第02 两栖纲的主要结构特征

   

一、体形

两栖纲的身体分为:头、躯干、尾和四肢4部分。

 

体形

特征

代表

图例

蛙蟾形

(蛙形)

    最常见。体形短宽,四肢强健,无尾,适于陆地爬行和跳跃。为两栖类中发展最繁盛、种类最多的类群。

蟾蜍

黑斑蛙

虎纹蛙

鲵螈形

(鱼形)

    四肢短小,尾甚发达,终生水栖或繁殖营水生活,爬行时,四肢、身体及尾的动作基本上与鱼相似。

大鲵

东方蝾螈

肥螈

蚓螈

    蚯蚓状,眼和四肢退化,以屈曲身体的方式蜿蜒前进,隐蔽穴居。

版纳鱼螈

 

二、皮肤

皮肤裸露,水生种类未角质化,陆生角质化程度低,通透性强;富有多细胞腺体和血管;保持湿润;富有色素细胞,起保护、防光线和吸热作用。皮肤具有重要的辅助呼吸功能。

两栖类皮肤与皮下肌肉组织连接疏松,其间分布大量淋巴间隙,与皮肤呼吸功能有关。

特点:
    1.次生性无鳞,身体裸露(除鱼螈)。肺发育完善,需要皮肤辅助呼吸。

 2.富含多细胞腺体,分布于真皮。鱼类的单细胞腺体分布于表皮。这与蛙的生活环境相适应,可避免在空气中干燥。
   
3.有很薄的角质层。可适当地防止水份散失。

三、骨骼系统

     

           蛙类骨骼(侧面观)               蛙类骨骼(背面观)    蝾螈骨骼

1.头骨
    (1)宽扁。脑腔狭小,具两个侧枕骨形成的枕髁。
    (2)骨薄,数量少。
    (3)头骨与颌骨的连接方式为自接型。
    (4)听柱骨一块。由舌颌骨演化而成。在鼓膜中,鼓膜相当于中耳,无外耳。
    (5)鳃弓退化,残留部分形成支持喉部、咽部的软骨(气管)。

2.椎骨
    分化为4部分。
    (1)颈椎:仅1枚,又称为寰椎。
    (2)躯干椎:数目不等(7-200枚)。
    (3)荐椎:仅1枚。其外端与腰带的髂骨连接,使后肢获得较为稳固的支持。
    (4)尾椎:鲵螈类在20枚以上,蛙蟾类愈合为1根尾杆骨。
    椎体少数为双凹型,大多数为前凹型或后凹型,可增大椎体间的接触面,提高支持体重的效能。

3.附肢骨(带骨和肢骨)

(1)五趾型附肢

    概念:包括有上臂(股)、前臂(胫)、腕(跗)、掌(跖)和指(趾)等五部分的成对附肢。
    相应骨骼

    前肢  肱骨、桡骨和尺骨、腕骨、掌骨、指骨。
    后肢  股骨、胫骨和腓骨、跗骨、跖骨、趾骨。
    意义:动物借助五趾型附肢将身体支撑起来以抵抗重力,同时还可以推动物动物躯体在地面移动。它的出现使动物的登陆成为可能。

(2)带骨

    两栖动物开始肩带不附着于头骨,腰带借荐椎与脊椎联结,这是四足动物与鱼类的重要区别。
    A.肩带:由肩胛骨、乌喙骨、上乌喙骨和锁骨等 组成,通过肩臼与前肢相关节。分为固胸型和弧胸型。

    肩带脱离头骨后,头部的活动性增加,同时也极大地护展了前肢的活动范围。
    B.腰带:由髂骨、坐骨和耻骨构成骨盆,形成髋臼。与荐椎相关节以支持后肢。

(弧胸型)

(固胸型)

肩带

腰带

四、肌肉系统

1.躯干肌肉在水生种类特化不甚显著。陆生种类的原始分节现象已被破坏,改变为纵行的或斜行的长肌肉群,节制头骨及脊柱运动。
      腹侧肌肉多成片状并有分层现象,各层肌纤维走向不同。

2.具四肢肌肉。四肢肌肉环绕带骨及肢骨四周分布,因而运动功能大为复杂。
3.鳃肌退化。残留的参与节制吞咽、舌和喉的运动。

  

            蛙肌肉系统(背面观)                      蛙肌肉系统(腹面观)

五、消化系统

1.消化道
    A.上、下颌及犁骨具齿。
    B.具肉质和出现唾液腺。
    C.开始分化:口→食道→胃→小肠(十二指肠、回肠)→大肠→泄殖腔→泄殖孔
    闭眼时眼窝向下压,可帮助吞咽食物。
    口腔内有多个开孔:内鼻孔、耳咽管孔、喉门、食道、(声囊)。
2.消化腺
    肝、胰、唾液腺(两栖类开始出现,克服陆地干燥、吞咽困难,分泌液无消化酶、无消化作用,仅帮助湿润食物)。

六、呼吸系统

1.呼吸器官

(1)鳃

*  幼体以鳃为呼吸器官。同鱼一样,两者的血液循环方式亦相同。幼体早期有3对附于头侧的外鳃 。

*  泥螈等水生种类终生保留。
   (2)肺和皮肤
    *  成体营肺和皮肤呼吸。
    *  结构简单,薄囊状。无法独立完成呼吸功能。
    *  皮肤薄而湿润,皮下分布着由肺皮动脉分出的皮动脉及肌皮静脉,通过这些皮下血管进行气体交换所得到的氧气约相当于肺获氧量的2/5。
    鲵螈类和冬季冬眠的蛙蟾类,肺呼吸停止,主要以皮肤呼吸。
2.呼吸方式:吞咽式呼吸

七、循环系统

1.心脏、血管结构
    (1)心脏:2心房1心室。
    (2)动脉弓:由心室发出动脉圆锥,动脉圆锥再分为左右2条动脉干,其内各包含有3条动脉弓,即:颈动脉弓、体动脉弓和肺皮动脉弓。

    (3)动脉
    *  颈动物脉弓
前行不远,便又分为外颈动脉和内颈动脉2支。

    *  肺皮动物弓向背外侧斜行,然后分为粗细不等的2支,分别通向肺(细支)和皮肤(粗支)。完成肺循环。

    *  左、右体动脉弓前行不远就绕过食道两旁转向背面,沿体壁后行到肾脏的前端,汇合成1条背大动脉。将胃、肠轻轻翻向右侧,可见左、右体动脉弓的汇合处。背大动脉后行途中再行分枝,至身体各处。完成体循环。   

    (4)静脉
    *  肺静脉:收集肺、皮肤来血,进入左心房。
    *  前大静脉:收集头、前肢静脉血,汇入静脉窦。
    *  后大静脉:收集躯体、肾、肝,汇入静脉窦。
    *  腹大静脉:收集后肢、膀胱,进入肝门静脉 ,经肝脏后汇入静脉窦。

    *  静脉窦:收集前大静脉、后大静脉的血液,进入右心房。

2.循环途径

         不完全双循环。

3.动脉圆锥中血液的分配

          动脉圆锥内有一纵形的螺旋瓣,能随动脉圆锥的收缩而转动,有助于分配心脏压出的含氧量不等的血液,循着一定的顺序,分别流入相应的动脉中。
         心脏收缩时,首先由静脉窦开始收缩,将窦内的少氧血注入右心房。接着左、右心房同时收缩,于是右心房内的血液被压入心室中央偏右的一侧,左心房内的血液则被压入心室偏左的一侧。这样,心室偏右侧为少氧血,偏左侧的为多氧血,中间部分为混合血。心室收缩初期,由于肺皮动脉弓离心室最近,心室右侧的少氧血即率先进入。心室收缩的中期,收缩波从右面移向左边,由于肺皮动脉弓内已充满血液而阻力增高,颈动脉弓基部因有颈动脉腺,阻力也相当大,加以在动脉圆锥收缩时,螺旋瓣往左偏转,关住肺皮动脉弓的通道,于是心室中部的混合血流入体动脉弓。心室收缩末期,其左侧的多氧血,因受到的压力已达到顶点,便径直注入动脉弓,供血给头部及脑。

4.淋巴系统
        淋巴系统包括:淋巴管、淋巴腔、淋巴心、淋巴液、脾等。是血管系统的辅助结构。

        *    淋巴腔:蛙类的淋巴腔分布于全身各处,尤以皮下最为丰富,这与防止皮肤干燥和进行皮肤呼吸有关。

        *    淋巴心:淋巴心能搏动,将淋巴液推回心脏。在肩胛骨下、第三椎骨横突的后方各有1对前淋巴心,尾杆骨末端两侧有1对后淋巴心。
        *    脾:属于淋巴系统,为暗红色圆球状,位于肠系膜上。主要功能是破坏衰老的红血细胞,吸收和驱除血液中的异物,产生新的白血细胞。

八、排泄系统

1.排泄器官

        肾、皮肤、肺等。以肾最为重要。 同鱼类一样成体的肾属中肾,胚胎期为前肾。位于体腔中央稍后方的脊柱两侧。

        *  鲵螈类的肾为扁形的带状

        *  蛙蟾类的为暗红色长椭圆形。

2.输尿管

        *  肾后方约1/4的外侧处,连接输尿管。左右两侧的输尿管分别开口于泄殖腔的背面。
        *  雄体的输尿管在进入泄殖腔之前,各自膨大成贮精囊,用以贮精。

3.膀胱

        *  泄殖腔的腹面有一膀胱(泄殖腔的腹壁突出而成,称泄殖腔膀胱),贮藏尿液。
        *  膀胱具重吸水作用,对保水有帮助,但 作用有限。

4.排泄物:尿素(同哺乳)

5.渗透压的调节:与鱼类相同

九、生殖系统

1.生殖器官
    (1)雄性

    精巢(1对,椭圆形,淡黄色)→输精小管→肾→输尿管(输精管、输尿管两者合一,又称输导管)→贮精囊→泄殖腔→体外。
    (2)雌性

    卵巢(1对),卵子成熟→体腔(腹腔)→输卵管→(由管壁上的腺体分泌的胶状物质所包裹,形成卵胶膜)→子宫(输卵管扩大部分)→泄殖腔→体外。
    (3)其它

    *  脂肪体:生殖腺的前方有1对黄色的脂肪体,为生殖腺的发育提供营养。
    *  婚垫:前肢内侧第一、二指的基部或第三指上局部隆起,垫上富有粘液腺或角质刺,用于加固抱对作用。
    2.生殖方式
    *  卵生,体外受精(有抱对现象,但无交配)。

    *  变态发育,受精在水中进行,受精卵在水中孵化,幼体在水中生活、发育,经变态后,才登陆生活。
    *  幼态性熟(或童体型):性腺成熟能进行繁殖,但又保留有幼体形态特征(如具外鳃或鳃孔)的现象。

十、神经系统

        1.脑

        (1)脑分化为:大脑、间脑、中脑、小脑和延脑 5 部分。
        (2)特点:
        *    出现原脑皮:大脑顶部和侧部开始出现了零星的神经细胞,司嗅觉。
        *    最高中枢为中脑。中脑背面为视叶,腹面增厚为大脑脚。
        *    小脑不发达,与运动方式简单有关。
        *    延脑为呼吸中枢。

        2.脑神经:与鱼纲一样,具10对脑神经。

十一、感觉器官

1.侧线
    幼体和水生种类有侧线,作用及位置与鱼类相同。

2.嗅觉器官:鼻
    出现外鼻孔和内鼻孔。鼻粘膜罩盖鼻腔内表面,嗅神经分布于膜上。因此,鼻是呼吸通道,又司嗅觉。

3.视觉器官 :眼

    蛙眼的调节能力有限,在陆地上为近视眼,浸入水中时,角膜变平,可看得远些。
    从动物进化角度来看,蛙是两栖类中登陆较成功的类群,在眼的结构和机能方面,也明显具备了适应于陆生的特征:眼球可深陷眼眶内,有上、下眼睑和能活动的瞬膜,还有泪腺等,这些结构都使得眼球免遭干燥和伤害,有利于陆地生活。眼球的角膜较突出,水晶体较扁圆,能将较远的物象聚焦。眼球内又产生了类似高等四足动物的睫状肌,可以更好地调节视觉。

4.听觉器官:耳

    蛙类除内耳外,出现了中耳。
    内耳:内耳球囊状的后壁分化出雏型的瓶状囊(听壶),有感受音波的作用,因此,内耳除平衡觉之外,出现了听觉。
    中耳:适应陆地生活而出现。在眼后下方有一圆形鼓膜,为中耳的外膜(具中耳的脊椎动物均有)。膜的内侧是中耳腔(鼓室),以耳咽管(欧氏管)与咽腔相能,又借耳柱骨(1枚,与鱼类的舌颌骨同源)使鼓膜和内耳的卵圆窗有连接。振动鼓膜的声波,经耳柱骨传入内耳,产生听觉。耳咽管通过咽腔可以平衡鼓膜的内外压力,使鼓膜免于破裂。