Ogólna charakterystyka gadów, Notatki z Biologia

Pobierz Ogólna charakterystyka gadów i więcej Notatki w PDF z Biologia tylko na Docsity!

Ogólna charakterystyka gadów

Wprowadzenie Przeczytaj Film Sprawdź się Dla nauczyciela

Gady (Reptilia) to pierwsze kręgowce lądowe, które niezależność od wody uzyskały dzięki:

wykształceniu pokrycia ciała nieprzepuszczalnego dla gazów i chroniącego przed utratą wody; wytwarzaniu kwasu moczowego jako końcowego produktu przemiany związków azotowych; owodniowemu jaju.

Największy rozwój gadów miał miejsce w minionych epokach geologicznych (gady kopalne). Współcześnie grupa ta obejmuje ponad 11 tys. gatunków należących do dwóch podgromad: anapsydów (Anapsida) i diapsydów (Diapsida). Zwierzęta te można spotkać w różnych środowiskach i niemal na wszystkich kontynentach: wyjątek stanowi Antarktyda, która jest niedostępna dla gadów z uwagi na ich zmiennocieplność.

Twoje cele

Omówisz pochodzenie gadów. Przedstawisz systematykę gadów. Wskażesz cechy pozwalające przyporządkować zwierzę do gadów. Omówisz budowę zewnętrzną i wewnętrzną gadów. Wykażesz związek budowy z funkcjami życiowymi gadów.

Bazyliszek płatkogłowy ( Basiliscus plumifrons) to jeden z ponad 11 tys. gatunków gadów żyjących na Ziemi. Źródło: Pixabay, domena publiczna.

Ogólna charakterystyka gadów

Przeczytaj

Pochodzenie gadów (Replia)

Pierwsze gady (Reptilia) pojawiły się na Ziemi około 310 milionów lat temu. Jako grupa Reptiliomorpha wyewoluowały z karbońskich płazów tarczogłowych (Labyrinthodontia), przypominających traszki płazów.

Środowisko lądowe zostało zdobyte przez gady wraz z rozwojem jaja owodniowego, w którym wiele błoniastych worków chroni zarodek i ułatwia wymianę gazową między jajem a atmosferą. Możliwość zasiedlenia środowiska lądowego skutkowała łuskowatym pokryciem ciała, wykształceniem klatki piersiowej, przekształceniami w obrębie szkieletu, zwłaszcza w budowie czaszki.

Potomkami tej grupy były duże, krępe i roślinożerne czworonogi – anapsydy. Kiedy ta grupa zaczęła zanikać, nastąpił rozwój diapsydów. Jedna z linii tych gadów dała początek lepidozaurom (Lepidosauria), do których należą współczesne hatterie, jaszczurki i węże. Z niej wywodzą się również gady morskie. Z drugiej linii diapsydów – archozaurów (Archosauria) wywodzą się dinozaury, pterozaury i krokodyle.

Zapamiętaj!

Łacińska nazwa gadów – Reptilia – pochodzi od słów: (łac.) repere – pełzać, (łac.) repto – czołgać się.

Systematyka gadów (Replia)

Gromadę gadów (Reptilia) dzieli się ze względu na budowę czaszki na trzy podgromady: anapsydy (Anapsida), diapsydy (Diapsida) i synapsydy (Synapsida). Synapsydy to grupa gadów wymarłych.

Do anapsydów należy wyłącznie rząd żółwi (Testudines), natomiast wśród diapsydów wyodrębnia się trzy rzędy: hatterie (Sphenodontida), krokodyle (Crocodylia) oraz łuskonośne (Squamata). Łuskonośne reprezentowane są przez jaszczurki (Lacertilia) i węże (Serpentes).

Systematyka gadów. Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ważne!

Do łuskonośnych należą także amfisbeny (Amphisbaenia). To gady o robakowatym wyglądzie. Chociaż występują na całym świecie (z wyjątkiem Antarktydy i Australii), są rzadko spotykane. Zwykle prowadzą podziemy tryb życia.

Zapamiętaj!

Do czasów Linneusza gady i płazy zaliczano do jednej grupy (ze względu na podobną budowę serca), a badaniami nad nimi zajmowała się dziedzina nauki nazywana herpetologią. Obecnie płazy są przedmiotem badań batrachologii, a gady – reptilologii.

Więcej na temat:

synapsydów – w e‐materiale Gady kopalne; czaszek gadów – w e‐materiale Typy czaszek gadów ; przedstawicieli gadów – w e‐materiale Przegląd systematyczny i znaczenie gadów. Gatunki chronione w Polsce.

[bold]Gromada: gady [br] (Reptilia){color=#003366}[/bbold]{color=#003300} {value=30} Podgromada: synapsydy br[br]{value=23} Grupa [br] gadów [br]wymarłych {color=#black} Podgromada: anapsydy [br] (Anapsida){color=#669933}{value=23} Rząd: żółwie br Podrząd: żółwie [br] bokoszyjne br Podrząd: żółwie [br] przodoszyjne br Podgromada: diapsydy br {color=#336666}{value=23} Rząd: hatterie [br] (Sphenodontida) Rząd: krokodyle [br] (Crocodilia) Rząd: łuskonośne[br] (Squamata) Podrząd:[br] jaszczurki [br] (Lacertilia){value=14} Podrząd:[br] węże [br] (Serpentes){value=14}

Łuski krokodyla. Źródło: Pixabay, domena publiczna.

Zewnętrzna, zrogowaciała warstwa naskórka co pewien czas jest zrzucana. Proces ten nazywa się linieniem. Węże zrzucają naskórek w całości, a jaszczurki płatami.

Liniejący hardun ( Agama stellio). Źródło: Przemek Pietrak, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Zapamiętaj!

Cechy łusek są widoczne w wylinkach węży.

Gady mają na ogół dwa rodzaje komórek wytwarzających kolor. Melanofory są rozproszone w naskórku, natomiast w zewnętrznej warstwie skóry właściwej znajdują się różne rodzaje chromatoforów. Ze względu na kolor w świetle białym chromatofory dzieli się na: żółte ksantofory , czerwone erytrofory , niebieskie cyjanofory , białe leukofory , odbijające światło bądź tęczujące irydofory oraz czarne lub brązowe melanofory. Niektóre gatunki gadów mają zdolność do szybkiej zmiany barwy poprzez translokację pigmentu i reorientację odblaskowych płytek w chromatoforach.

Ubarwienie ciała gadów:

upodabnia je do otoczenia; chroni przed drapieżnikami; odstrasza napastnika lub konkurenta; informuje o temperaturze ciała; pokazuje stan emocjonalny, np. złość lub strach; sygnalizuje głód; zmienia się podczas okresu godowego; pozwala na rozpoznawanie osobników; zależy od pory dnia i nasłonecznienia.

Jaskrawozielone łuski pokrywające ciało pytona zielonego ( Morelia viridis). Źródło: Pixabay, domena publiczna.

pary łuków skrzelowych. Kość kwadratowa łączy się stawowo z żuchwą, a u jaszczurek i węży połączona jest stawowo również z kośćmi szczęk.

Wydłużona kość kwadratowa, dodatkowe połączenia stawowe i powiązanie niezrośniętych części żuchwy (prawej i lewej) jedynie więzadłem, umożliwiają wężom połykanie ofiar, które są znacznie większe od ich głowy.

Czaszka gadów łączy się z kręgosłupem za pomocą jednego kłykcia potylicznego.

Więcej na temat budowy i typów czaszek gadów w e‐materiale Typy czaszek gadów.

Szkielet osiowy

Kręgosłup gadów składa się z pięciu odcinków: szyjnego , piersiowego , lędźwiowego , krzyżowego i ogonowego.

Pierwsze dwa kręgi różnią się budową od pozostałych. Pierwszy z nich to dźwigacz, a drugi – obrotnik, który wyposażony jest w wyrostek przylegający do pierwszego kręgu. Takie połączenie umożliwia gadom ruch głową w dwóch płaszczyznach.

Żebra połączone z mostkiem tworzą szkielet klatki piersiowej.

Budowa szkieletu osiowego krokodyla. Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zapamiętaj!

Ważnym osiągnięciem ewolucyjnym gadów było wykształcenie klatki piersiowej , która bierze udział w wentylacji płuc i chroni narządy wewnętrzne.

Szkielet kończyn i ruch

Gady należą do czworonogów (Tetrapoda).

W kończynie przedniej występują dwie, niezrośnięte kości przedramienia: kość łokciowa i kość promieniowa.

W kończynie tylnej znajdują się – dwie kości podudzia: kość piszczelowa i kość strzałkowa.

Szkielet kończyn łączy się z kręgosłupem przez szkielet obręczy.

Budowa szkieletu elementów obręczy i kończyn jaszczurki. Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Obręcz barkową , łączącą kończyny przednie z kręgosłupem budują kości krucze, obojczyki i łopatki.

Obręcz miedniczna łączy kończyny tylne z kręgosłupem. Zbudowana jest z dwóch kości powstałych ze zrośnięcia kości biodrowych, łonowych i kulszowych.

Kończyny mają pięć palców, które u większości gadów zakończone są rogowymi pazurami.

U krokodyli, które dobrze pływają, między palcami rozpięte są błony pławne. Ich ogon jest narządem napędowym , ale może także służyć jako broń.

Podczas gdy większość czworonogów ma cztery kończyny, węże i beznogie jaszczurki są przykładami czworonogów bez kończyn. Gatunki te wtórnie utraciły kończyny, co oznacza, że ich niedawni ewolucyjni przodkowie mieli kończyny. Węże i beznogie jaszczurki wyewoluowały smukłe formy ciała, ponieważ były one korzystne dla przetrwania w określonych siedliskach i warunkach.

Ważne!

U wielu dinozaurów częsta była lokomocja dwunożna.

Układ pokarmowy i odżywianie

Gady są zwykle mięsożerne, choć występują wśród nich gatunki odżywiające się wyłącznie pokarmem roślinnym (np. żółwie lądowe). W ich jamie gębowej osadzone są homodontyczne, dobrze wykształcone zęby, służące do przytrzymywania lub rozrywania pokarmu.

Żółwie nie mają zębów – zastępują je rogowe listwy.

U większości gadów uzębienie może być wielokrotnie wymieniane przez całe życie (polifiodontyzm).

Wyróżnia się trzy typy osadzenia zębów u gadów: uzębienie akrodontyczne, uzębienie pleurodontyczne oraz uzębienie tekodontyczne.

Uzębienie akrodontyczne Jest osadzone podstawą na kościach szczęki lub żuchwy (występuje u niektórych jaszczurek, np. u agam (Agamidae)).

Uzębienie pleurodontyczne Jest przytwierdzone z boku kości (występuje u niektórych jaszczurek, np. u legwanów (Iguanidae)).

Uzębienie tekodontyczne Jest osadzone w zębodołach (występuje tylko u krokodyli (Crocodilia)).

U niektórych węży i jaszczurek występują zęby jadowe. Znajdują się w nich ujścia gruczołów jadowych, przez które podczas ukąszenia ofiary przenika do jej ciała jad – toksyczna wydzielina służąca do unieruchomienia lub zabicia zdobyczy.

Zęby jadowe mamby zielonej ( Dendroaspis viridis). Źródło: Flickr.com, licencja: CC BY-SA 2.0.

Umiejętność zabijania zdobyczy za pomocą jadu wykształciła się najpóźniej. Aparat jadowy jest u węży cechą ewolucyjnie nową. Węże jadowite pojawiły się nie wcześniej niż w trzeciorzędzie.

Więcej na temat rodzajów uzębienia u węży, związanych z typem aparatu jadowego, w e‐materiale Typy czaszek gadów.

Na dnie jamy gębowej, która rozpoczyna układ pokarmowy, znajduje się dobrze umięśniony język. Jego budowa zależy od pełnionej funkcji. Długi język, pozwalający na sprawne chwytanie owadów, mają kameleony.

Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DCH2PYj7m Język kameleona lamparciego ( Furcifer pardalis), podobnie jak innych kameleonów, jest długi i rozszerzony na końcu, co umożliwia chwytanie czy wręcz zasysanie owadów. Długość języka jest dwukrotnie większa od ciała jaszczurki. Źródło: Pixabay , domena publiczna.

Film nawiązujący do treści materiału.

Nieliniowe ułożenie części mózgowia pozwala na ich lepszą integrację i tym samym zwiększenie koordynacji czynności życiowych. Móżdżek, mimo że jest dobrze rozwinięty, ma małe rozmiary.

Rdzeń przedłużony wygięty jest w kształt litery S, co wiąże się ze zwiększeniem ruchomości głowy i możliwością unoszenia jej ponad poziom tułowia.

Budowa mózgowia gada. Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Narządy zmysłów

Wzrok

Najlepiej rozwiniętym zmysłem u gadów jest wzrok. Oko składa się z twardówki, naczyniówki, siatkówki, tęczówki, soczewki, rogówki oraz ciała szklistego. W ciało szkliste wnika silnie unaczyniony grzebień – wyrostek odrastający z tylnej ściany gałki ocznej.

Akomodacja zachodzi w wyniku skurczów mięśnia rzęskowego, który powoduje przesuwanie się soczewki i zmianę jej kształtu. Dzięki temu gady widzą lepiej z różnych odległości niż płazy, u których soczewka nie ma zdolności zmiany kształtu.

Oczy osłonięte są przez trzy powieki: górną, dolną i migawkową. U węży są one przezroczyste i zrośnięte ze sobą.

Oczy kameleona lamparciego ( Furcifer pardalis), podobnie jak oczy innych kameleonów, poruszają się niezależnie od siebie: każde oko może patrzeć w inną stronę. Źródło: Pixabay , domena publiczna.

Słuch i równowaga

Narządami słuchu i równowagi u większości gadów jest ucho środkowe i ucho wewnętrzne. W uchu środkowym, przykrytym błoną bębenkową, znajduje się jedna kosteczka słuchowa – strzemiączko (kolumienka). Brak błony bębenkowej u węży powoduje, że są głuche – potrafią jedynie wyczuwać drgania podłoża.

Zmysł temperatury

U niektórych węży, np. grzechotników (Crotalinae), występują jamki policzkowe z termoreceptorami , które odbierają promieniowanie cieplne. Pozwala to na zlokalizowanie ofiary o temperaturze ciała wyższej niż otoczenie.

U niektórych gatunków jaszczurek i u hatterii występuje oko ciemieniowe (tzw. trzecie oko). Reaguje ono na promieniowanie cieplne i reguluje czas przebywania gadów w pełnym słońcu. Uczestniczy przez to w regulacji temperatury ciała. Narząd ten ma postać pęcherzyka, którego górna ścianka jest zbudowana podobnie jak soczewka oka, a pozostała część – jak siatkówka.

Węch i smak

Zmysł węchu jest lepiej rozwinięty niż u płazów. Rozwidlony język węży i jaszczurek jest również narządem węchu i smaku. Bodźce węchowe odbierane są przez chemoreceptory znajdujące się w górnej części jamy nosowej. U wielu gadów funkcjonuje zlokalizowany w jamie gębowej narząd Jacobsona , odbierający bodźce zapachowe i smakowe. Pozwala on na rozpoznawanie otoczenia, tropienie ofiar i ocenianie pokarmu.

Układ krwionośny

Układ krwionośny gadów jest zamknięty i składa się z dwóch krwiobiegów : obwodowego (dużego) i płucnego (małego).

Serce zbudowane jest z dwóch oddzielonych od siebie przedsionków i jednej komory z częściową przegrodą , która podczas skurczu komory zapobiega mieszaniu się krwi żylnej (odtlenowanej) i tętniczej (natlenowanej). Zwiększa to wydajność wymiany gazowej.

U krokodyli występuje pełna przegroda w komorze serca.

Stożek tętniczy w sercu gadów uległ całkowitej przebudowie na trzy oddzielne naczynia: prawy i lewy łuk aorty oraz tętnicę płucną.

Schemat układu krwionośnego gadów. Na czerwono zaznaczono krew natlenowaną, na niebiesko krew odtlenowaną. Kolor fioletowy oznacza krew o mniejszej zawartości tlenu niż krew oznaczona na czerwono oraz miejsce wymiany gazowej w tkankach płuc i narządów wewnętrznych. Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zapamiętaj!

Mimo takiej budowy układu krwionośnego gady nie utrzymują temperatury ciała na stałym poziomie. Z tego powodu zaliczane są do organizmów zmiennocieplnych. Nie występują na Antarktydzie i na wysuniętych daleko na północ obszarach Ameryki Północnej, Europy i Azji. Temperatura w ciągu całego roku jest tam bardzo niska. Na terenach, gdzie w porze zimowej robi się zimno, zapadają w stan brumacji, podobny do hibernacji u ssaków. W utrzymaniu temperatury ciała na poziomie wyższym niż temperatura otoczenia pomagają im zewnętrzne źródła ciepła. Gady są ektotermami. Podnoszą temperaturę ciała wygrzewając się w promieniach słonecznych (heliotermia) lub pobierając energię cieplną z rozgrzanego podłoża (tigmotermia). Wykorzystują czasem do tego celu ciepło z wnętrza Ziemi (geotermia).

Układ oddechowy i wymiana gazowa

Wymiana gazowa odbywa się w płucach , które są silnie unaczynione. Mają one budowę gąbczastą oraz postać obszernych, cienkościennych worków, które u niektórych gadów podzielone są na liczne komory.

Wentylacja płuc zachodzi dzięki pracy mięśni międzyżebrowych.

Przy wdechu powietrze przechodzi przez drogi oddechowe: nozdrza zewnętrzne , jamę nosową , nozdrza wewnętrzne , jamę gębową, gardziel, krtań, tchawicę i oskrzela główne , a następnie trafia do płuc. Podczas wdechu zwiększa się pojemność klatki piersiowej i płuc, a przy wydechu ich objętość się zmniejsza.

Większość gadów ma dwa płuca. Tylko u węży właściwych (Colubridae) występuje jedno, prawe płuco. Lewe jest szczątkowe lub uległo całkowitemu zanikowi.

Budowa płuc u gadów. Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Dla zainteresowanych

Węże morskie mogą przebywać pod wodą nawet trzy godziny. Gdy nurkują, zamykają fałdami skórnymi nozdrza. Wymiana gazowa zachodzi u nich wtedy przez ukrwioną skórę między łuskami. Żółwie mają nieruchomą klatkę piersiową, dlatego w oddychaniu pomaga im mięsień analogiczny do przepony.