ZOOLOGIA - KRĘGOWCE. Gnathostomata - żuchwowce Amphibia - płazy

Transkrypt

1 ZOOLOGIA - KRĘGOWCE Niniejsze materiały objęte są prawami autorskimi Zakładu Anatomii Porównawczej IZ UJ i przeznaczone są wyłącznie do celów dydaktycznych dla studentów kursu Zoologia kręgowce Gnathostomata - żuchwowce Amphibia - płazy cechy, pochodzenie, taksonomia, budowa, biologia

2 Płazy - Amphibia Podstawowe cechy i systematyka Budowa skóry Budowa szkieletu Układ oddechowy i pokarmowy Układ nerwowy i narządy zmysłów Układ krwionośny Układ wydalniczy i rozrodczy

3 Cechy czworonogów i cechy płazów Synapomorfie Tetrapoda w kręgosłupie odcinek krzyżowy (między tułowiowym a ogonowym) pojedyncza, bilateralna kość nosowa redukcja kości skórnych pasa barkowego parzyste kończyny (funkcja lokomotoryczna) - stylopodium część nasadowa - zeugopodium część pośrednia - autopodium część wolna (pierwotnie wielopalczasta tzn. więcej niż 5) powstanie spojenia kulszowo-łonowego

4 ucho środkowe Synapomorfie Tetrapoda (cd.) kosteczka słuchowa columella powstała z hyomandibulare (=stapes stapes, strzemiączko u ssaków) choany - nozdrza wewnętrzne (choanae( hoanae) powieki i gruczoły nawilżające gałkę oczną gruczoły ślinowe gruczoły wielokomórkowe w skórze

5 Cechy płazów jeden kręg krzyżowy (u Apoda brak) dwa kłykcie potyliczne powierzchnia dźwigacza (atlasu) wypukła brak klatki piersiowej (krótkie, proste żebra nie dochodzą do mostka) mięsień unoszący gałkę oczną (levator( bulbi) ) lub narząd czułkowy u Apoda brodawka płazia (papilla amphibiorum) ciało tłuszczowe powstające z epigonalnej części gonady skóra bez łusek (nieliczne wyjątki), przystosowana do wymiany gazowej żyła mięśniowo-skórna (związek z oddychaniem skórnym)

6 Występowanie płazów wszędzie, od miejsc bardzo wilgotnych po pustynie nie występują na Antarktydzie, bardzo suchych pustyniach (Sahara, Gobi) oraz na wielu wyspach nie tolerują wody morskiej (wyjątek - Limnonectes cancrivora) są silnie uzależnione od wody, lub środowiska wilgotnego: - skóra podatna na wysychanie - oddychanie skórne - skóra musi być wilgotna -jaja łatwo wysychają bo brak błon płodowych, a osłonki jaj są przepuszczalne dla wody

7 Actinistia Latimeria Dipnomorpha Dipnoi Porolepiformes Rhizodontiformes Osteolepiformes Elpistostegidae Acanthostegidae Eustenopteron Panderichthys Choanata Rhipidistia Sarcopterygii Sarcopterygii Ichthyostegidae Amphibia Reptilomorpha Neotetrapoda Tetrapoda

8 Powstanie płazów Actinistia Latimeria chalumnae,, Latimeria menadoensis Rhipidistia Dipnomorpha i Choanata do Choanata należały m.in. wymarłe Osteolepiformes np. Eusthenopteron głównie drapieżniki płytkich wód słodkich Panderichthys (Elpistostegidae) prawdopodobnie posiadały płuca; zapewne w tej grupie byli przodkowie czworonogów Acanthostega i Ichthyostega liczba palców 6-8; 6 8; dopiero u Neotetrapoda 5 lub mniej

9 Eusthenopteron i Ichthyostega Rhipidistia ( Osteolepiformes ) Tetrapoda - ( Ichthyostegidae )

10 Powstanie kończyny czworonoga

11 kończyny przednie - polidaktylia Acanthostega Ichthyostega ( Ichthyostegidae - górny dewon )

12 Płazy Amphibia (ok gat.) Labirynthodontia Lepospondyli Temnospondyli Lissamphibia (w 1986 r. znanych było 3900 gat.) Apoda (=Gymnophiona Gymnophiona) ok. 172 gat. Urodela (=Caudata Caudata) ok. 558 gat. Anura (=Salientia Salientia) ok gat. dane wg. amphibia.web.org

13 Plethodon cinereus 7-10 osobników / 1m 2 Eleutherodactylus coqui / 1 ha

14 Liczba gatunków płazów

15 Skóra płazów

16 Wytwory naskórka zrogowacenia barwy gruczoły

17 Zrogowacenia modzele: - znaczenie przy godach - zakopywanie się w podłożu pazury u Xenopus Złuszczanie naskórka bezogonowe - małe płaty ogoniaste - duże płaty lub w całości

18 Ubarwienie kryptyczne aposematyczne rozród

19 Gruczoły płazy nieprzeobrażone - komórki Leydiga - gruczoły jednokomórkowe, treść kwasochłonna, zanikają po przeobrażeniu płazy przeobrażone - gruczoły wielokomórkowe holokrynowe cała komórka gruczołowa zużywa się jednorazowo merokrynowe wydzielanie zachodzi na drodze egzocytozy apokrynowe wydzielina gromadzi się na wierzchołku komórki, który odrywa się do światła gruczołu

20 Gruczoły wielokomórkowe z naskórka przemieszczają się do skóry właściwej kuliste lub workowate pęcherzyki podczas przeobrażenia powstają kanaliki przebijające naskórek otoczone mięśniami gładkimi śluzowe - treść zasadowa, jednorodna, ciągnista - śluz jadowe - treść kwaśna, drobnoziarnista, mleczna - jady gruczoły przy modzelach

21 Parotydy

22 Wytwory skóry właściwej łuski u niektórych beznogich (np. Ichthyophidae)

23 Skóra płaza nieprzeobrażonego Skóra płaza przeobrażonego Nastopek kumaka

24 Szkielet czaszka kręgosłup obręcze: barkowa, miednicowa kończyny

25 Czaszka autostylia redukcja kości pochodzenia skórnego redukcja skostnień chrzęstnej mózgoczaszki pierwotnej dwa kłykcie potyliczne tylko niewielkie ruchy potakujące hyomandibulare przekształca się w kostkę słuchową brak przegrody międzyoczodołowej łuki skrzelowe (4) obecne u larw, u dorosłych wraz z kością gnykową tworzą szkielet krtani

26 Czaszka żaby

27 Apoda Zróżnicowanie kręgosłupa brak ogona (u( u większości odbyt na końcu ciała) a) dużo o kręgów Urodela pierwszy kręg - atlas - nie homologiczny z atlasem owodniowców, brak wyrostków w poprzecznych, dwa kłykcie k potyliczne, potakiwanie okolica przedkrzyżowa (kręgi z krótkimi żebrami) jeden kręg g krzyżowy okolica ogonowa (łuki uki naczyniowe)

28 Zróżnicowanie kręgosłupa (cd.) Anura okolica przedkrzyżowa silnie skrócona kręg g krzyżowy łączy się z kość śćmi biodrowymi wyrostkami poprzecznymi urostyl w tułowiu

29 Szkielet - chrząstka i kość chrząstka - niebieska kość - czerwonawa Bombina variegata - kumak górski

30 Typy trzonów u płazów dwuwklęsłe e (Apoda( i niektóre Urodela) tyłowklęsłe (Urodela i niektóre Anura) przodowklęsłe (większo kszość Anura) jeden garnitur żeber krótkie tkie, nie sięgaj gają mostka Żebra Urodela - dobrze rozwinięte tylko w okolicy tułowiowej, u przodków w płazp azów w równier wnież do połowy owy ogona Apoda na całej długod ugości, nie ma ogona Anura silnie zredukowane, ich resztki bez śladu wtapiają się w wyrostki poprzeczne (tylko u Discoglossidae jako oddzielne chrząstki stki)

31 Mostek Cienka płyta p (Urodela( Urodela) ) lub pręt t (Anura( Anura), związana z obręczą barkową. U Apoda brak mostka.

32 Obręcz barkowa Urodela - łopatka/krucza Anura - łopatka i kość krucza (nie homologiczna z kości cią kruczą gadów ssakokształtnych i stekowców), resztki skoblowej (pręt t zrośni nięty z łopatką),, obojczyki Urodela Anura

33 Schemat kończyny pięciopalczastej

34 Obręcz barkowa i kończyna przednia Anura ra ra - ramieniowa pr - promieniowa ło - łokciowa ppr - przypromieniowa pk śr1 oś 1 2 pr ło ppr pło pło - przyłokciowa 3+4 oś - ośrodkowa śr4 pk - przedkciuk dystalne kości nadgarstka (carpalia( carpalia) I śr1-4 - kości śródręcza 1 do 4 (metacarpalia( metacarpalia) I-IV IV - palce II III IV

35 Obręcz miednicowa Urodela - kości łonowe i kulszowe tworzą płytkę, biodrowa łączy się z kręgiem krzyżowym (dużo o chrząstki), u wielu obecny jest wyrostek przedłonowy Anura - kości biodrowe silnie wydłuż łużone dogłowowo owowo i połą łączony czony z kręgiem krzyżow owym Urodela Anura

36 Obręcz miednicowa i kończyna tylna ud Anura cr pp opi śr1 ost ds śr5 ud - udowa cr - piszczelowa+strzałkowa ( os cruris) opi - odpiszczelowa ost - odstrzałkowa ds - dystalne kości stępu (tarsalia) pp - przedpaluch I II III IV V śr1-5 - kości śródstopia (metatarsalia( metatarsalia) I-V - palce

37 Narządy wymiany gazowej skrzela płuca skóra jama gębowa g lub gardziel

38 Skrzela larwy Anura - 4 szpary, na łukach drzewkowate wyrostki; wieczko,, tryskawka (spiraculum( spiraculum) - nie homologiczne z wieczkiem i tryskawką ryb larwy Urodela - 4 szpary, 2 (Proteide( Proteide) ) lub jedna (amphiumy i Cryptobranchidae), neotenicznych skrzela zewnętrzne przez całe życie u form neotenicznych larwa traszki aksolotl (Ambystoma)

39 Płuca od d gardzieli odchodzi tchawico-krta krtań płuca workowate, gładkie (np. traszki) lub z fałdami Skóra skóra wilgotna i cienka niektóre płazyp - brak płuc p (np. Plethodontidae) wentylacja płuc

40 Układ pokarmowy dorosłe płazy oraz larwy Urodela są drapieżne (brazylijska rzekotka Xenohyla truncata jest roślinożerna) (są wyjątki) larwy Anura są roślinożerne (są wyjątki)

41 Zęby drobne, ostre osadzone na krawędziach kości szczęk, a także na lemieszach, kościach podniebiennych i przyklinowych u Anura brak zębów na żuchwie, a u Bufo i Pipa w ogóle brak zębów Język beznogie - mała a wyniosłość i mało o ruchliwy ogoniaste - aparat chwytny bezogonowe - przytwierdzony przednim odcinkiem Pipa pipa brak języka j u Pipa, Xenopus Pipa (grzbietoród) - żyje w wodzie,, wytwarza siły y ssące dnem jamy gębowejg i gardzieli

42 Żołądek typowy u kijanek brak żołądka Jelito cienkie i grube u kijanek jelito bardzo długie, spiralnie zwinięte kloaka

43 Mózg wydłużone kresomózgowie rozdzielone na dwie półkule małe międzymózgowie, mały móżdżek dobrze rozwinięty rdzeń przedłużony

44 Linia naboczna wzgórki zmysłowe płazów leżą na powierzchni skóry - u larw - u płazów neotenicznych - u płazów żyjących w wodzie (np. Xenopus)

45 Narząd smaku kubki smakowe skupione w jamie gębowej i gardzieli, na języku i chrząstce nagłośni u przeobrażonych mają postać okrągłych tarczek rozmieszczonych na szczytach brodawek grzybkowatych Narząd węchu narząd węchu u czworonogów łączy się z jamą gębową przez nozdrza wewnętrzne (choanae( choanae) nozdrza zewnętrzne - worek węchowy - nozdrza wewnętrzne u większość prymitywny narząd Jacobsona

46 Ucho wewnętrzne u wszystkich płazów jest w ścianie woreczka brodawka płazia (papilla amphibiorum) po raz pierwszy pojawia się brodawka podstawowa (papilla basilaris) przy ujściu buteleczki (lagena( lagena) brodawka podstawowa - dzwięki o wysokiej częstotliwości (np. głosy godowe), natomiast brodawka płazia - dzwięki o niskiej częstotliwości brak brodawki podstawowej u płazów nie wydających głosów godowych (np. u salamander), a jest tylko brodawka płazia

47 łagiewka (utriculus( utriculus) buteleczka (lagena( lagena) woreczek (sacculus( sacculus) z otolitem

48 Ucho środkowe błona bębenkowab benkowa (u u beznogich, ogoniastych i niektórych bezogonowych brak błony b bębenkowejb benkowej) jama bębenkowab benkowa kolumienka (hyomandibulare), a dodatkowo wieczko (operculum) wieczko - dodatkowa kostka słuchowa - powstaje z elementów błędnika kostnego i tak jak kolumienka - dochodzi do okienka owalnego błędnika; przenosi drgania przychodzące z podłoża poprzez kości kończyny przedniej i obręcz barkową; u większości płazów zrasta się z kolumienką; u Lissamphibia istnieją więc dwa systemy słuchowe: : bębenkowy i wieczkowy; ; np. u larw salamander kolumienka łączy błędnik z powierzchniowymi kośćmi czaszki, natomiast później ulega redukcji i u dorosłej salamandry pozostaje jedynie system wieczkowy Eustachiusza (pierwsza szpara skrzelowa) krótka trąbka Eustachiusza

49 Ewolucja ucha środkowego

50 Oko płazów oko kuliste wzmocnione kielichem chrzęstnym w twardówce akomodacja przez ruch soczewki (mięś ęśnie wewnątrz gałki ocznej przyciągaj gają soczewkę do rogówki wki) powieki (u Apoda może być ich brak) u ogoniastych oko gorzej rozwinięte zdegenerowane oko odmieńca jaskiniowego

51 Serce początki powstawania serca płucnego p (rozdzielonego) krew utlenowana w skórze rze: żyła a skórna - żyła podobojczykowa - zatoka żylna redukcja zatoki żylnej i stożka tętniczegot tniczego

52 Schemat krążenia u płazów

53 Naczynia łuków skrzelowych 6 naczyń łuków w aorty: 1 i 2 zanikają, 3 naczynia szyi 4 wchodzą w skład aorty tworząc c jej łuki: oba u gadów, prawy u ptaków lewy u ssaków 5 zanikają 6 powstają tętnice tnice płucnep

54 Łuki aorty u płazów

55 Naczynia żylne

56 Układ limfatyczny Serca limfatyczne - ogoniaste ok. 14 par - bezogonowe 2 pary Worki limfatyczne magazyn wody

57 Narządy wydalnicze kręgowców zarodek kręgowca nefrotomy cewki przednercza wydłużający się przewód przednercza listwa nerkotwórcza przednercze (pronephros) śródnercze (mesonephros śródnercze zanercze mesonephros) (metanephros zanercze metanephros) tyłonercze (opisthonephros) dorosłe Amniota (nerka ostateczna) jako narząd wydalniczy: dorosłe śluzice,, ryby, płazy zarodki i larwy Cyclostomata dorosłe śluzice * nieliczne Teleostei zarodki i larwy wszystkich kręgowców młode Amniota - przejściowo * przednercze działa u dorosłych śluzic,, choć ich głównym narządem wydalniczym jest tyłonercze przednercze (tzw. nerka głowowa): wcześnie różnicujący się przedni odcinek listwy nerkotwórczej,, położony przy sercu na pericardium śródnercze mesonephros (= pranercze) tyłonercze opisthonephros : śródnercze z elementami zanercza

58 Połączenia układów wydalniczego i rozrodczego

59 Płazy ogoniaste Polski Salamandridae - Salamandrowate Traszka zwyczajna Triturus vulgaris Traszka grzebieniasta Triturus cristatus Traszka górska Triturus alpestris Traszka karpacka Triturus montandoni Salamandra plamista Salamandra salamandra

60 Traszka zwyczajna - Triturus vulgaris

61 Traszka grzebieniasta - Triturus cristatus

62 Traszka górska - Triturus alpestris

63 Traszka karpacka - Triturus montandoni

64 Salamandra plamista - Salamandra salamandra

65 Larwy polskich Urodela

66 Płazy bezogonowe Polski Discoglossidae - Ropuszkowate Kumak nizinny - Bombina bombina Kumak górski - Bombina variegata Pelobatidae Grzebiuszkowate Huczek ziemny - Pelobates fuscus Bufonidae Ropuchowate Ropucha szara - Bufo bufo Ropucha zielona - Bufo viridis Ropucha paskówka - Bufo calamita

67 Płazy bezogonowe Polski (cd cd.) Hylidae - Rzekotkowate Rzekotka drzewna - Hyla arborea Ranidae Żabowate Żaba wodna - Rana esculenta Żaba jeziorkowa - Rana lessonae Żaba śmieszka - Rana ridibunda Żaba trawna - Rana temporaria Żaba moczarowa - Rana arvalis Żaba dalmatyńska - Rana dalmatina

68 Jaja płazów krajowych Pyszczki kijanek

69 Kijanki polskich Anura

70 Płazy beznogie - Apoda tropikalne, żyją w ściółce/glebie lub w wodzie wiele przystosowań do rycia brak ogona (większość) metameria wątroby, w nerek i ciał tłuszczowych parzysty narząd czułkowy (autapomorfia) dodatkowy mięsień przywodzący żuchwę (autapomorfia) łuski

71 Doskonalenie zamykania szczęk dodatkowy mięsień (międzygnykowy tylny) wspomagający zamykanie

72 Rozmnażanie i rozwój Apoda zapłodnienie wewnętrzne - narząd d kopulacyjny jajorodne lub żyworodne

73 Rhinatrematidae Ameryka Południowa otwór gębowy na końcu pyska posiadają ogon liczne łuski czaszka składa się z wielu kości czułki kontaktują się z dużymi oczami najsłabiej rozwinięty podwójny mechanizm zamykania szczęk jajorodne, larwy żyją w wodzie Epicrionops Ichthyophiidae południowo-wschodnia wschodnia Azja otwór gębowy na końcu pyska posiadają ogon liczne łuski czułki z przodu przed oczami czaszka składa się z wielu kości dobrze rozwinięty podwójny mechanizm zamykania szczęk jajorodne, samica opiekuje się jajami Łusecznik lepki - Ichtyophis glutinosus

74 Caeciliidae - marszczelcowate Ameryka Środkowa i Południowa, Afryka, Seszele i Indie nieliczne i silnie połączone kości czaszki otwór gębowy na spodzie brak ogona jajorodne z larwami lub bez, lub żyworodne dwie podrodziny: - Caeciliine -lądowe - Typhlonectinae - Ameryka Południowa, ziemnowodne lub wodne, fałd skórny lub płetwa, żyworodne, jeden z gatunków nie ma płuc Siphonos annulatus - marszczelec pierścieniowy Typhlonectes natans Schistometopum thomense

75 Płazy ogoniaste - Urodela klimat umiarkowany, półkula p północnap występuje pedomorfoza - progeneza (przyspieszony rozwój j gonad) - neotenia (opóźniony rozwój) u większo kszości zapłodnienie wewnętrzne - spermatofor pedomorfoza (rozmnażanie osobników o cechach młodocianych): (zapłodnienie zewnętrze u Hynobidae i Cryptobranchidae) gody na lądzie l (salamandry, Plethodontidae) ) lub w wodzie (traszki)

76 Gody traszek spermatofor Rozwój traszki

77 Rozród salamandry gody S. salamandra Salamandra salamandra larwy Ambystoma maculatum

78 Cryptobranchidae - skrytoskrzelne fałdy skórne po bokach ciała przeobrażenie niecałkowite obecność szczelin skrzelowych brak powiek zapłodnienie zewnętrzne USA (Cryptobranchus( Cryptobranchus) oraz Chiny i Japonia (Andrias( Andrias) Cryptobranchus aleganiensis - diabeł błotny Andrias japonicus Hynobiidae - kątozębne żyją na lądzie, rozmnażają w strumieniach lub stawach górskich zapłodnienie zewnętrzne częsta opieka rodzicielska Azja Hynobius tsuensis

79 Sirenidae - syrenowate formy neoteniczne skrzela brak powiek brak tylnych odnóży prawdopodobnie zapłodnienie zewnętrzne żyją w stawach i na mokradłach USA i północny Meksyk Siren lacertina - syrena jaszczurowata Proteidae - odmieńcowate neoteniczne skrzela brak powiek dwie szczeliny skrzelowe Proteus - Bałkany, Necturus - USA Proteus anguinus - odmieniec jaskiniowy

80 Ambystomatidae - ambystomy niemal całe życie pod ziemią rozród w stawach lub strumieniach 2 gatunki partenogenetyczne Ameryka Północna aksolotl - A. mexicanum A. maculatum Amphiumidae - amfiumy neoteniczne żyją w wodzie brak powiek i języka jajorodne redukcja palców i kończyn Ameryka Północna amfiuma jednopalcowa - Amphiuma pholeter

81 Salamandridae - salamandrowate Europa, Afryka, Azja Salamandra atra Cynops orientalis Pleurodeles waltl

82 Plethodontidae - salamandry bezpłucne brak płucp odrzucanie ogona rowek nosowo-wargowy wargowy głównie nadrzewne niski metabolizm uniezależnienie nienie od wody głównie Ameryka, ale równier wnież Europa Płd. i Sardynia Desmognathus monticola Hydromantes platycephalus Plethodon cinereus

83 Płazy bezogonowe - Anura przystosowania do skoków niemal na całej Ziemi

84 Rozmnażanie i rozwój Anura dymorfizm płciowyp

85 Rozmnażanie i rozwój Anura głosy

86 Rozmnażanie i rozwój Anura ampleksus

87 Rozmnażanie i rozwój Anura zapłodnienie zewnętrzne

88 Rozmnażanie i rozwój Anura kijanki Hyla pseudopuma Hyla ebraccata

89 Cykl życiowy żaby (strefa umiarkowana)

90 Przeobrażenie

91 Porównanie larw płazów ogoniastych i kijanek Urodela podobny do formy dorosłej narząd Rusconiego podobny do aparatu gębowego dorosłych drapieżne, przewód pokarmowy krótki, żołądek jest kształt ciała narząd czepny aparat gębowy pożywienie przylga Anura nie podobny do formy dorosłej (kijanka) inny niż u dorosłych, rogowe ząbki, aparat filtracyjny planktono- i roślinożerne, przewód pokarmowy długi, brak żołądka zewnętrzne przez cały okres życia larwalnego skrzela zewnętrzne tylko u młodej larwy, potem wewnętrzne, tryskawka

92 obecny Porównanie larw płazów ogoniastych i kijanek (cd Urodela na zewnątrz widoczne obie pary; pierwsza rozwija się para przednia kończyny narząd linii nabocznej obecny Anura cd.) na zewnątrz początkowo brak; przed metamorfozą rozwijają się równocześnie obie pary, ale widoczna tylko tylna, bo przednia ukryta w jamie skrzelowej przebudowa organów, ogon nie zanika, lecz zostaje przebudowany metamorfoza głęboka przebudowa kijanki, ogon ulega resorpcji apoptotycznej

93 Odstępstwa w rozrodzie Cały rozwój w osłonce jaja, wykluwa się przeobrażona żabka - Eleutherodactylus

94 Odstępstwa w rozrodzie Składanie jaj na liściach nad wodą i opieka samca nad jajami - Centrolenella valerioi

95 Odstępstwa w rozrodzie Noszenie jaj owiniętych wokół tylnych nóg samca - Alytes

96 Odstępstwa w rozrodzie Rozwój jaj na grzbiecie samicy - rzekotka torbowa Flectonotus pygmaeus

97 Odstępstwa w rozrodzie Rozwój jaj na grzbiecie samicy - grzbietoród amerykański Pipa pipa

98 Przekrój przez skórę grzbietoroda

99 Odstępstwa w rozrodzie Rozwój jaj na grzbiecie samicy - rzekotka wylęgarka Gastrotheca ovifera

100 Odstępstwa w rozrodzie Rozwój kijanek w torbach lęgowych po bokach ciała samca - Assa darlingtoni

101 Odstępstwa w rozrodzie Gniazda pianowe - Chiromantis xerampelina

102 Odstępstwa w rozrodzie Jaja składane na liściach i zwilżane moczem. Po wylęgu samica przenosi kijanki pojedynczo do zbiorników w liściach, i co parę dni karmi je niezapłodnionymi jajami drzewołaz karłowaty Dendrobates pumillo