Anura - Biologia grupa 5 @ Lamarr.pl
Transkrypt
Anura - Biologia grupa 5 @ Lamarr.pl
ZOOLOGIA - KRĘGOWCE Niniejsze materiały objęte są prawami autorskimi Zakładu Anatomii Porównawczej IZ UJ i przeznaczone są wyłącznie do celów dydaktycznych dla studentów kursu „Zoologia – kręgowce” Gnathostomata - żuchwowce Amphibia - płazy cechy, pochodzenie, taksonomia, budowa, biologia Płazy - Amphibia • Podstawowe cechy i systematyka • Budowa skóry • Budowa szkieletu • Układ oddechowy i pokarmowy • Układ nerwowy i narządy zmysłów • Układ krwionośny • Układ wydalniczy i rozrodczy Cechy czworonogów i cechy płazów Synapomorfie Tetrapoda • w kręgosłupie odcinek krzyżowy (między tułowiowym a ogonowym) • pojedyncza, bilateralna kość nosowa • redukcja kości skórnych pasa barkowego • parzyste kończyny (funkcja lokomotoryczna) - stylopodium – część nasadowa - zeugopodium – część pośrednia - autopodium – część wolna (pierwotnie wielopalczasta tzn. więcej niż 5) • powstanie spojenia kulszowo-łonowego Synapomorfie Tetrapoda (cd.) • ucho środkowe • kosteczka słuchowa columella – powstała z hyomandibulare (=stapes, strzemiączko u ssaków) • choany - nozdrza wewnętrzne (choanae) • powieki i gruczoły nawilżające gałkę oczną • gruczoły ślinowe • gruczoły wielokomórkowe w skórze Cechy płazów • jeden kręg krzyżowy (u Apoda brak) • dwa kłykcie potyliczne • powierzchnia dźwigacza (atlasu) wypukła • brak klatki piersiowej (krótkie, proste żebra nie dochodzą do mostka) • mięsień unoszący gałkę oczną (levator bulbi) lub narząd czułkowy u Apoda • brodawka płazia (papilla amphibiorum) • ciało tłuszczowe powstające z epigonalnej części gonady • skóra bez łusek (nieliczne wyjątki), przystosowana do wymiany gazowej • żyła mięśniowo-skórna (związek z oddychaniem skórnym) Występowanie płazów • wszędzie, od miejsc bardzo wilgotnych po pustynie • nie występują na Antarktydzie, bardzo suchych pustyniach (Sahara, Gobi) oraz na wielu wyspach • nie tolerują wody morskiej (wyjątek - Limnonectes cancrivora) • są silnie uzależnione od wody, lub środowiska wilgotnego: - skóra podatna na wysychanie - oddychanie skórne - skóra musi być wilgotna - jaja łatwo wysychają bo brak błon płodowych, a osłonki jaj są przepuszczalne dla wody Actinistia Latimeria Dipnomorpha Dipnoi † Porolepiformes † Rhizodontiformes Panderichthys Choanata † Acanthostegidae Reptilomorpha Sarcopterygii Neotetrapoda Amphibia Tetrapoda † Ichthyostegidae Sarcopterygii † Elpistostegidae Eustenopteron Rhipidistia † Osteolepiformes Powstanie płazów Actinistia – Latimeria chalumnae, Latimeria menadoensis Rhipidistia – Dipnomorpha i Choanata do Choanata należały m.in. wymarłe Osteolepiformes – np. Eusthenopteron głównie drapieżniki płytkich wód słodkich Panderichthys (Elpistostegidae) – prawdopodobnie posiadały płuca; zapewne w tej grupie byli przodkowie czworonogów Acanthostega i Ichthyostega – liczba palców 6-8; dopiero u Neotetrapoda 5 lub mniej Eusthenopteron i Ichthyostega Rhipidistia ( Osteolepiformes ) Tetrapoda ( Ichthyostegidae ) Powstanie kończyny czworonoga kończyny przednie - polidaktylia Acanthostega Ichthyostega ( Ichthyostegidae - górny dewon ) Płazy – Amphibia (ok. 6150 gat.) Labirynthodontia † Lepospondyli † Temnospondyli † Lissamphibia 6145 25.03.2007 (w 1986 r. znanych było 3900 gat.) Apoda (=Gymnophiona) ok. 172 gat. Urodela (=Caudata) ok. 558 gat. Anura (=Salientia) ok. 5415 gat. dane wg. www.amphibia.web.org Plethodon cinereus 7- 10 osobników / 1m2 Eleutherodactylus coqui 20 570 / 1 ha Liczba gatunków płazów Skóra płazów Wytwory naskórka • zrogowacenia • barwy • gruczoły Zrogowacenia • modzele: - znaczenie przy godach - zakopywanie się w podłożu • pazury u Xenopus Złuszczanie naskórka • bezogonowe - małe płaty • ogoniaste - duże płaty lub w całości Ubarwienie • kryptyczne • aposematyczne • rozród Gruczoły • płazy nieprzeobrażone komórki Leydiga - gruczoły jednokomórkowe, treść kwasochłonna, zanikają po przeobrażeniu • płazy przeobrażone - gruczoły wielokomórkowe • • • holokrynowe – cała komórka gruczołowa zużywa się jednorazowo merokrynowe – wydzielanie zachodzi na drodze egzocytozy apokrynowe – wydzielina gromadzi się na wierzchołku komórki, który odrywa się do światła gruczołu Gruczoły wielokomórkowe • z naskórka przemieszczają się do skóry właściwej • kuliste lub workowate pęcherzyki • podczas przeobrażenia powstają kanaliki przebijające naskórek • otoczone mięśniami gładkimi • śluzowe - treść zasadowa, jednorodna, ciągnista - śluz • jadowe - treść kwaśna, drobnoziarnista, mleczna - jady • gruczoły przy modzelach Parotydy Wytwory skóry właściwej • łuski u niektórych beznogich (np. Ichthyophidae) Skóra płaza nieprzeobrażonego Skóra płaza przeobrażonego Nastopek kumaka Szkielet • • • • czaszka kręgosłup obręcze: barkowa, miednicowa kończyny Czaszka • autostylia • redukcja kości pochodzenia skórnego • redukcja skostnień chrzęstnej mózgoczaszki pierwotnej • dwa kłykcie potyliczne – tylko niewielkie ruchy „potakujące” • hyomandibulare przekształca się w kostkę słuchową • brak przegrody międzyoczodołowej • łuki skrzelowe (4) obecne u larw, u dorosłych wraz z kością gnykową tworzą szkielet krtani Czaszka żaby Zróżnicowanie kręgosłupa Apoda • brak ogona (u większości odbyt na końcu ciała) • dużo kręgów Urodela • pierwszy kręg - atlas - nie homologiczny z atlasem owodniowców, brak wyrostków poprzecznych, dwa kłykcie potyliczne, „potakiwanie” • okolica przedkrzyżowa (kręgi z krótkimi żebrami) • jeden kręg krzyżowy • okolica ogonowa (łuki naczyniowe) Zróżnicowanie kręgosłupa Anura • okolica przedkrzyżowa silnie skrócona • kręg krzyżowy łączy się z kośćmi biodrowymi wyrostkami poprzecznymi • urostyl w tułowiu (cd.) Szkielet - chrząstka i kość chrząstka - niebieska kość - czerwonawa Bombina variegata - kumak górski Typy trzonów u płazów • • • dwuwklęsłe (Apoda i niektóre Urodela) tyłowklęsłe (Urodela i niektóre Anura) przodowklęsłe (większość Anura) Żebra • jeden garnitur żeber • krótkie, nie sięgają mostka • Urodela - dobrze rozwinięte tylko w okolicy tułowiowej, u przodków płazów również do połowy ogona • Apoda na całej długości, nie ma ogona • Anura silnie zredukowane, ich resztki bez śladu wtapiają się w wyrostki poprzeczne (tylko u Discoglossidae jako oddzielne chrząstki) Mostek Cienka płyta (Urodela) lub pręt (Anura), związana z obręczą barkową. U Apoda brak mostka. Obręcz barkowa • Urodela - łopatka/krucza • Anura - łopatka i kość krucza (nie homologiczna z kością kruczą gadów ssakokształtnych i stekowców), resztki skoblowej (pręt zrośnięty z łopatką), obojczyki Urodela Anura Schemat kończyny pięciopalczastej Obręcz barkowa i kończyna przednia Anura ra ra - ramieniowa pr - promieniowa ło - łokciowa pr pk 1 śr1 ppr - przypromieniowa ppr 2 pło 3+4 pło - przyłokciowa śr4 oś - ośrodkowa pk - przedkciuk I 1-4 - dystalne kości nadgarstka (carpalia (carpalia)) śr1śr1-4 - kości śródręcza 1 do 4 (metacarpalia (metacarpalia)) I-IV - palce ło oś II III IV Obręcz miednicowa • Urodela - kości łonowe i kulszowe tworzą płytkę, biodrowa łączy się z kręgiem krzyżowym (dużo chrząstki), u wielu obecny jest wyrostek przedłonowy • Anura - kości biodrowe silnie wydłużone dogłowowo i połączony z kręgiem krzyżowym Urodela Anura Obręcz miednicowa i kończyna tylna Anura ud cr ud - udowa ost opi cr - piszczelowa+strzałkowa ( os cruris) cruris) ds opi - odpiszczelowa śr5 ost - odstrzałkowa pp ds - dystalne kości stępu (tarsalia) tarsalia) śr1 pp - przedpaluch V śr1śr1-5 - kości śródstopia (metatarsalia (metatarsalia)) I-V - palce I II III IV Narządy wymiany gazowej • skrzela • płuca • skóra • jama gębowa lub gardziel Skrzela • larwy Anura - 4 szpary, na łukach drzewkowate wyrostki; wieczko, tryskawka (spiraculum) - nie homologiczne z wieczkiem i tryskawką ryb • larwy Urodela - 4 szpary, 2 (Proteide) lub jedna (amphiumy i Cryptobranchidae), u form neotenicznych skrzela zewnętrzne przez całe życie larwa traszki aksolotl (Ambystoma) Płuca • od gardzieli odchodzi tchawico-krtań • płuca workowate, gładkie (np. traszki) lub z fałdami Skóra • skóra wilgotna i cienka • niektóre płazy - brak płuc (np. Plethodontidae) wentylacja płuc Układ pokarmowy • dorosłe płazy oraz larwy Urodela są drapieżne • (brazylijska rzekotka Xenohyla truncata jest roślinożerna) larwy Anura są roślinożerne (są wyjątki) Zęby • drobne, ostre • osadzone na krawędziach kości szczęk, a także na lemieszach, kościach podniebiennych i przyklinowych • u Anura brak zębów na żuchwie, a u Bufo i Pipa w ogóle brak zębów Język • • • beznogie - mała wyniosłość i mało ruchliwy ogoniaste - aparat chwytny bezogonowe - przytwierdzony przednim odcinkiem Pipa pipa • brak języka u Pipa, Xenopus Pipa (grzbietoród) - żyje w wodzie, wytwarza siły ssące dnem jamy gębowej i gardzieli Żołądek • • typowy u kijanek brak żołądka Jelito • cienkie i grube • u kijanek jelito bardzo długie, spiralnie zwinięte • kloaka Mózg • wydłużone kresomózgowie rozdzielone na dwie półkule • małe międzymózgowie, mały móżdżek • dobrze rozwinięty rdzeń przedłużony Linia naboczna • wzgórki zmysłowe płazów leżą na powierzchni skóry - u larw - u płazów neotenicznych - u płazów żyjących w wodzie (np. Xenopus) Narząd smaku • kubki smakowe skupione w jamie gębowej i gardzieli, na języku i chrząstce nagłośni • u przeobrażonych mają postać okrągłych tarczek rozmieszczonych na szczytach brodawek grzybkowatych Narząd węchu • narząd węchu u czworonogów łączy się z jamą gębową przez nozdrza wewnętrzne (choanae) • nozdrza zewnętrzne - worek węchowy - nozdrza wewnętrzne • u większość prymitywny narząd Jacobsona Ucho wewnętrzne • u wszystkich płazów jest w ścianie woreczka brodawka płazia (papilla amphibiorum) • po raz pierwszy pojawia się brodawka podstawowa (papilla basilaris) przy ujściu buteleczki (lagena) • brodawka podstawowa - dzwięki o wysokiej częstotliwości (np. głosy godowe), natomiast brodawka płazia - dzwięki o niskiej częstotliwości • brak brodawki podstawowej u płazów nie wydających głosów godowych (np. u salamander), a jest tylko brodawka płazia łagiewka (utriculus) buteleczka (lagena) woreczek (sacculus) z otolitem Ucho środkowe • błona bębenkowa (u beznogich, ogoniastych i niektórych bezogonowych brak błony bębenkowej) • jama bębenkowa • kolumienka (hyomandibulare), a dodatkowo wieczko (operculum) • wieczko - dodatkowa kostka słuchowa - powstaje z elementów błędnika kostnego i tak jak kolumienka - dochodzi do okienka owalnego błędnika; przenosi drgania przychodzące z podłoża poprzez kości kończyny przedniej i obręcz barkową; u większości płazów zrasta się z kolumienką; u Lissamphibia istnieją więc dwa systemy słuchowe: bębenkowy i wieczkowy; np. u larw salamander kolumienka łączy błędnik z powierzchniowymi kośćmi czaszki, natomiast później ulega redukcji i u dorosłej salamandry pozostaje jedynie system wieczkowy krótka trąbka Eustachiusza (pierwsza szpara skrzelowa) Ewolucja ucha środkowego Oko płazów • oko kuliste wzmocnione kielichem chrzęstnym w twardówce • akomodacja przez ruch soczewki (mięśnie wewnątrz gałki ocznej przyciągają soczewkę do rogówki) powieki (u Apoda może być ich brak) • • u ogoniastych oko gorzej rozwinięte zdegenerowane oko odmieńca jaskiniowego Serce • początki powstawania serca płucnego (rozdzielonego) • krew utlenowana w skórze: żyła skórna - żyła podobojczykowa - zatoka żylna • redukcja zatoki żylnej i stożka tętniczego Schemat krążenia u płazów Naczynia łuków skrzelowych 6 naczyń łuków aorty: 1 i 2 zanikają, 3 naczynia szyi 4 wchodzą w skład aorty tworząc jej łuki: oba u gadów, prawy u ptaków lewy u ssaków 5 zanikają 6 powstają tętnice płucne Łuki aorty u płazów Naczynia żylne Układ limfatyczny • Serca limfatyczne - ogoniaste ok. 14 par - bezogonowe – 2 pary • Worki limfatyczne – magazyn wody Narządy wydalnicze kręgowców zarodek kręgowca cewki przednercza wydłużający się przewód przednercza nefrotomy listwa nerkotwórcza przednercze (pronephros) pronephros) śród (meso nercze nephr os) zan (meta ercze ne phr os) tyłoner cze (opisth oneph ros) dorosłe śluzice, śluzice, ryby, płazy jako narząd wydalniczy: zarodki i larwy Cyclostomata dorosłe śluzice * nieliczne Teleostei dorosłe Amniota (nerka ostateczna) zarodki i larwy wszystkich kręgowców młode Amniota - przejściowo * przednercze działa u dorosłych śluzic, śluzic, choć ich głównym narządem wydalniczym jest tyłonercze przednercze (tzw. nerka głowowa): wcześnie różnicujący się przedni przedni odcinek listwy nerkotwórczej, nerkotwórczej, położony przy sercu na pericardium śródnercze mesonephros (= pranercze) pranercze) tyłonercze opisthonephros : śródnercze z elementami zanercza Połączenia układów wydalniczego i rozrodczego Płazy ogoniaste Polski Salamandridae - Salamandrowate Traszka zwyczajna Triturus vulgaris Traszka grzebieniasta Triturus cristatus Traszka górska Triturus alpestris Traszka karpacka Triturus montandoni Salamandra plamista Salamandra salamandra Traszka zwyczajna - Triturus vulgaris Traszka grzebieniasta - Triturus cristatus Traszka górska - Triturus alpestris Traszka karpacka - Triturus montandoni Salamandra plamista - Salamandra salamandra Larwy polskich Urodela Płazy bezogonowe Polski Discoglossidae - Ropuszkowate Kumak nizinny - Bombina bombina Kumak górski - Bombina variegata Pelobatidae – Grzebiuszkowate Huczek ziemny - Pelobates fuscus Bufonidae – Ropuchowate Ropucha szara - Bufo bufo Ropucha zielona - Bufo viridis Ropucha paskówka - Bufo calamita Płazy bezogonowe Polski (cd.) Hylidae - Rzekotkowate Rzekotka drzewna - Hyla arborea Ranidae – Żabowate Żaba wodna - Rana esculenta Żaba jeziorkowa - Rana lessonae Żaba śmieszka - Rana ridibunda Żaba trawna - Rana temporaria Żaba moczarowa - Rana arvalis Żaba dalmatyńska - Rana dalmatina Jaja płazów krajowych Pyszczki kijanek Kijanki polskich Anura Płazy beznogie - Apoda • • • • • • • tropikalne, żyją w ściółce/glebie lub w wodzie wiele przystosowań do rycia brak ogona (większość) metameria wątroby, nerek i ciał tłuszczowych parzysty narząd czułkowy (autapomorfia) dodatkowy mięsień przywodzący żuchwę (autapomorfia) łuski Doskonalenie zamykania szczęk • dodatkowy mięsień (międzygnykowy tylny) wspomagający zamykanie Rozmnażanie i rozwój Apoda • zapłodnienie wewnętrzne - narząd kopulacyjny • jajorodne lub żyworodne Rhinatrematidae • Ameryka Południowa • otwór gębowy na końcu pyska • posiadają ogon • liczne łuski • czaszka składa się z wielu kości • czułki kontaktują się z dużymi oczami • najsłabiej rozwinięty podwójny mechanizm zamykania szczęk • jajorodne, larwy żyją w wodzie Epicrionops Ichthyophiidae • południowo-wschodnia Azja • otwór gębowy na końcu pyska • posiadają ogon • liczne łuski • czułki z przodu przed oczami Łusecznik lepki - Ichtyophis glutinosus • czaszka składa się z wielu kości • dobrze rozwinięty podwójny mechanizm zamykania szczęk • jajorodne, samica opiekuje się jajami Caeciliidae - marszczelcowate • Ameryka Środkowa i Południowa, Afryka, Seszele i Indie • nieliczne i silnie połączone kości czaszki • otwór gębowy na spodzie • brak ogona • jajorodne z larwami lub bez, lub żyworodne • dwie podrodziny: - Caeciliine - lądowe - Typhlonectinae - Ameryka Południowa, ziemnowodne lub wodne, fałd skórny lub płetwa, żyworodne, jeden z gatunków nie ma płuc Typhlonectes natans Siphonos annulatus marszczelec pierścieniowy Schistometopum thomense Płazy ogoniaste - Urodela • klimat umiarkowany, półkula północna • występuje pedomorfoza (rozmnażanie osobników o cechach młodocianych): - progeneza (przyspieszony rozwój gonad) - neotenia (opóźniony rozwój) • u większości zapłodnienie wewnętrzne - spermatofor (zapłodnienie zewnętrze u Hynobidae i Cryptobranchidae) • gody na lądzie (salamandry, Plethodontidae) lub w wodzie (traszki) Gody traszek spermatofor Rozwój traszki Rozród salamandry gody S. salamandra Salamandra salamandra larwy Ambystoma maculatum Cryptobranchidae - skrytoskrzelne • fałdy skórne po bokach ciała • przeobrażenie niecałkowite • obecność szczelin skrzelowych • brak powiek • zapłodnienie zewnętrzne • USA (Cryptobranchus) oraz Chiny i Japonia (Andrias) Cryptobranchus aleganiensis - diabeł błotny Andrias japonicus Hynobiidae - kątozębne • żyją na lądzie, rozmnażają w strumieniach lub stawach górskich • zapłodnienie zewnętrzne • częsta opieka rodzicielska • Azja Hynobius tsuensis Sirenidae - syrenowate • formy neoteniczne • skrzela • brak powiek • brak tylnych odnóży • prawdopodobnie zapłodnienie zewnętrzne • żyją w stawach i na mokradłach • USA i północny Meksyk Siren lacertina - syrena jaszczurowata Proteidae - odmieńcowate • neoteniczne • skrzela • brak powiek • dwie szczeliny skrzelowe • Proteus - Bałkany, Necturus - USA Proteus anguinus - odmieniec jaskiniowy Ambystomatidae - ambystomy • niemal całe życie pod ziemią • rozród w stawach lub strumieniach • 2 gatunki partenogenetyczne • Ameryka Północna aksolotl - A. mexicanum A. maculatum Amphiumidae - amfiumy • neoteniczne • żyją w wodzie • brak powiek i języka • jajorodne • redukcja palców i kończyn • Ameryka Północna amfiuma jednopalcowa - Amphiuma pholeter Salamandridae - salamandrowate • Europa, Afryka, Azja Salamandra atra Cynops orientalis Pleurodeles waltl Plethodontidae - salamandry bezpłucne • brak płuc • odrzucanie ogona • rowek nosowo-wargowy • głównie nadrzewne • niski metabolizm • uniezależnienie od wody • głównie Ameryka, ale również Europa Płd. i Sardynia Desmognathus monticola Hydromantes platycephalus Plethodon cinereus Płazy bezogonowe - Anura • przystosowania do skoków • niemal na całej Ziemi Rozmnażanie i rozwój Anura • dymorfizm płciowy Rozmnażanie i rozwój Anura • głosy Rozmnażanie i rozwój Anura • ampleksus Rozmnażanie i rozwój Anura • zapłodnienie zewnętrzne Rozmnażanie i rozwój Anura • kijanki Hyla pseudopuma Hyla ebraccata Cykl życiowy żaby (strefa umiarkowana) Przeobrażenie Porównanie larw płazów ogoniastych i kijanek Urodela Anura kształt ciała podobny do formy dorosłej narząd Rusconiego narząd czepny nie podobny do formy dorosłej (kijanka) przylga aparat gębowy inny niż u dorosłych, rogowe ząbki, aparat filtracyjny podobny do aparatu gębowego dorosłych drapieżne, przewód pokarmowy krótki, żołądek jest zewnętrzne przez cały okres życia larwalnego pożywienie skrzela planktono- i roślinożerne, przewód pokarmowy długi, brak żołądka zewnętrzne tylko u młodej larwy, potem wewnętrzne, tryskawka Porównanie larw płazów ogoniastych i kijanek (cd.) Urodela Anura kończyny na zewnątrz widoczne obie pary; pierwsza rozwija się para przednia obecny na zewnątrz początkowo brak; przed metamorfozą rozwijają się równocześnie obie pary, ale widoczna tylko tylna, bo przednia ukryta w jamie skrzelowej narząd linii nabocznej obecny metamorfoza przebudowa organów, ogon nie zanika, lecz zostaje przebudowany głęboka przebudowa kijanki, ogon ulega resorpcji apoptotycznej Odstępstwa w rozrodzie Cały rozwój w osłonce jaja, wykluwa się przeobrażona żabka - Eleutherodactylus Odstępstwa w rozrodzie Składanie jaj na liściach nad wodą i opieka samca nad jajami Centrolenella valerioi Odstępstwa w rozrodzie Noszenie jaj owiniętych wokół tylnych nóg samca - Alytes Odstępstwa w rozrodzie Rozwój jaj na grzbiecie samicy - rzekotka torbowa Flectonotus pygmaeus Odstępstwa w rozrodzie Rozwój jaj na grzbiecie samicy - grzbietoród amerykański Pipa pipa Przekrój przez skórę grzbietoroda Odstępstwa w rozrodzie Rozwój jaj na grzbiecie samicy - rzekotka wylęgarka Gastrotheca ovifera Odstępstwa w rozrodzie Rozwój kijanek w torbach lęgowych po bokach ciała samca - Assa darlingtoni Odstępstwa w rozrodzie Gniazda pianowe - Chiromantis xerampelina Odstępstwa w rozrodzie Jaja składane na liściach i zwilżane moczem. Po wylęgu samica przenosi kijanki pojedynczo do zbiorników w liściach, i co parę dni karmi je niezapłodnionymi jajami drzewołaz karłowaty Dendrobates pumillo
Podobne dokumenty
Stoimy w obliczu masowego wymierania płazów. Egzotyczny grzyb
się na wschód, ku nieskażonej dotąd prowincji Darién, gdzie żyje co najmniej 121 gatunków płazów. Otwarto tam już jeden ośrodek ratunkowy, Stany Zjednoczone i Panama wspólnie planują powstanie kole...
Bardziej szczegółowo