Płazy i gady - Biologia na czasie 2 (ZR)

1.Płazy - charakterystyka i grupy

Zmiennocieplne kręgowce o ziemnowodnym trybie życia; ich zasięg zależy głównie od odpowiednio wysokiej temperatury i obecności wody słodkiej, a dorosłe osobniki przebywają zwykle w wilgotnych środowiskach lądowych. W gromadzie płazów wyróżnia się trzy grupy: płazy ogoniaste, płazy bezogonowe i płazy beznogie.

2.Skóra płazów - budowa i funkcje

Cienka, naga (bez łusek), stale nawilżana śluzem i przepuszczalna dla wody, dlatego płazy żyją głównie w wilgotnych miejscach. Cienki naskórek ułatwia dyfuzję gazów, a skóra właściwa ma gęstą sieć naczyń oraz gruczoły będące wytworami naskórka: śluzowe (śluz rozpuszcza gazy, zmniejsza tarcie, chłodzi skórę) i jadowe (toksyny do obrony). Komórki barwnikowe dają ubarwienie maskujące (żaba trawna) lub ostrzegawcze (salamandra plamista).

3.Płazy ogoniaste i płazy bezogonowe

Ogoniaste mają ogon i kończyny jednakowej długości; po lądzie poruszają się niezdarnie, lepiej radzą sobie w wodzie. W Polsce żyje pięć gatunków: salamandra plamista oraz traszki grzebieniasta, zwyczajna, górska i karpacka. Bezogonowe mają krępe ciało bez ogona i długie kończyny tylne do skoków; samce wielu gatunków mają rezonatory - cienkościenne uchyłki jamy gębowej wzmacniające odgłosy godowe. W Polsce żyją m.in. żaby, ropuchy, kumaki, rzekotki i grzebiuszki.

4.Płazy beznogie

Płazy pozbawione kończyn, o zwartej, twardej czaszce, wyglądem przypominające dżdżownice (np. marszczelec pierścieniowy). Większość prowadzi podziemny tryb życia; żyją tylko w strefie międzyzwrotnikowej, więc nie należą do fauny Polski. Część tułowiowa ich kręgosłupa liczy ok. 100 kręgów, a kręgu krzyżowego nie mają.

5.Szkielet osiowy płazów - czaszka i kręgosłup

Szkielet zbudowany z elementów kostnych i chrzęstnych. Czaszka płaska, z licznymi otworami (mniejsza masa), u larw chrzęstna, u dorosłych słabo skostniała; ma małą mózgoczaszkę i dużą trzewioczaszkę. Kręgosłup ma cztery części: szyjną (jeden kręg - dźwigacz, połączony z czaszką dwoma kłykciami potylicznymi, co pozwala na ruchy głowy w górę i w dół, ale ogranicza ruchy na boki), tułowiową (np. 7 kręgów u bezogonowych), krzyżową (jeden kręg) i ogonową, której kręgi u bezogonowych zrastają się w urostyl.

6.Żebra, obręcze i kończyny płazów

Płazy nie mają klatki piersiowej - żebra są silnie zredukowane i łączą się lub zrastają tylko z wyrostkami poprzecznymi kręgów tułowiowych. Większość ma dwie pary kończyn na obręczach barkowej i miednicowej. U żaby kończyny przednie są czteropalczaste, tylne pięciopalczaste, kości przedramienia (łokciowa i promieniowa) i podudzia (piszczelowa i strzałkowa) są zrośnięte, a długie kości biodrowe służą do skoków.

7.Odżywianie i układ pokarmowy dorosłych płazów

Dorosłe płazy to drapieżniki jedzące głównie bezkręgowce; nie piją wody, lecz chłoną ją skórą dzięki dużej ilości mocznika w płynach ustrojowych. Drobne zęby przyrośnięte do kości szczękowych tylko przytrzymują zdobycz połykaną w całości; pomagają w tym wpuklające się gałki oczne i brak podniebienia kostnego. Dalej: umięśniony język przyrośnięty do dna jamy gębowej, gardziel z otworami do tchawicy i przełyku, przełyk, żołądek, jelito cienkie, jelito grube i kloaka.

8.Larwy płazów - odżywianie i oddychanie

Larwy płazów ogoniastych są drapieżne, a larwy bezogonowych jedzą zawiesinę organiczną i plankton, zeskrobując i filtrując pokarm zrogowaciałym naskórkiem wokół otworu gębowego. Larwy oddychają skrzelami: zewnętrznymi (pierzaste wyrostki za głową u larw ogoniastych i bardzo młodych kijanek) albo wewnętrznymi, leżącymi w komorach skrzelowych (starsze kijanki).

9.Wymiana gazowa dorosłych płazów

Zachodzi przez płuca, nabłonek jamy gębowej i skórę. Płuca to parzyste, silnie unaczynione worki o lekko pofałdowanej powierzchni, połączone z gardzielą krótkimi drogami oddechowymi (słabo rozwinięta krtań i tchawica); mają małą powierzchnię, więc są mało wydajne. Większe znaczenie ma cienka, unaczyniona, pokryta śluzem skóra; salamandry bezpłucne oddychają wyłącznie nią dzięki dużemu stosunkowi powierzchni ciała do objętości.

10.Pompa jamy gębowej - wentylacja płuc płazów

Płazy nie mają klatki piersiowej, więc płuca wentylują m.in. ruchami dna jamy gębowej. Przy wdechu dno jamy gębowej opada i powietrze wpływa nozdrzami, potem nozdrza się zamykają, a podnoszące się dno wtłacza powietrze do płuc. Przy wydechu zużyte powietrze wraca z płuc do jamy gębowej, a unoszące się dno wypycha je przez otwarte nozdrza.

11.Układ krwionośny płazów - obiegi i serce

Dwa obiegi: płucny (mały) - między sercem a płucami i skórą - oraz obwodowy (duży). Serce ma dwa przedsionki i jedną komorę bez przegrody, a także stożek tętniczy i zatokę żylną. Do prawego przedsionka wpływa krew odtlenowana z ciała i utlenowana ze skóry, a do lewego - utlenowana z płuc. Występują dwa łuki aorty, a erytrocyty są owalne i mają duże jądra.

12.Ograniczenie mieszania się krwi w sercu płazów

Krew z prawego przedsionka najpierw wypełnia zagłębienia w ścianie komory, a krew z lewego - jej centralną część. Stożek tętniczy jest podzielony podłużną zastawką spiralną na dwa kanały: krew utlenowana z centrum komory płynie do aorty (obieg duży), a odtlenowana z zagłębień - do tętnicy płucnej, prowadzącej do płuc i skóry. Dzięki temu krew w komorze miesza się tylko częściowo.

13.Mózgowie płazów

Składa się, jak u ryb, z pięciu ułożonych liniowo części. Kresomózgowie jest silnie rozwinięte, wydłużone i zbudowane z dwóch półkul mózgowych, a móżdżek - słabo rozwinięty, co wiąże się z małą ruchliwością płazów i nieskomplikowanym sposobem poruszania się.

14.Oczy, węch i linia boczna płazów

Oczy są zwykle dobrze wykształcone i zdolne do akomodacji, z powiekami i gruczołami łzowymi chroniącymi przed urazami i wysychaniem; migotka to przezroczysta powieka, która chroni i czyści oko. Narząd węchu to jamy węchowe połączone nozdrzami z otoczeniem, a narząd Jacobsona w podniebieniu odbiera bodźce smakowo-węchowe od cząsteczek wprowadzonych do jamy gębowej językiem. Linię boczną mają larwy i niektóre gatunki wodne.

15.Ucho płazów

U większości płazów składa się z trzech części. Ucho zewnętrzne to błona bębenkowa rozpięta na kostnym pierścieniu; w uchu środkowym strzemiączko przenosi drgania błony do ucha wewnętrznego z receptorami słuchu. Trąbka słuchowa łączy ucho środkowe z gardzielą i wyrównuje ciśnienie po obu stronach błony bębenkowej, chroniąc ją przed uszkodzeniem.

16.Układ wydalniczy płazów

Narządami wydalniczymi są pranercza; mocz spływa moczowodami do pęcherza moczowego, który jest uchyłkiem kloaki, a w razie potrzeby płazy zwrotnie wchłaniają z niego wodę. Dorosłe płazy wydalają głównie mocznik (są ureoteliczne), a larwy - amoniak.

17.Rozmnażanie się płazów

Płazy są z reguły rozdzielnopłciowe, a u większości gatunków występuje dymorfizm płciowy, zwłaszcza w okresie godowym. Jaja mają galaretowate osłonki, które wchłaniają wodę i zapewniają zarodkom warunki do rozwoju. Większość przechodzi rozwój złożony z wodną larwą oddychającą skrzelami. U żab i ropuch uścisk godowy (ampleksus) ułatwia złożenie i zapłodnienie skrzeku. Neotenia to osiąganie dojrzałości płciowej w stadium larwalnym, np. przez aksolotla.

18.Porównanie rozwoju płazów bezogonowych, ogoniastych i beznogich

Bezogonowe: zapłodnienie zewnętrzne, skrzek w galaretowatych pakietach i sznurach w wodzie, roślinożerne kijanki niepodobne do dorosłych. Ogoniaste: zapłodnienie wewnętrzne, jaja przyczepiane w wodzie do liści (traszki) albo rozwój zarodków w ciele samicy (salamandra plamista), drapieżne larwy podobne do dorosłych. Beznogie: zapłodnienie wewnętrzne, jaja i larwy rozwijają się w jajowodach, larwy podobne do dorosłych.

19.Cykl rozwojowy żaby trawnej

Podczas uścisku godowego samica składa do wody skrzek, a samiec uwalnia plemniki (zapłodnienie zewnętrzne). Zarodek rozwija się w galaretowatej osłonce. Kijanka ma najpierw skrzela zewnętrzne, potem wewnętrzne, a także linię boczną i jeden obieg krwi. W przeobrażeniu wyrastają kończyny tylne, potem przednie, tworzą się płuca i krwiobieg płucny. Młoda żaba ze szczątkowym ogonem wychodzi na ląd, a dorosła wraca do wody tylko na gody.

20.Przystosowania płazów bezogonowych do życia na lądzie i w wodzie

Ląd: długie, umięśnione kończyny tylne (skoki), ucho z błoną bębenkową, powieki i wydzielina gruczołów łzowych chroniące oczy przed wysychaniem, palce zwiększające przyczepność. Woda: błona pławna między palcami, wypukłe oczy i nozdrza zewnętrzne pozwalające obserwować otoczenie i oddychać przy częściowym zanurzeniu. W obu środowiskach: śluz (chłodzi, umożliwia dyfuzję gazów, zmniejsza opór wody), płuca (oddychanie i unoszenie się w wodzie) i dwa obiegi krwi.

21.Znaczenie płazów w przyrodzie i dla człowieka

Płazy i ich larwy są pokarmem wielu bezkręgowców wodnych, ryb, gadów, ptaków i ssaków; człowiek łowi i hoduje nieliczne gatunki w celach konsumpcyjnych. Trucizny niektórych płazów, m.in. ropuch, bada się pod kątem zastosowań w medycynie i kosmetologii. Traszki, bardzo wrażliwe na zanieczyszczenia, są bioindykatorami czystej wody.

22.Gady - charakterystyka i rzędy

Zmiennocieplne, ciepłolubne kręgowce (najwięcej gatunków w strefie międzyzwrotnikowej), obecne na wszystkich kontynentach poza Antarktydą; pierwsza grupa kręgowców w pełni przystosowana do lądu, choć np. krokodyle i część żółwi i węży wtórnie przystosowały się do wody. Cztery rzędy: żółwie, sfenodonty (tylko hatterie), krokodyle i łuskonośne (jaszczurki i węże). Gady są grupą parafiletyczną - nie obejmują wszystkich potomków wspólnego przodka, m.in. ptaków.

23.Żółwie, krokodyle i łuskonośne - cechy

Żółwie mają ciało schowane w kostnym pancerzu z tarcz kostnych pokrytych rogowymi płytkami, a zamiast zębów - rogowe listwy. Krokodyle prowadzą wodno-lądowy tryb życia (szybko pływają i nurkują, na lądzie są mniej sprawne) i jako jedyne gady mają całkowitą przegrodę międzykomorową w sercu. Łuskonośne (jaszczurki i węże) mają niemal całe ciało pokryte łuskami i w większości żyją na lądzie.

24.Hatterie (sfenodonty)

Jedyni żyjący przedstawiciele sfenodontów. Mają wiele prymitywnych cech budowy, np. oko ciemieniowe - światłoczuły narząd z tyłu głowy. Są żywymi skamieniałościami (nie mają blisko spokrewnionych żyjących krewnych), endemitami - żyją tylko w Nowej Zelandii - i reliktami, bo dawniej zajmowały znacznie większy obszar.

25.Gady żyjące w Polsce

M.in.: jaszczurka zwinka (głowa wyraźnie odgraniczona od tułowia, łąki i polany) i jaszczurka żyworodna (ciemniejsza, wilgotne lasy); padalec zwyczajny - beznoga jaszczurka z ruchomą powieką i bez tarczek na brzuchu; żmija zygzakowata - jedyny jadowity wąż (sercowata głowa, pionowe źrenice, zygzak na grzbiecie); zaskroniec zwyczajny (dwie jasne plamy z tyłu głowy); zagrożone gniewosz plamisty i wąż Eskulapa (Bieszczady); żółw błotny - jedyny rodzimy żółw.

26.Skóra gadów

Gruba i sucha, bez gruczołów śluzowych; chroni przed utratą wody, więc gady mogą żyć nawet w bardzo suchym środowisku. Silnie zrogowaciały naskórek tworzy z keratyny łuski (ochrona przed utratą wody i urazami), pazury i listwy rogowe; martwy naskórek jest okresowo zrzucany podczas linienia - w całości jako wylinka (węże) lub płatami (jaszczurki). Skóra właściwa z tkanki łącznej zawiera naczynia krwionośne i limfatyczne, nerwy i komórki barwnikowe; odżywia naskórek i odbiera dotyk.

27.Szkielet osiowy gadów

Szkielet głównie kostny. Czaszka masywna, skostniała, połączona z kręgosłupem jednym kłykciem potylicznym; kość kwadratowa łączy się stawowo z żuchwą. Kręgosłup ma pięć odcinków: szyjny, piersiowy, lędźwiowy, krzyżowy i ogonowy; dźwigacz i obrotnik tworzą staw obrotowy pozwalający na ruchy przeczące. Żebra łączą się z mostkiem w klatkę piersiową, która chroni narządy i umożliwia wentylację płuc; węże nie mają mostka ani klatki piersiowej.

28.Kończyny gadów i autotomia ogona

Ciało jest zawieszone na kończynach częściowo podsuniętych pod tułów, co pozwala szybko się poruszać, zwykle z bocznymi ruchami ciała; kończyny przednie są osadzone na obręczy barkowej, tylne - na miednicowej. U jaszczurki są pięciopalczaste, a kości przedramienia i podudzia nie są zrośnięte. Węże i niektóre jaszczurki (padalec) nie mają kończyn. Autotomia to odrzucenie ogona w zagrożeniu: wijący się ogon odciąga uwagę drapieżnika, a potem częściowo się regeneruje.

29.Typy czaszek gadów

Anapsydy mają czaszkę o najbardziej pierwotnej budowie, bez dołów skroniowych (np. żółwie). Synapsydy mają jedną parę dołów skroniowych; to wyłącznie gatunki kopalne, od których wywodzą się ssaki. Diapsydy mają dwie pary dołów skroniowych - należą do nich liczne gady kopalne oraz żyjące krokodyle, sfenodonty i łuskonośne.

30.Odżywianie gadów i jama gębowa

Większość gadów to drapieżniki jedzące drobne zwierzęta (krokodyle polują też na duże ssaki), a znaczna część żółwi lądowych jest roślinożerna. Zęby, u większości nieosadzone w zębodołach, przytrzymują lub rozrywają pokarm (żółwie mają listwy rogowe); u części węży i jaszczurek są zęby jadowe z ujściami gruczołów jadowych. Umięśniony język węży i większości jaszczurek jest cienki, rozwidlony i ma mechanoreceptory, a u kameleonów - długi i lepki do chwytania owadów.

31.Przewód pokarmowy gadów

Przełyk, umięśniony żołądek (zwykle jednokomorowy; u krokodyli z częścią gruczołową, gdzie zachodzi trawienie enzymatyczne, i silnie umięśnioną, w której połknięte kamienie rozcierają pokarm), jelito cienkie z dwunastnicą (uchodzą do niej przewody trzustki i wątroby), u niektórych jelito ślepe na granicy jelit oraz jelito grube zakończone kloaką. Węże połykają ofiary szersze od głowy, bo części żuchwy nie są zrośnięte, kości trzewioczaszki są luźno połączone, a żebra nie tworzą klatki.

32.Układ oddechowy gadów

Gady oddychają tylko płucami - silnie zrogowaciały naskórek wyklucza wymianę gazową przez skórę. Powietrze płynie nozdrzami do jamy nosowej, potem do jamy gębowej, gardzieli, krtani, tchawicy i oskrzeli głównych. Gąbczaste, zwykle parzyste płuca (węże mają jedno) wentylują ruchy klatki piersiowej - wydajniej niż u płazów; żółwie z nieruchomą klatką mają mięsień działający podobnie do przepony. Podniebienie wtórne krokodyli pozwala oddychać z pyskiem pełnym wody.

33.Układ krwionośny gadów

Dwa krwiobiegi - płucny (mały) i obwodowy (duży) - oraz dwa łuki aorty. Serce ma dwa przedsionki i komorę z częściową przegrodą, która podczas skurczu unosi się i dzieli komorę na część prawą i lewą; ogranicza to mieszanie się krwi żylnej z tętniczą i zwiększa wydajność wymiany gazowej. Tylko krokodyle mają całkowitą przegrodę w komorze, co może świadczyć o tym, że ich przodek był stałocieplny.

34.Mózgowie gadów

Kresomózgowie z dwóch wyraźnie oddzielonych półkul pokrytych słabo wykształconą korą mózgową całkowicie przykrywa międzymózgowie, więc części mózgowia nie leżą liniowo; zwiększa to ich integrację i koordynację czynności życiowych. Móżdżek jest zwykle niewielki, ale dobrze rozwinięty, a rdzeń przedłużony tworzy wygięcie w kształcie litery S, związane z ruchomą, uniesioną nad tułów głową.

35.Oczy i ucho gadów

U większości gadów najlepiej rozwiniętym zmysłem jest wzrok. Oczy mają trzy powieki: górną, dolną i migawkową (u węży przezroczyste i zrośnięte). Przy akomodacji soczewka przesuwa się względem siatkówki i zmienia kształt, więc gady widzą z różnych odległości lepiej niż płazy. Narząd słuchu i równowagi tworzą ucho wewnętrzne i środkowe ze strzemiączkiem, zwykle przykryte błoną bębenkową; węże jej nie mają i są głuche, ale wyczuwają drgania podłoża.

36.Jamki policzkowe, węch i narząd Jacobsona gadów

Jamki policzkowe wielu węży zawierają termoreceptory wrażliwe na promieniowanie cieplne i pozwalają precyzyjnie lokalizować stałocieplne ofiary. Węch gadów jest dobrze rozwinięty: chemoreceptory leżą w górnej części jamy nosowej, a narząd Jacobsona w jamie gębowej reaguje na bodźce chemiczne - wąż przenosi do niego językiem cząsteczki zebrane z otoczenia.

37.Układ wydalniczy gadów

Zanercza (nerki ostateczne) mają kłębuszki, ale nie mają pętli nefronu, dlatego wchłanianie zwrotne wody i zagęszczanie moczu zachodzą w kloace, do której uchodzą moczowody (pęcherz moczowy mają żółwie i jaszczurki). Wiele gadów jest urikotelicznych: kwas moczowy, trudno rozpuszczalny, wytrąca się w kryształy; jego synteza jest najkosztowniejsza, ale pozwala wydalać mało wody. Gady wodne wydalają rozcieńczony mocz z amoniakiem lub mocznikiem.

38.Rozmnażanie się i rozwój gadów

Gady są rozdzielnopłciowe, z zapłodnieniem wewnętrznym (samce, poza hatteriami, mają narząd kopulacyjny) i często dymorfizmem płciowym. Jako pierwsze kręgowce rozwijają się całkowicie na lądzie dzięki błonom płodowym. Jaja mają osłonki miękkie i skórzaste (węże, większość jaszczurek) lub twarde i wapienne (krokodyle, część żółwi), a u niektórych (jaszczurka żyworodna, żmija zygzakowata) rozwijają się w jajowodach. Rozwój jest prosty; opiekę nad jajami i młodymi sprawują m.in. krokodyle.

39.Przystosowania gadów do życia na lądzie

M.in.: sucha skóra ograniczająca utratę wody; nerki ostateczne zapewniające oszczędną gospodarkę wodną; gąbczaste płuca i klatka piersiowa, która chroni płuca i serce oraz wentyluje płuca; niepełna przegroda komory serca; staw obrotowy zwiększający ruchomość głowy; kończyny częściowo wsunięte pod tułów dające stabilne oparcie; powieki chroniące oczy; pazury; błony płodowe (owodnia, kosmówka, omocznia, pęcherzyk żółtkowy) umożliwiające rozwój na lądzie.

40.Znaczenie gadów w przyrodzie i dla człowieka

Są ważnym pokarmem innych zwierząt, a ludzie jedzą mięso i jaja węży, krokodyli i żółwi. Skóra węży i krokodyli służy do wyrobu galanterii, a polowania na te zwierzęta zmniejszają ich populacje i grożą wyginięciem. Jadowite gady zagrażają człowiekowi, ale jad węży wykorzystuje się do produkcji surowic podawanych po ukąszeniu oraz leków przeciwbólowych i przeciwzapalnych.