РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ АМФИБИЙ

Земноводные, как и все позвоночные, раздельнополы. Формирование яиц происходит у самок в парных железах - яичниках. Над яичниками лежат парные жировые тела - образования, служащие для питания половых желез и развивающихся в них клеток. Созревшие яйцеклетки выпадают сначала в полость тела, из которой улавливаются воронками яйцеводов - длинных парных извитых трубочек, которые другой стороной открываются в клоаку. Интересно, что воронки яйцеводов приросли к сердечной сумке, поэтому вместе с сокращениями сердца сжимаются и расправляются, захватывая яйца из полости тела. Проходя через яйцеводы, яйца покрываются слизистыми оболочками, которые сильно разбухают. Но они не имеют достаточной защиты от высыхания, поэтому не могут развиваться без воды (как и у рыб).

Семенники у самцов тоже парные, над ними также лежат жировые тела. Сформировавшиеся сперматозоиды по семявыносящим канальцам попадают сначала в мочеточник амфибии, а затем - в клоаку, откуда также должны попасть в водную среду.

В ней и происходит оплодотворение; оно у земноводных, как и у рыб, - наружное.

Внешние различия между самцами и самками у амфибий выражены слабо. У бесхвостых самцы немного мельче. Самцы бурой лягушки весной имеют фиолетовый оттенок на спине и на горле. Яркая пятнистая окраска характерна для брачного наряда тритонов. Есть отличия и в строении органов: у самцов гребенчатого тритона весной сильно разрастается кожистая оторочка на спине и на хвосте, и в ней развивается густая сеть кровеносных сосудов. У самцов бесхвостых амфибий на внутренних пальцах передних ног имеются мозолистые утолщения, особенно развитые в брачный период.

Оплодотворение у бесхвостых происходит так: самец запрыгивает на спину самке, обхватывает её передними лапками и сжимает с большой силой, выдавливая яйца (икринки), которые поливает спермой. «Объятия» длятся долго, иногда несколько дней. Животные в это время держатся в воде.

У тритонов самец после длительного ухаживания за самкой выпускает в воду семя, заключённое в продолговатые пакетики - сперматофоры («носители спермы»). Последние приклеиваются к подводным растениям, а самка, подплывая к ним, захватывает их своей клоакой.

Оплодотворённые яйца, как правило, развиваются в водоёмах, где родители оставляют их на произвол судьбы. Однако бывают и исключения. Так, безногие в большинстве случаев откладывают яйца в земляной норе, под корнями или камнями.

Отложив около 20 яиц, самка обвивается вокруг них и остаётся в таком положении до выхода личинок. Личинки переселяются в воду, где быстро заканчивают своё развитие.

У сумчатых лягушек оплодотворённые яйца помещаются в глубокую складку кожи на спине, и у некоторых видов головастики после выхода из сумки заканчивают своё развитие в воде, а у других все стадии развития происходят в сумке, откуда выходят уже закончившие превращение лягушата.

Забота о потомстве у земноводных очень развита и интересна. В этом они превзошли своих более совершенных эволюционных соседей - пресмыкающихся.

Самка суринамской пипы из Южной Америки откладывает яйца себе на спину. Клоака к периоду размножения у неё выпячивается, образуя длинный яйцеклад, который ей на спину заворачивает самец. Он вдавливает яйца в сильно разбухающую к этому времени кожу спины самки так, что каждое яйцо (а их 50 - 100) располагается в своей ячейке. Оплодотворённые яйца все стадии развития проходят в ячейках, врастая в них всё глубже, и через 2-2,5 месяца наружу выходят лягушата, уже закончившие превращение. Пройдёт немного времени - и они превратятся в полукилограммовых амфибий с длиной тела более 20 см.

Родственница наших жерлянок - жаба-повитуха. Это небольшая (до 5 см длиной) серого цвета амфибия, распространённая в Западной Европе, интересна особенностями размножения. Самка откладывает около 50 яиц, которые соединены в виде шнура длиной до 1 метра. После оплодотворения самец наматывает её на задние лапы и держится на суше в тенистых местах. День за днём бродит самец со своей ношей. Она не отягощает его, а растущие зародыши надежно защищены от всяких неприятностей. Через 17-18 дней самец переходит в воду, где развившиеся к тому времени личинки покидают яйцевые оболочки и ведут водный образ жизни. Так что видовое название «повитуха» (а так раньше в наших селах называли бабок, которые принимали роды) относится к самцам, оберегающим своё потомство, да ещё так самозабвенно.

У амфибий из разных стран популярно сооружение «гнёзд» из пены. Их строят веслоногие лягушки из Азии, свистуны из Южной Америки. Они подвешивают гнёзда над водой на ветках деревьев или травах, приклеивают к берегу водоёма или оставляют плавать на поверхности воды. Сверху пена затвердевает, а внутри она постепенно становится жидкой. Получается аквариум. Он имеет много достоинств. Гнездо из пены - это самый настоящий термостат. Оно сильно сглаживает колебания температуры воздуха и создаёт такие условия для развития головастиков, лучше которых и придумать нельзя. Растут малыши в аквариуме гораздо быстрее, чем в воде, и помогают в этом вещества, содержащиеся в пене. Пройдёт время, головастики покинут свой дом. Если гнездо на высоте, они опустятся в воду, как паучки: на тяжах, состоящих всё из того же пенистого вещества.

Довольно странное существо - ринодерма Дарвина. Конец мордочки у неё похож на птичий клюв, живёт в горах Чили.

У этой маленькой трёхсантиметровой лягушки не менее странная манера выращивать детей. Ринодерма-самец берёт икринки в рот и отправляет их в свой резонатор, расположенный на горле. Их одновременно помещается 20-30. Когда в яйце заканчивается запас веществ, головастики прирастают к стенкам голосового мешка родителя и получают питательные вещества через богатую сеть кровеносных сосудов. Теперь детёныши обеспечены едой. Превратятся они в лягушат - расстанутся с отцом. А отец, пока не вырастит детей, ничего не ест!

Существует зависимость между совершенствованием приспособлений к размножению и плодовитостью. Так, у пятнистой саламандры детёнышей единицы, у кольчатой червяги - 5-10, у ринодермы Дарвина - 20-30, у суринамской пипы - 50-100. Наибольшее же число яиц откладывают виды, мечущие их в воду и оставляющие их на произвол судьбы. Наша травяная лягушка в период икрометания откладывает 1500-3000 яиц, а зелёная жаба - свыше 10000 яиц.

Как же происходит развитие земноводного от оплодотворённой икринки до сформированного организма?

В отложенной икринке тёмный шарик, который виден внутри прозрачной студенистой оболочки, - это пока одна клетка с ядром и запасом желтка, всегда обращённого вниз. Поэтому верхняя тёмная сторона с ядром сильней прогревается солнцем. В течение нескольких часов происходит деление клеток. Через 6-8 часов после откладки икры образуется зародыш, представляющий целое скопление клеток и напоминающий в уменьшенном виде сложный плод малины.

Затем у зародыша формируются два слоя эктодерма и энтодерма. Затем меняется форма зародыша: из шарообразного он становится продолговатым. В это время идет закладка нервной трубки. Её передняя часть постепенно преобразуется в головной мозг, а остальная - в спинной. Закладываются и другие системы органов.

Через 8-10 суток после оплодотворения зародыш прорывает яйцевые оболочки и начинает самостоятельно плавать в воде. Теперь это уже не зародыш, а свободноживущая личинка, пока ещё не похожая на взрослую лягушку, а по своей форме и способу передвижения напоминающая маленькую рыбку, в просторечии называемую головастиком.

У головастика не только рыбообразная форма тела с окаймлённым плавниками хвостом. Он также имеет развитую боковую линию, которая потом исчезает.

Органами дыхания первоначально служат две-три пары наружных ветвистых жабр. Далее у большинства видов наружные жабры рассасываются, и к этому времени развиваются внутренние три пары жаберных щелей. Основой скелета служит хорда, только в последствии обрастающая в своей туловищной части хрящевыми позвонками. Череп у головастика тоже хрящевой и к нему примыкают жаберные дужки.

На этой стадии у головастика «рыбье» сердце - с одним предсердием и одним желудочком. И круг кровообращения один! Если бы развитие головастика остановилось на этой стадии, мы должны были бы отнести такое животное к рыбам.

Однако в дальнейшем строение тела головастика изменяется. На 20-26 день появляются конечности: сначала задние, потом передние, а в них - суставы. Жаберные щели в стенках глотки зарастают. Из переднего отдела пищеварительной трубки путём выпячивания развиваются лёгкие, и головастику приходится подниматься к поверхности воды за воздухом. Часть газообмена идёт через богатый капиллярами хвост. В это же время в предсердии возникает перегородка, появляется малый круг кровообращения. Личиночные головные почки меняются на взрослые, туловищные. Исчезают органы боковой линии, и формируются органы чувств земноводных.

Изменяет своё строение рот. Если сначала головастики были растительноядны и питались, соскребая водоросли с камней и листьев водных растений, то теперь они переходят на животное питание. Кишечник укорачивается. Хвост рассасывается, постепенно уменьшаясь, и, наконец, становится совершенно незаметным.

Головастик становится лягушонком и выходит на берег водоёма. Теперь ему остаётся немного подрасти, достичь половозрелости и продолжить непрерывную линию жизни своего вида.

Развивающийся из икры лягушонок, который сейчас, прямо на ваших глазах «карабкался по своему родословному древу», представляет яркую иллюстрацию основных законов развития: перед вами прошли основные кадры родословной истории животных от одноклеточного организма до появления наземных позвоночных.

Непостоянство температуры тела вызывает у обитателей умеренных и северных широт сезонную смену активности. Неблагоприятное время года (в умеренных широтах - это зима, а в южных засушливых - лето) земноводные проводят в спячке, забравшись в непромерзающие или непросыхающие места. При снижении температуры воздуха до +80С амфибии уходят в укрытия (часть видов лягушек - в ямы на дне водоёмов; большинство бесхвостых и хвостатых - в норы грызунов, под корни деревьев, в кучи мха) и впадают в состояние оцепенения. С этим связан их ареал: большинство видов амфибий обитают в тропической зоне. Но и здесь, при относительно устойчивых температурах, оцепенение вызывается снижением влажности воздуха («спячка» в сухой период). Большая зависимость земноводных от влажности и температуры среды часто служит основной причиной смертности и определяет резкие колебания численности амфибий по годам.