6、两栖纲和爬行纲
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循环模式图
八、排泄
• 具有一对肾脏,肾属中肾。泄殖腔腹面具膀胱的开口。尿由肾产生, 经输尿管进入泄殖腔,再进入膀胱贮积。两栖类的皮肤的可透性使两 栖类在水中由大量的水通过皮肤进入体内,而一旦登陆,同样会通过 皮肤失去大量的水。 • 肾(中肾)——输尿管——膀胱——泄殖腔 • 两栖类的肾小球过滤率高,但两栖类肾小管重吸收水分的效能差,而 膀胱执行重吸收水分的功能,有助于陆栖时保水,因此愈是生活再干 燥地区的种类,膀胱愈大。
三骨骼
• 由于向陆生过渡,两栖类的骨骼和鱼类相比,发生了很大 的变化,均由软骨和硬骨组成。分为中轴骨(头骨、脊柱、 胸骨)和附肢骨。
• 1、脊柱 • 是由颈椎、躯干椎、荐椎和尾椎组成,颈椎和荐椎是陆生动物特征, 简单,但脊椎骨数目(10~200)不定。陆生种类进化脊柱趋于变短, 两栖类是一种特化现象,不代表总的进化趋势。 • 脊椎骨除少数水生种类为双凹形外,都为前凹和后凹,增大了椎体间 的接触面,提高了支持重力的效能。椎弓前后方具有关节突加强了脊 柱的牢固性和灵活性,这是四足动物的特征。 • 2、头骨 • 由脑颅和咽颅组成。古代两栖类(如坚头类)的头骨与古代总鳍鱼类 相似,只是缺乏鱼类特有的鳃盖骨。古代两栖类鼻区发达,具有显著 的吻部,而且由于肩带与头骨分离,并保持一定距离,才出现了可以 弯曲的颈部,吻随之得到发展。
• 3、水温的恒定性 • 水体是由含有巨大热能的介质构成,水温的变化幅度较 小,海洋温度近于恒定。而陆地温度存在剧烈的变化。 • 4、陆地环境的多样性 • 复杂多样的陆地环境为动物的栖居、隐蔽等提供了较水 域优越的条件。 • 陆地环境相对水环境来说,卵和幼体更容易受到保护, 但同时面临发育方面的困难。
咽式呼吸
七、循环
• 不完善的双循环和体动脉内含有混合血液,是两栖类的特征。肺呼吸 导致双循环的出现。双循环提高了血循环的压力和速度。 • 1、心脏 • 静脉窦 • 心房 • 心室 • 动脉圆锥 • 肺动脉、体动脉、颈动脉
• 2、动脉 • 肺循环的出现和鳃循环的被放弃(水生种类尚保留鳃血管),使原有 的鳃动脉弓发生重大变革:相当于原始鱼类的第一、二、五对动脉弓 消失。第三对动脉弓构成颈动脉,供应头部血液。第四对动脉弓构成 体动脉,供应全身血液。第六对动脉弓构成肺皮动脉,供应肺及皮肤 血液。 • 从而出现了肺循环和体循环的双循环,这种循环模式是四足动物的基 本模型。 • 3、静脉 • 肺静脉进入左心房。前大静脉、后大静脉和肝静脉分别汇集头部、体 躯、皮肤、肾脏、以及肝脏血液注入静脉窦。肝门静脉和肾门静脉分 别汇集消化道、尾及后肢血液注入肝脏和肾脏。 • 4、淋巴 • 淋巴系统在皮下扩展成淋巴腔隙,具有两对能搏动的淋巴心,但不具 备淋巴结。
第十八章 两栖纲
大约在古生代的泥盆纪末期(约3亿年前),地球上许多地区经过 了造山和造陆运动,淡水面积变小,气候由潮湿温暖变为干燥炎热, 引起生物界的变革。某些具有肺的动古代总鳍鱼类中的骨鳞鱼尝试登 陆并获得成功。从而使骨鳞鱼成为古代两栖类的直接祖先。
第一节 从水生到陆生的转变
• 生命起源于水中,动物躯体结构大部分是水,所有的细胞活动也是在 水环境下进行的。具有这种结构和功能的水生动物一旦登陆成功,将 面临严峻的环境条件,存在一系列有待解决的矛盾。
三、五趾型附肢及其在脊椎动物演化史上的意义
• 鱼类由于浮力影响,只需借助尾和躯体的摆动(单支点杠杆运动)即可 完成运动。陆地动物则由于空气密度较低,不仅需要强大的四肢支撑身 体,抵御重力,而且还必须具有强有力的附肢和关节(多支点杠杆运动) 以推动动物躯体在地面上移动。五趾型附肢就是这样的运动器官。
九、生殖
• 雄性 • 雌性
• 精巢(1对)——输精 管——肾——输尿管— —储精囊——泄殖腔 • 卵巢(1对)——落入 体腔——输卵管(三级 卵膜)——泄殖腔 • 生殖腺前方由黄色的脂 肪体,为繁殖期间供生 殖腺细胞营养之用。
十、神经系统和感觉器官
• 神经系统的脑分为大、间、中、小脑和延脑五部,大脑有左右半球, 腹面有纹状体;顶部和侧面出现了零星的神经细胞,称脑原皮。左、 右半球具侧脑室;间脑内腔侧壁较厚,称为视丘。 • 两栖类的感觉器官主要有 • 1、眼:角膜、眼球、水晶体,肌肉已近陆生种类。 • 2、耳:中耳、中耳腔(鼓室)借耳咽管(欧式管)与咽腔相通, 中耳腔的外膜即为鼓膜;耳柱骨为鼓膜与内耳卵圆窗之间的听骨。 • 3、鼻:嗅觉尚不完善,嗅粘膜平坦,且嗅粘膜一部分变为一种味 觉感受器,为四足动物具有的特征。 • 4、侧线器官:水栖类型,蝌蚪及少数无尾类具有侧线器官,感觉 水压变化。
• • • • 现存两栖纲按生活方式不同、体形大致分为三类: 1、穴居种类为蠕虫状,四肢完全退化,如蚓螈。 2、水栖种类为鱼状,四肢趋于退化,如大鲵。 3、陆生种类为蛙状,是适应跳跃生活的特化种类。
• 具上、下颌,上颌背侧一对鼻孔,有鼻瓣;有一对突出的眼,具眼睑, 但只能上下活动,瞬膜半透明;眼后一对圆形的鼓膜。
• 3、带骨及肢骨
• 两栖类肩带不联头骨,腰带借荐椎与脊柱联结,这是四足动物与硬骨 鱼类的重要区别。
四、肌肉 • 两栖类肌肉与运动方式相联系的主要特点是: • 1、躯干肌肉:在水生种类特化不甚显著。腹侧肌肉多 呈片状并有分层现象。各层肌纤维走向不同。 • 2、四肢肌肉:四肢肌环绕带骨及肢骨四周分布,因而 运动功能大为复杂,这种分布方式也利于平衡。 • 3、鳃肌退化:少部鳃肌节制咀嚼、舌和喉的运动。
无尾目
• 无尾目(iAnura)又称蛙形目(Raniformes) • 为现存两栖类中结构最高等,种类最多,世界约18科2000多种,我国约240 多种,是分布最广的一目。成体短而宽,无尾,后肢强大,皮肤裸露多腺体, 具活动眼睑,前凹型或后凹型椎体,胸骨发达,不具肋骨。肩带固胸型(蛙) 或弧胸型(蟾蜍)。营两栖生活。黑斑蛙(Rana aigromaculata)和花背蟾蜍 (Bufo raddei)是动物学教学、科研及医学研究的重要实验动物,许多教材 中还用其作为两栖纲的代表。
六、呼吸
• 蝌蚪和水生两栖类(有尾类)成体的主要呼吸器官为鳃和皮肤,蝌 蚪生有带分支的外鳃,在发育过程中被舌弧上向后生长的皮肤褶 (鳃盖)所覆盖,随后又着生几排短的内鳃,变态为成体时则完全 消失。而有尾类鳃的对数和形态也有很大的变异,一般营钻穴生活 的鳃孔数目逐渐减少,有的甚至完全消失。 • 两栖类的成体(陆生两栖类)具有一对囊状的肺,是陆生脊椎动物 的主要特征。不过这种肺结构简单,肺的内壁仅有少数皱褶,呼吸 表面积不大,而水生种类(蝾螈)的肺完全退化,所以皮肤呼吸和 口腔呼吸显得十分重要。喉和气管是肺呼吸动物的结构,内壁具有 环状的软骨支撑,对保证气体畅通具有重要意义。 • 两栖类由于不具有肋骨和胸廓,肺呼吸是采用特殊的咽式呼吸完成 的。吸气时口底下降,鼻孔张开,空气进入口腔。然后鼻孔关闭, 口底上升,将空气压入肺内。当口底下降,则弹性回收将气体压入 口腔,可以如此反复多次以充分利用空气中的氧气并减少失水。呼 气时鼻孔张开排出。
二、由水生过渡到陆生所面临的主要矛盾
• 鱼类的结构和功能适应水生生活,从水生过渡到陆生, 环境条件发生了巨大变化,就使登陆动物面临一系列新 的矛盾: • 1、在陆地支持身体并完成运动 • 2、呼吸空气中的氧气 • 3、防止体内水分的蒸发 • 4、在陆地繁殖 • 5、维持体内生理生化活动所必需的温度条件 • 6、适应于陆地的感官和神经系统
有尾目
• 有尾目(Urodela),又称蝾螈目(Salamandriformes) • 体多呈圆柱形,终生有尾,一般有两对细弱而均等发达的附肢,体裸露,低 等种类为双凹型椎体,高等种类为后凹椎体。有肋骨和胸骨,水栖生活。 • 分布于湘、鄂、黔、桂、晋、陕等省区的大鲵(Megalobatrachusdavidianu,s) 体扁圆,头大而扁阔,口甚大,体长达一米以上,是现存最大的两栖类。它 喜栖于湍急清凉的小溪中,晚上出来活动觅食,肉食性。是国家二类保护动 物。此外,极北小鲵(Hynobiuskeyserlingii)、中国小鲵(H· chinensis)、东方蝾 螈(Cynopsorientalis)等是习见种。 • 世界共约8科,230余种。我国约37种。
第二节 两栖纲的主要特征
• 两栖类是从水生开始向陆生过渡的一个类群,具有初步适应于陆生的 躯体结构,但受精和幼体发育在水中进行。幼体用鳃呼吸、没有成对 的附肢,经过变态而陆上生活,这是两栖类区别于所有陆栖脊椎动物 的根本特征。两栖类由于代谢水平低,保温和恒温机制不完善,为变 温动物。
• 一、外形
• 一、水陆环境的主要差异
• 除了湿度条件具有最为明显的差异外,还有一些其它差异: • 1、空气含氧量比水中充足 • 空气中所含氧气至少比水大20倍,空气中含氧量210mL/L,水中 3~9mL/L。且氧气在水中的弥散率很低。 • 2、水的密度比空气大 • 水的密度比空气大1000倍,比粘液大100倍,水的密度与细胞原生质 的密度相似。尽管水的密度比空气密度大得多,但却足以支持动物体 重而漂浮,陆生动物则面临如何支持躯体并运动的问题。
无或有 水栖
发达 无 裸露;角质化 边缘完整 前凹或后凹 无 复杂 有 有 陆栖
无足目
• 无足目(Apoda), 又称蚓螈目
(Caeciliformes)
• 为一科原始而又特 化的一类,形似蚯 蚓,尾短,四肢退 化,皮肤裸无胸骨, 具长肋,体内受精。 本目只有蚓螈科, 约160多种,多分布 热带林中,广西的 双带鱼螈和云南的 版纳螈是我国的代 表种。
二、皮肤
• 皮肤裸露,富于腺体,是现代两栖类的显著特征。皮肤呼 吸占有重要位臵。某些水生种类及冬眠期间的两栖类,几 乎全靠皮肤呼吸。
• 皮肤由表皮和真皮组成,富有腺体和血管,具有呼吸功能。皮肤表面 有轻微的角质化现象,皮肤内有色素细胞,是一种带有色素的间充质 细胞,在表皮和真皮均有分布。色素细胞有三种颜色,不同颜色配合 及色素细胞变形能产生多种色泽,构成保护色。 • 皮肤腺主要是遍布全身的粘液腺,有些种类的某些粘液腺变为毒腺, 粘液腺为多细胞腺体(泡状腺),与鱼类的单细胞腺体不一样,多细 胞腺体下沉于皮肤深层,能够减少水分蒸发。粘液腺的基本功能是保 护皮肤湿润和空气及水的可渗透性,也是两栖类通过蒸发冷却借以调 节体温的一种途径。两栖类的皮肤对一些化合物的通过具有选择性, 这对于调整体液浓度是十分重要的,并有助于陆生种类从环境向体内 摄取水分。
• 化石证据证明,古代总鳍鱼类(骨鳞鱼)所具有的叶状鳍,其骨骼结构 与古代两栖类有惊人的相似。但与现代两栖类相比,肱骨、桡骨和尺骨 均短小,显然处于多支点杠杆运动的萌芽阶段。有人推断,四足动物的 肢骨,就是由古总鳍鱼的这种叶状鳍在陆地上作单支点杠杆运动的“陆 地游泳”而逐渐发展起来的。五趾型四肢的出现使登陆成为可能。 • 由早期两栖类所开创的运动形式,在陆栖脊椎动物演化过程中以多样方 式加以继承和发展。跳跃,增加了运动的灵活性;飞翔,扩展了动物的 生存空间;直立行走,使动物运动发生了质的变化,解放前肢,能够使 用工具。
五、消化
• 两栖类的口咽腔结构比较复杂,反映了陆生动物和鱼类的重大区别, 消化道和消化腺与鱼类没有本质的区别,具有泄殖腔。 • 水生脊椎动物不存在吞食困难,陆生脊椎动物则存在干燥食物难以 吞咽的矛盾。两栖类具有肌肉质舌和分泌粘液的粘液腺,能使食物 湿润和吞咽,是四足动物的共同特征。 • 青蛙舌的结构比较特殊,舌软厚多肉,以前端固着于口底前方,后 端游离于舌尖,舌面有粘液腺和乳头状小突起,捕食时舌身从口腔 翻出,粘住食物(如昆虫)再送回口中,这种结构是与捕食相适应 的,青蛙的舌可作为捕食器官的一种特化。 • 口咽腔内还具有内鼻孔、耳咽管孔、喉门和食道开口,蛙类在口咽 腔两侧或底部有时具有一对或单个声囊开口。
眼部结构
耳部结构
两栖类的进化
• 进化途径, 黑板讲解? • 蛙的生活史
两栖类的分类是否讲解?
第三节 两栖类的分类
无足目 有尾目 无尾目
四肢 尾 皮肤 头骨 椎体 肋骨 胸骨 中耳 眼睑 习性
退化 有,短小 裸露;有骨鳞残余 发达,似爬行类 双凹型 有
无 穴居,体内受精
弱小 有,发达 裸露 边缘不完整 双凹或后凹 无或短 很不发达(1块)