Чем дышит лягушка на суше
Как дышит лягушка на суше и в воде?
Стоит отметить, что лягушки совершенно не имеют жабр, и они не могут вдыхать под водой. А научные эксперименты свидетельствуют о том, что они длительное время могут пребывать без кислорода.
Данная статья представляет информацию об этом удивительном представителе класса земноводных. Здесь даны сведения о его внешнем и внутреннем строении, о том, как дышит лягушка под водой и на суше.
Общая информация о земноводных
Земноводные (амфибии) – класс четвероногих позвоночных животных, включающий в свой состав саламандр, лягушек, тритонов, червяг и пр. (всего более 7700 видов). Класс этот сравнительно немногочисленный. На территории России насчитывается всего 28 видов земноводных, а на Мадагаскаре – примерно 247.
Эта группа принадлежит к самым примитивным наземным позвоночным и занимает место между водными и наземными позвоночными животными. В чем же их особенность? Размножение и развитие у многих видов происходит в среде водной, а обитают взрослые особи на суше.
Лягушка – типичный представитель земноводных, поэтому на ее примере можно рассмотреть характеристики всего класса. Чем лягушка дышит на суше, а чем на воде?
Анатомия и физиология этого животного универсальна, так как и прошло оно самый протяженный в истории всей жизни опыт постоянной борьбы за выживание на суше. Это привело к уникальной приспособленности лягушки к жизни, как на воде, так и на суше. Как и многие предыдущие века, жизнь ее начинается в воде – с маленькой икринки, отложенной в водоеме, развивается личинка-головастик. На тот момент он практически не отличается от мальков рыб. Серия превращений состоит из многочисленных переходных стадий (несколько десятков), помогающих лягушке приспособиться к обитанию на суше – происходит метаморфоза (головастик из «рыбы» превращается в наземное животное).
Всем известно, что не жабрами дышит лягушка, потому что их у нее нет. Чтобы узнать о том, как она дышит, следует подробнее ознакомиться с ее строением.
Разновидности лягушек
Отряд земноводных бесхвостых многочисленный – более 2000 видов. Учеными отряд поделен на семейства:
Жабы от лягушек отличаются отсутствием бугристой кожи и зубов, а квакши на пальцах имеют присасывающиеся диски, благодаря которым они быстро и легко залезают на деревья по гладким листьям и стволам.
Кратко описание лягушек, особенности строения
Лягушка обитает в водоемах и на их прибрежных территориях. Внешнее строение у нее довольно простое – широкая плоская голова, постепенно переходящая в короткое туловище, удлиненные задние конечности с 5 пальцами, короткие передние лапы с 4 пальцами и редуцированный хвост.
Поверхность тела покрыта гладкой эластичной и совершенно голой кожей с многоклеточными железами, которые выделяют своеобразную слизь, помогающую сохранять воду, тем самым способствуя газообмену. Также эта жидкость предохраняет тело от самых различных вредных микроорганизмов. Кожа играет немаловажную роль для лягушки – она впитывает воду именно через нее. Поэтому большую часть времени она обитает в сыром месте или в воде.
И скелет лягушки имеет свои особенности. Состоит он из позвоночника, черепа, скелета конечностей и поясов. Скелетное строение лягушки уникально благодаря характерным особенностям формирования конечностей – соединяются они с позвоночником поясами.
Органы дыхания лягушки
Прежде чем узнать, как дышит лягушка, следует выяснить, что представляют собой ее органы дыхания. У взрослой лягушки – это легкие и в достаточно большой степени кожа. К последней подходят крупные кровеносные сосуды. Для некоторых земноводных дыхание через кожу – единственный способ для взрослых животных.
Подобное дыхание может дополняться ротоглоточным (практически у всех хвостатых и большинства бесхвостых земноводных). Газообмен в таких случаях происходит через слизистую оболочку глоточной и ротовой полостей, которые снабжены густой сетью капилляров.
А что представляют собой легкие земноводных? Это простые мешки (парные), имеющие с внутренней поверхности ячеистые, тонкие стенки. Общая дыхательная поверхность легких относится к поверхности кожи в соотношении 2:3, тогда как у млекопитающих она в 50-100 раз больше, чем поверхность кожи.
У бесхвостых земноводных дыхательные пути развиты очень слабо. Представлены они лишь гортанно-трахейной короткой камерой, переходящей в полость легких. Щель гортанную окружают черпаловидные хрящи с натянутыми на них голосовыми связками (представлены они складками слизистой оболочки). Они могут натягиваться при вдыхании воздуха, а при выдыхании приводятся в колебательные движения, благодаря которым и издается звук.
Механизм легочного дыхания
Как дышит лягушка? В чем особенности ее дыхания? В связи с тем, что у земноводных отсутствует грудная клетка, механизм дыхания легкими у них отличается от других позвоночных. Он у них нагнетательного типа, а не всасывательного.
Сначала животное набирает воздух в полость рта. Для этого оно открывает ноздри, а ротовое дно опускает. Затем лягушка закрывает ноздри клапанами, гортанную щель открывает, а ротовое дно поднимает под воздействием мускулатуры, благодаря чему воздух проталкивается в легкие.
Удаляется из легких воздух благодаря воздействию брюшной мускулатуры.
Как дышит лягушка в воде?
У лягушек достаточно большие легкие. При нырянии в воду, воздух из наполненных им легких постепенно впитывается в кровеносные артерии, что позволяет животным продолжительное время находиться под водой.
Кроме того, как отмечалось выше, лягушки, как и прочие амфибии, способны дышать через свою кожу. Благодаря ей происходит обмен газов (кислород поглощается, выделяется углекислый газ и вода). Благодаря фотосинтезу (поглощение растениями углекислого газа и последующее превращение его в энергию и кислород) происходит обогащение воды важным для всех живых существ кислородом, в том числе и для лягушек.
Чем дышат взрослые лягушки, понятно. А как дышат их личинки? Известно, что рыбы дышат жабрами (пропускают через них воду). Именно так же это происходит и с личинками лягушек, имеющих жабры. Но жабры их зарастают по мере взросления, и дышать они начинают легкими.
Зависимость содержания кислорода в воде от ее температуры
Как дышит лягушка, если вода в пруду очень холодная? Чем ниже температура, тем больше в воде кислорода. В воду он попадает посредством растворения на поверхности воды или же, как отмечалось выше, в процессе фотосинтеза растений, растущих в водоеме.
Таким образом, больше растворенного кислорода именно в холодной воде.
Чем дышит лягушка под водой зимой? Земноводные при наступлении холодов впадают в состояние анабиоза (все процессы жизненные замедляются), поэтому для них кожное дыхание становится вполне достаточным. Эта уникальная способность очень важна для лягушек, так как они всю зиму проводят на дне ручьев и водоемов, зарывшись в ил.
В заключение
Такое количество способов дыхания характерно лишь для земноводных, что делает их уникальными существами, хорошо приспособленными к выживанию в окружающей среде.
Как дышат лягушки?
Личинки лягушек, также известные как головастики, дышат через жабры, так как они являются водными. Когда головастики превращаются во взрослых лягушек, они начинают дышать через легкие. Легкие лягушек развиты не очень хорошо, поэтому лягушки также дышат через кожу.
Название «амфибия» происходит от греческих слов ἀμφί- «двоякий» + βίος «жизнь», что означает «существо с двойной жизнью». Их «двойная жизнь» связана с тем фактом, что амфибии могут сосуществовать между жизнью на суше и жизнью в воде.
Лягушка, как и другие ее родственники амфибии, такие как жабы и саламандры, начинает жизнь в воде. Самка лягушки откладывает в воду свои мягкие прозрачные яйца. Из яиц выйдут маленькие лягушки! Однако, маленькие лягушки, или головастики, ничем не похожи на своих родителей.
Они похожи на инопланетные сперматозоиды с большой плоской овальной головкой, переходящей в хвост. В течение первых нескольких недель своей жизни головастик плавает вокруг, поедая водоросли и водные растения, накапливая запасы на тот момент, когда он начнет свое превращение во взрослую особь.
Эта трансформация, называемая метаморфозом, будет происходить в течение многих недель, при этом подобный сперматозоиду головастик претерпит множество физиологических изменений, увеличиваясь в размерах, развивая четыре ноги и медленно втягивая хвост.
Эти изменения сделают лягушку пригодной для постоянного обитания на земле.
Путь лягушки от яйца до взрослой особи.
К сожалению, для лягушки воздух и вода не облегчают дыхание. Это означает, что лягушка также должна адаптировать свое дыхание в соответствии со своей новой жизнью.
Головастики дышат через жабры
Головастики имеют жабры, которые позволяют им дышать во время их подводной фазы жизни. Жабры, которые обычно покрыты лоскутом кожи, расположены сбоку от головы.
Головастики дышат жабрами.
Наряду с жабрами у головастиков развиваются и легкие. Эти легкие помогают головастику дышать в воде с низким содержанием кислорода. Чтобы дышать воздухом, головастики должны всплыть на поверхность и высунуть голову из воды. Однако головастик слишком мал, чтобы нарушить поверхностное натяжение воды. Таким образом, головастик должен вместо этого подойти к поверхности воды и всосать пузырьки воздуха.
Взрослые лягушки могут дышать легкими
Головастики в конце концов избавляются от жабр, развивая новую пару легких, чтобы приспособиться к жизни на суше. Тем не менее легкие взрослых лягушек работают не так, как человеческие.
Чтобы вдохнуть воздух, лягушка расширяет горло, опуская нижнюю часть рта. Через ноздри в расширенную ротовую полость устремляется воздух. Затем лягушка просто глотает этот воздух в легкие, сжимая нижнюю часть рта. Когда лягушка выдыхает, весь процесс происходит в обратном порядке: воздух из легких выталкивается в рот, а затем выходит в мир!
Как лягушка дышит легкими.
Хотя у лягушек есть легкие, они недостаточно развиты, чтобы справляться с этой задачей самостоятельно. Таким образом, чтобы удовлетворить все свои потребности в кислороде, у лягушек есть еще один хитроумный способ, дыхания через кожу.
Лягушки могут дышать через кожу
Кожа лягушки, хотите, верьте, хотите нет, уравновешивает легкие.
Для обмена газов кожа лягушки тонкая и гладкая. Толстая и жесткая кожа с чешуей, перьями или мехом скорее будет препятствовать, чем способствовать газообмену. Интересно, что некоторые лягушки могут изменять толщину кожи в зависимости от концентрации кислорода в воде. Чем меньше кислорода в воде, тем тоньше их кожа.
Если вам когда-нибудь приходилось прикасаться к лягушке, вы знаете, что она довольно скользкая. Эта слизь представляет собой смесь слизи и белков, которая помогает увлажнять кожу лягушки, поскольку сухая кожа не позволяет коже эффективно дышать.
Капилляры под кожей забирают кислород и доставляют его в ткани, расположенные поблизости.
Для некоторых лягушек кожное дыхание может быть настолько эффективным, что они в первую очередь или, в некоторых случаях, полностью полагаются на него.
Возьмем, к примеру, водяную лягушку Титикакский свистун. Эта подводная лягушка дышит исключительно своей кожей. Она имеет множество кожных складок, которые увеличивают площадь поверхности существа, что способствует большему газообмену. Фактически, лягушка часто выполняет подводные отжимания, чтобы вода достигла всех ее кожных складок.
Водяная лягушка Титикакский свистун дышит преимущественно кожей.
Это становится проблемой, когда самцы лягушек приступают к своему очень сложному и энергоемкому брачному ритуалу.
Чтобы не «потерять дыхание», лягушка-самец создаст дополнительные складки в коже. В результате этого действия лягушка выглядит так, будто на ее спине появились сотни жутких родинок, так что хорошо, что самок не очень волнует традиционная красота!
Как долго лягушка может находиться под водой
Как дышит лягушка
Легкие у лягушки слаборазвиты, поэтому и в воде, и на воздухе она дышит, в основном, поверхностью своего тела. Через легкие дыхание у лягушек производится следующим образом: дно ротовой полости опускается, через открытые ноздри воздух проникает внутрь. Затем брюшными мышцами выдавливается наружу остаток отработанного воздуха, при этом дно полости рта продолжает опускаться. После этого ноздри закрываются, дно ротовой полости поднимается и проталкивает в легкие воздух.
Для того чтобы кожа лягушки хорошо пропускала кислород, ее поверхность всегда должна быть влажной. Поэтому живущие на суше земноводные любят сырые места обитания. На насекомых охотятся они в сумерки и ночью, а днем прячутся от солнца под травой и листьями. Лягушки на ощупь кажутся холодными, поскольку через тонкую кожу вода легко испаряется и охлаждает ее поверхность. Температура тела этих земноводных всегда на несколько градусов меньше температуры окружающей среды.
Через кожу в организм лягушки проникает и вода. Лягушке не нужно пить воду, ей достаточно прижаться брюшком к влажной земле, растениям или искупаться в росе.
Как зимует лягушка
Дыхание через кожу имеет для травяных лягушек очень большое значение, так как они зимуют, закапываясь в ил на дне водоемов. Пруды зимой не замерзают до самого дна даже при очень низкой температуре, поэтому лягушки тоже не замерзают. При наступлении осени земноводные впадают в состояние анабиоза, при котором все жизненные процессы замедляются. Количество нужного им кислорода понижается, и кожного дыхания лягушке оказывается достаточно.
Как все холоднокровные, лягушки отличаются пониженным энергообменом. Их активность напрямую будет зависеть от температуры окружающей среды.
Остромордые лягушки, в отличие от травяных, проводят зиму на суше. Они забиваются под камни, коряги, листья, в мышиные и кротовые норы. Зимняя спячка земноводных продолжается 150-200 дней и зависит от длительности холодного периода. Зимой значительная их часть погибает, к весне лягушек остается всего 2-5%.
В бытовом представлении амфибии холодные и бесчувственные существа, но на самом деле это совсем не так.
Класс земноводные или амфибии
Амфибии — немногочисленная группа позвоночных животных, занимающая промежуточное положение между рыбами и настоящими наземными хордовыми. Подавляющее большинство амфибий обитает, в зависимости от стадий жизненного цикла, то в воде, то на суше, поэтому земноводных относят к полуводным, полуназемным хордовым животным. Этот класс наземных животных сохранил очень тесную связь с водной средой.
О приспособленности к сухопутному образу жизни свидетельствуют парные пятипалые конечности, характерные для наземных животных. Конечности их состоят из трех отделов (передняя конечность — из плеча, предплечья и кости, задняя — имеет бедро, голень, стопу). Кисть и стопа заканчиваются пальцами. Дышат легкими и влажной кожей. Имеют два круга кровообращения и трехкамерное сердце.
Размножаются и развиваются в воде. Личинка снабжена жабрами.
У взрослых амфибий сохраняется ряд черт, унаследованных ими от своих рыбообразных предков.
Этим объясняется богатство фауны амфибий в теплых и влажных районах земного шара.
О происхождении земноводных от рыб свидетельствует и способ размножения.
Амфибии откладывают яйца, бедные питательными веществами и незащищенные от воздействия внешней среды, вследствие чего икринки могут развиваться только в воде. Так же, как и рыбам, амфибиям свойственно наружное оплодотворение яиц. Еще большее сходство с рыбами обнаруживается у личинок амфибий — головастиков.
Органами дыхания у них служат жабры, вначале наружные, затем — внутренние; сердце личинок двухкамерное и один круг кровообращения.
На теле сохраняется орган боковой линии, орган передвижения — хвост, окруженный плавательной перепонкой.
Лягушка прудовая
Взрослые амфибии, типичным представителем которых является лягушка прудовая, имеет короткое и широкое тело.
Шея не выражена. Над ртом расположены ноздри, несколько сзади — глаза, имеющие веки, защищающие глаза от пересыхания (приспособление к жизни на суше). Позади глаз расположены органы слуха, состоящие из среднего, закрытого барабанной перепонкой, и внутреннего уха. Туловище опирается на две пары конечностей. Наиболее развиты задние. С их помощью лягушка передвигается прыжками по суше и хорошо плавает. Этому способствует еще наличие между пальцами плавательной перепонки.
Внешнее строение лягушки
Скелет лягушки
Скелет лягушки состоит из маленькой мозговой коробки (свидетельство слабого развития мозга) и короткого позвоночника.
Скелеты конечностей состоят из трех отделов, которые подвижны благодаря соединению с помощью суставов. Передняя конечность прикрепляется к плечевому поясу, состоящему из грудных, двух вороньих костей, ключиц и двух лопаток. Задние конечности связаны с позвоночником с помощью тазового пояса, образованного сросшимися тазовыми костями. Мышцы у лягушки особо развиты в области поясов и особенно свободных конечностей.
Пищеварительная система лягушки
Пищеварительная система лягушки очень сходна с таковой у рыб, только у земноводных задняя кишка открывается не наружу, а в особое ее расширение — клоаку.
В клоаку открываются мочеточники и выводные протоки органов размножения. Добычу лягушка ловит с помощью липкого языка, который прикрепляется во рту передним концом. Захваченную пищу (насекомых) лягушка обычно заглатывает целиком
Органы дыхания лягушки
Органы дыхания лягушки — легкие и влажная кожа. Через ноздри воздух попадает в ротовую полость, а оттуда — в легкие.
Выдох происходит в результате сокращений мускулатуры брюшной стороны лягушки. Покрытая слизью кожа с хорошо развитой системой капилляров способствует кожному дыханию.
Кровеносная система лягушки
Кровеносная система лягушки имеет более сложное строение.
Появление двух кругов кровообращения привело к усложнению строения сердца. Оно состоит из трех камер: желудочка и двух предсердий. Правое предсердие содержит только насыщенную углекислым газом венозную кровь, а левое — только артериальную, в желудочке кровь смешивается.
Артериальной, насыщенной кислородом кровью снабжается головной мозг лягушки, а все тело получает смешанную кровь. По большому кругу кровообращения кровь из желудочка направляется по артериям во все органы и ткани, а из них по венам оттекает в правое предсердие. По малому кругу кровообращения кровь из желудочка поступает в легкие и кожу, а из легких возвращается в левое предсердие.
Органы выделения лягушки
Органы выделения лягушки — почки, мочеточники, мочевой пузырь.
В почках образуется моча, поступающая по мочеточникам в клоаку, а из нее — в мочевой пузырь. По мере его наполнения моча через клоаку удаляется наружу.
Нервная система лягушки
Центральная нервная система земноводных состоит из тех же отделов, что и у рыб, но передний мозг развит сильнее, в нем можно различить большие полушария.
Мозжечок развит слабее, чем у рыб, что обусловлено более простыми и однообразными движениями земноводных.
Размножение и развитие лягушки
После пробуждения от зимней спячки лягушки покидают глубокие водоемы, переселяясь в хорошо прогреваемые солнцем мелкие пруды, канавы, лужи и разливы талых вод. Здесь самки выметывают икру, очень похожую па икру рыб, и самцы поливают ее семенной жидкостью. Сперматозоиды проникают в икринки и оплодотворяют их. Оболочки икринок в воде сильно разбухают, делаются прозрачными, склеиваются друг с другом, образуя комки, и выплывают на поверхность или прикрепляются к подводным предметам. После оплодотворения личинки начинают быстро развиваться, в результате в икринке образуется многоклеточный зародыш. Через 12-25 дней из икринки появляется личинка — головастик.
Головастик вначале имеет хвостик и напоминает малька рыб. Хвост его окружен тонкой плавательной перепонкой. Дышит головастик тремя парами перистых жабр, находящихся по бокам головы. В коже у него имеются органы боковой линии. Рот и конечности сначала отсутствуют. Через некоторое время начинает прорезываться рот с двумя роговыми пластинами и зубчиками на губах, которыми головастик соскабливает растения, служащие ему пищей. Затем наружные жабры исчезают и развиваются внутренние.
На этой стадии развития головастик особенно похож па рыбу. В это время у него развита хорда, двухкамерное сердце и один круг кровообращения. В дальнейшем развитии появляются легкие, трехкамерное сердце, два круга кровообращения. Далее появляются задние и передние конечности. Сначала утончается, а затем укорачивается, далее совсем исчезает хвост, и головастик превращается в маленького лягушонка. Этот процесс длится 3-4 месяца, и называют метаморфозом.
Половозрелость у лягушек наступает на третьем году жизни.
Сезонные явления природы оказывают влияние на жизненный цикл земноводных. Так, годовой цикл у них из-за условий сезонных климатических изменений делится на такие периоды: весеннее пробуждение, период нереста (размножения), период летней активности и зимняя спячка, спячка может быть наземная (тритоны) и подводная (лягушки).
как дышат лягушки
Хотя лягушки, в частности озёрные, много времени проводят в воде, они, в отличие от рыб, дышат атмосферным кислородом. У взрослых лягушек нет жабр, и дышат они с помощью легких. Легкие лягушек имеют вид продолговатых мешочков с эластичными стенками, по своему строению они напоминают плавательный пузырь рыб и, подобно ему, являются выростом передней части кишечного канала.
Дыхание у лягушек происходит весьма своеобразно. В то время как все другие животные с легочным дыханием втягивают воздух в легкие, приподымая ребра и расширяя грудную клетку, лягушки, не имеющие ребер и грудной клетки, так сказать, заглатывают воздух. Они делают это ртом, который в данном случае действует как насос. Опуская дно ротовой полости и плотно закрыв ротовое отверстие, лягушка, таким образом, увеличивает объем ротовой полости и втягивает воздух через ноздри. После этого ноздри смыкаются, а дно ротовой полости подымается к нёбу, и воздух через гортанную щель поступает в легкие.
В тонких стенках легких разветвляется большое количестве тончайших кровеносных сосудов — капилляров. Здесь и происходит обмен газов, при котором углекислый газ удаляется в воздух, а кислород из воздуха поглощается кровью.
Таким образом, с появлением легочного дыхания водные организмы постепенно переходили к наземному образу жизни. Но у земноводных легкие еще слабо развиты, и одного легочного дыхания им недостаточно. Дополнительным очень важным органом дыхания лягушек является кожа. Кожа у лягушки нежная, покрытая слизью, богата кровеносными капиллярными сосудами; в эти сосуды, если кожа влажная, легко проникает кислород воздуха. Вместе с тем через кожу лягушка может дышать и под водой, поглощая растворенный в воде кислород. Вот почему лягушки могут долго находиться под водой, а некоторые из них могут во время зимовки оставаться в воде подо льдом всю зиму.
Внутренне строение лягушки
Мышцы
Строение мышечной системы лягушки намного сложнее, чем у рыб. Ведь лягушка не только плавает, но и передвигается по суше. Благодаря сокращениям мышц или групп мышц лягушка может совершать сложные движения. Особенно хорошо у нее развиты мышцы конечностей.
Пищеварительная система
Пищеварительная система земноводных имеет почти такое же строение, как у рыб. В отличие от рыб задняя кишка открывается не прямо наружу, а в особое ее расширение, называемое клоакой. В клоаку открываются также мочеточники и выводные протоки органов размножения.
Дыхательная система
Лягушка дышит атмосферным воздухом. Для дыхания служат легкие и кожа. Легкие имеют вид мешков. Их стенки содержат большое количество кровеносных сосудов, в которых совершается газообмен. Горло лягушки несколько раз в секунду оттягивается вниз, благодаря чему в ротовой полости создается разреженное пространство. Тогда воздух проникает через ноздри в ротовую полость, а оттуда в легкие. Обратно он выталкивается под действием мускулатуры стенок тела. Легкие лягушки развиты слабо, и кожное дыхание для неё так же важно, как и легочное. Газообмен возможен только при влажной коже. Если лягушку поместить в сухой сосуд, то вскоре ее кожа высохнет, и животное может погибнуть. Погружённая в воду, лягушка целиком переходит на кожное дыхание.
Особое расположение сосудов, берущих начало от желудочка, приводит к тому, что только головной мозг лягушки снабжается чистой артериальной кровью, а все тело получает смешанную кровь.