чем отличаются кожные железы рыб и амфибий

Чем отличаются кожные железы рыб и амфибий

ГЛАВА I
СТРОЕНИЕ И НЕКОТОРЫЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЫБ

КОЖА. ЧЕШУЯ. ОРГАНЫ СВЕЧЕНИЯ

В кожном покрове рыб различают два слоя: наружный слой эпителиальных клеток, или эпидермис, и внутренний слой из соединительно тканных клеток – собственно кожа, дерма, кориум, кутис (рис. 5).

Рис. 5. Строение кожи у рыб (усач) (по Строганову, 1962) :
1 – бокаловидные клетки; 2 – зернистые, 3 – базальные, 4 – колбовидные

Кожа подстилается рыхлой соединительнотканной прослойкой (подкожная соединительная ткань, подкожная клетчатка). У многих рыб в подкожной клетчатке откладывается жир.

Эпидермис защищает организм от проникновения в него веществ извне. Он состоит из многослойного эпителия, форма клеток и количество слоев которого варьируют у разных рыб. Самый наружный слой эпителиальных клеток ороговевает, но в отличие от наземных позвоночных у рыб он не отмирает, сохраняя связь с живыми клетками. В течение жизни рыбы интенсивность ороговения эпидермиса не остается неизменной, наибольшей степени оно достигает у некоторых рыб перед нерестом: так, у самцов карповых и сиговых в некоторых местах тела (особенно на голове, жаберных крышках, боках и т. д. ) появляется так называемая жемчужная сыпь – масса мелких белых бугорков, придающих коже шероховатость. После нереста она исчезает.

Кожа рыб отличается от кожи других позвоночных большим количеством слизи.

Слизь образуется в специализированных железистых клетках, лежащих в эпидермисе. Это клетки трех форм: бокаловидные, колбовидные и зернистые.

Присутствие всех форм определяет наибольшее количество слизи, при наличии одного вида клеток слизи выделяется значительно меньше.
Интенсивность выделения слизи у разных рыб различна. Как правило, рыбы с хорошо развитым чешуйчатым покровом выделяют слизи меньше (лососевые, окуневые).

Рыбы, лишенные чешуи или чешуя которых редуцирована (круглоротые, некоторые сомы, линь, вьюн), выделяют слизи очень много. С бактерицидными свойствами слизи линя связывают повышенную устойчивость его к заражению паразитами, тогда как другие представители семейства карповых такой устойчивостью не обладают.

Роль слизи в жизненных отправлениях рыб очень велика: она уменьшает трение тела о воду (механическая защита), предотвращает попадание в организм паразитов и бактерий (бактерицидная защита), ускоряет свертывание крови в случаях ранений, способствует выведению веществ из организма, регулирует проникновение воды и солей (осмотическая регуляция), осаждает муть и выделяет специфический видовой запах.

По некоторым данным, слизь некоторых рыб ядовита. Слизь миног вызывает у хищников нарушение пищеварения.

Также в одноклеточных железах кожи образуются феромоны –летучие (пахучие) вещества, выделяемые в окружающую среду и воздействующие на рецепторы других рыб. Они специфичны для разных видов, даже близкородственных; в некоторых случаях определена их внутривидовая дифференцировка (возрастная, половая).

У многих рыб, в том числе у карповых, образуется так называемое вещество страха (ихтиоптерин), которое выделяется в воду из тела пораненной особи и воспринимается ее сородичами как сигнал, извещающий об опасности.

Светящиеся органы морских глубоководных рыб и ядовитые железы некоторых рыб, помещающиеся у основания шипов и плавниковых лучей (морской дракон), также являются железистыми образованиями эпидермиса.

В нижних слоях эпидермиса в пограничных с ними слоях кориума залегают пигментные клетки– хроматофоры. Хроматофоры –звездчатые клетки, со множеством отростков, включающие зернышки пигмента. Они определяют все разнообразие окраски рыб, особенно яркой в тропиках. Различие в окраске достигается сочетанием разных хроматофоров: меланофоры имеют зерна черного пигмента, ксантофоры – жёлтого, эритрофоры – красного; гуанофоры или иридоциты не имеют пигментных зерен, но содержат кристаллики гуанина, благодаря которым рыба приобретает серебристую окраску.

Интенсивность окраски определяется состоянием хроматофоров: при их расширении пигментные зерна растекаются на большее пространство и окраска тела становится яркой. Если хроматофоры сокращаются, пигментные зерна скапливаются в центре, оставляя большую часть клетки неокрашенной (рис. 6), и окраска тела бледнеет.

Рис. 6. Меланофор карася
Справа – фаза контракции, слева – фаза экспансии (по Строганову, 1962):
я – ядра, п – пигментные зёрна, сф – скелетная фибрилла

Форма пигментных клеток постоянна и у близких видов сходна.
Состояние пигментных клеток меняется в зависимости от внешних и внутренних факторов: температуры и газового режима водоема, возраста, пола, состояния организма (голод, размножение и т. п. ), эмоций (возбуждение, страх) и т. д.

Окраска тела часто имеет приспособительное значение. У пелагических рыб обычно спина темная, а брюшко серебристо-белое, из-за чего рыба малозаметна и сверху и снизу.

Общеизвестно приспособление окраски тела к цвету дна у камбал, бычков, морских игл: они могут повторять даже рисунок шахматной доски, положенной на дно. При этом основную роль играет нервная система, воспроизводящая зрительные раздражения и вызывающая соответствующую реакцию пигментных клеток (у ослепленных рыб кожа не меняла окраску).

Изменение окраски в период размножения (появление брачного наряда), часто наблюдаемое в этот период различие в окраске самок и самцов происходят под влиянием гормональных факторов.

Собственно кожа обеспечивает прочность покровов. Она состоит из нескольких слоев соединительной ткани (у костистых рыб, например, из трех), пронизанных нервами и капиллярами. В этом же слое залегают специализированные клетки – склеробласты, выделяющие секрет, который, застывая, образует чешую (кожный скелет), основным назначением которой является механическая защита тела.

Все настоящие рыбы обладают чешуей, но степень развития её у разных рыб различна. Некоторые рыбы (например, сомы, скаты)в процессе эволюции утратили чешую, так что отсутствие ее у них является вторичным явлением.
Размер чешуек сильно варьирует – от микроскопических у угрей до нескольких сантиметров у индийского усача. Также разнообразна форма чешуек.

Различают три формы чешуи (рис. 7): плакоидная, ганоидная и костная. Плакоидная – наиболее древняя, сохранилась у хрящевых рыб (акулы, скаты). Состоит из пластинки, на которой возвышается шипик. Старые чешуйки сбрасываются, на их месте возникают новые. Ганоидная – преимущественно у ископаемых рыб. Чешуйки имеют ромбическую форму, тесно сочленяются одна с другой, так что тело оказывается заключенным в панцирь. Чешуйки со временем не меняются. Названием своим чешуя обязана ганоину (дентинообразному веществу), толстым слоем лежащему на костной пластинке. Среди современных рыб ее имеют панцирные щуки и многоперы.

Кроме того, она имеется у осетровых в виде пластинок на верхней лопасти хвостового плавника (фулькры) и жучек, разбросанных по телу (модификация нескольких слившихся ганоидных чешуек). Постепенно видоизменяясь, чешуя теряла ганоин. У современных костистых рыб ганоина уже нет, чешуйки состоят из костных пластинок (костная чешуя). Эти чешуйки могут быть: циклоидными –округлыми, с гладкими краями (карповые) и ктеноидными – с зазубренным задним краем (окуневые). Обе формы родственны, но циклоидная как более примитивная встречается у низкоорганизованных рыб. Бывают случаи, когда в пределах одного вида самцы имеют ктеноидную, а самки – циклоидную чешую (камбалы рода Liopsetta), или даже у одной особи встречаются чешуйки обеих форм.

Рис. 7. Форма чешуи рыб
А – плакоидная; Б – ганоидная; В – циклоидная; Г – ктеноидная

Каждая такая чешуйка начинает образовываться в чешуйном кармашке – углублении в кориуме, затем свободный конец ее выходит из кармашка и накладывается на следующую чешуйку. Такое черепицеобразное расположение чешуек позволяет телу рыбы свободно изгибаться. Чешуя располагается рядами. Число рядов и количество чешуи в продольном ряду не изменяются с возрастом рыбы, поэтому они служат показателями при систематическом определении.

В разрезе на каждой чешуйке различаются наружный покрышечный слой (преимущественно неорганического состава) и нижний базальный (имеющий характер кости). На верху покрышечного слоя концентрическими слоями располагаются ребрышки – склериты. Образование склеритов происходит периодически, поэтому их ряды подсчитывают при определении возраста рыб (годичные кольца) и обратного расчисления роста (см. с. 117).

Кожа рыб быстро регенерирует. Через кожу происходит, с одной стороны, частичное выделение конечных продуктов обмена веществ, а с другой – поглощение некоторых веществ из внешней среды (кислород, угольная кислота, вода, сера, фосфор, кальций и другие элементы, играющие большую роль в жизнедеятельности). Большую роль играет кожа как рецепторная поверхность: в ней располагаются термо-, баро- хемо- и другие рецепторы. В толще кориума образуются покровные кости черепа и пояса грудных плавников.

НазадОглавлениеДалее

Источник

Чем отличаются кожные железы рыб и амфибий

Амфибии имеют ряд важных для ветеринарного специалиста отличий от рыб в строении тела.

Кожа амфибий покрыта роговым слоем, защищающим ее от абразивного действия грунта. Толщина этого слоя всего несколько клеток, и периодически он линяет. Некоторые амфибии едят полинявшую кожу. Кожа амфибий очень нежная, и может быть легко травмирована при неосторожном обращении или взаимодействии с неподходящим грунтом, что открывает ворота инфекции. Таким образом, даже небольшие царапины могут стать причиной серьезных проблем со здоровьем. Базальный эпителий — источник регенерации рогового слоя в толщину составляет всего 4-5 клеточных слоев и также может быть легко поврежден.

Кожные железы продуцируют разнообразные виды секрета. Слизь помогает снизить потери воды, однако не предотвращает их совсем, поэтому амфибий необходимо содержать во влажных условиях.

Дыхательная система наземных амфибий усовершенствована таким образом, что взрослым особям больше не нужны жабры. Газообмен в живом организме происходит на влажной поверхности, в качестве которой амфибии используют простое мешкообразное легкое или богатую сосудами кожу. Легкие и кожа — это основные места газообмена у наземных амфибий, хотя глотка также принимает в нем некоторое участие. В легких амфибий альвеол нет, поверхность газообмена увеличивается благодаря выростам слизистой оболочки. Диафрагмы у амфибий нет, дыхание осуществляется за счет работы мышц тела. Легкие амфибий хрупкие и легко рвутся при чрезмерной вентиляции.

Амфибии, имеющие легкие, могут полностью переходить на кожное дыхание в периоды спячки. Наземные амфибии, не имеющие легких, например, безлегочные саламандры, дышат только через кожу, что накладывает определенные ограничения за счет увеличения соотношения поверхности тела к объему, увеличение объема кожи (например, у центральноафриканских волосатых лягушек Trichobatrachus), а также зависимость уровня обмена веществ и активности исключительно от кожного дыхания.

Опорно-двигательная система амфибий рассчитана на создание дополнительной поддержки внутренних органов в условиях наземного образа жизни. У амфибий первых из всех позвоночных появляется грудина, однако ребра развиты слабо. Грудной и тазовый пояса соединены с позвоночным столбом и являются важной анатомической особенностью, так как позволяют совершать эффективные движения конечностями. Кожные кости развиты у некоторых современных видов, у лягушек они срастаются с черепом, создавая дополнительную структурную поддержку.

Система кровообращения амфибий претерпевает значительные изменения в период метаморфоза из личиночной стадии во взрослую. У личинок амфибий только одно предсердие и один желудочек, как у рыб, однако в процессе превращения развивается внутрипредсердная перегородка, а сосуды жабер перестраиваются в соответствии со взрослым способом дыхания (легочному, кожному или жаберному). В полостях сердца формируются гребни, функционально разделяющие кровь, что ограничивает смешивание крови из системного и легочного кровотока. Трехкамерное сердце амфибий — это преимущества для безлегочных видов, а также важная адаптация к периоду спячки.

Кровь из сосудов задней части тела поступает в печень через портальную вену, что может оказывать эффект на фармакокинетику препаратов, выводимых печеночной фильтрацией. Это отличает амфибий от рептилий, у которых кровь из задней части тела поступает в почки через их воротную систему.

Выделительная система амфибий не концентрирует мочу. У водных видов основным продуктом выделения является аммиак, выделяемый через жабры и кожу. Мочевина — продукт жизнедеятельности наземных видов, она может накапливаться в примитивном мочевом пузыре, сформированном карманом клоаки. Некоторые бесхвостые амфибии (например, чакская филомедуза Phyllomedusa sauvagii) выделяют мочевую кислоту, что делает их менее уязвимыми к обезвоживанию по сравнению с другими амфибиями. Мочеиспускание может служить защитным механизмом, чтобы смутить хищника и заставить его выпустить жертву.

Нервная система современных амфибий включает в себя 10 черепных нервов, отсутствуют добавочный и подъязычный нервы. У червяг и саламандр спинной мозг проходит на всем протяжении позвоночного канала, у бесхвостых амфибий он формирует на конце пучок нервных волокон, так называемый «конский хвост». Глаза развиты за исключением нескольких роющих форм, подвижность их хорошо выражена, но зрение остротой не отличается. Амфибии были первыми позвоночными, которые могли издавать и воспринимать звуки в воздушной среде, их слух хорошо развит. Низкочастотные звуки передаются напрямую во внутреннее ухо через передние конечности, а высокочастотные — через барабанную перепонку. Многие личиночные формы, а также водные половозрелые имеют боковую линию — группу рецепторов на боковой поверхности тела, чувствительных к движению воды. Запах воспринимается посредством якобсонова органа и играет более важную роль в регуляции поведения, чем непосредственно пища. У некоторых видов развиты электрорецепторы.

Репродуктивная система амфибий. Несмотря на существенные различия в стратегии размножения, репродуктивная система амфибий разных порядков имеет множество общих черт. Половые железы — гонады — парные, в яйцеводах формируется гелеобразная оболочка яйца, развитие эмбриона обычно происходит во внешней среде. Оплодотворение чаще наружное, но встречается и внутреннее. Половой орган есть у червяг и некоторых лягушек (например, у североамериканской хвостатой лягушки Ascaphus trueli). Некоторые бесхвостые амфибии считаются живородящими, они выделяют вещество, называемое маточным молочком, которым питается молодняк. Половой диморфизм у некоторых видов амфибий, он может быть постоянным или сезонным. Большинство видов демонстрируют постоянный половой диморфизм — значительную разницу в размере и/или окраске между мужскими и женскими особями. Сезонный диморфизм заметен в период развития эпидермальных выростов, таких как брачные лапы, спинные гребни или изменения окраски на время брачного периода. Условия внешней среды, влияющие на размножение амфибий, не выяснены. Поэтому в неволе для стимуляции полового периода применяют гормоны.

Эндокринная система амфибий устроена аналогично таковой у остальных позвоночных (уровень кальция в плазме крови регулируется гормонами паращитовидных желез). Однако, есть отличия в форме и функционировании. Надпочечники имеют однородную структуру, хотя их роль аналогична таковой у остальных млекопитающих. Щитовидные железы амфибий. Кроме основных функций, также контролируют метаморфоз личиночных форм во взрослые.

Пищеварительная система амфибий. Все современные амфибии во взрослых стадиях плотоядные, с соответствующим строением пищеварительной системы. Язык подвижный, он может принимать участие в захвате добычи или помогать в создании присасывающего эффекта в ротовой полости для заглатывания пищи. Наземные виды имеют железы, продуцирующие слюну. которая смачивает пищевой комок и начинает его переваривание. Также у амфибий есть зубы. Укус некоторых видов может быть весьма болезненным и для человека (например, больно кусаются сирены (Syrens spp.), аллегамский скрытожаберник (Cryptobranchus alleganiensis), рогатки (Ceratophys spp.). Кишечник короткий, с минимумом петель, фекалии выводятся в клоаку. Печень обычно черного цвета в результате присутствия пигмента меланина в паренхиме.

Кроветворение у амфибий
Развитие эритроцитов (красных клеток крови) аналогично таковому у других позвоночных. У которых эти клетки в зрелом возрасте содержат ядра. Развитие эритроцитов начинается с рубрибластов, которые достигают зрелости в кроветворных органах, за исключением небольшого числа видов. У которых этот процесс происходит в периферической крови.. Созревание рубрибласта в эритроцит подразумевает изменение его формы — с округлой на продолговатую. Цитоплазма по цвету меняется с базофильной (синей) на эозинофильную (красную), а ядро уменьшается в размере за счет уплотнения хроматина.
Основным местом кроветворения у большинства личиночных стадий амфибий являются почки, и, частично — печень. Получаемые из этих органов эритроциты отличаются друг от друга по строению расположением ядра; у тех красных кровяных клеток, которые образуются в почках, ядро располагается ближе к краю клетки, в то время, как у клеток, образовавшихся в печени — по центру. Эти две различные популяции эритроцитов содержат разный по своей структуре гемоглобин.
Во время метаморфоза возникает третья популяция эритроцитов, красные клетки этой группы сохраняются у взрослых животных на протяжении всей жизни. Отличить личиночные эритроциты от взрослых можно при помощи темнопольной микроскопии, при которой у эритроцитов личинок отмечаются светящиеся бело-серые гранулы, в то время, как в эритроцитах половозрелых особей они отсутствуют.
Превращение личинки во взрослую особь у амфибий сопровождается также образованием гемоглобинов с более высокой степень сродства к кислороду, а также внутриклеточных факторов, способствующих захвату кислорода. Молекула гемоглобина амфибий состоит из тетрамера гемоглобина с двумя альфа- и двумя бета-цепями, в результате чего образуется четыре личиночных и четыре «взрослые» молекулы, причем ни одна из этих цепей не встречается у двух стадий одновременно.
Основным местом образования эритроцитов у взрослых амфибий является селезенка. Почки, печень и костный мозг играют меньшую роль. Среди некоторых видов встречаются исключения, когда печень играет первостепенную роль. В целом, для взрослых амфибий характерна большая концентрация гемоглобина, чем для личинок.
Гемоглобин взрослых появляется у лягушек в период редукции хвоста, как часть процесса метаморфоза, и, спустя три недели остается единственным видом гемоглобина в организме. В отличие от лягушек и жаб, трансформации саламандр и тритонов не всегда связаны с превращением гемоглобина. В процессе перехода с водного дыхания на воздушное, способность гемоглобина захватывать кислород остается неизменной, а ее снижение достигается путем снижения общего числа красных клеток крови. У некоторых видов саламандр и тритонов способность гемоглобина связывать кислород остается неизменной и после метаморфоза.
Лягушки о основном полагаются на бескислородное дыхание, а жабы нуждаются в кислороде, и число эритроцитов и гемоглобина у них больше.

Источник

Кожа амфибий, ее функции и производные

Содержание:

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

По этой ссылке вы сможете найти рефераты по зоологии на любые темы и посмотреть как они написаны:

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

Введение:

Из учебной литературы известно, что кожа амфибий голая, богата железами, которые выделяют много слизи. Эта слизь на суше защищает от высыхания, облегчает газообмен, а в воде уменьшает трение при плавании. Через тонкие стенки капилляров, расположенных плотной сеткой в ​​коже, кровь насыщается кислородом и избавляется от углекислого газа. Эта «сухая» информация, как правило, полезна, но не способна вызывать никаких эмоций.

Только при более подробном ознакомлении с многофункциональными возможностями кожи можно почувствовать удивление, восхищение и понимание того, что кожа амфибии настоящее чудо. Действительно, во многом благодаря этому амфибии успешно живут практически во всех частях света и поясов. Тем не менее, они не имеют чешуи, как рыба и рептилии, перья, как птицы, и шерсть, как млекопитающие. Кожа амфибий позволяет им дышать водой, защищать себя от микроорганизмов и хищников. Он служит достаточно чувствительным органом для восприятия внешней информации и выполняет множество других полезных функций. Давайте рассмотрим это более подробно.

Особенности кожи

Как и у других животных, кожа амфибий является наружным покровом, защищающим ткани организма от вредного воздействия внешней среды: проникновение патогенных и гнилостных бактерий (при нарушении целостности кожи происходит нагноение ран), а также токсичные вещества. Она воспринимает механические, химические, температурные, болевые и другие воздействия благодаря оборудованию большого количества анализаторов кожи.

Как и другие анализаторы, системы анализа кожи состоят из рецепторов, которые получают сигнальную информацию, путей, которые передают ее в центральную нервную систему, а также анализируют эту информацию о высших нервных центрах в коре головного мозга. Особенности кожи амфибий заключаются в следующем: она наделена многочисленными слизистыми железами, которые поддерживают ее влажность, что особенно важно для дыхания кожи. Кожа амфибий буквально пронизана кровеносными сосудами.

Следовательно, через него кислород напрямую попадает в кровь и выделяется углекислый газ; Коже амфибии дают специальные железы, которые выделяют (в зависимости от типа амфибии) бактерицидные, едкие, неприятные, слезные, ядовитые и другие вещества. Эти уникальные кожные устройства позволяют амфибиям с голой и постоянно влажной кожей успешно защищаться от микроорганизмов, комаров, комаров, клещей, пиявок и других кровососущих животных.

Кроме того, многие хищники избегают амфибий из-за этих защитных способностей; Кожа амфибии обычно содержит много различных пигментных клеток, от которых зависит общий, адаптивный и защитный цвет тела. Так, яркий цвет, свойственный ядовитым видам, служит предупреждением злоумышленникам и т. д.

Кожное дыхание

Как обитатели земли и воды, амфибии обеспечиваются универсальной дыхательной системой. Это позволяет амфибиям дышать кислородом не только в воздухе, но и в воде (хотя там его количество примерно в 10 раз меньше) и даже под землей. Такая универсальность их тела возможна благодаря целому комплексу органов дыхания для извлечения кислорода из среды, в которой они живут в определенный момент. Это легкие, жабры, слизистая оболочка рта и кожи.

Наибольшее значение для жизни большинства видов земноводных имеет кожное дыхание. Кроме того, поглощение кислорода через кожу, пронизанную кровеносными сосудами, возможно только тогда, когда кожа влажная. Для увлажнения кожи используются кожные железы. Чем суше окружающий воздух, тем больше они работают, выделяя все больше и больше порций влаги. Ведь кожа оснащена чувствительными «устройствами». Они включают в себя аварийные системы и режимы дополнительного производства, экономящие слизь вовремя.

У различных типов земноводных одни органы дыхания играют главную роль, другие играют дополнительную роль, а третьи могут полностью отсутствовать. Так, у обитателей водной среды газообмен (поглощение кислорода и выделение углекислого газа) происходит главным образом через жабры. Жабры наделены личинками земноводных и взрослыми хвостатыми земноводными, постоянно живущими в водоемах. А саламандры без легких жители земли не обеспечены жабрами и легкими. Они получают кислород и удаляют углекислый газ через влажную кожу и слизистую оболочку рта. Кроме того, до 93% кислорода обеспечивается именно кожным дыханием. И только когда людям нужны особенно активные движения, включается система дополнительного снабжения кислородом через слизистую оболочку дна рта. В то же время доля его газообмена может увеличиться до 25%. Прудовая лягушка в воде и воздухе получает основное количество кислорода через кожу и выделяет почти всю двуокись углерода через нее. Дополнительное дыхание обеспечивается легкими, но только на суше. Когда лягушки и жабы погружаются в воду, в этот час активизируются механизмы метаболического восстановления. В противном случае им не хватило бы кислорода.

В помощь дыханию кожей

Хвостатые и бесхвостые амфибии наделены дополнительным уникальным устройством для обмена бескислородного типа. Его успешно использует, например, леопардовая лягушка. Она может жить в бескислородной холодной воде до семи дней.

Некоторые лопатки, семейство американского чеснока, снабжаются кожным дыханием не для того, чтобы оставаться в воде, а под землей. Там, прячась, они проводят большую часть своей жизни. На поверхности земли эти амфибии, как и все другие бесхвостые амфибии, проветривают легкие благодаря движениям дна полости рта и отекам боков. Но после того, как лопаты врываются в землю, их система вентиляции легких автоматически отключается и включается контроль дыхания кожи.

Жизненно важная окраска

Но как амфибии могли развиваться и постепенно одеваться в защитный цвет без знания науки о цвете и оптики? Ведь чаще всего они имеют такой цвет, когда этот цвет создает иллюзию разорванной твердой поверхности тела. В то же время, когда части рисунка, расположенные на теле и ногах (когда они сжаты вместе), соединяются вместе, образуется очевидная непрерывность составного рисунка. Сочетание цвета и рисунка часто создает удивительный камуфляж. Например, большая жаба наделена способностью создавать обманчивый, маскирующий рисунок с определенным оптическим эффектом. Верхняя часть ее тела напоминает лежащий тонкий лист, а нижняя похожа на глубокую тень, отбрасываемую этим листом. Иллюзия завершается, когда жаба скрывается на земле, усыпанная настоящими листьями. Могли ли все предыдущие, даже если многочисленные поколения, постепенно создать рисунок и цвет тела (с пониманием законов науки о цвете и оптики), чтобы точно подражать естественному аналогу коричневому листу с четко определенной тенью под его краем? Для этого жабы из века в век должны были настойчиво добиваться своей окраски до желаемой цели, чтобы получить верх коричневый с темным рисунком, а по бокам с резким изменением этого цвета до каштанового.

Как кожа создает окраску?

Кожа амфибии снабжена чудесными клетками хроматофорами. Они похожи на одноклеточный организм с плотно ветвящимися процессами. Внутри этих клеток находятся пигментные гранулы. В зависимости от конкретной цветовой гаммы, в цвете каждого вида амфибий, существуют хроматофоры с черным, красным, желтым и голубовато-зеленым пигментом, а также отражающие пластины. Когда гранулы пигмента собраны в шар, они не влияют на цвет кожи амфибии. Если пигментные частицы распределены равномерно по всем процессам хроматофора по определенной команде, то кожа приобретет заданный цвет. Хроматофоры, содержащие различные пигменты, могут присутствовать в коже животного. Кроме того, каждый тип хроматофора занимает свой собственный слой в коже.

Различные цвета окраски амфибий образуются при одновременном воздействии нескольких типов хроматофоров. Дополнительный эффект создают отражающие пластины. Они дают цветной коже переливающийся перламутровый блеск. Важную роль в управлении работой хроматофоров наряду с нервной системой играют гормоны. Пигментно-концентрирующие гормоны ответственны за сбор пигментных частиц в компактные шарики, а пигментно-стимулирующие гормоны ответственны за их равномерное распределение по многочисленным процессам хроматофора.

И как осуществляется собственное производство пигментов? Дело в том, что все самые сложные макромолекулы и другие вещества организм чудесным образом создает для себя. Он быстро и уверенно «ткет» свое тело из воздуха, света и из необходимых элементов, доставленных ему вовремя. Эти элементы всасываются через пищеварительную систему, попадают в дыхательные пути и распространяются через кожу.

Существует обширная генетическая «документация» для этого «плетения» в фокусе каждой клетки и в системе управления всего организма. Он включает в себя огромный банк данных и программу действий для каждой молекулы, молекулярных комплексов, систем, органоидов, клеток, органов и т. д. для всего организма.

И здесь, в этом гигантском документе с точки зрения объема информации, есть место для программы для нашего собственного производства пигментов. Они синтезируются хроматофорами и используются очень экономно. Когда пришло время для некоторых частиц пигмента участвовать в окрашивании и распределяться по всем, даже самым дальним участкам распределяемой клетки, в хроматофоре была организована активная работа по синтезу пигментного красителя. И когда потребность в этом пигменте исчезает (когда, например, цвет фона изменяется в новом местоположении амфибии), краситель собирается в комок, и синтез останавливается. Экономичное производство включает систему управления отходами. При периодической линьке (например, у озерных лягушек 4 раза в год) частицы кожи лягушки съедают. И это позволяет их хроматофорам синтезировать новые пигменты, освобождая организм от дополнительного сбора необходимого «сырья».

Способность к свето- и цветоощущению

Цвет некоторых амфибий может меняться, как у хамелеонов, хотя и медленнее. Так, разные особи травяных лягушек, в зависимости от различных факторов, могут приобретать различные преобладающие цвета от красно-коричневого до почти черного. Цвет амфибий зависит от света, температуры и влажности, а также от эмоционального состояния животного. Тем не менее, основной причиной изменения цвета кожи, часто локальной, с узором, является ее «подгонка» под цвет фона или окружающего пространства. Для этого в работу включены самые сложные системы восприятия света и цвета, а также согласования структурных перестроек цветообразующих элементов. Амфибия получила замечательную способность сравнивать количество падающего света с количеством света, отраженного от фона, на котором они находятся. Чем меньше это соотношение, тем ярче животное.

Если он попадает на черный фон, разница в количестве падающего и отраженного света будет большой, и свет его кожи станет темнее. Информация об общем освещении записывается в верхней части сетчатки глаза амфибии, а также об освещенности фона в ее нижней части. Благодаря системе визуальных анализаторов полученная информация сравнивается относительно того, соответствует ли цвет этого человека природе фона, и принимается решение, в каком направлении его следует изменить. В экспериментах с лягушками это было легко доказать обманчивым восприятием света. Если они покрывали роговицу и блокировали проникновение света в нижнюю часть зрачка, то у животного была иллюзия, что они были на черном фоне, и лягушки становились темнее. Чтобы изменить цветовую гамму своей кожи, амфибиям нужно не только сравнивать интенсивность света. Они также должны оценить длину волны отраженного света, то есть определить цвет фона. Ученые очень мало знают о том, как это происходит.

Интересным фактом является то, что у амфибий не только визуальные анализаторы могут контролировать изменение цвета кожи. Лица, которые полностью лишены зрения, сохраняют способность менять цвет тела, «подстраиваясь» под цвет фона. Это связано с тем, что сами хроматофоры являются светочувствительными и реагируют на освещение, рассеивая пигмент по своим процессам. Только обычно мозг руководствуется информацией от глаз и подавляет эту активность пигментных клеток кожи. Но для критических ситуаций организм имеет целую систему страхования, чтобы не оставлять животное беззащитным. Таким образом, в этом случае маленькая, слепая и беззащитная древесная лягушка одного вида, взятая с дерева, постепенно приобретает цвет ярко-зеленого живого листа, на котором она высажена. По мнению биологов, изучение механизмов обработки информации, ответственной за реакции хроматофоров, может привести к очень интересным открытиям.

Защита кожи

Благодаря универсальности своей кожи, амфибии способны успешно защищать себя от различных микрои других мелких организмов, которые хотят осесть во влажной среде покрова. Кожные железы амфибий специально вырабатывают бактериостатические и бактерицидные вещества, которые останавливают размножение или убивают организмы, которые нежелательны для жизни животных. Поэтому становится понятно отсутствие внешних паразитов на коже амфибий. Люди заметили и использовали эту особенность земноводных с древних времен. В деревнях лягушек сажали в глиняные сосуды с молоком, чтобы оно не скисало. Выделенные бактерицидные вещества останавливали размножение молочнокислых бактерий.

Кожа защищает от хищников

Другая кожа древесной лягушки образует едкий и густой жир, и, касаясь его языка, даже самые неприхотливые животные выплевывают захваченную добычу. Кожные выделения из живущих в России вентиляционных каналов выделяют неприятный запах и вызывают слезотечение, а при попадании на кожу животного вызывают жжение и боль.

Попробовав жабу хотя бы один раз, хищник хорошо помнит преподанный ему урок и больше не осмеливается трогать представителей этого вида земноводных. У многих распространено мнение, что на коже человека, держащего жабу или лягушку, появляются бородавки. Это предрассудки, которые не имеют под собой никаких оснований, но следует иметь в виду, что если экскременты кожных желез лягушек попадут на слизистые оболочки рта, носа и глаз человека, они вызовут раздражение.

Заключение

Яркая окраска амфибий обычно указывает на то, что их кожа может выделять токсичные вещества. Интересно, что у некоторых видов саламандр представители определенных рас ядовиты и наиболее окрашены. В Аппалачской лесной саламандре кожа особей выделяет токсичные вещества, а в других связанных саламандрах кожные выделения не содержат яда. В то же время именно ядовитые амфибии наделены яркими красками на щеках, а особенно опасные красными лапами. Птицы, которые питаются саламандрами, знают об этой особенности. Поэтому они редко касаются амфибий красными щеками и обычно избегают их цветными лапами.

Интересный факт связан с краснобрюхими американскими тритонами, которые ярко окрашены и совершенно несъедобны. Гора ложных и нетоксичных красных тритонов, живущих рядом с ними, называемых «безобидными обманщиками», снабжены таким же ярким цветом (мимика). Однако фальшиво-красные тритоны обычно значительно обгоняют своих ядовитых собратьев по росту и становятся менее похожими на них. Возможно, по этой причине яркая окраска им была дана специально только на первые 2-3 года. После этого периода взрослые «обманщики» начинают синтезировать пигменты для типичного темного коричневато-коричневого цвета, и они становятся более осторожными.

Были проведены опыты с цыплятами, которые четко продемонстрировали очевидное влияние предупреждающей окраски на них. Цыплят предлагали в пищу ярких краснокожих, фальшиво-красных и фальшивых горных тритонов. А также тусклые саламандры без легких. Куры ели только «скромно одетых» саламандр. Поскольку у цыплят не было предыдущего опыта работы с амфибиями, из этих однозначных результатов экспериментов следует сделать только один вывод: «знание» об опасном цвете является врожденным. Но, может быть, родители цыплят, получив неприятный урок при встрече с ярко окрашенной ядовитой добычей, передали эти знания по наследству своим потомкам? Ученые установили, что развития, совершенствования инстинктивных механизмов поведения не происходит. Существуют только последовательные возрастные этапы его реализации, которые в данный момент сменяют друг друга. Поэтому в сложной совокупности защитных инстинктивных поведенческих реакций этот страх перед яркими существами, несущими потенциальную опасность, был заложен с самого начала.

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Источник