Покорение суши

Около 300 млн лет назад влажный климат Земли стал меняться. Участились засухи, мелели прогретые солнцем водоемы. Из-за массовой гибели и гниения пышной растительности в воде становилось всё меньше кислорода. Населявшим мелководья рыбам пришлось туго, многие из них погибли. Лишь некоторым удалось приспособиться: они научились заглатывать воздух, высовываясь из воды. Подчас приходилось вообще выбираться на сушу, чтобы отыскать ещё не пересохшие водоёмы. Подгоняла и потребность в пище: вне воды уже водились многочисленные полчища насекомых.

  "Первопроходцами" суши были, вероятно, древние кистепёрые рыбы. Они дышали не только  в воде, но и на поверхности (атмосферным воздухом) и с помощью помощью парных плавников могли выбираться на берег. Их дальнейшая эволюция привела к появлению нового класса позвоночных животных - земноводных, или амфибий (Amphibia).

Две стихии

Оба названия - земноводные и амфибии ( в переводе с греческого означает "двоякоживущие) - подчеркивают главную особенность этих животных. Большинство из них одинаково хорошо чувствуют себя и на суше, и в воде.

Весной амфибии уходят в воду. Здесь они размножаются, развивается их икра, здесь же земноводные проводят своё детство. Но как только молодое поколение немного подрастает, у амфибий возникает тяга к суше, и они покидают одну стихию ради другой. В этот период животных можно встретить очень далеко от водоёмов - даже в засушливых степях  и пустынях.

Пионеры суши

Амфибиям пришлось быть пионерами буквально во всем, что касалось жизни в новой среде. Чтобы передвигаться по суше, земноводные обзавелись конечностями - своего рода рычагами, соединенными с помощью шарниров (суставов). Это приспособление стало большим "Творческим успехом" природы. Строение конечностей оказалось столь совершенным, что все позвоночные вплоть до млекопитающих сохранили его общие черты в неизменном виде. А появление лап и ног потребовало в свою очередь развития мощной мускулатуры.

Однако этого оказалось ещё не достаточно, чтобы покинуть водную стихию. Необходимо было научиться дышать в богатой кислородом воздушной среде, а значит, потребовались лёгкие, органы дыхания, заменившие амфибиям жабры.

Несмотря на все эти приспособления, земноводные сохранили связь с водой. Лёгкие у амфибий несовершенны. Вдобавок к ним дополнительным (а иногда и основным) органом дыхания стала кожа.

Дышит кожа только будучи влажной. Поэтому у земноводных она богата железами, вырабатывающими слизь.

В результате амфибии как бы попали в заколдованный круг: с их кожи влага постоянно испаряется, понижая температуру тела. За один час с 1 см² тела лягушки улетучивается 0,3 мг воды, саламандра теряет 0,6 мг. Всегда мокрые амфибии отдают тепла в сотни раз больше, чем вырабатывают, поэтому на ощупь они прохладные. Спасаясь от иссушения, земноводные предпочитают сырые места, а многие из них время от времени возвращаются в водоёмы.

Размножение земноводных

Размножаются все амфибии только в воде. Там самки откладывают отдельные икринки, размером от 0,5 до 25 мм у разных видов. Иногда икринки имеют форму больших клубков, бесформенных скоплений или длинных шнуров, которые прикрепляются к водным растениям.

Чем теплее вода, тем быстрее развиваются икринки. Правда, у северных видов все наоборот. Развитие личинок остромордой лягушки, живущей  средней полосе, требует 60-65 дней, а на северной границе области её обитания этот процесс длится всего 45-55 дней. "Северянки" в холодной воде растут даже лучше, чем в тёплой.

Слизистые оболочки икринок - лакомый кусочек для болезнетворных микроорганизмов и других паразитов, которых достаточно в воде. Однако, в оболочках икринок некоторых земноводных есть ядовитые вещества, губительные для непрошенных гостей. Недаром сушеной лягушечьей икрой издавна лечили воспаление кожи.

Превращения головастика

Через несколько дней после оплодотворения у зародыша амфибий уже можно различить голову и хвост. Но выбраться из яйца ему удается с трудом. Крепкие оболочки могли бы стать для эмбриона тюрьмой, не будь у него специальных желёзок: они выделяют жидкость, растворяющую стенки яйца.

Почти у всех позвоночных животных детеныш по виду напоминает родителей. Бесхвостые земноводные - исключение. Вылупившийся из икринки головастик похож не на амфибий, а на их предков - рыб. Не случайно головастиков называют личинками, которым ещё предстоит превратиться в лягушат.

 У новорожденных головастиков есть хвост, но плавать они пока не могут, поэтому повисают на ближайших растениях или остатках яйцевых оболочек с помощью особой присоски. У головастика в этот период нет даже рта, но пропитание его не заботит, так как кишечник у него наполнен оставшимся от родного яйца желтком. Когда запас еды расходуется, то развивается рот, вооруженный роговыми "зубами": с их помощью головастики соскабливают с водных растений и камней микроскопические водоросли, бактерий и разные органические остатки.

В первые дни жизни головастики дышат жабрами, которые находятся на поверхности тела. Позже эти наружные жабры исчезают, зато начинают функционировать внутренние.

Наконец наступает момент, когда личинки превращаются во взрослых земноводных.

У бескостной личинки постепенно образуется позвоночник, а затем лапки. Задние хорошо заметны сразу, передние же долгое время спрятаны под жаберной крышкой. Вместе с формированием скелета развивается мускулатура. Жабры сменяются легкими. Преобразуется и кровеносная система: в двухкамерном сердце начинает расти перегородка, которая делит предсердие на две камеры; развиваются лёгочные кровеносные сосуды; формируется второй круг кровообращения.

Перед самой сменой среды обитания, т.е. когда головастик должен стать земноводным существом, изменения делаются особенно заметными. некоторые органы отмирают или рассасываются, некоторые развиваются. Этот процесс интенсивного преображения называется метаморфозом (о греческого "метаморфозис" - "превращение") и происходит под действием гормонов щитовидной железы.

В период метаморфоза из-за перестройки пищеварительной системы головастики совсем перестают питаться. Но от голода они не страдают: органы, которые подлежат исчезновению обеспечивают организм достаточным количеством питательных веществ.

Хвостатые амфибии развиваются более медленно, чем лягушки, и организм не переживает столь основательную перестройку.