与鱼类不同,两栖动物已经具有了一系列适应陆地生活的特征及能力,如具备强有力的运动器官——趾型附肢,它有助于身体在陆地上灵活运动,从而使登陆成为可能;在陆地环境,成体用肺和湿润裸露的皮肤来进行呼吸;内脏结构也随着呼吸方式的改变而改变,分别接纳肺静脉和体静脉的血液,循环系统也作了相应的改变;脊柱分化,其中颈椎是陆生动物的主要特征;颈椎再度分化,从而使头部可以稍微抬起、转动;眼球外的眼睑有助于适应陆地上有阳光的生活;耳朵的内部结构则进一步进化,有助于接收空气中的声波;感觉器官对外界的反应范围也随之扩大,反应速度加快。以上这些身体上的改变都增强了它们的适应与生存能力,从而使它们能在不同生态环境的陆地领域中,世世代代,生生不息。
但是,两栖动物在进化过程中还有两个比较重要的方面发育得不够完善:一是成体的肺不够发达,还需要依赖皮肤进行辅助呼吸,这就要求它们的皮肤要经常保持湿润,才能有助于气体交换;二是繁殖时要采用体外受精的方式,从而只能将卵产于水中,其胚胎发育的过程中没有羊膜,孵出的幼体还需要在水中生活一段时间,经过一个变态阶段才能发育为能在陆地上生活的成体。这就决定了两栖动物不可能像一般的陆栖动物那样,完全生活在陆地上。两栖动物没有抵抗长期干旱的能力,所以不能彻底摆脱对水环境的依赖。
除此之外,两栖动物的新陈代谢水平也较低,体温调节机制还不够完善,本身也无法产生足够的热量及维持恒定的体温。因此,气候及温度的变化对两栖动物的活动产生相当大的影响,比如在严寒的冬季,两栖动物都会进入冬眠,在炎热干旱的夏季也会有夏蛰的现象。
(贴士)
青蛙在水边产卵后,经过一段时间,卵就会孵化成蝌蚪。约一个半月后,小蝌蚪先长出后腿,再长出前腿,尾部逐渐缩短。再过四五天,尾部慢慢消失,就变成了小青蛙。
四、两栖动物的分类
从古生代到新生代,两栖动物共分为三大类:
第一类是迷齿亚纲。这是最古老的两栖动物,是早期两栖动物的主干,生存于泥盆纪到白垩纪,包括鱼石螈目、离片椎目和石炭螈目。
第二类是壳椎亚纲。这是一个古老而又奇特的类群,仅生存于石炭纪和二叠纪,包括游螈目、缺肢目、小鲵目。
第三类是滑体两栖亚纲。是两栖纲现存的惟一一个亚纲,包括现在所有的两栖动物,又可细分为无尾目、有尾目和无足目。
(一)有尾目
有尾目也叫蝾螈目,其主要特点是体型较长,有头、躯干、尾和四肢。头较扁,口裂或大或小,吻部边缘大多有褶皱,有上下颌及排列形式不一的细齿。舌多为圆形或椭圆形,只有个别种类的舌头可以伸出。外鼻孔位于吻端,眼位于头侧,一般都有下眼睑。颈部较短,躯干长,一般为圆柱状,身体两侧常有10余条排列规则的肋沟,肋沟之间有褶皱。水栖种类的尾呈侧扁状,陆栖种类的尾则呈圆柱状,且尾鳍较厚实。有尾目动物四肢行动力较弱,一般前肢4指、后肢4~5趾,行走或移动时需要借助躯干和尾的弯曲匍匐前进,后肢推动身体向前,腹部则紧挨地面,少数陆栖种类能将躯干稍稍抬起步行,甚至能跑能跳。它们游泳时,则将附肢紧贴身侧,以减少在水中受到的阻力。有的种类的皮肤比较光滑,有的因皮肤腺集中且呈疣粒状而显得很粗糙,少数种类后肢退化或者终生具有鳃或鳃孔。
有尾目动物都没有交配器官,所以它们采取体外受精的方式,即在水中直接完成受精过程,个别种类为卵胎生。
现今有尾目动物主要分布于北半球,但在热带地区也有少量分布。我国现存的有尾目动物主要分为3科、15属,约35种,其中镇海疣螈、贵州疣螈、细痣疣螈、大鲵和红瘰疣螈被列为国家二级保护动物。
(二)无尾目
无尾目动物的共同特点是成体和幼体的外形完全不同,成体无尾,可以明显地分为头、躯干和四肢三部分。
无尾目动物幼体外形似鱼,通常生活在水中。它们的成体体型宽短,颈部短小,没有尾和鳃,四肢发达,前肢4指、后肢5趾,跳跃及游泳能力较强。无尾目动物皮肤上的腺体有的在不同部位集中,隆起明显,或成腺褶,或分散成疣粒,有的皮肤上有角质刺。它们的口裂一般均较大,舌头较长,可伸出摄食(如蛙类);眼大,突出在头侧可窥视其前后环境的影像,有助于准确地捕食周围活动着的昆虫;上颌类有的有齿,下颌无齿。
无尾目雄性均无交配器官,体外受精,卵生(仅个别种类例外),不同种类的卵的大小、数量及色素的深浅是不同的,最少的仅产1枚,多者上万枚。它们的幼体为蝌蚪,孵化后先长出后肢,再长出前肢,尾逐渐被吸收直至消失。
无尾目是现存两栖动物中较为特别、也是进化最成功的一个类群。全世界共有10科、240余属、2600多种,我国有7科、23属、178种,其中包括最常见的蟾蜍、黑斑蛙等,它们捕食大量田间害虫,是有益的动物。
(三)无足目
无足目也叫蚓螈目,主要特征是身体细长,没有四肢,尾短或无,形似蚯蚓。中国仅有一种,即版纳鱼螈,是我国蚓螈目的惟一代表。
(第四节)陆地纵横者——爬行类动物
它们比恐龙还要古老,经历了漫长的历史变迁;它们曾称霸天下,不可一世,却在突然的变化间瞬息灭绝。这就是爬行动物,它们从海洋走向陆地,演绎着进化的历程。它们曾主宰了地球几乎整个中生代,占据着水陆空三方领域,只因为那场扑朔迷离的空前大灭绝,留给后世许多谜团。
一、什么是爬行动物
爬行类动物是拥有角质鳞或硬甲、在陆地繁殖的变温羊膜动物,是一支从古两栖类在古生代石炭纪末期分化出来产羊膜卵的类群。
爬行类动物不但继承了两栖动物初步登陆的特性,而且在防止体内水分蒸发以及适应陆地生活和繁殖等方面,获得了进一步进化和发展。
爬行类是第一批真正摆脱对水的依赖而征服陆地的脊椎动物,它们可以适应各种不同的陆地生活环境。同时,古爬行类还是鸟、兽等更高等的恒温羊膜动物的演化原祖。
爬行类的身体已明显分为头、颈、躯干、四肢和尾部几部分。大脑有了进一步发展,感觉器官也增加了复杂程度,比其他动物的进化更高一等。
在爬行动物的生殖发育过程中,卵的结构和胚胎发育也出现一些变化。卵外包着坚硬的石灰质外壳,能防止卵内水分的蒸发,同时体内受精摆脱了生殖发育中受精时对水的依赖。胚胎发育中出现羊膜和羊水,胚胎可以在羊水中发育,既可以防止干燥,又能避免机械损伤。
爬行动物是统治陆地时间最长的动物,在中生代很繁盛,种类和数量繁多,恐龙就是当时的代表。后来,由于气候和地壳的变动,绝大多数种类灭绝只有少数幸存下来,但它依然是非常繁盛的一群,其种类仅次于鸟类而排在陆地脊椎动物的第二位。
爬行动物的分布受温度影响较大而受湿度影响较少,现存的爬行动物大多数分布于热带与亚热带地区,在温带和寒带地区则很少,只有少数种类可达到北极圈附近或分布于高山上,而在热带地区,无论湿润地区还是较干燥地区,种类都很丰富。
(贴士)
海龟是游得最快的爬行动物,有些海龟每小时能游29000米。黑细鳞树眼镜蛇是陆地上爬的速度最快的爬行动物,每小时可爬行11000米。加拉帕戈斯群岛的巨龟则是速度最慢的爬行动物,它们背负沉重的甲壳,一天最多爬行6400米。
二、爬行动物的分化
爬行动物是由原始两栖动物中的一支演化而来的,大约出现在3亿年前的石炭纪后期,兴盛于距今约2.5亿年至6500万年前的中生代。那时候,各种各样体型庞大的恐龙家族统治着地球,创造了所谓的“爬行动物时代”。中生代末期,随着恐龙的灭绝,爬行动物骤然衰落。能够侥幸存活下来并延续至今的仅有龟鳖类、鳄类、喙头类和有鳞类(包括蛇类、蜥蜴类)。
爬行动物是继两栖动物之后,开始完全在陆地上生活的一个种群。爬行动物是脊椎动物中真正的陆地征服者,最早适应了干燥的陆地生活。它们皮肤粗糙,皮肤表面覆盖着鳞片,四肢发达,用肺呼吸,从而使它们摆脱了对水的依赖,并能很好地适应陆地上的生活。爬行动物的卵外面包有防水壳,能为幼仔提供营养和保护。因此幼小的爬行动物孵化出来即是成体,能够爬行。
三、爬行动物的特征
爬行动物是一种真正的陆生脊椎动物。它们的特征是:
第一,爬行动物是适应陆地生活的类群,具有四足动物的基本形态。
第二,爬行动物的体表覆盖着角质鳞片,皮肤由表皮和真皮组成,有利于在陆地上干燥的环境中生活并减少水分的蒸发。
第三,爬行动物的肺比两栖动物更发达,几乎都靠肺来呼吸,整个新陈代谢水平比两栖动物有了很大的提高。
第四,爬行动物大多是卵生,胚胎发育中形成羊膜,保证胚胎在自备的羊水中发育为能直接在陆地上生活的幼体,不用再经过水中生活的幼体阶段。
第五,爬行动物的心脏由两心房和分隔不完全的两心室构成。此外,爬行动物属于变温动物,体温会随外界温度的改变而改变。它们的活动有一定的规律,每年12月开始进入冬眠,第二年的3月前后苏醒并开始出来活动,4~10月为其活跃期、繁殖期。
(贴士)
蛇吞吃猎物从头开始,以免猎物的腿卡在咽喉里。老鼠进入蛇腹后几分钟便会窒息而死。
四、爬行动物的分类
爬行动物可分为五大类:龟鳖目、蜥蜴目、蛇目、鳄目和喙头目。
龟鳖目主要包括龟和鳖类,是惟一有甲壳的爬行类,包括陆栖、水栖和在海洋中生活的种类。不同的生活条件和生态习性导致龟壳和四肢形态各有不同。龟鳖类的四肢短小,背负着大而笨重的壳,行动缓慢。它们没有牙齿,但能用覆盖在颌上的角质喙咀嚼食物。水龟居住在水中或水边,旱龟居住在陆地上。
蜥蜴目是爬行动物中最大的一类,约有3800种,我国约有120多种,包括各种壁虎、草蜥、树蜥、蛇蜥、巨蜥、飞蜥、石龙子等。除美洲产有两种毒蜥外,其余各种蜥蜴都没有毒。
蜥蜴目和蛇目一起被归为有鳞目类,是现存爬行动物中种类和数量最多的。
鳄目是两栖或水生的巨型蜥蜴状爬行动物。它们的背部皮肤上长着像盈甲一样的骨质鳞甲,它们的颌强壮有力,上面长着成排的尖牙,四肢较短,尾巴长而有力。
喙头目是原始的陆生种类,外形很像小型的蜥蜴。它们的上颚吻端突出,很像鸟自奇曝,故而得名。喙头目现存只有一种,即喙头蜥,只能在新西兰柯克海峡的几个小岛屿上找到。喙头蜥以蜗牛、蠕虫、小螺、小型昆虫等为食。它们常在海鸟的洞穴中产卵,每次8~15枚,15个月后,幼体即被孵化出来。喙头蜥的幼体性成熟较晚,大约需要20年左右的时间,寿命可达百年。
(贴士)
传说,海龟离开海洋时会伤心落泪。事实上,龟“哭泣”是为了排盐。它们的眼睛附近有特殊的泪腺,会不断生产含盐的“泪”。
(第五节)天空翱翔者——鸟类动物
鸟类是脊椎动物的第二大类群,全世界约有9700种,我国有1319种。鸟类的身体长有羽毛,前肢变为翼,大多呈流线型,适应飞行生活。鸟类是恒温动物,可适应完全不同的气候,从南极的冰岸到灼热的沙漠、从山区到平原,到处都可以找到它们的踪迹。鸟类形体多变,大的高达2米多,如鸵鸟;小的只有3厘米多。
一、什么是鸟类