Соединение позвоночника с черепом у земноводных
Скелет земноводных, как и других позвоночных животных, разделяется на осевой скелет (позвоночный столб), череп, парные конечности и их пояса. Практически во всех отделах скелета еще довольно большую роль играет хрящ.
Осевой скелет состоит из отделов:
- Шейный отдел представлен 1 позвонком, который при помощи двух суставных площадок подвижно соединяется с черепом.
- К туловищному отделу позвоночника лягушки относится 7 позвонков (у хвостатых от 14 до 63).
- Крестцовый отдел у всех земноводных представлен 1 позвонком, к массивным поперечным отросткам которого причленяются подвздошные кости тазового пояса.
- Хвостовой отдел у личинок бесхвостых включает большое количество отдельных позвонков, которые после метаморфоза сливаются в одну хвостовую косточку – уростиль. У хвостатых земноводных в хвосте сохраняются 26-36 отдельных позвонков.
Туловищные позвонки большинства лягушек процельного типа: тело позвонка спереди вогнуто, сзади выпукло, однако последний туловищный позвонок имеет амфицельный тип строения. Верхние дуги над телами позвонков образуют канал для спинного мозга. На спинной стороне дуги имеется небольшой остистый отросток. От верхнебоковой поверхности тела позвонка отходят парные поперечные отростки, у хвостатых земноводных к их концам прикрепляются коротенькие ребра, у бесхвостых ребра отсутствуют. Позвонки соединяются друг с другом сочленением тел позвонков (что обеспечивается процельным или опистоцельным у некоторых амфибий типом их строения) и с помощью специальных парных сочленовных отростков, находящихся спереди и сзади на основании верхней дуги. Такое соединение препятствует скручиванию позвоночника и повреждению спинного мозга. Для земноводных характерна более сложная, чем у рыб, дифференцировка позвоночного столба на отделы, изменение формы тел и появление сочленовных отростков на верхних дугах. Эти преобразования связаны с наземным образом жизни: они обеспечивают большую прочность осевого скелета при сохранении его подвижности, прочное соединение с ним тазового пояса и допускают некоторую подвижность черепа в вертикальной плоскости относительно туловища (возможность поднимать и опускать голову).
Череп. Осевой череп, как и у хрящевых рыб платибазальный: с широким основанием и широко расставленными глазницами, между которыми располагается передний конец головного мозга. В черепе сохраняется много хрящевой ткани, а число окостенений относительно невелико. В целом хрящевой затылочный отдел мозгового черепа включает парные боковые затылочные кости, окаймляющие большое затылочное отверстие. Каждая из них образует мыщелок для сочленения с шейным позвонком. В области слуховой капсулы вместо пяти пар ушных костей, характерных для костистых рыб, у земноводных возникает лишь одна пара – переднеушные кости. В передней части мозгового черепа при окостенении хряща образуется непарная клиновидно-обонятельная кость, имеющая вид костного кольцевого пояска. Вся остальная часть мозгового черепа остается хрящевой. Ее укрепляют покровные (кожные) кости. Сверху в передней части черепа лежат парные носовые кости удлиненно-треугольной формы, затем слившиеся из лобных и теменных костей парные лобно-теменные кости и кнаружи от ушных костей – имеющие сложную форму чешуйчатые кости. Дно мозгового черепа прикрывает мощная покровная кость крестообразной формы – парасфеноид. Спереди от него лежат тоже покровные кости и парные сошники, на сошниках сидят мелкие зубы. По бокам от сошников располагаются парные внутренние ноздри – хоаны.
Висцеральный отдел черепа земноводных также сохраняет много хряща. В течение всей жизни сохраняется небноквадратный хрящ, прирастающий передним концом к обонятельной области мозгового черепа. А задним – к слуховой капсуле. Поэтому череп земноводных, как и остальных наземных позвоночных животных, по способу прикрепления челюстной дуги относится к аутостилическому типу. К небноквадратному хрящу прилегают возникающие в коже кости вторичной верхней челюсти несущие зубы. Это парные межчелюстные кости и верхнечелюстные кости. За ними, укрепляя заднюю часть небноквадратного хряща, сверху образуется покровная квадратно-скуловая кость, а снизу, также покровная, – крыловидная кость. Первичная нижняя челюсть – меккелев хрящ – остается хрящевой, окостеневает лишь самый передний ее конец в виде маленьких парных подбородочно-челюстных костей. К ним присоединяются покровные зубные кости, у бесхвостых земноводных лишенных зубов. Задняя часть меккелева хряща обрастает длинной покровной угловой костью. Через прикрывающую меккелев хрящ угловую кость нижняя челюсть подвижно сочленяется с задней частью небноквадратного хряща.
Полная редукция жаберной крышки у земноводных и замена гиостилического типа прикрепления челюстей аутостилическим приводит к потере основных функций подъязычной дуги (крепление челюстей, опора жаберной крышки). Подъязычная дуга начала редуцироваться еще у предков современных земноводных, а полость брызгальца (остаток жаберной щели между челюстной и подъязычной дугами) в связи с переходом к жизни в воздушной среде преобразовалась в полость среднего уха. Расположенный рядом с брызгальцем верхний элемент подъязычной дуги – подвесок – превратился в слуховую косточку – столбик или стремечко. У современных бесхвостых земноводных стремечко имеет вид тоненькой поперечно ориентированной палочковидной косточки, лежащей под чешуйчатой костью. Одним концом стремечко упирается в центр барабанной перепонки, а другим – в овальное окно слуховой капсулы. Этот механизм, усиливающий давление звуковой волны и обеспечивающий возможность слуха в воздушной среде, у части современных земноводных в различной степени вторично редуцирован. Добавочными механизмами восприятия звуковых волн, распространяющихся по твердому субстрату, у них становится передача звуковых колебаний по нижней челюсти и кровеносным сосудам.
Нижний элемент подъязычной дуги – гиоид и функционирующие у личинок земноводных жаберные дуги во время метаморфоза превращаются в подъязычный аппарат. У бесхвостых земноводных он представляет собой хрящевую пластинку с двумя главными парами отростков – рожков. Передние, более длинные рожки (видоизменившиеся гиоиды) направляются назад и вверх и прикрепляется к стенкам слуховых капсул мозгового черепа. Подъязычный аппарат укрепляет дно ротовой полости: к нему прикрепляются мышцы, расположенные между ветвями нижней челюсти, а у хвостатых земноводных и мускулистый язык. Предполагают, что гортанные хрящи также представляют собой преобразованные остатки жаберных дуг.
Парные конечности и их пояса. Конечности земноводных, как и конечности наземных позвоночных животных других классов, схематически представляют собой систему рычагов, подвижно соединенных друг с другом.
У земноводных эпифизы плеча и бедра остаются хрящевыми. Поверхность плеча имеет гребни, к которым прикрепляются мышцы. У бесхвостых лежащая снаружи локтевая, а с внутренней стороны лучевая кость срастаются в единую кость. У хвостатых это самостоятельные кости. Запястье состоит из двух рядов мелких косточек. К их дистальному концу примыкают пять удлиненных косточек пясти. У земноводных первый палец сильно редуцирован.
Пояс передних конечностей лежит в толще мускулатуры туловища, связывающей его с осевым скелетом. Из верхней лопаточной части первичного пояса образуется лопатка, ее самая верхняя часть остается хрящевой в виде широкого и тонкого надлопаточного хряща. На передненаружной поверхности надлопаточного хряща у некоторых бесхвостых амфибий имеется небольшое окостенение – остаток клейтрума рыбообразных предков. Окостеневшая коракоидная часть пояса превратилась в мощную коракоидную кость, вместе с лопаткой образующую суставную впадину для головки плеча. Впереди от коракоида, за небольшим отверстием лежит хрящевой прокоракоид, на который налегает тоненькая покровная кость – ключица. Неокостеневшие хрящевые внутренние концы коракоидов и прокоракоидов правой и левой сторон сливаются вместе по средней линии. Позади коракоидов располагается костная грудина с хрящевым задним концом. Впереди от прокоракоидов выдается предгрудина также с хрящевым концом. В поясе передних конечностей хвостатых земноводных заметно больше хряща, а окостенения имеют меньшие размеры, ключицы не развиваются. Плечевой пояс служит опорой для передних конечностей и местом прикрепления управляющих ими мышц. Грудная клетка не развивается: грудина не сочленяется с ребрами.
Задняя конечность имеет удлиненную бедренную кость. У бесхвостых две берцовые кости сливаются в единую кость голени, у хвостатых они разделены. Проксимальный ряд костей предплюсны бесхвостых земноводных состоит из двух удлиненных костей, образующих добавочный рычаг конечности. Между голенью и этими костями образуется голеностопный сустав. От дистального ряда костей предплюсны остается лишь 2-3 маленькие косточки. Плюсна образована 5 длинными косточками, к которым причленяются фаланги пальцев. Самый длинный палец – 4. Сбоку от 1 пальца располагается маленький рудимент шестого (предпервого) пальца. Пояс задних конечностей, или тазовый, у земноводных, как и у всех наземных позвоночных, состоит из трех парных элементов, все вместе они образуют суставную вертлужную впадину для соединения с головкой бедра. Длинные, направленные вперед подвздошные кости своими концами причленяются к поперечным отросткам крестцового позвонка. Нижняя часть тазового пояса у земноводных не окостеневает и представлена лобковым хрящом. Позади него лежат парные седалищные кости. У хвостатых земноводных по сравнению с бесхвостыми в тазовом поясе много больше хряща, а сформировавшиеся кости малы.
Источник
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
КЛАСС АМФИБИИ (AMPHIBIA)
Строение скелета.
Лабораторная работа № 4
2 слайд
Описание слайда:
КЛАСС ЗЕМНОВОДНЫЕ, ИЛИ АМФИБИИ (AMPHIBIA)
Земноводные – первые наземные позвоночные, еще сохраняющие связь с водой.
Развитие у большинства происходит в воде.
Взрослые амфибии имеют парные конечности с шарнирными суставами.
Череп аутостиличный (нёбноквадратный хрящ срастается с мозговой коробкой), с шейным позвонком соединяется за счет образования двух затылочных мыщелков.
Тазовый пояс причленяется к поперечным отросткам крестцового позвонка.
3 слайд
Описание слайда:
Приспособление к жизни на суше
Появление пятипалой конечности.
Развитие лёгких.
Наличие трёхкамерного сердца.
Формирование среднего уха.
Появление двух кругов кровообращения
4 слайд
Описание слайда:
Подкласс Лабиринтодонты (Labyrinthodontia † )
Подкласс Тонкопозвонковые (Lepospondyli † )
Подкласс Беспан-цирные (Lissamphibia – все современные амфибии)
Отряд Бесхвостые
(Anura – лягушки и жабы): 5602 видов
Отряд Хвостатые земноводные (Caudata или Urodela – саламандры, тритоны): 571 видов
Отряд Безногие (Gymnophiona или Apoda – червяги):- 190 видов
5 слайд
Описание слайда:
Тело
земноводных состоит из головы, туловища и двух пар ног
Хвост был у древних амфибий – стегоцефалов, почти постоянно обитавших в воде, и сохранился у сравнительно небольшого числа видов, выделенных в отряд хвостатых (тритоны, саламандры), тоже проводящих в водоемах большую часть своей жизни во взрослом состоянии.
6 слайд
Описание слайда:
Покровы
Кожа голая, костная чешуя была только у стегоцефалов, редукция костной чешуи имела большое значение для приспособления первых наземных позвоночных к жизни на суше.
Кожа богата железами, выделения которых усиливают защиту от высыхания и у ряда земноводных содержат ядовитые вещества.
7 слайд
8 слайд
Описание слайда:
Кожа
отделена от лежащей под ней мускулатуры обширными полостями с водянистой жидкостью,
Эти полости, во-первых, уменьшают опасность высыхания тела, во-вторых, выполняют роль амортизаторов механических воздействий на поверхность тела, в-третьих, облегчают кожный газообмен, играющий у земноводных важную роль.
9 слайд
Описание слайда:
ОДС
Приспособление амфибий к наземному существованию вызвало значительные изменения в их общем устроении и, в частности, определило появление прогрессивных признаков в опорном аппарате. К их числу относятся: формирование шейного и крестцового отделов позвоночника; пятипалые конечности и крепление тазового пояса к осевому скелету; редукция жаберной крышки и части жаберных дуг; соединение верхней челюсти с мозговым черепом через нёбно-квадратный хрящ (аутостилия); преобразование подъязычной дуги.
Вместе с тем, опорный аппарат амфибий сохранил и ряд примитивных черт, свойственных типично водным обитателям. В скелете содержится значительное количество хрящевых элементов; неразвиты рёбра, отсутствует грудная клетка; позвонки низших амфибий амфицельного типа; конечности земноводных представляют собой несовершенный рычаг для перенесения тела – они короткие, прикреплены по бокам туловища, плечо и бедро располагаются параллельно поверхности земли.
10 слайд
Описание слайда:
Скелет
В связи с приспособлением к наземному образу жизни скелет сильно изменился во всех своих частях.
Череп амфибий имеет много хрящевых элементов, что, вероятно, объясняется необходимостью облегчить массу тела в связи с полуназемным образом жизни
Так как гиомандибуляре стала слуховой косточкой, то роль подвеска нижней челюсти выполняет квадратная кость
В связи с утратой во взрослом состоянии жаберного аппарата жаберные дуги редуцируются и сохраняются лишь их видоизмененные остатки. Подъязычная дуга сильно изменяется и частично редуцируется.
Череп амфибий очень широкий, что отчасти связано с особенностями их дыхания. Нижняя челюсть, как и у костных рыб, состоит из нескольких костей.
11 слайд
Описание слайда:
Мозговой отдел черепа
Его затылочную часть формируют: боковые затылочные кости, окаймляющие затылочное отверстие; верхний и нижний элементы затылка остаются пожизненно хрящевыми. Для присоединения черепа к шейному отделу позвоночника имеется два затылочных мыщелка.
Бока черепа включают переднеушные, чешуйчатые и глазнично-клиновидные кости. У бесхвостых земноводных элементы глазницы срастаются в общую, кольцевидной формы клиновидно-обонятельную кость (у хвостатых амфибий этот элемент парный). Обонятельная капсула составлена хрящами.
Крыша черепа состоит из парных носовых и лобно-теменных костей (у низших амфибий срастания этих костей не происходит).
Дно черепа составляют нёбные, крыловидные кости, непарный парасфеноид и парные сошники, на которых располагаются сошниковые зубы. В укреплении дна мозгового черепа принимают участие элементы висцерального черепа – нёбные и крыловидные кости.
12 слайд
Описание слайда:
Висцеральный отдел черепа
Верхняя челюсть состоит из парных нёбных, крыловидных, межчелюстных, верхнечелюстных и кзади от них – квадратно-скуловых костей. Нёбные и крыловидные лежат на нёбно-квадратном хряще и соответственно прилегают к сошнику и чешуйчатой кости. На костях вторичной челюсти имеют место мелкие зубы.
Нижняя челюсть сформирована зубными и угловыми костями. Эти элементы прикрывают меккелев хрящ, который суставным отростком сочленяется с задним концом нёбно-квадратного хряща, образуя челюстной сустав. Передние края меккелева хряща преобразуются в подбородочно-челюстные косточки; при их срастании образуется подбородочная кость.
Подъязычный аппарат претерпел значительные изменения: путём преобразования гиоидов, копулы и жаберных дуг, имевших место у рыб, сформировалась единая подъязычная пластинка с двумя парами рожков (передние и задние). Она располагается между костями нижней челюсти. Гиомандибуляре утратил функцию подвеска, соединяющего висцеральный аппарат с мозговым черепом, и превратился в слуховую косточку (стремя) среднего уха амфибий.
13 слайд
14 слайд
15 слайд
Описание слайда:
Череп лягушки
А – сверху; Б – снизу; В – сзади; Г – нижняя челюсть сверху, пунктиром показаны хрящевые участки черепа
1 – боковая затылочная кость, 2 – затылочный мыщелок, 3 – переднеушная кость, 4 – клиновидно-обонятельная кость, 5 – носовая кость, 6 – лобно-теменная кость, 7 – чешуйчатая кость, 8 – парасфеноид, 9 – нёбная кость, 10 – сошник, 11 – хоана, 12 – нёбно-квадратный хрящ, 13 – межчелюстная кость, 14 – верхнечелюстная кость, 15 – квадратно-скуловая кость, 16 – крыловидная кость, 17 – меккелев хрящ, 18 – подбородочно-челюстная кость, 19 – зубная кость, 20 – угловая кость, 21 – большое затылочное отверстие
16 слайд
Описание слайда:
Позвоночный столб
В позвоночнике выделяют 4 отдела: шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой. Число позвонков – от 7 у бесхвостых до 200 у безногих земноводных.
Шейный позвонок подвижно причленяется к затылочному отделу черепа (обеспечивает подвижность головы). К туловищным позвонкам прикрепляются рёбра (кроме бесхвостых, у которых они отсутствуют). Единственный крестцовый позвонок соединён с тазовым поясом. У бесхвостых позвонки хвостового отдела срастаются в одну кость.
17 слайд
Описание слайда:
Позвоночный столб
у бесхвостых очень короткий и заканчивается длинной косточкой – уростилем, образовавшимся из рудиментов хвостовых позвонков. У хвостатых земноводных этот отдел позвоночного столба состоит из ряда позвонков
Ребра слабо развиты (у хвостатых земноводных) или редуцированы, а их остатки слились с поперечными отростками позвонков (у остальных амфибий). У древних амфибий ребра имелись. Редукция их у современных форм объясняется необходимостью облегчить массу тела (сильно возросшую при переходе из водной среды в воздушную).
18 слайд
19 слайд
Описание слайда:
Передняя конечность и плечевой пояс лягушки (к рисунку)
1 – плечевая кость, 2 – головка плеча, 3 – предплечье, 4 – локтевая кость,
5 – лучевая кость, 6 – локтевой отросток, 7 – запястье, 8 – пясть, 9 – фаланги пальцев, 10 – лопатка, 11 – надлопаточный хрящ, 12 – коракоид, 13 – суставная впадина для головки плеча, 14 – прокоракоидный хрящ, 15 – ключица, 16 – грудина, 17 – предгрудинник, I – редуцированный первый палец, II – V – хорошо развитые пальцы
20 слайд
Описание слайда:
Плечевой пояс
Пояса конечностей развиты значительно лучше, чем у рыб.
Плечевой пояс состоит из костных и хрящевых элементов:
лопатки
надлопаточного хряща,
ключицы,
прокоракоидного хряща и
коракоида, или вороньей кости.
Ключицы и коракоиды соединены с грудиной, в состав которой тоже входят костные и хрящевые элементы. Головка плеча сочленяется с плечевым поясом.
21 слайд
Описание слайда:
Скелет передней конечности
состоит из
плечевой кости
двух костей предплечья – лучевой и локтевой
костей запястья
пястных костей
фаланг пальцев.
22 слайд
23 слайд
Описание слайда:
Задняя конечность (А) и тазовый пояс (Б) лягушки сбоку
1 – бедренная кость, 2 – головка бедра, 3 – голень, 4 – большая берцовая кость, 5 – малая берцовая кость, 6 – предплюсна, 7 – tibiale, 8 – fibulare, 9 – плюсна, 10 – фаланги пальцев, 11 – рудимент VI пальца, 12 – подвздошная кость, 13 – седалищная кость, 14 – лобковый хрящ, 15 – вертлужная впадина, I – V – пальцы
24 слайд
Описание слайда:
Задний пояс конечностей
, или таз, состоит из трех костей: подвздошной, лобковой и седалищной. Образуемая этими костями большая вертлужная впадина служит для сочленения с головкой бедра. Таз соединен с одним позвонком – крестцовым, благодаря чему задние ноги в отличие от брюшных плавников рыб получили довольно прочную опору.
25 слайд
Описание слайда:
Скелет задней конечности
состоит из
бедра
двух костей голени – большой берцовой и малой берцовой
костей предплюсны
плюсневых костей
фаланг пальцев.
26 слайд
Описание слайда:
Вывод
Скелет земноводных адаптирован для передвижения на 4 конечностях в условиях наземно-воздушной среды
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Пожаловаться на материал
Курс повышения квалификации
Курс профессиональной переподготовки
Учитель биологии
Курс профессиональной переподготовки
Учитель биологии и химии
Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Проверен экспертом
Общая информация
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Источник