第16章由水生向陆生转变的过渡类群:两栖纲(Amphibia)两栖纲是一类产卵、受精、孵化及幼体生活于水中,幼体用鳃呼吸,有侧线,无附肢,经变态后成体在陆地上生活,具五趾型附肢,神经系统较发达,用肺和皮肤呼吸的变温脊椎动物。两栖类是由水生向陆生转变的过渡类群。第01节从水生到陆生大约在古生代泥盆纪末期(距今约三亿年前),某些具有肺的古代总鳍鱼类尝试登陆并获得成功。这在脊椎动物演化史上是一个划时代的事情。生命起源于水中,动物躯体结构的绝大部分是水,所有的细胞活动也都在水环境中进行的。具有这种结构和功能的水生动物一旦登陆,首先面临着严峻的环境条件,存在着一系列有特解决的矛盾。在两栖类登陆之前,昆虫、植物已经成功登陆。一、水陆环境的主要差异1.空气含氧量比水中充足水中含氧量为3-9ml/l,而空气含氧为210ml/1,是水的20多倍。水中氧气的扩散和渗透率较低,而陆生动物获得氧气容易得多,但摄取氧气的器官必须进行彻底变革。2.水的密度比空气大水的密度比空气大1000倍,粘性比空气大100倍,约相当于动物原生质的密度。尽管它对于动物运动的阻力比空气大得多,但却能很容易将动物驱体飘浮起来。3水温的恒定性水的比热比空气的比热大,水温较为稳定,变化幅度较小,一般不超过20-30C。海水温度近于恒定。而陆地温度则存在着剧烈的周期性变化,例如四季的变化、冻冰与解冻;干旱、洪水、飓风等多样的恶劣气候,都造成大幅度温度变化。4,陆地环境的多样性陆地环境地形复杂、植被多样、例如苔原、针叶林、针阔混交林、热带雨林、草原、沙漠、沼泽、高山、盆地等等,为动物的栖居、隐蔽等提供了较水域更多样的条件
第 16章 由水生向陆生转变的过渡类群:两栖纲(Amphibia) 两栖纲是一类产卵、受精、孵化及幼体生活于水中,幼体用鳃呼吸,有侧线,无附 肢,经变态后成体在陆地上生活,具五趾型附肢,神经系统较发达,用肺和皮肤呼吸的变 温脊椎动物。 两栖类是由水生向陆生转变的过渡类群。 第 01 节 从水生到陆生 大约在古生代泥盆纪末期(距今约三亿年前),某些具有肺的古代总鳍鱼类尝试登陆并 获得成功。这在脊椎动物演化史上是一个划时代的事情。生命起源于水中,动物躯体结构 的绝大部分是水,所有的细胞活动也都在水环境中进行的。具有这种结构和功能的水生动 物一旦登陆,首先面临着严峻的环境条件,存在着一系列有特解决的矛盾。 在两栖类登陆之前,昆虫、植物已经成功登陆。 一、水陆环境的主要差异 1.空气含氧量比水中充足 水中含氧量为 3-9ml/l,而空气含氧为 210ml/l,是水的 20 多倍。水中氧气的扩散和 渗透率较低,而陆生动物获得氧气容易得多,但摄取氧气的器官必须进行彻底变革。 2.水的密度比空气大 水的密度比空气大 1000 倍,粘性比空气大 100 倍,约相当于动物原生质的密度。尽管 它对于动物运动的阻力比空气大得多,但却能很容易将动物躯体飘浮起来。 3.水温的恒定性 水的比热比空气的比热大,水温较为稳定,变化幅度较小,一般不超过 20-30℃。海水温 度近于恒定。而陆地温度则存在着剧烈的周期性变化,例如四季的变化、冻冰与解冻;干 旱、洪水、飓风等多样的恶劣气候,都造成大幅度温度变化。 4.陆地环境的多样性 陆地环境地形复杂、植被多样,例如苔原、针叶林、针阔混交林、热带雨林、草原、沙 漠、沼泽、高山、盆地等等,为动物的栖居、隐蔽等提供了较水域更多样的条件
二、由水生到陆生所面临的主要问题水、陆环境的巨大差异使上陆动物面临许多难题和巨大的挑战,它们要成功登陆必需解决以下问题:1如何在陆地上支持体重并完成运动?2,如何呼吸空气中的氧气?3:如何防止体内水分的蒸发?4如何在陆地上繁殖后代?5,如何适应陆地的温度变化,维持体内生理生化活动所必需的温度条件?6,如何适应于陆地多样的环境?以上这些问题在动物进化历程中,从两栖纲到哺乳纲,不断地得到解决,且逐步完善。两栖类则基本上解决了在陆地运动、呼吸空气、适宜于陆生的感觉器官和神经系统等方面的问题,仍有许多不完善的地方。第02节两栖纲的主要结构特征一、体形两栖纲的身体分为:头、驱干、尾和四肢4部分。体形特征代表图例蟾蜍蛙蟾形最常见。体形短宽,四肢强健,无尾,适于陆地爬行和跳跃。为两栖类中黑斑蛙(蛙发展最繁盛、种类最多的类群。形)虎纹蛙
二、由水生到陆生所面临的主要问题 水、陆环境的巨大差异使上陆动物面临许多难题和巨大的挑战,它们要成功登陆必需解决 以下问题: 1.如何在陆地上支持体重并完成运动? 2.如何呼吸空气中的氧气? 3.如何防止体内水分的蒸发? 4.如何在陆地上繁殖后代? 5.如何适应陆地的温度变化,维持体内生理生化活动所必需的温度条件? 6.如何适应于陆地多样的环境? 以上这些问题在动物进化历程中,从两栖纲到哺乳纲,不断地得到解决,且逐步完 善。两栖类则基本上解决了在陆地运动、呼吸空气、适宜于陆生的感觉器官和神经系统等 方面的问题,仍有许多不完善的地方。 第 02 节两栖纲的主要结构特征 一、体形 两栖纲的身体分为:头、躯干、尾和四肢 4 部分。 体形 特征 代表 图例 蛙蟾形 (蛙 形) 最常见。体形短宽,四肢强健,无 尾,适于陆地爬行和跳跃。为两栖类中 发展最繁盛、种类最多的类群。 蟾蜍 黑斑蛙 虎纹蛙
大鲲鲩螈形四肢短小,尾甚发达,终生水栖或繁东方蝶殖营水生活,爬行时,四肢、身体及尾(鱼螈的动作基本上与鱼相似。形)肥螈版纳鱼蚓状,眼和四肢退化,以屈曲身体蚓螈形螈的方式蛇蜓前进,隐蔽穴居。二、皮肤皮肤裸露,水生种类未角质化,陆生角质化程度低,通透性强;富有多细胞腺体和血管;保持湿润;富有色素细胞,起保护、防光线和吸热作用。皮肤具有重要的辅助呼吸功能。两栖类皮肤与皮下肌肉组织连接疏松,其间分布大量淋巴间隙,与皮肤呼吸功能有关。特点:1:次生性无鳞,身体裸露(除鱼螈)。肺发育完善,需要皮肤辅助呼吸。2.富含多细胞腺体,分布于真皮。鱼类的单细胞腺体分布于表皮。这与蛙的生活环境相适应,可避免在空气中干燥。3:有很薄的角质层。可适当地防止水份散失。三、骨骼系统
鲵螈形 (鱼 形) 四肢短小,尾甚发达,终生水栖或繁 殖营水生活,爬行时,四肢、身体及尾 的动作基本上与鱼相似。 大鲵 东方蝾 螈 肥螈 蚓螈形 蚯蚓状,眼和四肢退化,以屈曲身体 的方式蜿蜒前进,隐蔽穴居。 版纳鱼 螈 二、皮肤 皮肤裸露,水生种类未角质化,陆生角质化程度低,通透性 强;富有多细胞腺体和血管;保持湿润;富有色素细胞,起 保护、防光线和吸热作用。皮肤具有重要的辅助呼吸功能。 两栖类皮肤与皮下肌肉组织连接疏松,其间分布大量淋巴间 隙,与皮肤呼吸功能有关。 特点: 1.次生性无鳞,身体裸露(除鱼螈)。肺发育完善,需要 皮肤辅助呼吸。 2.富含多细胞腺体,分布于真皮。鱼类的单细胞腺体分布 于表皮。这与蛙的生活环境相适应,可避免在空气中干燥。 3.有很薄的角质层。可适当地防止水份散失。 三、骨骼系统
蛙类骨骼(侧面观)蛙类骨骼(背面观)蝶螈骨骼1.头骨(1)宽扁。脑腔狭小,具两个侧枕骨形成的枕。(2)骨薄,数量少。(3)头骨与颌骨的连接方式为自接型。(4)听柱骨一块。由舌颌骨演化而成。在鼓膜中,鼓膜相当于中耳,无外耳。(5)鳃弓退化,残留部分形成支持喉部、咽部的软骨(气管)。2.椎骨分化为4部分。(1)颈椎:仅1枚,又称为寰椎。(2)驱干椎:数目不等(7-200枚)。(3)荐椎:仅1枚。其外端与腰带的骨连接,使后肢获得较为稳固的支持(4)尾椎:鲩螈类在20枚以上,蛙蟾类愈合为1根尾杆骨。椎体少数为双凹型,大多数为前凹型或后凹型,可增大椎体间的接触面,提高支持体重的效能。3.附肢骨(带骨和肢骨)
蛙类骨骼(侧面观) 蛙类骨骼(背面观) 蝾螈骨骼 1.头骨 (1)宽扁。脑腔狭小,具两个侧枕骨形成的枕髁。 (2)骨薄,数量少。 (3)头骨与颌骨的连接方式为自接型。 (4)听柱骨一块。由舌颌骨演化而成。在鼓膜中,鼓膜相当于中耳,无外耳。 (5)鳃弓退化,残留部分形成支持喉部、咽部的软骨(气管)。 2.椎骨 分化为 4 部分。 (1)颈椎:仅 1 枚,又称为寰椎。 (2)躯干椎:数目不等(7-200 枚)。 (3)荐椎:仅 1 枚。其外端与腰带的髂骨连接,使后肢获得较为稳固的支持。 (4)尾椎:鲵螈类在 20 枚以上,蛙蟾类愈合为 1 根尾杆骨。 椎体少数为双凹型,大多数为前凹型或后凹型,可增大椎体间的接触面,提高支持体 重的效能。 3.附肢骨(带骨和肢骨)
(1)五趾型附肢概念:包括有上臂(股)、前臂(胫)、腕()、掌(跖)和指(趾)等五部分的成对附肢。相应骨骼:前肢肱骨、桡骨和尺骨、腕骨、掌骨、指骨。后肢股骨、胫骨和排骨、骨、跖骨、趾骨。意义:动物借助五趾型附肢将身体支撑起来以抵抗重力,同时还可以推动物动物驱体在地面移动。它的出现使动物的登陆成为可能。(2)带骨两栖动物开始肩带不附着于头骨,腰带借荐椎与脊椎联结,这是四足动物与鱼类的重要区别。A肩带:由肩骨、乌喙骨、上乌喙骨和锁骨等组成,通过肩白与前肢相关节。分为固胸型和弧胸型。肩带脱离头骨后,头部的活动性增加,同时也极大地护展了前肢的活动范围。B.腰带:由骨、坐骨和耻骨构成骨盆,形成。与荐椎相关节以支持后肢。骼骨锁背一家骨上缘馆(弧胸髋白型)耻骨坐骨腰带
(1)五趾型附肢 概念:包括有上臂(股)、前臂(胫)、腕(跗)、掌 (跖)和指(趾)等五部分的成对附肢。 相应骨骼: 前肢 肱骨、桡骨和尺骨、腕骨、掌骨、指骨。 后肢 股骨、胫骨和腓骨、跗骨、跖骨、趾骨。 意义:动物借助五趾型附肢将身体支撑起来以抵抗重 力,同时还可以推动物动物躯体在地面移动。它的出现使 动物的登陆成为可能。 (2)带骨 两栖动物开始肩带不附着于头骨,腰带借荐椎与脊椎联结,这是四足动物与鱼类的重 要区别。 A.肩带:由肩胛骨、乌喙骨、上乌喙骨和锁骨等组成,通过肩臼与前肢相关节。分为 固胸型和弧胸型。 肩带脱离头骨后,头部的活动性增加,同时也极大地护展了前肢的活动范围。 B.腰带:由髂骨、坐骨和耻骨构成骨盆,形成髋臼。与荐椎相关节以支持后肢。 (弧胸 型) 腰带