Внутреннее строение пресмыкающихся: характеристика, особенности

Пресмыкающиеся (или рептилии) – первые настоящие обитатели суши, чьи предки произошли от древних земноводных животных около 300 млн лет назад. Они наделены более совершенным и сложным строением относительно предыдущих классов и хорошо адаптированы к наземным условиям. Некоторые из них в процессе эволюции вторично перебрались к жизни в воде, но при этом сохранили характерные черты сухопутных животных. Из статьи вы узнаете об особенностях внутреннего строения и жизнедеятельности пресмыкающихся.

Общие сведения о пресмыкающихся

Класс пресмыкающихся насчитывает порядком 9 тысяч видов позвоночных, которые представлены четырьмя большими отрядами: чешуйчатые, клювоголовые, крокодилы и черепахи. Их внешние данные имеют свои специфические особенности и отличаются от птиц и млекопитающих. Гибкое подвижное тело у многих видов представлено продолговатой формой, но также встречаются округлые, сплющенные, сильно вытянутые и червеобразные комплекции. Наружным покровом рептилий выступают роговые или костяные щитки, чешуйки, которые предохраняют тело от потери влаги. Животные обладают сильными конечностями (обычно их четыре), исключение составляют змеи и определенные виды ящериц, у которых они атрофированы. Окраска наружного покрова очень разнообразный: у тропических представителей она чаще всего яркая, а у каких-то видов покров наделен защитным цветом, что соответствует краскам их среды обитания.

Пресмыкающиеся в большинстве своем являются хищниками, в рационе которых присутствуют насекомые, птицы, земноводные и мелкие млекопитающие, однако среди них есть и чистые вегетарианцы.

Особенности внутреннего строения пресмыкающихся

Развитие и расцвет пресмыкающихся относят к палеозойской и мезозойской эре, когда на земле произошли глобальные перемены климатических условий.

Образование класса было сопровождаемо следующими прогрессивными эволюционными изменениями:

• увеличение мозжечка головного мозга, появление коры больших полушарий в зачаточном состоянии;
• шейный отдел обеспечил большую подвижность головы, что привело к более совершенному использованию органов чувств;
• пояса конечностей упрочились и связались с осевым скелетом, что дало усиление опоры на конечности;
• легочное дыхание - образование воздухоносных путей (трахеи и бронхов), появление грудной клетки;
• трехкамерное сердце, формирование неполной перегородки желудочка;
• появление тазовых почек;
• усовершенствование кровеносной системы;
• внутреннее оплодотворение, откладка яиц на суше.

В характеристике внутреннего строения пресмыкающихся отмечаются также черты наследуемые ими от земноводных, такие как смешанная кровь, наличие в сердечной мышце одного желудочка, непостоянная температура и прочее.

Скелет и мышцы рептилий

Скелет пресмыкающихся имеет в строении некоторую схожесть с земноводными, но при этом обладает существенными отличиями. Череп рептилий почти полностью закостенелый, только обонятельная капсула и слуховая область содержат незначительное количество хряща. Позвоночный столб сильнее дифференцирован и представлен пятью выраженными отделами: шейным, грудным, поясничным, крестцовым и хвостовым. Шейный отдел сформирован 7-10 позвонками, из которых первых два (атлант и аксис) обеспечивают подвижность головы. С грудными и поясничными позвонками (от 16 до 25) соединены хорошо развитые парные ребра, что позволило пресмыкающимся стать обладателями замкнутой грудной клетки (за исключением змей). Тазовый и плечевой пояса достаточно прочные и отражают хорошую приспособленность к движению на суше. Строение скелета конечностей не имеет существенных отличий от земноводных.

Мышечная система внутреннего строения пресмыкающихся имеет достаточно сложную дифференцировку: расчлененность тела, развитость пятипалых конечностей, образование шейного отдела. Стоит отметить, что появление грудной клетки дало начало формированию межреберной мускулатуры, обеспечивающей дыхательные движения.

Пищеварительная система

При сравнении внутреннего строения земноводных и пресмыкающихся очевидно, что органы пищеварения у вторых организованы намного сложнее. Пищеварительный тракт определяется четкой сегментностью и новыми образованиями. Полость рта имеет заметное отграничение от полости глотки. Крокодилы и черепахи отличаются носоглоточными ходами отгороженными от нее вторичным твердым небом, появляющимся через разрастание отростков челюстных, небных и крыловидных костей. Подвижный мускулистый язык имеет различные формы, что связано с характером охоты и добываемой пищей.

Зубы характерны для большинства пресмыкающихся. Они лишены корней, выполняя функцию захвата и удержания добычи. Их сошник не имеет зубов, за исключением гаттерии отряда клювоголовых. Все зубы приращены к соответствующим костям, лишь у крокодилов они находятся в альвеолах. Железы ротовой полости сильно развиты и содержат ферменты для переваривания пищи.

Желудок рептилий четко выражен и обеспечен сильной мускулатурой. Поджелудочная железа размещена в первой петле кишечника. Ее протоки и протоки желчного пузыря печени проходят в кишечник почти в одном и том же месте. На рубеже тонких и толстых кишок размещена слепая кишка в зачаточном состоянии, только у сухопутных черепах она вполне развита.

Дыхание

У пресмыкающихся отсутствует кожное дыхание (за исключением морских змей и мягкотелых черепах), поскольку поверхность их тела покрыта чешуйками. Вследствие этого органы дыхания представлены только хорошо развитыми легкими. Это довольно объемные мешки с большим количеством мелких перегородок на внутренних стенках. Их сложная сеть способствует увеличению площади газообмена. Кислород, поступая в легкие, проходит предварительно через длинную трахею, которая делится на два бронха.

Благодаря особенностям внутреннего строения пресмыкающихся механизм их дыхания отличается от земноводных. Воздух втягивается и выталкивается обратно посредством расширения и сужения грудной клетки, чье движение обусловлено межреберной мускулатурой. В зависимости от температуры внешней среды частота вентиляции легких будет меняться.

Органы кровообращения

Особенности внутреннего строения класса пресмыкающихся таковы, что для него характерна усложненная система кровообращения. Сердце трехкамерное, но в его желудочке снизу наблюдается зачаток перегородки (у крокодилов она сформирована). Как следствие, разделение венозной и артериальной крови усиливается. В правый атриум (предсердие) поставляется венозная кровь от всех органов, в левый атриум - артериальная кровь из органов дыхания. Затем оттуда она, соответственно, поступает в правую и левую части желудочка. Присутствие в нем неполной перегородки препятствует сильному смешению крови.

От верхней части желудочка отходят легочная артерия, левая и правая дуги аорты. В соответствии со своим положением относительно желудочка они заполняются и несут по организму кровь: венозную в легкие, смешанную - к органам тела и артериальную кровь - преимущественно к голове. Таким образом, у пресмыкающихся животных в основном наличествует смешанная кровь, но она значительно обогащена кислородом, что содействует более интенсивному обмену веществ.

Размножение

Наземный образ жизни внес изменения и в размножение пресмыкающихся. Внутреннее строение репродуктивной системы несколько усложнилось. У самцов пара семенников располагается по бокам поясничного отдела хребта. От каждого из них отходит семенной канал, идущий в вольфов проток, который с образованием туловищной почки стал выступать лишь как семяпровод. У самок в роли яйцевода действует мюллеров канал, представленный парной тонкостенной трубкой, открывающейся воронкой в переднюю полость тела, а вторым концом - в клоаку.

Все рептилии, за исключением гаттерии, обладают совокупительными органами. По сравнению с земноводными, оплодотворение у них происходит внутренне. Отложенные на суше яйца снаружи покрыты защитной оболочкой (скорлуповой или кожистой), а внутри имеют большое содержание желтка.

Выделительная система

Организм пресмыкающихся выделяет значительно больше продуктов распада, чем земноводные. Это стало одной из причин формирования сложных тазовых почек выделительной системы.

Тазовые почки располагаются целиком (или частично) в тазовой области, вблизи позвоночного хребта. Их основу составляют почечные канальцы, чьи капсулы окружены кровеносными клубочками. Через капилляры клубочка в капсулу попадают продукты распада жизнедеятельности организма, растворенные в воде. Таким образом происходит образование первичной мочи. Во время ее движения по длинному канальцу в кровь обратно всасывается какая-то часть воды. Далее из почки по мочеточнику жидкость проходит в клоаку, с которой соединен мочевой пузырь. Попадая в него, она накапливается до момента выведения из организма.

Стоит отметить, что у эмбрионов пресмыкающихся во внутреннем строении наличествует едва развитая предпочка и достаточно сформированная туловищная почка.

Нервная система

У рептилий нервная система характеризуется более сложной организацией, чем у предыдущего класса. Увеличен размер головного мозга, в котором большие полушария переднего мозга и мозжечок хорошо развиты. Отмечается зарождение первичной коры из серого мозгового вещества. Также на темени размещен хорошо развитый теменной орган, который улавливает световые раздражения. В связи с усложнением движений животных и необходимостью равновесия в некоторых позициях роль мозжечка значительно возрастает, чем и объясняется его положение во внутреннем строении. Пресмыкающиеся владеют более сложными механизмами адаптации и поведенческого реагирования. У них присутствуют в равной степени и условные, и сложные безусловные рефлексы.

Органы чувств рептилий обеспечивают поступление внешней информации, через которую регулируется их сложное поведение. Ведущим анализатором у большинства видов является зрительный, при этом глаза защищены веками и мигательной перепонкой. Органы слуха представлены средним ухом с барабанной перепонкой и одной слуховой косточкой, и внутренним ухом с несколько обособленной улиткой. Относительно хорошо развиты органы обоняния и осязания, чего нельзя сказать об органе вкуса, который у большинства видов слабо развит.

Значение годового цикла

Внутреннее строение и жизнедеятельность пресмыкающихся максимально адаптированы к жизни на суше, следовательно, их биологические циклы подвержены влиянию происходящих там температурных изменений. Сроки размножения, развития и активности будут напрямую зависеть от местности обитания и оптимального сезона года, при котором стабилизированы благоприятная погода, осадки и хорошие возможности питания.

Температурные условия диктуют продолжительность активного периода. При наступлении понижения среднесуточной температуры пресмыкающиеся начинают уходить в укрытия на зимовку (ямы, пещеры, норки под корнями деревьев) и впадать в оцепенение. Но весной, когда воздух и земля прогреваются, животные выходят из укрытий и вновь переключаются на энергичный образ жизни.