Плазуни: пристосування до життя на суходолі

Плазуни (рептилії) — перші хребетні тварини, які повністю перейшли до життя на суходолі й утратили зв'язок із водою на всіх стадіях розвитку. Типовим об'єктом для вивчення цього класу в програмі НМТ є ящірка прудка (Lacerta agilis). Її тіло чітко поділене на голову, шию, тулуб, довгий хвіст і дві пари кінцівок із кігтями. Кінцівки розставлені в боки, тому тіло ящірки торкається землі — звідси й назва «плазуни» (вони плазують по землі).

Шкірні покриви й линяння

Шкіра плазунів суха, майже позбавлена залоз. Вона вкрита роговими лусками або щитками — похідними епідермісу. Рогові луски захищають тіло від висихання, механічних пошкоджень і частково від хижаків. Саме завдяки сухій роговій шкірі плазуни можуть жити в посушливих місцевостях, де земноводні не виживають.

Ріст плазунів супроводжується линянням — періодичним скиданням верхнього рогового шару. Ящірки линяють, скидаючи шкіру клаптями, а змії — цілим «виповзком», тобто повністю знімають старий роговий покрив, наче панчоху. Линяння дає змогу тварині рости й позбуватися паразитів.

Автотомія — захисна поведінка

Багато ящірок здатні до автотомії — рефлекторного відкидання хвоста в момент небезпеки. Хвіст ламається по спеціальних хребцевих перетинках, а м'язи навколо рани скорочуються, щоб зупинити кровотечу. Відкинутий хвіст ще деякий час рухається, відволікаючи хижака. Згодом хвіст частково відновлюється (регенерує), але новий хвіст коротший і не має хребців — замість них утворюється хрящова тканина.

Скелет і рухливість

Скелет плазунів зазнав важливих змін порівняно із земноводними. Хребет поділяється на п'ять відділів: шийний, грудний, поперековий, крижовий і хвостовий. Шийний відділ складається з кількох хребців (у ящірки — 8), що забезпечує рухливість голови — плазуни можуть повертати голову в різні боки, що важливо для полювання й орієнтації на суходолі.

Ребра з'єднуються з грудниною, утворюючи замкнену грудну клітку. Це принципова відмінність від земноводних, у яких грудної клітки немає. Грудна клітка захищає внутрішні органи й бере участь у механізмі дихання. У змій груднина відсутня, а ребра залишаються вільними — це дає змогу ковтати велику здобич.

Органи чуття

Очі плазунів мають повіки й мигальну перетинку, які зволожують рогівку й захищають око від пилу. У змій повіки зрослися й стали прозорими — тому здається, що змія «не кліпає». Барабанна перетинка розташована в невеликому заглибленні з боків голови. Роздвоєний язик ящірок і змій — орган дотику й хімічного чуття: тварина висовує язик, збирає часточки запахів з повітря й ґрунту й передає їх до якобсонового (вомероназального) органа в піднебінні.

Порівняймо: у земноводних шкіра гола, волога, багата на залози, бере участь у диханні; грудної клітки немає; шийний відділ має лише один хребець, тому голова майже не повертається. Плазуни ж мають суху рогову шкіру, грудну клітку й рухливу шию — це ключові пристосування до життя на суходолі.

Перехід плазунів до повністю наземного способу життя спричинив глибокі зміни в дихальній і кровоносній системах. Розгляньмо їх по черзі.

Дихання: лише легеневе

Плазуни дихають винятково легенями. Їхні легені мають комірчасту будову — внутрішня поверхня значно більша, ніж у земноводних, завдяки численним перегородкам і коміркам. Це збільшує площу газообміну й дає змогу ефективніше засвоювати кисень з повітря.

Механізм вентиляції легенів у плазунів принципово інший, ніж у земноводних. Повітря надходить до легенів завдяки рухам грудної клітки: міжреберні м'язи розширюють і стискають грудну порожнину. У земноводних повітря в легені нагнітають рухи дна ротоглоткової порожнини (ротоглотковий насос), оскільки грудної клітки в них немає.

Важливо: шкіра плазунів у диханні не бере участі. Сухий роговий покрив не пропускає гази, тому шкірне дихання, характерне для земноводних, у плазунів повністю втрачене.

Кровообіг: трикамерне серце з неповною перегородкою

Серце плазунів трикамерне: два передсердя (ліве й праве) й один шлуночок. У шлуночку є неповна перегородка, яка частково розділяє артеріальний і венозний потоки крові. Завдяки цій перегородці кров змішується менше, ніж у земноводних, у яких перегородки в шлуночку взагалі немає.

Кровообіг представлений двома колами: великим (тілесним) і малим (легеневим). З лівого передсердя артеріальна кров надходить до шлуночка, звідки частково потрапляє в аорту й до органів тіла. Венозна кров із правого передсердя теж потрапляє в шлуночок, а звідти — переважно в легеневу артерію. Через неповну перегородку невелике змішування крові все ж відбувається, але воно значно менше, ніж у земноводних.

Чотирикамерне серце крокодилів

У крокодилів серце чотирикамерне: два передсердя й два шлуночки з повною перегородкою. Це виняток серед плазунів. Однак артеріальна й венозна кров у крокодилів частково змішуються в судинах, що відходять від серця (через отвір Паніцци — сполучення між лівою й правою дугами аорти). Тому крокодили, попри чотирикамерне серце, залишаються холоднокровними.

Температура тіла й терморегуляція

Плазуни — холоднокровні (пойкілотермні) тварини. Температура їхнього тіла непостійна й залежить від температури навколишнього середовища. Щоб зігрітися, плазуни гріються на сонці (поведінкова терморегуляція), а в спеку ховаються в тінь або в нори. У холодну пору року вони впадають у заціпеніння — стан зі зниженим обміном речовин.

Видільна система представлена тазовими нирками, які ефективніше, ніж у земноводних, заощаджують воду. Продукти обміну (сечова кислота) виводяться у вигляді напівтвердої пасти з мінімальною втратою води — це ще одне пристосування до життя на суходолі.

Головний мозок

Головний мозок плазунів більш розвинений, ніж у земноводних. Великі півкулі переднього мозку більші, у них з'являються зачатки кори. Мозочок розвинений краще, що пов'язано з координацією складніших рухів на суходолі.

Розмноження плазунів — ключова адаптація, яка остаточно розірвала зв'язок хребетних із водним середовищем. На відміну від земноводних, плазуни не потребують води для запліднення й розвитку зародка.

Внутрішнє запліднення

Усі плазуни роздільностатеві. Запліднення в них внутрішнє: самець уводить сперматозоїди в тіло самки за допомогою копулятивних органів. Сперматозоїди не потребують води, щоб дістатися до яйцеклітини, — на відміну від земноводних, у яких запліднення зовнішнє й відбувається у воді. Внутрішнє запліднення дало змогу плазунам розмножуватися далеко від водойм.

Будова яйця

Яйця плазунів великі, із запасом жовтка (поживні речовини для зародка) й білка. Зовні яйце вкрите захисною оболонкою: у ящірок і змій вона шкіряста, м'яка; у черепах і крокодилів — вапнякова, тверда. Оболонка захищає яйце від висихання, що критично важливо для розвитку на суходолі.

Усередині яйця зародок оточений зародковими оболонками (амніон, хоріон, алантоїс). Амніон утворює навколо зародка порожнину, заповнену рідиною, — фактично «власну водойму», у якій зародок розвивається. Алантоїс накопичує продукти обміну й бере участь у газообміні. Хоріон разом з оболонкою яйця забезпечує газообмін із зовнішнім середовищем.

Відкладання яєць і прямий розвиток

Плазуни відкладають яйця в пісок, ґрунт, під гниючі рослинні рештки. Вони не насиджують яєць — їх прогріває тепло навколишнього середовища. Розвиток зародка триває від кількох тижнів до кількох місяців залежно від температури.

Розвиток плазунів прямий: з яйця виходить молода тварина, яка зовні схожа на дорослу, здатна самостійно харчуватися й рости. Личинкова стадія й метаморфоз відсутні — це докорінна відмінність від земноводних, у яких з ікри виходить личинка (пуголовок), що зазнає метаморфозу.

Живородність у деяких плазунів

Деякі види плазунів, що живуть у холодніших регіонах, виношують яйця в тілі самки. Наприклад, ящірка живородна (Zootoca vivipara) і гадюка звичайна (Vipera berus) народжують живих малят. Це не справжня живородність, як у ссавців, а яйцеживородність: яйця розвиваються в тілі самки, і дитинчата виходять з яєць одразу після відкладання або в момент «народження».

Порівняння яєць плазунів і птахів

Спільне для яєць плазунів і птахів: великий запас жовтка, захисні оболонки, розвиток на суходолі. Відмінності: у плазунів оболонка здебільшого шкіряста, яйця не насиджують; у птахів — вапнякова шкаралупа з порами, повітряна камера, халази, яйця насиджують.

Сучасних плазунів (клас Reptilia) поділяють на чотири ряди: Лускаті, Черепахи, Крокодили й Дзьобоголові (гатерія). Програма НМТ вимагає знати три з них: лускатих, черепах і крокодилів. Кожен із цих рядів має характерні ознаки, за якими їх розпізнають на НМТ.

Ряд Лускаті (Squamata)

Найбільший ряд плазунів, до якого належать ящірки й змії. Тіло вкрите роговими лусками, регулярно линяють.

Ящірки: мають дві пари кінцівок (або вони редуковані), рухомі повіки, барабанну перетинку, здатні до автотомії. Представники: ящірка прудка (типовий об'єкт НМТ), ящірка живородна, ящірка зелена. Веретільниця ламка — безнога ящірка з рухомими повіками, здатна відкидати хвіст; її часто плутають зі змією. Інші ящірки: гекони, варани, хамелеони.

Змії: не мають кінцівок і рухомих повік — очі вкриті прозорими зрослими повіками (тому змія «не кліпає»). Половинки нижньої щелепи з'єднані розтяжною зв'язкою, що дає змогу ковтати здобич, більшу за свою голову. Барабанної перетинки немає. Вуж звичайний — неотруйна змія, з жовтими плямами з боків голови. Гадюки звичайна й степова — отруйні, з темною зигзагоподібною смугою на спині.

Ряд Черепахи (Testudines)

Тіло черепах укрите кістковим панциром, що складається зі спинного (карапакс) і черевного (пластрон) щитів. Панцир зростається з хребцями й ребрами, тому черепаха не може вилізти з нього. Зубів немає — щелепи вкриті роговим дзьобом. У разі небезпеки черепаха втягує голову й кінцівки під панцир. Болотяна черепаха (Emys orbicularis) живе у водоймах України. Існують також морські черепахи (шкіряста, зелена) й суходільні (середземноморська).

Ряд Крокодили (Crocodylia)

Великі водні хижаки, що живуть у тропіках і субтропіках. Мають чотирикамерне серце — єдиний виняток серед плазунів. Ніздрі й очі розташовані на верхньому боці голови, що дає змогу дихати й бачити, майже не виринаючи з води. Зуби сидять у комірках щелеп (альвеолярне зубне з'єднання). Крокодили охороняють кладку яєць і піклуються про потомство. Представники: нільський крокодил, алігатори (міссісіпський, китайський), гавіал (рибоїдний крокодил з вузькою мордою).

Значення плазунів

Плазуни відіграють важливу роль у природі: знищують комах і гризунів, самі є їжею для птахів і ссавців. Зміїна отрута використовується як сировина для виготовлення ліків (протиотрут, знеболювальних). Шкіра крокодилів і змій — цінна сировина для шкіряної промисловості. Багато видів плазунів потребують охорони через руйнування середовищ існування й надмірне виловлювання.

Розгляньмо типові завдання НМТ на тему плазунів. Кожен приклад показує, як застосувати знання з цього розділу.

Приклад 1. Вибір однієї відповіді

Завдання: Яка особливість розмноження дала плазунам змогу розмножуватися на суходолі далеко від води?

• А) шкірне дихання

• Б) зовнішнє запліднення у воді

• В) внутрішнє запліднення і яйце з оболонкою й запасом жовтка

• Г) ікра в драглистих оболонках

Розв'язання: Плазуни мають внутрішнє запліднення — сперматозоїди потрапляють у тіло самки без води. Яйця вкриті захисною оболонкою (шкірястою або вапняковою), яка запобігає висиханню, і містять запас жовтка для живлення зародка. Завдяки цьому плазуни відкладають яйця на суходолі й не пов'язані з водою.

Відповідь: В.

Чому інші варіанти неправильні: А — шкірне дихання не пов'язане з розмноженням, до того ж у плазунів шкіра суха й у диханні не бере участі; Б — зовнішнє запліднення у воді характерне для земноводних, а не для плазунів; Г — ікра в драглистих оболонках — це яйця земноводних, які розвиваються у воді.

Приклад 2. Логічні пари

Завдання: Установіть відповідність між твариною (1–4) та її ознакою (А–Д).

Розв'язання: Веретільниця ламка — безнога ящірка (ряд Лускаті), має рухомі повіки й здатна відкидати хвіст (1 → А). Вуж звичайний — неотруйна змія, упізнається за жовтими плямами з боків голови (2 → Б). Болотяна черепаха має кістковий панцир і роговий дзьоб замість зубів (3 → В). Нільський крокодил має чотирикамерне серце, а ніздрі й очі розташовані на верхньому боці голови (4 → Г). Ознака Д (гола слизова шкіра й пуголовок) стосується земноводних, тому вона зайва.

Відповідь: 1-А, 2-Б, 3-В, 4-Г.

Приклад 3. Вибір із трьох груп

Завдання: Виберіть по одній правильній відповіді з кожної групи для ящірки прудкої.

Розв'язання: Ящірка прудка — плазун, тому: покриви — суха шкіра з роговими лусками (варіант 2); серце — трикамерне з неповною перегородкою в шлуночку (варіант 1); розвиток — прямий з яйця (варіант 2). Ключ: 2, 1, 2.

Відповідь: 212.

Приклад 4. Два судження

Завдання: Проаналізуйте два судження учнів і виберіть правильний варіант.

Тимур: «Плазуни підтримують сталу температуру тіла, бо гріються на сонці». Злата: «У крокодилів чотирикамерне серце».

• А) має рацію лише Тимур

• Б) має рацію лише Злата

• В) обидва мають рацію

• Г) жоден не має рації

Розв'язання: Тимур помиляється: плазуни — холоднокровні тварини, їхня температура тіла нестала й залежить від середовища. Грітися на сонці — це поведінкова терморегуляція, а не ознака теплокровності. Злата має рацію: у крокодилів серце чотирикамерне (два передсердя й два шлуночки з повною перегородкою) — це виняток серед плазунів.

Відповідь: Б (має рацію лише Злата).

• Вважають плазунів теплокровними. Насправді температура їхнього тіла залежить від середовища — вони холоднокровні (пойкілотермні). Грітися на сонці — це поведінкова терморегуляція, а не здатність підтримувати сталу температуру.

• Вважають, що плазуни дихають і шкірою. Суха рогова шкіра в газообміні не бере участі. Дихання в плазунів лише легеневе, на відміну від земноводних, у яких шкірне дихання відіграє важливу роль.

• Вважають серце всіх плазунів чотирикамерним. Чотирикамерне серце мають лише крокодили. В інших плазунів серце трикамерне з неповною перегородкою в шлуночку.

• Вважають, що з яйця плазуна виходить личинка. Розвиток плазунів прямий: з яйця виходить молода тварина, схожа на дорослу. Личинкова стадія й метаморфоз характерні для земноводних.

• Відносять веретільницю до змій. Веретільниця ламка — це безнога ящірка (ряд Лускаті). Вона має рухомі повіки, здатна відкидати хвіст (автотомія), чого не буває в змій.

• Плутають вужа й гадюку. У вужа звичайного з боків голови є жовті плями, він неотруйний. У гадюки на спині темна зигзагоподібна смуга, вона отруйна.

Плазуни належать до теми 3.14 програми НМТ з біології (розділ 3 «Біорізноманіття»); програма називає ряди Лускаті, Черепахи й Крокодили. Типовий об'єкт для вивчення — ящірка прудка. Програма вимагає порівнювати яйця птахів і рептилій, класифікувати тварин за середовищем і типом розвитку, а також візуально розпізнавати представників рядів.

Тема 3.12 вимагає порівнювати кровоносну й дихальну системи різних груп хребетних. Тому на НМТ можуть попросити порівняти серце й легені плазунів із земноводними та птахами.

Формати завдань

Завдання 25–28 у тесті НМТ — логічні пари (1–4 → А–Д), де одна буква зайва. Кожне таке завдання оцінюється до 4 балів. У демоваріанті 2026 року завдання № 27 стосувалося теми 3.14 і містило зображення тварин (А–Д).

Завдання 29–30 — вибір трьох відповідей із трьох груп (по одній правильній у кожній групі). Кожне таке завдання оцінюється до 3 балів.

Стратегія виконання

Запам'ятай «пакет» ознак плазуна: сухі рогові луски, лише легеневе дихання й прямий розвиток з яйця. Якщо в завданні на три групи ти помилишся з визначенням класу тварини, то помилка потягне за собою неправильні відповіді в усіх трьох групах. Тому спершу визнач, до якого класу належить тварина, а потім добирай ознаки.

Порівнюй плазунів із земноводними за схемою: покриви (суха рогова шкіра проти голої вологої), дихання (лише легеневе проти легеневого + шкірного), серце (трикамерне з неповною перегородкою проти трикамерного без перегородки), розвиток (прямий проти розвитку з метаморфозом).

• Суха шкіра з роговими лусками захищає від висихання, ріст супроводжується линянням.

• Дихання лише легеневе, легені комірчасті, є грудна клітка.

• Серце трикамерне з неповною перегородкою в шлуночку; у крокодилів чотирикамерне.

• Температура тіла непостійна, залежить від середовища.

• Внутрішнє запліднення, яйце з оболонкою й запасом жовтка, прямий розвиток — розмноження на суходолі.

• Ряди: лускаті (ящірки, змії), черепахи, крокодили.