Стадии развития животных
Среди множества животных бесполым путем размножаются только так называемые беспозвоночные животные. Позвоночные животные — такие как млекопитающие, рыбы, пресмыкающиеся, птицы и земноводные — размножаются половым путем: сперматозоиды и яйцеклетки, несущие типичный для данного вида животных наследственный материал, при оплодотворении соединяются. Оплодотворенное яйцо называется эмбрионом.
В зависимости от вида животных эмбрион может развиваться как в теле матери, так и вне его. Постепенно из оплодотворенных яиц в соответствии с заложенными в нем генетическими указаниями развиваются маленькие детеныши. Многие, например лягушки, проходят еще одну стадию развития, прежде чем стать совершенно взрослыми.
От яйца через личинку к взрослому животному
Улитки живут на суше, в проточной воде и морях. Морские слизни откладывают яйца в морскую воду, которые после прилива застревают между скалами. Из оплодотворенных яиц появляются личинки (велигеры), которые умеют плавать. Они плывут по течению и, наконец, опускаются на скалистое дно, где и превращаются во взрослых ползающих моллюсков.
Оплодотворенное яйцо
Красное пятнышко в середине яичного желтка — это трехдневный зародыш курицы. Через неделю зародыш уже приобретает форму цыпленка. Через месяц цыпленок уже полностью развит и покрыт нежным пухом. Яйцевым зубом, имеющимся у него на клюве, он разбивает скорлупу яйца и выходит на свет. Цыпленок распет и становится взрослым без какой-либо дополнительной стадии развития.
От яйца до головастика
Во время брачного сезона многие лягушки собираются большими шумными группами. Самки реагируют на громкие призывы самцов. Лишь немногие виды лягушек рожают на свет живых детенышей; большинство видов откладывают яйца (икру) в воду или около воды. Количество икринок зависит от вида лягушек и колеблется от одной до двадцати пяти тысяч. Как правило, икринки оплодотворяются вне тела лягушки и остаются предоставленными сами себе. Когда икринка созревает, из нее выклевывается маленький головастик. Головастики живут в воде и дышат жабрами, как рыбы. Лишь у немногих видов лягушек самки заботятся о своем потомстве.
Лягушки и жабы
В отличие от взрослой лягушки головастики растительноядны и питаются водными растениями и водорослями. Через определенное время в развитии головастика наступает удивительное превращение (метаморфоз): появляются передние и задние конечности, исчезает хвост, развиваются легкие и глазные веки, а также новая систем пищеварения, предназначенная для переваривания животной пищи.
Скорость превращения различна у разных видов, главным фактором здесь становится температуры воды. У одних жаб и лягушек метаморфоз осуществляется за несколько дней или недель, а у других занимает несколько месяцев. Головастик североамериканской лягушки-быка полностью развивается лишь через год и более.
Лягушки и жабы относятся к классу земноводных животных и к одной группе бесхвостых амфибий, однако различаются внешним видом и образом жизни. У лягушек мягкая кожа, и они хорошо прыгают, а жабы покрыты бородавками и, как правило, ползают. На земле существует более 3500 видов лягушек и жаб. Исключая Антарктику, их можно найти на всех континентах. Предпочитают они жить в тропических и субтропических зонах, где обитает более 80% всех видов. Но где бы они ни жили, в пустынях или горах, саваннах или тропических дождевых лесах, для продолжения рода они должны возвращаться к воде.
Что такое метаморфоз
В своем развитии лягушки проходят три стадии: от яйца к головастику, а затем к взрослой лягушке. Этот процесс развития называется метаморфозом. Стадию личинок проходят в своем развитии и многие беспозвоночные. Однако самые удивительные изменения происходят в жизни насекомых: бабочек и жуков, мух и ос. Их жизнь разделена на четыре этапа, очень сильно отличающихся друг от друга по способу питания и среде обитания: яйцо, личинка, куколка, взрослое насекомое. Личинка выглядит совершенно иначе, чем взрослое насекомое, и у нее нет крыльев. Ее жизнь полностью сосредоточена на росте и развитии, а не на продолжении рода. Только после того, как личинка окуклится, из нее получается взрослое насекомое.
Мир науки
Развитие лягушки озерной от икринки до молодой лягушки происходит в три этапа ( рис. 99).
Первый этап — развитие икры — начинается с момента оплодотворения и заканчивается появлением личинки — головастика . Этот этап длится 7-10 дней . Чем выше температура воды , тем быстрее появляется головастик .
Второй этап — развитие головастика — продолжается в течение двух месяцев. Личинка , появившейся напоминает маленькую рыбку с большим хвостом . В первые дни жизни головастик лишен рта и питается благодаря запасу питательных веществ . ( Вспомни , как называются рыбы на такой же стадии развития . ) Головастик имеет анальное отверстие , в который открываются протоки органов выделения . Он дышит жабрами, которые представляют собой светлые пучки , расположенные с обеих сторон головы, однако у него есть и зачатки легких. Через некоторое время позади главных почек развиваются туловищные . Вскоре наружные жабры заменяются внутренними , образуется ротовое отверстие , головастик начинает питаться водорослями и простейшими , которых он зишкрябують ртом с поверхности водных растений , подводных камней , коряг .
Строение головастика несколько подобна строения далеких предков — древних рыб. Он жабры , один круг кровообращения , двухкамерное сердце , боковую линию. Кроме того, в головастика , который только что появился на свет , скелет состоит только из хорды .
Третий этап — метаморфоз лягушки . Это чудесное превращение головастика , который по строению и образу жизни напоминает маленькую рыбку , на взрослое животное , движущийся с помощью ног и дышит легкими . У лягушки озерной метаморфоз длится всего 5 дней . В головастика укорачивается хвост , появляются конечности , причем сначала задние. Исчезают жабры и развиваются легкие . Маленький лягушонок начинает дышать кислородом воздуха и прыгать на суше. Затем исчезает хвост , он словно растворяется (Не отсыхает и отпадает ) , и животное становится молодой лягушкой , которая называется сеголетки . Впоследствии молодая лягушка выбирается из водоема и питается животной пищей .
Как правило , метаморфоз сопровождается уменьшением размеров тела . Рекордсменом в этом отношении чесночница (земляная лягушка ) , головастик которой длиной 12 см , а молодая чесночница — всего 2 сантиметра. А как меняются вкусы лягушки течение жизни ! Головастик , который только что появился из икринки , не ест вообще , потом питается разнообразными обрастаниями , а взрослая лягушка озерная — хищник , не брезгует даже полевками , другими мелкими млекопитающими и , к сожалению , — птенцами . Чрезмерный аппетит этих земноводных способствует тому , что взрослые лягушки имеют длину около 17 сантиметров .
Весь период развития лягушки озерной от икринки до молодой лягушки продолжается 80-90 дней . Завершается индивидуальное развитие на третьем году жизни половым созреванием .
Продолжительность жизни земноводных невелика. Например , лягушки в природе живут 6-8 лет. В неволе амфибии живут значительно дольше : лягушки — до 36 лет, жерлянки — до 30, тритоны — до 25 лет .
Онтогенез земноводных — это переход от водного образа жизни к сухопутному . Он представляет собой повторение исторического развития земноводных , в результате которого они с рыб превратились в наземных животных.
Икра
Сейчас мы разберем все стадии развития лягушки отдельно. Начнем с самого первого – яйца. Хоть эти существа и обитают на суше, во время метания икры, они отправляются в воду. Обычно это происходит в весенний период. Кладка происходит в тихих местах, на небольшой глубине, чтобы солнце смогло прогреть ее. Все икринки соединены между собой, и эта масса напоминает желе. От одной особи его едва наберется одна чайная ложка. Вся эта желейная масса обязательно прикреплена к водорослям в пруду. Маленькие виды откладывают примерно 2-3 тысячи яиц, крупные особи – 6-8 тысяч.
Икринка выглядит как маленький шарик, диаметром примерно 1,5 миллиметра. Она очень легкая, имеет черную оболочку и со временем сильно увеличивается в размерах. Постепенно икра переходит к следующей стадии развития лягушки — появлению головастиков.
Взрослая особь
После того как прошло три долгих года, лягушка может воспроизводить потомство на свет. Этот круговорот в природе бесконечен.
Для закрепления еще раз перечислим стадии развития лягушки, схема будет нам в этом помощником:
оплодотворенная яйцеклетка, представленная икринкой, – головастик с наружными жабрами – головастик с внутренними жабрами и кожным дыханием – сформированный головастик с легкими, конечностями и постепенно исчезающим хвостом – лягушонок – взрослая особь.
Эволюция лягушки связана с падением «астероида динозавров»
Как свидетельствует новое исследование, огромное разнообразие лягушек, которые мы видим сегодня, в основном является следствием удара астероида, который убил динозавров.
Новый анализ показывает, что популяции лягушек росли взрывным образом после событий, которые произошли 66 миллионов лет назад. Интересно, что это противоречит более ранним работам, свидетельствующим о гораздо более древнем происхождении многих ключевых групп лягушек. Работы американской и китайской команды исследователей изложены в журнале PNAS.
Лягушки стали одной из самых разнообразных групп позвоночных с более чем 6700 описанными видами. Но отсутствие генетических данных мешало проследить их эволюционную историю. Новое исследование показывает, что три основные линии современных лягушек, которые вместе составляют около 88% живых видов этих земноводных, появились почти одновременно.
Красноглазая квакша происходит от предков, которые воспользовались возможностями лесистой среды после удара астероида
Эта впечатляющая диверсификация видов, по-видимому, произошла в результате удара астероида, поразившего то, что сейчас является краем полуострова Юкатан в Мексике. Из-за выброса энергии в миллиард раз большего, чем взрыв атомной бомбы, было уничтожено три четверти всей жизни на Земле. Но, похоже, это также привело к созданию благоприятных условий для лягушек.
Учёные изучили образцы 95 генов из ДНК 156 видов лягушек. Затем они объединили эти данные с генетической информацией из ещё 145 видов для получения подробного «генеалогического древа» лягушек на основе их генетических соотношений.
Используя окаменелые останки, исследователи смогли добавить временную шкалу к генеалогическому дереву. Три крупнейшие группы — hyloidea, microhylidae и natatanura — ведут своё происхождение начиная со взрывного роста популяций, который начался 66 миллионов лет назад.
Художественная работа: удар 66 миллионов лет назад создал кратер, диаметр которого составляет 180 километров (110 миль)
«Никто раньше этого не устанавливал» — говорил соавтор исследования Пэн Чжан из Университета Сунь Ят-Сена в Гуанчжоу, Китай — «Мы повторно выполнили анализ с использованием разных параметров, но результат остался прежним. Я понял, что это истинные данные».
Другой автор, Дэвид Блэкберн из Музея естественной истории Флориды, объяснил: «Лягушки существуют уже более 200 миллионов лет, но это исследование показывает, что лишь после вымирания динозавров появилось такое их разнообразие, которые мы видим сегодня».
Д-р Блэкберн говорит, что скорость, с которой лягушки диверсифицировались после удара, предполагает, что оставшиеся в живых, вероятно, заполняли новые экологические ниши.
«Событие Чиксулуб» (падение метеорита – ред.) уничтожило большую часть растительности на Земле. Но по мере того, как леса начали восстанавливаться, лягушки, по-видимому, стали одной из групп, которые захватили большинство новых мест обитания».
Исследователи отмечают, что ни одна из линий лягушек, которая возникла до вымирания и выжила в результате падения астероида, не приспособлена для жизни на деревьях.
Жерлянка относится к меньшинству лягушек, чьи родословная простирается до катастрофы с метеоритом
Исследование также указывает на то, что благодаря распространению лягушек по планете можно отследить то как происходил распад суперконтинентов, начиная с Пангайи около 200 миллионов лет назад, а затем и Гондваны, которая разделилась на Южную Америку и Африку.
Данные также говорят о том, что лягушки, вероятно, использовали Антарктиду, ещё не заключённую в ледниковые покровы, как перевалочный пункт из Южной Америки в Австралию.
«Я думаю, что самое интересное в нашем исследовании — это то, что мы показываем, что лягушки — такая сильная группа живых существ. Они пережили … массовое вымирание, которое полностью уничтожило динозавров» — говорит Пэн Чжан.
Тем не менее, лягушки — как и другие амфибии — сегодня сталкиваются со многими проблемами, включая потерю местообитаний из-за лесозаготовок и болезней, таких как гриб хитрид и ранавирус.
Оригинал: BBC
