей осуществлять газообмен между водой и воздухом трахейной системы. Такие трахейные жабры есть, например, у личинок поденок. У личинок некоторых стрекоз трахейные жабры расположены в полости прямой кишки, и насекомое вентилирует их, набирая воду внутрь кишки и выталкивая ее обратно.

У амфибий имеются два рода дыхательных органов (не считая кожи): жабры и легкие. Ослабление жаберного дыхания и выступание на сцену легочного дыхания наблюдается уже у Dipnoi; изменения в этом направлении наблюдаются у Polypterus, и Lepidosteus. У амфибий жаберное дыхание сохраняется прежде всего у личинок, а затем у тех Urodela, которые всю жизнь проводят и воде (Perennibranchiata в прежних системах). Жаберные щели унаследованы амфибиями от рыбообразных предков. Жаберные дуги обнаружены у стегоцефал, у личинок и у некоторых взрослых (Branchiosauridae). Все современные амфибии в личиночном состоянии дышат жабрами. Нормально у них закладывается 5 висцеральных мешков и 6-й недоразвитый. Ho наружу открываются не все: жаберных щелей образуется 4 или еще меньше. Иногда щелей значительно меньше, чем дуг. Наличие щелей и дуг является доказательством происхождения амфибий от рыб. Внутренние жабры, гомологичные жабрам рыб, встречаются, однако, только у личинок Anura в виде коротких выростов покровов на дугах, разделяющих жаберные щели. Мягкой жаберной крышечкой (operculum), разрастающейся со стороны гиоидной дуги, жаберная область прикрывается снаружи. Жаберные крышечки правой и левой сторон сливаются между собой с нижней стороны, оставляя у некоторых Anura парные отверстия, а у большинства - одно непарное на левой стороне тела.
На ранних стадиях развития у личинок Anura и у всех других амфибий имеются только наружные жабры, гомологичные, видимо, наружным жабрам личинок Polypterini и Dipnoi. У Apoda и у Anura наружные жабры существуют лишь в личиночном периоде, на ранних стадиях развития, у Urodela же, вторично вернувшихся к водной жизни, они сохраняются всю жизнь. Отсюда название для этих амфибий - постоянно жаберные (Perennibranchiata), хотя название это, как было сказано, обнимает группы амфибий, имеющих различное происхождение. Наружные жабры, вероятно унаследованы амфибиями от кистеперых рыб.
Легкие амфибии имеют вид длинных цилиндрических мешков с тонкими стенками (у Urodela) или более коротких (у Anura). У безногих правое легкое развито гораздо больше левого. Появились легкие у предков четвероногих еще задолго до выхода па сушу. Мы видим такие же легкие у двоякодышащих. Появились они, очевидно, в качестве дополнительного органа дыхания вследствие недостаточного развития жаберного дыхания, с одной стороны, и возможно неблагоприятных для дыхания условий в пересыхавших и портившихся водах - с другой. Задняя часть жаберной полости развилась у них в дополнительный дыхательный орган. Первоначально этот орган, имевший вид двулопастного мешка, открывавшегося на нижней стороне глотки, был несовершенен: стенки его должны были быть топкими, хотя и обильно снабженными кровью, со слабо развитыми или почти неразвитыми перегородками. Как все жаберные выпячивания (щели), он имел гладкую висцеральную мускулатуру и иннервировался блуждающим первом.
Легкие амфибий мало изменились в сравнении с этим: у водных Urodela легкие выполняют скорее роль гидростатического аппарата и имеют гладкую внутреннюю поверхность; высота организации их даже ниже, чем у Dipnoi, Нормально же у амфибий внутренняя поверхность легких является ячеистой благодаря тому, что в полость легкого вдается система перекладин (рис. 253). Весьма интересно, что чем более наземным является тот или иной вид, тем более развитыми являются перекладины в легких: у жабы легкое более ячеисто, чему лягушки. У рода Ascaphus, живущего в горных ручьях, в воде, богатой кислородом,сильно развито кожное дыхание, легкие же, наоборот, маленькие и слабо снабжаются кровью. Ряд амфибий из подотряда Salamandroidea (Salamandrina, Plethodon, Spelerpes, Batrachoseps и др.) совершенно утратил легкие, взамен которого глоточное и кожное дыхание сильно развилось. .

Дыхание животных – совокупность процессов, которые обеспечивают попадание в организм из окружающей среды кислорода , его использование клетками для окисления органических веществ и выведение из организма углекислого газа. Такое дыхание называют аэробным , а организмы – аэробами .

О.К. № 28. Биология.

Зе­ле­ная во­до­росль хло­рел­ла

Ин­фу­зо­рия-ту­фель­ка

Процесс дыхания у животных условно подразделяют на три этапа :

Внешнее дыхание = газообмен . Благодаря этому процессу, животное получает кислород и избавляется от углекислого газа, который является конечным продуктом обмена веществ.

Транспорт газов в организме – этот процесс обеспечивают либо специальные трубочки-трахеи или внутренние жидкости тела (кровь, содержащая гемоглобин – пигмент, который может присоединять кислород и транспортировать его в клетки, а также уносить углекислый газ из клеток).

Внутреннее дыхание – происходит в клетках. Простые питательные вещества (аминокислоты, жирные кислоты, простые углеводы) с помощью ферментов клетки окисляются и расщепляются, во время этого высвобождается необходимая для жизнедеятельности организма ЭНЕРГИЯ.

Основное значение дыхания состоит в высвобождении энергии из питательных веществ с помощью кислорода, который принимает участие в реакциях окисления.

Неко­то­рые про­стей­шие – анаэ­роб­ные ор­га­низ­мы , т. е. ор­га­низ­мы, не нуж­да­ю­щи­е­ся в кис­ло­ро­де . Анаэ­ро­бы бы­ва­ют фа­куль­та­тив­ны­ми и об­ли­гат­ны­ми. Фа­куль­та­тив­но анаэ­роб­ные ор­га­низ­мы – это ор­га­низ­мы, спо­соб­ные жить как в от­сут­ствии кис­ло­ро­да, так и при его при­сут­ствии. Об­ли­гат­ные анаэ­роб­ные ор­га­низ­мы – это ор­га­низ­мы, для ко­то­рых кис­ло­род ядо­вит. Они могут жить толь­ко в от­сут­ствии кис­ло­ро­да. Анаэ­роб­ным ор­га­низ­мам кис­ло­род для окис­ле­ния пи­та­тель­ных ве­ществ не нужен.

Бра­чо­нел­ла – анаэ­роб­ная ин­фу­зо­рия

Ки­шеч­ная лямб­лия

Человеческая аскарида

По способу дыхания и строению дыхательного аппарата у животных выделяют 4 типа дыхания:

Кожное дыхание – это обмен кислорода и углекислого газа через покровы тела. В основе этого процесса лежит важнейший физический процесс – диффузия . Газы поступают только в растворенном состоянии через покровы неглубоко и с небольшой скоростью. Такое дыхание у организмов, которые имеют небольшие размеры, влажные покровы, ведут водный образ жизни. Это – губки, кишечнополостные, черви, амфибии.

Трахейное дыхание –

осуществляется при помощи

системы соединенных

трубочек – трахей , которые

пронизывают все тело, без

участия жидкостей. С

окружающей средой их

соединяют специальные

отверстия – дыхальца.

Организмы с трахейным

дыханием тоже маленьких размеров (не более 2 см., иначе организму не хватит кислорода). Это – насекомые, многоножки, паукообразные .

Жаберное дыхание – с помощью специализированных образований с густой сетью кровеносных сосудов. Эти выросты называются жабрами . У водных животных – многощетинковых червей, ракообразных, моллюсков, рыб, определенных видов амфибий . У беспозвоночных животных жабры, обычно, внешние, а у хордовых – внутренние. Жабродышащие животные имеют дополнительные формы дыхания через кожу, кишечник, поверхность рта, плавательный пузырь.

По­ли­хе­та с жаб­ра­ми

Жабры ра­ко­об­раз­но­го

Го­ло­жа­бер­ный мол­люск

Легочное дыхание – это дыхание с помощью внутренних специализированных органов – легких.

Лег­кие – это полые тон­ко­стен­ные мешки, опле­тен­ные гу­стой сетью мель­чай­ших кро­ве­нос­ных со­су­дов – ка­пил­ля­ров. Диф­фу­зия кис­ло­ро­да из воз­ду­ха в ка­пил­ля­ры про­ис­хо­дит на внут­рен­ней по­верх­но­сти лег­ких. Со­от­вет­ствен­но, чем это внут­рен­няя по­верх­ность боль­ше, тем ак­тив­нее идет диф­фу­зия.

Легкими дышат почти все наземные позвоночные – рептилии, птицы, часть наземных беспозвоночных – пауки, скорпионы, легочные моллюски, и некоторые водные животные – двоякодышащие рыбы. Воздух в легкие поступает через дыхательные пути.

Лег­кие мле­ко­пи­та­ю­ще­го

Лег­кое пре­смы­ка­ю­ще­го­ся

Ды­ха­тель­ная си­сте­ма птиц

Дыхание у животных определяется их способом жизни и осуществляется с помощью покровов, трахей, жабр и легких.

Дыхательная система – совокупность органов для проведения воздуха или воды, которые содержат кислород, и газообмена между организмом и окружающей средой.

Развиваются органы дыхания как выросты внешних покровов или стенок кишечного тракта. В состав дыхательной системы входят дыхательные пути и органы газообмена. У позвоночных дыхательные пути – носовая полость, гортань, трахея, бронхи ; а органы дыхания – легкие .

Сравнительная характеристика органов дыхания.

Функции дыхательной системы:

Доставка кислорода клеткам организма и удаление углекислого газа из клеток организма и газообмен (основная функция).

Регуляция температуры тела (т.к. через поверхность легких и дыхательных путей может испаряться вода)

Очищение и обеззараживание поступающего воздуха (слизь носовой полости)

Вопросы для самоконтроля.

Сравнительная характеристика органов дыхания животных.