Практикум по зоологии: Учебное пособие - Т. А. Дауда 2014

Многоклеточные
Хордовые
Подтип Позвоночные, или черепные - Надкласс Четвероногие - Класс Пресмыкающиеся

Общая характеристика

Пресмыкающиеся, наряду с птицами и млекопитающими, составляют группу высших позвоночных, ведущих наземный образ жизни.

Все высшие позвоночные (амниоты) имеют внутреннее оплодотворение. Размножение их происходит на суше, и только немногие живородящие виды (например, китообразные) размножаются в воде. При эмбриональном развитии амниот чрезвычайно характерно возникновение особых зародышевых оболочек. Зародышевые оболочки обеспечивают возможность развития зародыша в воздушной среде у видов, откладывающих яйца.

У рептилий наглядно выражены все черты высших позвоночных животных. Пресмыкающиеся обладают относительно более развитым головным мозгом, для которого характерно появление вторичного мозгового свода неопаллиума — зачатка серой коры больших полушарий.

В скелете появился хорошо развитый шейный отдел, обеспечивающий большую подвижность головы. Кожа имеет роговой слой эпидермис и роговые чешуи, защищающие тело от иссушения. Дыхание только легочное. Имеется грудная клетка, обеспечивающая более совершенный, чем у амфибий, механизм дыхания.

В сердце имеется перегородка (у большинства видов неполная) между левой и правой частями желудочка, из которого выходят три самостоятельных артериальных ствола, а не один, как у амфибий.

В то же время температура тела рептилий непостоянная, так как из-за смешанной крови в артериях туловищного отдела способность к терморегуляции у них невелика.

Современные рептилии представляют ничтожную часть класса, процветавшего в мезозойскую эру, группируются в четыре отряда: Клювоголовые (Rhynchocephalia), Чешуйчатые (Squamata), Крокодилы (Crocodilia), Черепахи (Chelonia).

Для изучения особенностей внешнего строения и внутренней организации рептилий удобнее всего использовать любой вид местных ящериц.

Ящерица прыткая (Lacerta agilis).

В качестве объекта изучения можно использовать ящерицу прыткую, широко распространенную в средней полосе и на юге России. Она заселяет открытые сухие участки лесов и лугов, живет в норках. Температура тела непостоянная. Активность дневная. Развитие без метаморфоза. Питается насекомыми, их личинками и другими беспозвоночными. Зимой впадает в спячку.

Материал и оборудование. На одного-двух студентов необходимы: усыпленная эфиром или зафиксированная в 75%-ном спирте ящерица; препаровальная ванночка; пинцет; скальпель; ножницы; препаровальные иглы; булавки (10-15 шт.); ручная лупа; чашки для отбросов; таблицы: «Внутреннее строение ящерицы», «Схема кровеносной системы рептилий», «Строение головного мозга».

Задание. Изучить внешнее строение ящерицы. Вскрыть ящерицу, отпрепарировать и зарисовать внутренние органы. Вскрыть череп, рассмотреть и зарисовать головной мозг. Изучить строение кровеносной системы и сердца. При изучении выявить черты сходства с амфибиями и новые прогрессивные черты, появившиеся у рептилий в связи с переходом к полностью наземному образу жизни. Сделать следующие рисунки: «Внутреннее строение ящерицы», «Схема кровеносной системы», «Строение головного мозга».

Рис. 129 Ящерица прыткая (Lacerta agilis)

Изучение внешнего строения на живых и усыпленных (или фиксированных) ящерицах. Рассмотрите тело ящерицы — оно состоит из головы, удлиненного туловища, отделенного от головы настоящей шеей (новое по сравнению с амфибиями), длинного хвоста и парных (передние и задние) пятипалых конечностей (рис. 129). Обратите внимание, что голова ящерицы подвижная, разница в длине передних и задних конечностей невелика (сравнить с амфибиями). Обратите внимание, что передние и задние ноги имеют по пять пальцев, снабженных коготками. Благодаря этому у ящерицы появилась способность быстро передвигаться по земле и лазать по наклонной поверхности.

В процессе эволюции уменьшение влажности среды обитания рептилий вызвало исчезновение кожных желез. Обратите внимание, что кожа рептилий сухая, покрыта роговыми чешуйками. Рассмотрите брюшную чешую и чешую, покрывающую спину и бока: они отличаются формой и размерами.

Обратите внимание на рот, ноздри, по бокам головы — глаза, снабженные веками. Верхнее веко менее подвижно, чем нижнее, в переднем углу глаза — мигательная перепонка (третье веко). У фиксированной ящерицы веки рассмотреть трудно. Найдите позади глаз с помощью ручной лупы слуховые щели, в которых расположена барабанная перепонка. Возьмите усыпленную ящерицу в руку головой к себе, приоткройте рот и, введя в него ножницы, сделайте горизонтальный надрез справа и слева до слуховых щелей. Отогните вниз нижнюю челюсть, найдите язык, раздвоенный на конце (орган осязания). Вытягивая язык пинцетом, рассмотрите гортанную (дыхательную) щель и вход в пищевод: в передней части нёба видны отверстия хоан. Рассмотрите с помощью лупы челюсти и нёбо; на челюстях расположены мелкие конические зубы. У фиксированной ящерицы ротовая полость не рассматривается.

Найдите у основания хвоста между задними конечностями отверстие клоаки.

Вскрытие. Внутреннее строение изучать на вскрытой ящерице, используя и влажный препарат вскрытой ящерицы, а также инъецированный препарат и схему кровеносной системы.

Закрепите ящерицу в препаровальной ванночке спинной стороной вниз, воткнув булавки в конечности. Ножницами сделайте два разреза кожи: поперечный — впереди клоаки и продольный — от клоаки до нижней челюсти. Лоскуты кожи осторожно отделите от мускулов, в некоторых случаях прибегая к скальпелю, и отверните их в стороны. Таким же образом разрежьте мускулатуру, перерезая кости плечевого пояса и грудину. Мышечные лоскуты вместе с кожными отверните в стороны и приколите булавками ко дну ванночки. Препарат залейте водой для лучшего рассмотрения внутренних органов. Фиксированная ящерица водой не заливается.

Зарисуйте контур тела ящерицы и по мере изучения внутреннего строения вырисовывайте расположение органов (рис. 130).

Кровеносная система. В верхней части полости тела видно сердце. Освободите его от околосердечной сумки, надрезав ее; найдите два тонкостенных предсердия и более массивный и толстостенный желудочек.

Рис. 130 Внутреннее строение ящерицы:

1 — бедренные поры; 2 — подъязычная кость; 3 — щитовидная железа; 4 — зобная железа; 5 — трахея; 6 — легкое; 7, 8 — сердце; 9 — сонная артерия; 10 — левая дуга аорты; 11, 12 — спинная аорта; 13 — печеночная вена; 14 — яремная вена; 15 — пищевод; 16 — тонкая кишка; 17 — желудок; 18 — прямая кишка; 19 — печень; 20 — желчный пузырь; 21 — желчные протоки; 22 — поджелудочная железа; 23 — селезенка; 24, 25 — семенники; 26 — надпочечники; 27 — семяпроводы; 28 — почки; 29 — мочеполовое отверстие; 30 — клоака; 31 — мочевой пузырь; 32 — хвост; 33 — жировое тело.

Сердце трехкамерное, но благодаря наличию в желудочке неполной перегородки кровь смешивается лишь частично и в меньшей степени, чем у амфибий. Организм ящерицы снабжается смешанной кровью, которая содержит кислорода больше, чем смешанная кровь лягушки. Венозный синус в значительной мере входит в состав правого предсердия. Артериальный конус отсутствует (отличие от амфибий). От желудочка самостоятельно отходят сосуды большого (две дуги аорты — правая и левая) и малого (парная легочная артерия) кругов кровообращения.

Ознакомьтесь по схеме и инъецированному препарату с большим и малым кругами кровообращения. От правой половины желудочка отходит легочная артерия. Вскоре по выходе из сердца она разделяется на правую и левую артерии, несущие венозную кровь к легким. Кровь, обогащенная в капиллярах легких кислородом, по легочным венам возвращается в левое предсердие. Таким образом, малый круг кровообращения начинается от правой половины желудочка и кончается левым предсердием.

Правая дуга аорты отходит от левой части желудочка и несет артериальную кровь. От нее начинаются две артерии (правая и левая), снабжающие артериальной кровью голову. Ниже сонных артерий от правой дуги аорты отходят подключичные артерии, по которым кровь направляется к передним конечностям. Левая дуга аорты начинается на границе между правой и левой половинами желудочка и несет смешанную кровь. Она перекрещивается с правой дугой аорты, огибает пищевод слева и идет вниз. Обе дуги аорты ниже сердца соединяются вместе, образуя спинную аорту. Недалеко от слияния дуг аорты от левой дуги отходит кишечно-брыжеечная артерия. От последней и от спинной аорты ответвляется множество артерий, снабжающих кровью внутренние органы и задние конечности. Венозная кровь от передней части тела собирается в две передние полые вены, от задней — в непарную заднюю полую вену и вливается в правое предсердие. Таким образом, большой круг кровообращения начинается от левой части желудочка и кончается правым предсердием.

Органы дыхания. Удалите сердце и рассмотрите органы дыхания: гортанную щель, гортань, длинную трахею, образованную неполными хрящевыми кольцами, короткие бронхи, легкие, имеющие вид продолговатых мешков. Легкое — мешковидной формы, но стенки его более ячеисты, чем у земноводных, так как кожное дыхание у рептилий исключено.

Пищеварительная система. Найдите расположенный позади трахеи пищевод. Вставьте в глотку тонкую трубочку или палочку и протолкните ее в пищевод. На вскрытой ящерице хорошо видно, что пищевод переходит в желудок. Для рассмотрения желудка следует отодвинуть массивную печень, частично подразделенную на две доли. Найдите на внутренней стороне печени овальный желчный пузырь. Желудок переходит в двенадцатиперстную кишку. В петле двенадцатиперстной кишки видна поджелудочная железа. Проследите, как короткая тонкая кишка переходит в толстый кишечник. Обратите внимание, что толстый кишечник в задней части принимает протоки мочеполовой системы и образует клоаку.

Найдите у заднего конца желудка удлиненную темнокрасную селезенку. Хорошо видно, что кишечник складками брюшины прикреплен к спинной стороне полости тела.

Половая система. Перережьте толстую кишку, брыжейку, откиньте в сторону весь кишечник и печень. Найдите у самца пару бобовидных семенников, расположенных по бокам позвоночного столба в поясничном отделе и подвешенных на особой брыжейке несимметрично — один семенник чуть выше другого (см. рис. 131). Рядом с семенниками с наружной стороны виды извитые придатки семенников (рудимент первичной почки), от которых отходят извитые семяпроводы, впадающие в мочеточники (их не видно). Мочеточники открываются в клоаку.

Найдите у самки в поясничной области по сторонам позвоночного столба гроздевидные парные яичники, подвешенные на брыжейке. Рассмотрите яйцеводы — сильно извитые трубки, открывающиеся воронками в полость тела; другим концом они открываются в клоаку. Оплодотворение у ящериц всегда внутреннее. Найдите прилегающие к половым железам самца и самки надпочечники, имеющие вид продолговатых оранжево-желтых образований.

Рис. 131 Схема мочеполовой системы рептилий:

А — самец; Б — самка; 1 — семенник; 2 — семявыносящие канальцы; 3 — придаток семенника; 4 — вольфов канал (семяпровод); 5 — остаток первичной почки; 6 — кровеносные сосуды; 7 — мочеточник; 8 — мочевой пузырь; 9 — клоака; 10 — вторичная почка (метанефрос); 11 — мюллеров канал (яйцевод); 12 — яичник.

Перережьте кости таза по средней линии и найдите в тазовом отделе вторичные почки (метанефрос), от которых отходят мочеточники, впадающие в клоаку. Начиная с пресмыкающихся на смену туловищных появляются тазовые почки. Рассмотрите открывающийся в клоаку тонкостенный мочевой пузырь, если он не спался.

Выньте ящерицу из ванночки, сделайте разрез кожи на границе головы и шейного отдела, снимите ее. Перережьте позвоночник у основания черепа. Вставьте ножницы в отверстие черепа и проведите разрезы по направлению к глазам. Сломайте пинцетом кости черепа, промойте мозг водой и рассмотрите его сверху. Видно, что полушария переднего мозга и мозжечок сильнее развиты по сравнению с амфибиями. Полушария переднего мозга прикрывают промежуточный мозг, а мозжечок — значительную часть продолговатого (рис. 132). Обонятельные доли меньше, чем у лягушки. Заметен (при аккуратном препарировании) теменной орган, по строению подобный глазу и способный воспринимать световые раздражения. Средний мозг имеет вид двухолмия.

Зарисуйте головной мозг сверху.

Рис. 132 Головной мозг ящерицы:

А — сверху; Б — снизу; В, Г — сбоку; 1 — полушария переднего мозга; 2 — обонятельные доли; 3 — полосатое тело; 4 — промежуточный мозг; 5 — теменной орган; 6 — гипофиз; 7 — средний мозг; 8 — зрительные нервы; 9 — мозжечок; 10 — четвертый желудочек; 11 — продолговатый мозг; 12 — спинной мозг; 13 — третий желудочек.