Класс Пресмыкающиеся, или Рептилии

Современных пресмыкающихся известно около 6 тысяч видов.

Они ведут преимущественно наземный образ жизни. Большая часть их обитает в широтах с тропическим и субтропическим климатом. Некоторые же проникают и в северные районы.

Рептилии входят в группу высших позвоночных, имеющих внутреннее оплодотворение. При развитии эмбриона образуются зародышевые оболочки. Кроме того, яйца рептилий имеют плотные яйцевые оболочки, которые в комплексе с первыми обеспечивают возможность развития зародыша в воздушной среде. Однако кровь в артериях туловищного отдела у них смешанная. Способность к терморегуляции невелика, поэтому температура тела непостоянная: у некоторых ящериц, например, она колеблется от 14 до 32⁰ С.

Форма тела пресмыкающихся разнообразна. Величина их колеблется от нескольких сантиметров до 12 м и более. Окраска часто покровительственная: от светло-серой и песчаной до черной, обычно с рисунком из полос и пятен.

Тело пресмыкающихся четко подразделяется на голову, шею, туловище и хвост. Голова слегка сплющена сверху и заострена спереди. На голове находится большой рот и по бокам головы глаза с нижними и верхними веками. Кроме них в переднем углу глаза видна мигательная перепонка. Наружные ноздри открываются по бокам конца морды. Большие слуховые отверстия, затянутые барабанной перепонкой, располагаются с боков задней части головы.

Голова соединена с короткой, но довольно подвижной шеей, которая переходит в удлиненное туловище, подвижное благодаря гибкости позвоночника и развитию мышечной системы. Конечности ящериц расположены по бокам туловища. Плечевая и бедренная кости располагаются параллельно поверхности земли, поэтому тело провисает и касается поверхности земли. Пальцы вооружены острыми роговыми когтями.

Туловище постепенно переходит в длинный хвост, суживающийся к концу. У перехода туловища в хвост с брюшной стороны находится поперечное отверстие клоаки. У многих видов перед клоакой находится большой клоакальный щиток.

Покровы тела. Кожа пресмыкающихся состоит из эпидермиса и дермы, в отличие от кожи амфибий, сухая, бедная железами, которых у некоторых черепах, по-видимому, вообще не бывает.

У ящериц по внутреннему краю бедер виден ряд отверстий – бедренным пор, более развитых у самцов. Назначение их не совсем ясно. Эпидермис ороговевший, поэтому тело рептилий покрыто чешуйками и щитками различной величины и формы. Мелкие округлые и ромбовидные чешуйки находятся на шее и спине. На боках тела продольными рядами располагаются более крупные чешуйки, на брюхе – щитки. На хвосте чешуйки расположены так, что придают покровам кольчатый вид.

Ороговение покровов имеет важное приспособительное значение в связи с жизнью на суше, предохраняя тело от иссушения и защищая от механических повреждений. У видов, обитающих в засушливых пустынных областях, испарение влаги очень незначительно, но у крокодилов, живущих в воде, до 75% всех влагопотерь осуществляется через кожу.

Скелет пресмыкающихся. В скелете выделяются череп и позвоночный столб. Общей особенностью черепа является почти полное окостенение первичного хрящевого черепа и развитие большого числа кожных костей, формирующих крышу, бока и дно черепа. Череп имеет вытянутую форму и увеличенный объем мозгового отдела. Позвоночный столб состоит из 4 отделов (в некоторых справочниках 5 отделов): шейного, пояснично-грудного, крестцового и хвостового.

В шейном отделе ящериц 8 позвонков, причем первые два имеют своеобразное строение. Первый шейный позвонок, называемый атлантом, представляет собой кольцо, разделенное связкой на верхнюю и нижнюю половины. Верхнее отверстие служит для соединения головного мозга со спинным, в нижнее полукольцо заходит зубовидный отросток второго шейного позвонка – эпистрофея. Вокруг него атлант вращается.

Пояснично-грудной отдел ящериц составляет 22 позвонка. Все они несут ребра, но лишь от первых 5 позвонков ребра присоединяются к грудине и образуют настоящую грудную клетку, свойственную большинству пресмыкающихся. Однако у некоторых рептилий, например у змей, грудной клетки нет. Крестцовый отдел состоит из 2 позвонков, к поперечным отросткам которых причленяются кости таза.

В хвостовом отделе несколько десятков позвонков. Тела почти всех хвостовых позвонков разделены тонкой неокостеневающей прослойкой на передние и задние отделы. При отламывании хвоста (самоколечение, или аутотомия), благодаря сокращениям мышц хвоста разрыв происходит не между двумя позвонками, а посредине одного из них, в области неокостеневающей прослойки.

Плечевой пояс пресмыкающихся представлен каракоидом, лопаткой, надлопаточным хрящом и ключицей. Каракоид связан с грудиной, что обеспечивает большую прочность плечевого пояса. Эта особенность отражает большую приспособленность к жизни на суше, чем у амфибий.

Тазовый пояс пресмыкающихся значительно прочнее, чем у амфибий. Скелет передних и задних конечностей имеет типичное для позвоночных строение. Передняя конечность: плечо, предплечье (локтевая и лучевая кости), кисть. Задняя конечность: бедро, голень (большая и малая берцовые кости), стопа.

Мускулатура. Сильная расчлененность тела рептилий приводит к сложной дифференцировке мышечной системы. Проявляется межреберная мускулатура, играющая важную роль в механизме дыхания, мышцы брюшного пресса, шеи, подкожные, сгибатели и разгибатели пальцев.

Пищеварительная система. Органы пищеварения у пресмыкающихся дифференцированы сильнее, чем у земноводных. Ротовая полость рептилий заметно отграничена от глотки. На дне ротовой полости располагается подвижный мускулистый язык, способный далеко выбрасываться. Форма языка у разных видов неодинакова. У змей и многих ящериц он тонкий, часто раздвоенный на конце, у хамелеонов расширен. Форма языка связана с характером пищи и способом ее добычи.

Зубы свойственны большинству пресмыкающихся. Они сидят на верхних и нижних челюстях. Они однотипные, конической формы (гомодонтная зубная система). Зубы служат для захвата, удерживания, разрыва и умерщвления добычи. Зубы прирастают к краям костей, только у крокодилов они сидят в альвеолах. Слюнные железы развиты сильнее, чем у земноводных. Секрет слюнных желез содержит не только жидкость для смачивания пищи, но и ферменты (амилаза и др), а у некоторых змей и ящериц – ядовит (так как у некоторых змей и ящериц имеются ядовитые железы). Далее следует глотка, пищевод. Ясно выражен мускулистый желудок. Кишечник разделяется на длинную тонкую (начальный отдел тонкой кишки – двенадцатиперстная кишка) и относительно короткую толстую кишку. На границе их разделения образуется зачаточная слепая кишка, которая только у растительноядных сухопутных черепах развита хорошо. Протоки печени (печень с желчным пузырем) и поджелудочной железы открываются в начальный отдел тонкой кишки. Заканчивается кишечник прямойкишкой, впадающей в клоаку.

Дыхательная система. Пресмыкающиеся дышат только легкими. Кожное дыхание отсутствует в связи с появлением рогового покрова. Дыхательные пути начинаются носовой полостью, имеющей наружные дыхательные отверстия (ноздри) и внутренние дыхательные отверстия (хоаны), открывающиеся в ротовую полость. Далее следует гортань и трахея, задний конец которой разветвляется на два бронха, входящих в легкие. Стенки трахеи и бронхов содержат хрящевые кольца.

Легкие имеют мешковидную форму, однако от их стенок внутрь отходит сложная система перегородок (увеличивают площадь газообмена), образующих, например у ящериц и змей, множество мелких ячеек (мелкоячеистая форма). Особенно сильно развиты ячейки у высших пресмыкающихся – черепах и крокодилов (губчатая форма). Задняя часть легких у многих видов, например у ящериц и хамелеонов, не имеет ячеек и перегородок, она часто вытянута и имеет форму тонкостенных пальцевидных выростов – легочных мешков.

Дыхание осуществляется за счет расширения или уменьшения объема грудной клетки в связи с движением ребер и сокращением межреберных мышц. Воздух всасывается в легкие и выталкивается из них через трахею, разветвляющуюся на два бронха. Частота вентиляции легких меняется в зависимости от температуры внешней среды. У ящериц при температуре воздуха 15⁰ С частота дыхания равна 26 дыхательным движениям в 1 мин, при 25⁰ С - 31, а при 35⁰ С - 37.

Кровеносная система. Органы кровообращения рептилий соответствуют наземному образу жизни и связанному с ним легочному дыханию. Это выражается в более полном разделении артериального и венозного потоков, что обусловлено появлением новых приспособлений в сердце и артериальной системе.

Сердце у большинства пресмыкающихся трехкамерное, однако, перегородка в желудочке неполная. У крокодилов эта перегородка полная и сердце имеет два самостоятельных желудочка. Артериальный конус редуцирован. В артериальной системе пресмыкающихся три сосуда, самостоятельно отходящих от различных частей желудочка. Из правой части желудочка выходит легочная артерия, несущая венозную кровь к легким, а окисленная кровь по легочным венам возвращается в левое предсердие. От левой части желудочка отходит правая дуга аорты, которая несет артериальную кровь к голове и передним конечностям, от средней части желудочка отходит левая дуга аорты, в которую поступает смешанная кровь. Обогнув сердце, обе дуги аорты сливаются в спинную аорту, которая снабжает туловище, внутренние органы и задние конечности смешанной кровью. По системе полых вен венозная кровь возвращается в правое предсердие.

Пресмыкающиеся холоднокровные (пойкилотермные) животные, так как температура тела у них непостоянная. Обмен веществ у них протекает медленно, но если их сравнивать с земноводными, то температура тела у пресмыкающихся выше, чем у земноводных. Большую роль в этом играет приспособительное поведение – пресмыкающиеся любят греться в лучах солнца. Большинство видов обитает в районах с теплым климатом, лишь единичные виды в Северном полушарии доходят до полярного круга. Поддерживать температуру тела помогает также химическая терморегуляция. Высокая концентрация сахара в крови позволяет усиливать теплообразование при охлаждении организма. В умеренных и северных широтах пресмыкающиеся проводят зиму в глубоком оцепенении, укрываясь в различных убежищах.

Нервная система у пресмыкающихся более развита, чем у земноводных. Головной мозг представлен 5 отделами: передним, промежуточным, средним, задним (мозжечком) и продолговатым. Полушария головного мозга крупнее, чем у амфибий, имеет зачатки коры (вторичный мозговой свод - неопаллиум) из серого мозгового вещества в виде трех островков. Хорошо развиты теменной орган, эпифиз и мозжечок. Мозжечок имеет большие размеры и устроен сложно, поэтому рептилии обладают разнообразными движениями. Продолговатый мозг образует в вертикальной плоскости изгиб, что характерно для высших позвоночных.

Органы чувств пресмыкающихся соответствуют наземному образу жизни. Механические раздражения воспринимаются так называемыми осязательными волосками, расположенными на чешуйках. Органы обоняния дифференцированы на ряд отделов. Кроме того, у рептилий имеется так называемый якобсонов орган – извитая и слепо заканчивающаяся полость, отходящая от крыши рта. Считают, что это образование служит для восприятия запахов пищи, уже находящейся во рту. К тому же многие рептилии, например ящерицы, ощупывают различные предметы при помощи далеко выдвигаемого языка. Втягивая язык в ротовую полость, они переносят мельчайшие частицы предметов в рот, где их запахи и воспринимаются якобсоновым органом.

Каждый глаз снабжен верхним и нижним подвижными веками. Нижнее веко развито сильнее и более подвижно. Имеется также и третье веко – мигательная перепонка, закрывающая глаз из его переднего угла. У змей верхнее и нижнее веко сращены и прозрачны. Слезные железы предохраняют глаза от высыхания, увлажняя поверхность глазных яблок. Наводка глаза на резкость (аккомодация) осуществляется за счет особой ресничной мышцы, которая не только передвигает хрусталик, но и меняет его форму. Многие, ведущие дневной образ жизни, имеют цветовое зрение. У некоторых представителей, охотящихся ночью, имеется теменной глаз, воспринимающий инфракрасные излучения.

Орган слуха – внутреннее и среднее ухо с одной слуховой косточкой (стремечко) и барабанной перепонкой. Барабанная перепонка лежит ниже уровня поверхности кожи, и таким образом, у большинства пресмыкающихся довольно ясно выражен кожистый бортик, окаймляющий ушные отверстия, - зачаток наружного уха.

Орган обоняния – рецепторы носовой полости.