Пресмыкающиеся стали первыми позвоночными, которые смогли полностью перейти к жизни на суше и перестать зависеть от водоёмов при размножении. Именно поэтому в заданиях ЕГЭ по биологии часто проверяют их ключевые ароморфозы: амниотическое яйцо, сухую ороговевшую кожу, грудную клетку и особенности кровообращения. В статье разберём строение и физиологию рептилий, сравним их с земноводными и научимся без ошибок определять признаки разных отрядов в экзаменационных заданиях.
Подтип Позвоночные: основные группы
Подтип Позвоночные включает организмы, которые имеют развитый внутренний скелет и череп. Позвоночных делят на две крупные группы:
- Анамнии — низшие позвоночные животные (круглоротые, рыбы и земноводные). Развитие их зародыша требует водной среды, так как яйцеклетки лишены защитных оболочек от высыхания.
- Амниоты — высшие позвоночные (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие). Их развитие происходит на суше благодаря появлению специальных зародышевых оболочек.
Рептилии — это первый класс настоящих первичноназемных животных. Эволюционный прорыв произошёл благодаря образованию в яйце трёх зародышевых оболочек:
- амнион заполнен амниотической жидкостью, которая создаёт водную среду внутри яйца, защищает эмбрион от высыхания и механических повреждений;
- хорион располагается снаружи и отвечает за газообмен зародыша с внешней средой;
- аллантоис служит резервуаром для накопления токсичных продуктов обмена веществ и участвует в дыхании.
Формирование амниотического яйца позволило пресмыкающимся окончательно покорить сушу и перестать зависеть от водоёмов при размножении.
Строение и системы органов пресмыкающихся
С переходом к полностью наземному образу жизни эволюционные преобразования затронули все системы организма. Знание этих физиологических особенностей — основа для решения задач по зоологии позвоночных.
Покровы тела
Кожа пресмыкающихся сухая и лишена желёз. Верхний слой эпидермиса ороговевает, формируя роговые чешуйки или плотные щитки (у черепах). Отсутствие кожных желёз препятствует испарению воды, что крайне важно для обитателей засушливых регионов. Линька происходит путём сбрасывания старого рогового покрова.
Опорно-двигательная система
Скелет значительно усложнился по сравнению с амфибиями. Позвоночник отчётливо разделён на пять отделов (шейный, туловищный, крестцовый, хвостовой и поясничный). В шейном отделе появляются два уникальных первых позвонка: атлант и эпистрофей. Череп сочленяется с позвоночником через единый затылочный мыщелок — это обеспечивает высокую подвижность головы.
Важный ароморфоз рептилий — появление грудной клетки. Она образована грудными позвонками, рёбрами и грудиной. Конечности по-прежнему расположены по бокам тела, поэтому при движении животные касаются животом земли (пресмыкаются).
Кровеносная система
У большинства пресмыкающихся функционирует трёхкамерное сердце, состоящее из двух предсердий и одного желудочка. В желудочке образуется неполная перегородка. При сокращении сердца она поднимается и частично разделяет потоки крови.
От желудочка отходят три артериальные дуги. Органы тела всё ещё получают смешанную кровь, поэтому обмен веществ протекает относительно медленно. Животные остаются холоднокровными — температура их тела зависит от окружающей среды.
Дыхательная система
Кожное дыхание полностью исчезает. Дыхательные пути включают трахею и бронхи, которые проводят воздух вячеистые лёгкие. Внутренняя поверхность лёгких имеет множество перегородок, увеличивающих площадь газообмена. Механизм вдоха и выдоха осуществляется благодаря рёберному дыханию: межрёберные мышцы расширяют и сужают объём грудной клетки. Такой механизм намного эффективнее принципа нагнетания воздуха глотательными движениями, как у земноводных.
Выделительная система
Для экономии жидкости в организме формируются тазовые почки. В их длинных канальцах происходит интенсивное обратное всасывание воды. Мозговое вещество почек не выражено. Основным конечным продуктом белкового обмена становится мочевая кислота. Она выглядит как густая белая кашица и требует минимального расхода воды для выведения. По мочеточникам продукты выделения попадают в клоаку. Мочевой пузырь есть у черепах и ящериц, но отсутствует у змей и крокодилов.
Нервная система и органы чувств
Головной мозг становится крупнее. На поверхности переднего мозга появляются зачатки коры. Мозжечок хорошо развит, потому что движение на суше требует сложной координации.
Глаза защищены веками и внутренней прозрачной плёнкой — мигательной перепонкой. Чёткость зрения достигается изменением кривизны хрусталика (развитая аккомодация). Орган слуха содержит внутреннее и среднее ухо с одной слуховой косточкой (стремечком). Звуковые волны улавливаются барабанной перепонкой, а евстахиева труба выравнивает давление внутри полости.
На нёбе располагается Якобсонов орган — дополнительный орган химического чувства. Он анализирует молекулы запаха, которые животное собирает раздвоенным языком.
Размножение и развитие
Оплодотворение исключительно внутреннее. Самки откладывают яйца, защищённые кожистыми (у змей и ящериц) или известковыми (у крокодилов и черепах) оболочками. Развитие прямое, стадия личинки отсутствует. Из яйца вылупляется организм, который является уменьшенной копией взрослой особи.
Многообразие пресмыкающихся
Современные формы традиционно делят на четыре отряда.
- Отряд Чешуйчатые. Это ящерицы, змеи и хамелеоны. Покрыты роговой чешуёй и периодически линяют.
- Отряд Черепахи. Имеют сплошной костно-роговой панцирь. Верхний щит — карапакс, а брюшной — пластрон. Челюсти не имеют зубов и покрыты роговым клювом.
- Отряд Крокодилы. Это наиболее высокоорганизованные рептилии. Имеют четырёхкамерное сердце (полная перегородка в желудочке) и вторичное костное нёбо. Вторичное нёбо разделяет носоглотку и ротовую полость, позволяя хищнику дышать с открытой под водой пастью. Зубы находятся в ячейках челюсти (альвеолах).
- Отряд Клювоголовые. Представлен единственным видом — гаттерией. Обладает уникальным теменным глазом, способным различать уровень освещённости.
Филогения и эволюция
Для выполнения заданий с геохронологическими таблицами нужно знать эволюцию органического мира. Предки рептилий произошли от примитивных амфибий растительноядного типа (котилозавров).
Важной ветвью эволюции стали звероподобные рептилии (терапсиды и цинодонты). Они имели дифференцированные зубы и со временем дали начало классу Млекопитающие. Расцвет гигантских пресмыкающихся пришёлся на мезозойскую эру. В конце мелового периода динозавры массово вымерли из-за изменения климатических условий и сокращения кормовой базы.
Разбор типичного задания ЕГЭ
Рассмотрим, как применять теорию при решении тестов со множественным выбором.
Выберите три верных ответа из шести.
Какие особенности строения характерны для прыткой ящерицы?
- Наличие кожного дыхания.
- Трёхкамерное сердце.
- Полное разделение кругов кровообращения.
- Ячеистые лёгкие.
- Развитие эмбриона в яйце.
- Кожа, содержащая множество желёз.
Для начала нужно определить класс животного. Прыткая ящерица относится к классу Пресмыкающиеся. Теперь проанализируем каждый пункт:
- Кожное дыхание характерно для земноводных. У рептилий кожа сухая и ороговевшая, через неё дыхание невозможно. Не подходит.
- Трёхкамерное сердце с неполной перегородкой — типичный признак большинства рептилий. Подходит.
- Полное разделение кругов кровообращения возникает только у птиц и млекопитающих. Не путай строение кровеносной системы теплокровных и холоднокровных. Не подходит.
- Ячеистые лёгкие — важный дыхательный ароморфоз пресмыкающихся. Подходит.
- Рептилии относятся к амниотам, их эмбрионы развиваются в яйце на суше. Подходит.
- Множество желёз присуще амфибиям. Кожа рептилий желёз лишена. Не подходит.
Ответ: 245.
Задания для самопроверки
Попробуй решить задания в формате ЕГЭ самостоятельно, чтобы закрепить материал.
Задание 1
Выберите три верных ответа из шести. Какие анатомические характеристики отличают представителей отряда Крокодилы от большинства других рептилий?
- Размножение икрой в воде.
- Четырёхкамерное сердце.
- Отсутствие грудной клетки.
- Наличие вторичного костного нёба.
- Разделение потоков крови мигательной перепонкой.
- Формирование зубов в альвеолах.
Крокодилы — наиболее продвинутая группа пресмыкающихся. Они обладают четырёхкамерным сердцем из-за полного срастания перегородки в желудочке (пункт 2), вторичным нёбом для возможности дышать под водой с открытой пастью (пункт 4) и зубами, сидящими в специальных ячейках челюсти (пункт 6). Отсутствие грудной клетки или размножение икрой относятся к амфибиям. Мигательная перепонка связана со зрением, а не с кровообращением.
Ответ: 246.
Задание 2
Установите соответствие между признаком позвоночного животного и классом: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
| ПРИЗНАК | КЛАСС |
|---|---|
| А) Кожа голая, богатая железами | 1) Земноводные |
| Б) Размножение происходит только на суше | 2) Пресмыкающиеся |
| В) Дыхание мешковидными лёгкими с гладкими стенками | |
| Г) Оплодотворение внутреннее | |
| Д) Наличие зачатков коры в переднем мозге | |
| Е) Развитие протекает с образованием стадии личинки |
Для земноводных из-за тесной связи с водой характерны: голая кожа с железами (А), примитивные мешковидные лёгкие (В) и развитие с метаморфозом, где присутствует личинка — головастик (Е).
Для пресмыкающихся характерны признаки истинно наземных животных: размножение на суше благодаря амниотическому яйцу (Б), внутреннее оплодотворение (Г) и усложнение нервной системы — появление зачатков коры (Д).
Ответ: 121221.
Итоги
Теперь ты знаешь, какие ароморфозы позволили пресмыкающимся окончательно перейти к жизни на суше, и понимаешь, чем рептилии отличаются от земноводных. Ты умеешь объяснять особенности их дыхания, кровообращения, размножения и строения покровов, а также различать признаки основных отрядов. Эти знания помогут легче справляться с заданиями ЕГЭ по зоологии позвоночных и не путаться в сравнении классов животных. Чтобы закрепить тему, рекомендуем потренироваться на заданиях из «100балльного банка».
