Практикум по общей биологии


ПОЗВОНОЧНЫЕ С ЗАРОДЫШЕВЫМИ ОБОЛОЧКАМИ

ПОЗВОНОЧНЫЕ С ЗАРОДЫШЕВЫМИ ОБОЛОЧКАМИ (АМ1ЧЮТА)

Класс ПРЕСМЫКАЮЩИЕСЯ (РЕРТ1ЫА)

Прыткая ящерица (Ьасег1а а§Ш§)

Прыткая, или проворная, ящерица распространена в средней полосеСССР повсеместно, преимущественно в сухих, хорошо освещенных солнцем местах.

Собранных во время специальной экскурсии ящериц можно содержатьв летнее время в обыкновенных террариумах. По учебному плану практическая работа по изучению рептилий приходится на зимние месяцы.Так как ящерицы с ноября впадают в спячку, то в конце октября ихследует переместить в ящики с большим количеством сухого песка и мхаи перенести в прохладное помещение с температурой воздуха 6—7°.

Перед началом практических занятий животных убивают, поместивна 15—20 минут в пары эфира или хлороформа.

Наружный осмотр

Перенесите животное в препаровальную ванночку и рассмотрите его внешнее строение.

Ящерица — типичное наземное животное. Тело ее ясноразделяется на голову, шею, туловище и хвост.

250

Передние и задние конечности имеют по пяти пальцев, заканчивающихся коготками, облегчающими передвижение по неровной поверхности. Кожа ящерицы отличается сухостью, что связано с отсутствием у нее слизистых желез. Верхние слои кожи представляют собой ороговевшие чешуи, предохраняющие подлежащие тканиот высыхания и повреждений.

На голове, позади глаз, имеются слуховые отверстия, затянутые барабанной перепонкой. Последняя лежит в небольшом углублении, представляющем собойзачаток наружного слухового прохода. Глазаящерицы снабжены веками, из которых нижнее более подвижно и сильнее прикрывает глаз. В переднем углу глазанайдите третье веко — мигательную перепонку.На крыше ротовой полости найдите хоаны. На челюстяхи крыше ротовой полости рассмотрите в лупу однородныеконические зубы. Во рту находится мясистый раздвоенныйна конце язык (орган осязания). Вытянув у ящерицы язык,можно рассмотреть лежащее в валикообразном утолщениидыхательное отверстие и широкий вход в пищевод.

Вскрытие

Для вскрытия поместите ящерицу в ванночку брюшнойстороной вверх. Сделайте разрез кожи по средней линиитела от отверстия клоаки до нижней челюсти. Рассмотритехорошо развитые мышцы челюстного аппарата, грудные имежреберные мышцы. Последние играют важную роль прилегочном дыхании; наличие этих мышц является отличительным признаком позвоночных группы Атпю1а, утратившихкожное дыхание. Далее видна прямая брюшная, а по сторонам от нее косые брюшные мышцы, являющиеся продолжением межреберных.

Разрежьте мышцы вместе с серозной оболочкой вдольсредней линии всего тела и приколите, мышечные лоскутыпрепаровальными иглами. При этом будут видны внутренние органы (рис. 178).

Кровеносная система. В верхней части полости тела лежит сердце, заключенное в околосердечную сумку.Вскройте сумку, захватив ее осторожно пинцетом, при этомбудут отчетливо видны два темно окрашенных предсердия и один более светлый желудочек, разделенныйнеполной перегородкой на левую — артериальную и правую —венозную половины. От желудочка отходят дуги аортыи легочная артерия, которая потом делится на двеартерии.

251

Приподнимая и несколько оттягивая сердце в стороны,найдите впадающие в правое ' предсердие передние изаднюю полые вены.

Органы дыхания. Удалив сердце, рассмотрите органы дыхания: длинную трахею, состоящую из хрящевых полуколец, которая разветвляется на два бронха, входящих

Рис. 178. Внутренние органы ящерицы (ЬасеНа а&Шз).

/ — самка; II — самец: 1 — сердце; 2 — дуга аорты; 3 — место схождения левойи правой дуг аорты; 4 — нижняя полая вена; 5 — трахея; 6 — легкие; 7 — печень;8 — желудок; 9 — пищевод; 10 — поджелудочная железа; // — тонкая кишка;12 — прямая кишка; 13 — клоака; 14 — левый семенник; 15 — придаток семенника;16 — яичник; 17 — почка; 18 — мочевой пузырь; 19 — желчный пузырь; 20 — отверстие бедренных пор; 21 — надпочечная железа.

в легкие. Легкие, лежащие под печенью, имеют вид тонкостенных мешков ячеистого строения. Чтобы познакомиться свнутренним строением легких, нужно надуть их воздухом через трубочку, вставленную в трахею, туго перевязать ниткойбронхи в месте входа в легкие и отрезать легкие вместе слигатурой. Освобожденное таким образом легкое на воздухебыстро подсохнет. Осторожно вскройте его ножницами ирассмотрите вдающиеся внутрь полости легкого выростыстенки, увеличивающие общую дыхательную поверхность.Кровеносные сосуды, разветвляясь, оплетают ячейки легкого.

Пищеварительная система. Введите ручку препаровальной иглы через ротовое отверстие в глотку и продвиньте еев пищевод. Глотка переходит в пищевод, расположенный позади трахеи. За пищеводом следует толстостенныйудлиненный желудок, прикрытый массивной печенью.К задней трети печени прилегает желчный пузырь.От желудка отходит двенадцатиперстная кишка,в петле которой видна плотная удлиненная поджелудочная железа. Граница^ тонкой и толстой кишкиобозначается очень ясно. В самом начале толстой кишки находится зачаточная слепая кишка. Кишечник заканчивается клоакой. Для того чтобы рассмотреть ее, нужноразрезать тазовые кости.

Селезенка. Селезенка — удлиненное темно-красное тельце,лежит в складке серозной оболочки у заднего конца желудка.

Мочеполовая система. Чтобы рассмотреть мочеполовуюсистему, перережьте толстую кишку и отодвиньте в сторонупищеварительные органы. В тазовом отделе лежат вторичные почки (те!аперЬго5). Мочеточники их впадают вклоаку; туда же открывается со стороны полости тела тонкостенный мочевой пузырь.

Половая система самца представлена парными бобовидными семенниками. С наружной стороны (латераль-но) к каждому семеннику прилегает сероватый придатокили эпидидимис — рудимент первичной почки(тезоперЪгоз), От придатков отходят семяпроводы (вольфовы каналы), которые впадают в мочеточники перед их впадением в клоаку. Под кожей у основания хвоста расположенсовокупительный орган в виде парных мешочков.

Половая система самки представлена парными бугристыми яичниками. Сильно извитые яйцеводы (мюлле-ровы каналы) открываются воронкой в полость тела,а противоположным концом в клоаку. Прилегающие к половой железе как у самца, так и у самки продолговатые оранжево-желтые тельца представляют собой надпочечники — железы внутренней секреции, образующиеся за счетсимпатических нервных узлов.

Прилагаемая схема (рис. 179) дает представление остроении почки рептилий и взаимоотношении мочеточников ипротоков половых желез. Первичная почка (тезоперЬгоз)у рептилий редуцируется и замещается функционирующейв постэмбриональной жизни вторичной почкой (те1аперЬгоз).Канальцы вторичной почки лишены воронки и начинаютсямальпигиевым тельцем. Вторичная почка имеет особый мочеточник, образующийся в эмбриональной жизни из дистальнойчасти вольфова канала как у самца, так и у самки. Привходе в почку мочеточник дает ветви, соединяющиеся с почечными канальцами. Вольфов же канал сохраняет у самцов

253

связь только с придатком половой железы и служит семяпроводом. У самок он исчезает, а яйцеводом служит остающийся в постэмбриональной жизни мюллеров канал.

Головной мозг (рис. 180). Пользуясь теми же приемами,что и при вскрытии черепа лягушки, снимите крышу черепаящерицы и рассмотрите головной мозг, сравнив его

Рис. 179. Мочеполовая система рептилий (схема).

/ — самец: / — семенник; 2 — выносящие протоки семени; 3 — придаток семенника (эпидидимис); 4 — вольфов канал; 5 — остаток первичной почки; 6 — кровеносные сосуды; 7 — мочеточник; 8 — мочевой пузырь; 9 — совокупительный орган; 10 — вторичная почка (метанеф-рос), // — самка: / — мюллеров канал; 2 — яичник; 3 — кровеносныесосуды; 4 — мочеточник; 5 — вторичная почка; 6 — мочевой пузырь;

7 — клоака.

с головным мозгом амфибий. Переход к наземному образужизни характеризуется у ящерицы рядом морфологическихи функциональных изменений. В полушариях переднего мозга сидящие на стебельках обонятельныедоли значительно меньше, чем у лягушки. Это говорит отом, что обоняние в связи с выходом животного на сушу теряет ведущее значение. Промежуточный мозг прикрыт полушариями переднего мозга и не виден. Хорошозаметен теменной орган, подобный по своему строению глазу. Довольно большой средний мозг имеет вид

254

двухолмия. Это — центр зрительных восприятий, приобретающий в наземной среде большое значение. Позадисреднего мозга расположен мозжечок, значительно больший, чем у амфибий; мозжечок несколько прикрывает продолговатый мозг. В связи с большим по сравнению снизшими позвоночными развитием зрения и слуха в цент-

Рис. 180. Головной мозг ящерицы.

/ — сбоку; // — сверху; III — снизу: / — обонятельные доли; 2—полушария переднего мозга; 3 — эпифиз; 4 — средний мозг; 5 — мозжечок; 6 — продолговатый мозг; 7 — гипофиз.

8 — воронка; 9 — хиазма; 10 — черепные нервы.

ральной нервной системе возникают новые координирующиемеханизмы, центром которых является наряду со средниммозгом также передний мозг (главным образом его основание).

Скелет. Рассмотрите готовый препарат — скелет ящерицыи отметьте особенности, характеризующие ящерицу как типичное наземное позвоночное. Череп ящерицы в отличие отчерепа лягушки состоит из костей. Позвонки процельны.В позвоночнике хорошо развит шейный отдел, состоящий из 8 позвонков. Первый шейный позвонок —атлант — имеет одну сочленовную поверхность и соединен (но не сращен) со вторым позвонком. Таким образом,

255

голова ящерицы имеет значительно большую подвижностьпо сравнению с головой лягушки. В пояснично-грудном отделе 22 позвонка, с которыми сочленены ребра. В результате сочленения первых пяти грудных ребер с грудинойу ящерицы образуется грудная клетка.

Кости плечевого пояса — ключица и коракоид —соединены с ребрами и грудиной, что придает плечевомупоясу более прочную, чем у лягушки, опору. Сочленениетаза с позвоночником также прочнее благодаря наличиюшироких поперечных отростков на каждом из двух крестцовых позвонков. Конечности рептилий содержатвсе основные костные элементы; основание лапкикороче, чем пальцы. Обе конечности имеют по пяти .пальцев. Количество фаланг в пальцах различно; в четвертомпальце число их достигает пяти.

Артериальная система ящерицы или черепахи

Инъецированный препарат и схема

Наиболее полно изучить кровеносные сосуды рептилииможно на готовом препарате налитой артериальной системыящерицы или черепахи, пользуясь одновременно соответствующей схемой (рис. 181).

Артериальный конус и венозный синус уящерицы редуцированы. Артерии отходят у нее от сердца необщим стволом, как у амфибий; здесь имеются трисамостоятельных сосуда. От.правой половины желудочка отходит легочная артерия, разделяющаясяпо выходе из сердца на правую и левую легочные артерии.От левой половины желудочка отходит содержащая артериальную кровь правая дуга аорты, от которойответвляются две сонные артерии, несущие кровь кголове, и две подключичные. После этого ответвлениядуга делает поворот вправо и направляется вниз на соединение с левой дугой. Левая дуга аорты берет начало награнице между правой и левой половиной желудочка и несетсмешанную кровь, так как перегородка в желудочкенеполная. Левая дуга перекрещивается с правой, затем огибает пищевод слева и, не отдавая ветвей вблизи сердца, идетназад и вниз. Недалеко от соединения дуг аорты в спинную аорту, от левой дуги отходит к и ш е ч н о-б р ы ж е е ч-ная артерия. Спинная аорта и кишечно-брыжеечнаяартерия дают ряд ветвей к внутренним органам (почкам, гонадам) и задним конечностям.

Заметьте, что у черепах легочная артерия не полностьюразобщена с дугой аорты. Между ними на уровне сердцаимеется маленький соединяющий их сосуд — б о-талловпроток.

256

Рис. 181. Кровеносная система черепахи (схема).

/ — правое предсердие; 2 — левое предсердие; 3 — левая половина желудочка; 4 —правая половина желудочка; 5 — правая легочная артерия; 6 — правая дуга аорты; 7 — левая дуга аорты; 8 — левый боталлов проток; 9 — левая подключичнаяартерия: /0 —левая сонная артерия; // — кишечная артерия; 12 — почки; 13 — леваяподвздошная артерия; /-/ — хвостовая артерия; 15 — хвостовая вена; 16 — праваябедренная вена; 17 — правая воротная вена почек; 18 — брюшная вена; 19 — воротная вена печени; 20 — печеночная вена; 21 — задняя полая вена; 22 — праваяпередняя полая вена; 23 — правая подключичная вена; 24 — правая яремная вена;

25 — правая легочная вена.

Рис. 184. Кровеносная система птицы (схема).

/ — правое предсердие; 2 — левое предсердие; 3 — левый желудочек; 4 — правыйжелудочек; 5 — правая легочная аотеэия; 6 — правая дуга аорты; 7 — безымянные артерии; 8 — левая сонная артерия; 9 — левая подключичная артерия; 10 —левая грудная артерия; // — спинная аорта; 12 — почки; 13 — левая подвздошная артерия; 'М — хвостовая артерия; 15 — хвостовая вена; 16 — правая бедренная вена; 17 — правая подвздошная вена; 18 — копчиково-брыжеечная вена;/.9 —поротная вена печени; 20 — печеночная вена; 21 — задняя полая вена;22— правая передняя полая вена; 23 — правая подключичная вена; 24 — праваяяремная вена: 25 — правая легочная вена.

Кожа ящерицы

Микропрепарат

Наблюдение при слабом и сильномувеличении микроскопа

Рассматривая срез кожи ящерицы (рис. 182), отметьтеизменения, связанные с переходом к наземному существованию. В коже различают два основных слоя: эпидермиси кориум. Эпидермис состоит из мальпигиева слоя

Рис. 182. Кожа ящерицы.

/ — эпидермис; 2 — дерма; 3 — роговой слой эпидермиса; 4 —пигментные клетки; 5 — кожные окостенения; 6 — мальпигиевслой эпидермиса.

(несколько слоев камбиальных клеток эпителия) и образующихся за его счет вышележащих роговых чешуй. Кориумобразует сосочки, приподнимающие эпидермис и нескольковдающиеся вглубь чешуи. Роговой слой над кориальным сосочком на гребне чешуи особенно массивен; напротив, междучешуями он тонок и не затрудняет движений тела. Вспомните, что чешуя костистых рыб имеет кориальное происхождение. Кожные железы у рептилий отсутствуют.

Обыкновенная гадюка (У1рега Ьегиз)

Тотальный спиртовой препарат и скелет

Змеи представляют собой измененную ветвь ящериц и относятся, каки ящерицы, к подклассу чешуйчатых гадов.

Тело змеи покрыто чешуей и приспособлено к ползаниюна брюхе. В позвоночнике различаются два отдела: туловищный, все позвонки которого снабжены подвижнымиребрами и хвостовой. Конечности, грудина, плечевой итазовый пояса у змеи отсутствуют.

Змеи — хищники и заглатывают добычу целиком. В связис этим рот их способен широко раскрываться, так как костиротового аппарата и часть челюстных костей подвижно соединены сильно растяжимыми связками.

17 Практикум по общей биологии

257

У гадюки на верхнечелюстных костях находятся крупныеядовитые зубы. Они снабжены каналом, или бороздкой, покоторой при укусе в ранку стекает яд из расположенной выше ядовитой железы. От гадюки следует отличать обыкновенного безвредного ужа, чешуи на головке которого окрашеныв желтый цвет.

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Рептилии имеют ряд признаков, характеризующих их вотличие от амфибий как типичных наземных животных.Кожа рептилий сильно ороговела и утратила дыхательнуюфункцию. Легкие развиты лучше, чем у амфибий, и хорошовыражены трахея и бронхи. Появляется грудная клетка имежреберные мышцы, при помощи которых осуществляетсяакт дыхания. Кровеносная система отличается более высокойорганизацией: сердце разделено, хотя и не полностью, начетыре отдела; поэтому артериальная и венозная кровь смешиваются в значительно меньшей степени, чем у амфибий.Первичные туловищные почки замещаются вторичными тазовыми. В крыше переднего мозга рептилий впервые появляется кора.

Рептилии отличаются значительно большей подвижностьюпо сравнению с амфибиями; в скелете конечностей рептилийимеются все кости, свойственные типичной пятипалой конечности наземного позвоночного.