动物学两栖类
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(图3-162)
•脑的5 部分分化不高,仍处于同一平面上,但神 经物质开始向大脑顶部转移,即原脑皮出现。 •中脑仍是神经系统的最高中枢。
•已具备发育完备的植物性神经系统。
•脊髓与鱼类无显著区别,但有缩短的趋势。 •肩与腰部脊神经集聚成神经丛。
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6.感觉器官发生较大演变
听觉:除内耳外,出现中耳。内耳结构与鱼类相 似,但出现了真正感音的部位瓶状囊(图3163)。 视觉:角膜凸出,晶体稍扁平,晶体距角膜较远, 适于远视。具有泪腺,下眼睑可活动,以湿润眼 球。 嗅觉:出现陆生四足类的两个特化特征:内鼻孔 (嗅觉及空气进出通道)和锄鼻器(鼻腔腹内侧 一对盲囊,能感知进入口腔的空气或物体的化学 性质)。 侧线:水栖类型、蝌蚪以及少数无尾类具有侧线 器官。
由水生向陆生转变的过渡动物—两栖纲 (Amphibia) 两栖类是由水生到陆生的过渡类群,这一类群包 括大鲵、蝾螈等有尾两栖类和日常可见的青蛙、蟾 蜍等无尾两栖类。现存的两栖类,从机能结构和个 体发育上均能反映出它们的过渡性质。从机能结构 上看,两栖类既保留着水栖祖先的特征,同时又获 得了一系列陆栖脊椎动物的特点,居于中间地位; 从个体发育上看,蛙类的幼体——蝌蚪,生活在水 中,经过变态发育为成体后,则能上陆生活,从而 也反映出它在系统发育中所处的中间过渡地位。
2.不完善的肺呼吸及不完全双循环的出现
(1)呼吸的多样化
•肺呼吸
(1)呼吸的多样化
皮肤呼吸 皮肤湿润,皮下血管丰富。尤其在冬 季蛰眠期,皮肤呼吸对生命继续起着重要作用。 鳃呼吸 一些成体和所有幼体的呼吸器官。
(2)不完全的双循环(不完全双循环和体动脉内含有混 合血液是两栖类的特征) •心脏 由2心房、1心室、静脉窦和动脉圆锥构成(图3158)。心房内出现完全或不完全房间隔形成左心房(接 受从肺静脉返回的多氧血)和右心房(从体静脉返回的缺 氧血以及皮静脉返回的多氧血)。心室内壁具肌肉小梁, 且和动脉圆锥中的螺旋瓣能够对血液进行分流,但由于心 室不分隔,多氧血和缺氧血不能完全分开,这种循环是不 完全的。 •循环系统 循环路线由单循环演变为不完全的双循环(即 体循环和肺循环)。主要动脉系统包括颈动脉、体动脉和 肺皮动脉。静脉系统与鱼类的差别较大,由一对前大静脉 和一支后大静脉组成,收集全身血液回右心房。有发达的 肝门静脉和肾门静脉(图3-159)。
•现代两栖类包括3个主要类群,在体型、行为、栖息地及 适应性方面具有多样性。 •大多数在其生活史中具有变态阶段,幼体以鳃呼吸,经 变态后产生陆生的以肺呼吸的成体。
•雌雄两性有抱对现象,体外受精。
分类
全世界现存两栖动物约4300种。分为3个目:
无尾目(Anura):是成体无尾的两栖类。蝌蚪状幼体实 现成熟必先经过变态。 有尾目(Urodela):蝾螈以及它们的近缘种都具有用于 游泳的尾。通过兼性幼态成熟,有的种类在幼体已经性成 熟,而仅因为干旱或甲状腺的刺激才发生变态,而有的种 类终生具鳃,因而从未发现它们有变态现象。 无足目(Apoda):是没有四肢,穴居生活的两栖类,生 活在热带或南温带。幼体阶段可能在卵中度过。
4.消化系统的分化较鱼类复杂
•具结构完全的消化器官(口、口咽腔、食道、十 二指肠、回肠、大肠、泄殖腔、泄殖腔孔、消化 腺)。 •牙齿与鱼类相似,为同型、多出齿,可能出现在 上、下颌骨及犁骨等处,无咀嚼功能。 •出现了能动的肌肉质舌和口腔腺(四足动物的共 同特征)。 •有独立的肝脏和胰脏。
5.神经系统仍处于与鱼类相似的较低水平
7.排泄器官对陆生适应的不完善性
1对肾脏是其排泄器官。排尿管道在雄性兼输精,并具 有由泄殖腔壁突出形成的泄殖腔膀胱。当两栖类处于水中 时,肾脏通过泌尿功能维持体内水分的平衡;但在上陆时, 肾脏就不能很好解决失水问题,而还要靠泄殖膀胱一定的 重吸收水分功能来解决,但泄殖膀胱不能补偿体表水分蒸 发造成的失水,因而两栖类虽然上陆但不能长时间离开水 源。
(1)骨骼系统 首次出现了胸骨,但成体无肋骨。 脊椎骨的椎体除少数水生种类为双凹型外,多 为前凹型或后凹型。椎弓的前后方具有前、后 关节突,这是四足类动物的特征。 头骨已脱离了肩带的束缚,数块骨片丢失或愈 合,骨化程度较低(无尾类尤为明显)。颌弓 与脑颅为自接式连接(腭方软骨直接与脑颅连 接)。 典型五指(趾)型四肢的出现。四肢位于躯干 侧面,其骨骼中多有愈合现象。由乌喙骨、肩 胛骨、上乌喙骨、锁骨组成的肩带不在与头骨 愈合,从而使前肢的多样性活动有了可能;由 髂骨、坐骨、耻骨组成的腰带与股骨形成髋关 节,并与脊柱的荐椎相关节以支撑体重。
8.离不开水环境的生殖方式(图3-164)
•生殖器官:雄性由精巢和输尿兼输精的管道组成;雌性 由卵巢和不与卵巢相连的输卵管组成。精子和卵子均通过 泄殖腔排出体外。 受精一般在体外和水中进行。雌雄两性在生殖季节具有抱 对现象,精子和卵子同时排在水中,并完成受精作用。 受精卵的发育必须在水中进行。 受精卵在水中发育,孵化出结构与鱼类相似的蝌蚪(无四 肢、鳃呼吸、单循环等)。在生长到一定阶段开始变态, 各个系统进行深刻变化,由适应水生转变为初步适应陆生 的成体阶段(具四肢、肺呼吸、不完全双循环)(图3165)。
起源和进化
两栖类是在泥盆纪早期由总鳍鱼目的鱼类进化而来:这些 早期的两栖动物被称为迷齿亚纲(Labyrinthodontia), 名称源于它们牙齿的结构。 现代两栖动物合起来成为无甲亚纲,它们与迷齿亚纲具有 争议的关系。 至石炭纪,两栖类得以迅速地辐射发展,产生了多样化 的种类,总称为坚头类(Stegocephalia),分为迷齿类和 壳椎类(Lepospondyli),在三叠纪前绝灭。在侏罗纪出 现的现生两栖类,据推测可能是从坚头类中的迷齿类产生。
3.支持和运动系统已基本具备陆生动物的模式
(1)骨骼系统
脊柱有了较大的分化,首次出现了一块颈椎和荐椎 (具有颈椎和荐椎是陆生动物的特征),使整个脊柱 分为颈椎、躯干椎、荐椎和尾椎(愈合形成棒状的尾 杆骨)4部分。 颈椎与头骨的枕骨髁(1对)相关节,从而头部有了上 下运动的可能性; 荐椎与腰带的髂骨连接,从而后肢获得了稳固的支持。
(2)肌肉
•部分肌肉保留原始分节现象。无足目和有尾目躯 干肌肉分节现象明显,无尾类仅轴下肌的腹直肌保 留分节。
•轴肌的比例发生变化。轴上肌比例减小,轴下肌 比例加大,且分化无3层,即腹外斜肌、腹内斜肌、 腹横肌,以保护和支持内脏。 •具四肢肌肉,且变得强大而复杂。 •鳃肌退化。少部鳃肌节制咀嚼、舌和喉的运动。
小 节
是具有典型五指(趾)型四肢的、水陆两栖的 脊椎动物,是低等四足类动物。
•大多以肺作为呼吸器官,但同时辅以皮肤呼吸, 有的终生水生的种类终生具有鳃。 发展了陆生动 物所具有的骨骼结构,包括在脊柱、四肢、肩带、 腰带方面的改造。 •
•嗅、视、听器官的变化和脑的相应的发达有利于在复杂 的陆生环境中生活。 •由于结构的不完善,至少在繁殖期要走向水中,因而不 能完全脱离水环境。
生物学特征
•幼体以鳃呼吸,成体以肺呼吸,并辅以皮肤呼吸; 肤裸露,出现轻微角质化; 皮
•具典型陆生脊椎动物的五指(趾)型四肢,脊柱出现了 颈椎和荐椎的分化; •心脏的心房出现分隔,血液循环为不完全双循环;
•出现中耳和在空气中传导声波的耳柱骨,具有犁鼻器;
•原脑皮;
•体外受精,体外发育,幼体经变态转为成体。
两栖类对陆地环境的初步适应
1.裸露但有轻微角质化的皮肤
•皮肤较薄,由多层细胞组成的表皮和真皮组成。
•皮肤表面处于裸露状态,并已出现蜕皮现象;
•真皮较厚而致密,表现出陆生动物真皮的特征;
•表皮衍生大量多细胞腺体(粘液腺、毒腺)和色素细胞 (黑色素细胞、虹膜细胞和黄色素细胞);
•皮肤与皮下肌肉组织连 •接疏松,其间分布大量 淋巴间隙和皮下血管, 与皮肤呼吸功能有关