Національний Науково-природничий Музей

ЗЕМНОВОДНІ, АБО АМФІБІЇ (AMPHIBIA)

Земноводні, або амфібії (Amphibia), своїм походженням пов’язані з рибами, але водночас вони є першими хребетними тваринами, що освоїли наземні екосистеми. У самій назві цих тварин вказано на спосіб їхнього існування: у перекладі з давньогрецької – амфібії – це ті, що живуть подвійним життям (amphi – подвійний, bios – життя), тобто і на суходолі, і у воді. Вивчення земноводних здійснює спеціальна галузь біології – батрахологія (від грецького batraсhos – голий гад та logos – вчення).
Перші земноводні з’явилися на Землі приблизно 300–350 млн років тому, наприкінці девонського періоду палеозойської ери. Предками всіх сучасних земноводних були іхтіостеги – вимерлі тварини, що походять від давніх китичноперих риб. За зовнішнім виглядом вони нагадували сучасних хвостатих земноводних.
Вихід на суходіл потребував надзвичайно складних перебудов організму. По-перше – перебудови і посилення скелету кінцівок та їхніх поясів, що необхідно для підтримання тіла та пересування на суходолі, в умовах посиленої порівняно із водним середовищем гравітації.
По-друге – появи легенів (хоча й досить примітивних), необхідних для забезпечення газообміну та кардинальних змін у кровоносній системі: виникає друге коло кровообігу, з’являється трикамерне серце. Але газообмін у амфібій значною мірою відбувається і через шкіру.
Перераховані особливості дозволили земноводним заселити всі материки Земної кулі, крім Антарктиди. Вони виживають навіть в умовах пустелі Сахари та вічної мерзлоти Якутії. Але, звичайно, найбільшого різноманіття та чисельності земноводні досягають у тропічних та екваторіальних широтах.
Земноводні мають унікальну серед хребетних тварин особливість – стадію личинки, що може жити самостійно. При цьому слід вказати, що личинки хвостатих земноводних у більшості випадків відрізняються від своїх батьків наявністю зовнішніх зябер. Личинки ж безхвостих земноводних, або пуголовки, не схожі з батьківськими особинами не лише ззовні, але й за способом життя. Так, вони дихають за допомогою зябер, тоді як дорослі – за допомогою легенів та шкіри. Личинки мають хвіст, за допомогою якого вони плавають, а в дорослих хвіст відсутній. Дуже важливе значення має також те, що на різних стадіях свого розвитку земноводні живляться абсолютно різною їжею: пуголовки – вегетаріанці, тоді, як їхні батьки – хижаки, що полюють лише на інших тварин: комах, червів, молюсків, рибу та навіть дрібних пташок, гризунів та інших амфібій. Вважається, що таким чином амфібії уникають конкуренції між дорослими та личинками. В процесі переходу до нового середовища існування, личинки зазнають повної перебудови організму – метаморфозу, личинкові органи у нихзникають, з’являються нові, і пуголовок перетворюється на жабу.
Деякі хвостаті земноводні, що живуть в екстремальних умовах (високогір’я, часті посухи, ранні морози і, як наслідок – короткий період активності), набули здатності розмножуватись на стадії личинки, це явище отримало назву неотенія (від грецького neos – незрілий, та tenio – подовжую). Але за певних умов неотенічні личинки все ж досягають дорослої стадії.
Станом на травень 2009 р. вченими було описано 6433 види амфібій, причому ця цифра постійно збільшується. Так, з 1985 р. список видів збільшився на 40%. Водночас понад 200 видів перебувають під загрозою знищення, а 32 види повністю зникли. Найголовнішими причинами цього є руйнування місць існування, пряме знищення людиною, забруднення навколишнього середовища.
Сучасні представники класу земноводних (Amphibia) за особливостями своєї будови та біології поділяються на 3 ряди: безногі, хвостаті та безхвості.
Безногі земноводні (Apoda). Винятково тропічні тварини, представлені 174 видами 5 родин, в Україні не водяться. Як видно із назви, кінцівки в них зовсім відсутні. Тіло розділене на окремі сегменти (кільця), залози шкіри виділяють багато слизу, і тому ці тварини схожі на величезних червів довжиною до 120 см, часто їх так і називають – черв’яги (або червуги), до того ж вони ведуть прихований спосіб життя, зариваючись у ґрунт та лісову підстилку. У цих своєрідних тварин відсутні не лише кінцівки, але й їх пояси, хвіст і навіть очі, а орієнтуються вони виключно за допомогою органів нюху та дотику.
Назва цейлонського рибозмія (Ichthyophis glutinosus) може ввести в оману, але насправді це зовсім не риба і не рептилія, а справжня амфібія, хоча й безнога. Для цієї тварини характерне надзвичайно рідкісне серед земноводних явище – турбота про нащадків. Після відкладання яєць у ґрунт самиця обвиває кладку кільцями свого тіла, захищаючи її від висихання.
Хвостаті земноводні (Caudata). Ззовні представники цього ряду схожі на ящірок і ще 200 років тому вважалися рептиліями. Цей ряд об’єднує тритонів та саламандр. Сюди входять приблизно 580 видів 9 родин світової фауни. Усі 7 видів вітчизняної фауни представники родини справжніх саламандр (Salamandridae). Такі види, як плямиста саламандра (Salamandra salamandra), альпійський (Triturus alpestris) та карпатський (T. montandoni) тритони, тритон Кареліна (T. karelini), є досить рідкісними, їха занесено до Червоної книги України.
В експозиції нашого музею представлено найбільшу сучасну амфібію – велетенську китайську саламандру (Andrias japonicus), довжина якої досягає 180 см. В умовах зоопарку одна із таких тварин прожила 55 років, що є рекордом довголіття серед амфібій.
Надзвичайно цікавими тваринами є амбістоми Джеферсона (Ambystoma jeffersonianum), мексиканська (A. mexicanum) та плямиста (A. maculatum) – їхня личинкова стадія, що носить назву «аксолотль», здатна до неотенії. Батьківщиною цих тварин є Центральна Америка, а в перекладі з мови мексиканських індіанців аксолотль – це той, хто грається у воді. Такі види, як європейський (Proteus anguinus) та американський (Necturus maculosus) протеї, карликовий сирен (Siren intermedia), амфіума (Amphiuma tridactylum), також є личинками земноводних, дорослі форми яких невідомі.
Представники родини безлегеневих саламандр (Plethodontidae), що поширені переважно у Центральній та Південній Америці, є своєрідним винятком серед хребетних тварин. Як видно з назви, легені у них просто відсутні, а дихають ці дивні тварини за допомогою вологої шкіри, через яку відбувається газообмін.
У хвостатих земноводних надзвичайно розвинута здатність до регенерації – відновлення втрачених або пошкоджених органів та частин тіла. Вони можуть повністю відновити навіть око чи кінцівку. Саме тому тритони та аксолотлі використовуються в експериментальній медицині та біології як моделі для дослідження процесів регенерації.
На відміну від усім відомих жаб хвостаті земноводні ніколи не видають звуків. Між собою вони спілкуються виключно за допомогою запашних міток та «ритуальних танців» (особливо у шлюбний період).
Безхвості земноводні (Anura) – приблизно 5 тис. видів 27 родин, із них 14 видів 5 родин вітчизняної фауни. Представники цього ряду – це всім добре відомі жаби та ропухи, райки, землянки, кумки.
Однією з родин безхвостих амфібій, що представлені в експозиції нашого музею, є родина жаб-землянок (Pelobatidae). Ці жаби при пошкодженні шкіри видають відчутний запах, який нагадує часник (звідси російська назва «чесночница»). На відміну від усіх інших амфібій землянки мають характерну вертикальну зіницю та величезний роговий п’ятковий горбок біля основи п’ятого пальця задньої кінцівки. Ці тварини ведуть риючий спосіб життя, і тому віддають перевагу пухким піщаним ґрунтам. Використовуючи свої п’яткові горбки як маленькі лопати, землянки можуть за 3–4 хвилини повністю зануритися в ґрунт. Північноамериканські землянки носять красномовну назву лопатоноги. На поверхні ґрунту землянки з’являються лише вночі або в сутінках. Поширена на Україні звичайна землянка (Pelobates fuscus) є рекордсменом серед вітчизняних амфібій – вона має найбільшого пуголовка, який досягає довжини 17,5 см, при тому, що максимальна довжина дорослої особини – 7–8 см.
Більшість людей вважають, що ропухи та жаби – це синоніми, але насправді це зовсім не так. Так, представники родини ропух (Bufonidae) на відміну від жаб мають суху, зроговілу, із чисельними горбиками та бородавками шкіру. Вона дозволяє заощаджувати вологу, що дає змогу ропухам виживати там, де інші земноводні просто не живуть, наприклад у горах та пустелях. За очима ропухи завжди мають дві великі залози, що носять назву паротиди. Зуби відсутні, задні кінцівки відносно короткі, тому ропухи погано стрибають, а частіше ходять та навіть бігають. Активні ропухи переважно у сутінках та вночі.
В Україні водиться три види ропух: сіра, або звичайна (Bufo bufo), зелена (B. viridis), а на крайньому північному заході – очеретяна (B. calamita). Останню занесено до Червоної книги України. Залози шкіри ропух виділяють отруту – буфотоксин, який для людини не шкідливий.
Багато видів земноводних мають здатність повертатись до водойми, яку вони полишили, завершивши метаморфоз. Наприклад, сіра ропуха може повернутися до свої «рідної» водойми з відстані до 12 км. Причому вчені досі не знають, як, за допомогою яких орієнтирів та органів чуття, амфібії знаходять дорогу саме до тієї водойми, де вони народилися 3–4 роки тому. Це явище отримало назву хомінг (від англ. home – домашнє вогнище).
Найбільшою за розмірами ропухою є ага (Bufo marinus), що досягає довжини 25 см та маси тіла 2,65 кг. Батьківщиною цього виду є Центральна та Південна Америка. Як і всі інші види ропух, ага приносить людині багато користі, знищуючи комах-шкідників. Тому її було завезено для боротьби з шкідниками плантацій цукрової тростини до Австралії, Нової Гвінеї, Японії, Тайваню, Філіппін, Антильських та Гавайських островів. Ага є й найотруйнішою серед ропух. Південноамериканські індіанці навіть змащували свої стріли виділеннями її шкірних залоз.
Один із видів ропух, який представлено в експозиції, описаний завідувачем Зоологічного музею, доктором біологічних наук Є. Писанцем – це данатинська ропуха (Bufo danatensis). Унікальність цього виду полягає у тому, що він є тетраплоїдом, тобто має в два рази більше хромосом, ніж усі інші (диплоїдні) види земноводних.
Справжні жаби (Ranidae) на відміну від ропух мають гладеньку вологу шкіру, через яку добре проникає волога, зуби на верхній щелепі та відносно довгі задні кінцівки, що дозволяють їм здійснювати стрибки довжиною до кількох метрів. Наприклад, прудка жаба (Rana dalmatina), яка водиться у Карпатах та Буковині, може здійснювати стрибки завдовжки до трьох метрів, що приблизно у 33 рази довше довжини її власного тіла. Якби такою ж здатністю володіла людина, то вона могла б стрибати на 60 м.
Найбільшим представником цієї родини є жаба-бугай (Rana catesbeiana), що досягає довжини 20 см та маси тіла до 1,5 кг. Її батьківщиною є схід Північної Америки, але вид був розселений людиною і на інші території: Кубу, Антильські острови. У Франції та Італії цих величезних жаб розводять на спеціальних фермах, заради смачного дієтичного м’яса. Знамениті жаб’ячі лапки, що їх подають у дорогих французьких ресторанах, належать саме жабам-бугаям та озерним жабам (Pelophylax ridibundus). Жаба-бугай має надзвичайно сильний голос, її крик можна почути з відстані в кілька кілометрів. Саме завдяки «вокальним даним» цю жабу й нагородили епітетом «бугай», і справді, людям, що вперше чують її крик, важко повірити, що його видає амфібія, а не якийсь великий звір.
Найбільшим представником вітчизняної батрахофауни є вже згадана озерна жаба, що може досягати 15 см завдовжки. Це, мабуть, найпоширеніший у Європі та Україні вид безхвостих земноводних. Він трапляється в річках, озерах, каналах, очеретяних болотах, солонуватих лиманах і навіть у гарячих джерелах із температурою води до 40°С. Озерна жаба є звичайною лабораторною твариною на заняттях студентів медиків та біологів. Раніше, з навчальною метою щороку здобували 1–1,5 млн жаб, переважно озерних. Не даремно у Сорбонні (Паризький університет) та Токіо поставлено пам’ятники жабам «за участь у багатьох важливих дослідженнях».
Однією з найменших у світі амфібій є кубинський свистун (Eleutherodacty–lus limbatus). Представлений екземпляр має довжину тіла близько 1 см і для його демонстрації навіть було змонтовано спеціальне збільшувальне скло.
Цікавою поведінкою відрізняються представники родини круглоязикових (Discoglossidae). Наприклад, червоночерева кумка (Bombina bombina). Свою назву вид отримав за характерний крик, що нагадує глухе «кум... кум... кум». Кумка, або як її ще називають, джерелянка, є найбільш отруйною серед вітчизняних земноводних, має яскраве чорно-червоне забарвлення черевця. У тваринному світі комбінація чорного та яскравих кольорів (червоного, жовтого, помаранчевого) є своєрідним сигналом небезпеки. В разі небезпеки ця амфібія набирає спеціальної захисної пози: вона прогинає спину та одночасно піднімає над тілом усі лапки (стає схожою на маленьке крісло-гойдалку), демонструючи своє черевце, кумка попереджає про свою небезпечність
Ще одна незвичайна амфібія, що поширена у Західній Європі – жаба-повитуха (Alytes obstetricans), хоча вона й зовсім не жаба з точки зору біолога. У цього виду парування відбувається на суходолі. Самиця відкладає ікринки, зібрані у шнури, самець підхоплює їх, намотує собі на стегна та в такому вигляді носить їх на собі до 6 тижнів. На момент виходу пуголовків, самець вже перебуває у воді, личинки розривають яйцеві оболонки та виходять у воду.

Родина піпові (Pipidae) – одна з найпримітивніших серед безхвостих земноводних. У них, наприклад, відсутній язик, ребра та рухомі повіки. Найвідомішим представником цієї родини є острогова жаба (Xenopus laevis), поширена у Центральній Африці. Своїй назві вид завдячує чорним кігтикам (острогам) на трьох перших пальцях задніх кінцівок. Ця жабка – улюблений об’єкт для генетичних експериментів та медико-біологічних досліджень, вона дуже легко утримується в неволі і її часто можна зустріти у зоомагазинах. Цікаво те, що острогові жаби постійно живуть у воді і, подібно до риб, мають бічну лінію, за допомогою якої орієнтуються у каламутній воді. Природне забарвлення цих жаб буро-оливкове, а в неволі часто трапляються альбіноси (особини, в організмі яких відсутні барвники-пігменти); представлений в експозиції екземпляр також є альбіносом.
Не менш відомою є суринамська піпа (Pipa pipa) з Південної Америки. Розмноження піпи – мабуть, одне з найдивовижніших явищ природи. Під час парування самець розмазує ікринки по спині самиці та вдавлює їх в покриту слизом шкіру. Ікринки виявляються укладеними у комірки глибиною 1 см та 0,5 см у діаметрі, та затягнутими зверху шкірястими кришечками. Перегородки комірок нагадують бджолині стільники, вони багаті на кровоносні судини, що забезпечують постачання зародка поживними речовинами. Приблизно через 80 днів уже повністю сформовані молоді піпи проривають кришечку та залишають тіло матері.
Одними із небагатьох амфібій, що викликають симпатію у більшості людей, є деревні жабки – представники родини райкових (Hylidae), які мешкають переважно в тропіках. Їхньою особливістю є присмоктувальні диски на кінчиках пальців, що дають можливість прилипати до вертикальних поверхонь. Поширена в Україні звичайна райка (Hyla arborea), що має також звукоімітуючу назву – «рахкавка», має ніжно-зелене забарвлення, яке може змінюватися від жовтуватого до майже чорного.


Плямиста саламандра



Жаба-бугай


Велетенська саламандра



Гребінчастий
тритон



Квакша звичайна




Жаба трав’яна
на нересті



Тропічна жаба з Еквадору




Джерелянка червоночерева (вид з черева)




Землянка звичайна



Тропічна жаба з Еквадору



Ропуха-ага



Ропуха зелена





Ропуха очеретяна