八年级下-第48课-. 两栖动物的生殖和发育
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 两栖动物的生殖和发育

刘辉(长沙市一中岳麓中学)

【课标要求】

1. 描述两栖动物的生殖和发育过程。

2. 描述青蛙的变态发育过程。

3. 掌握陆生环境条件和两栖动物适应性的关系。

4. 关注生物的生殖和发育与环境的关系。

“稻花香里说丰年,听取蛙声一片。”五六月的长沙,很多学校、公园和小区都能听到“咕呱、咕呱”的蛙鸣声,有时这甚至影响到了市民的正常生活和学习。可你知道吗?城市的“蛙”声,事实上是越来越少了。

曾有媒体报道说:考生家长为了孩子休息毒杀青蛙。其实真正说起来,蛙声还比不上汽车发动机声响。扬州大学生物科学与技术学院李世平说:“蛙声多少,是检验一个地方生态环境好坏的一个重要标尺。青蛙对生活环境的依赖程度很高,如它们的幼年(蝌蚪)生活在水中,而且它们的皮肤渗透性较好,一旦遭遇溶于水的有害物质,就会有生命危险。一旦城市湿地减少,水质达不到标准,就会影响青蛙种群数量。”

为什么像青蛙这样的两栖动物对生活环境的依赖很高呢?下面,我们一起来复习“两栖动物的生殖和发育”。

一说到两栖动物,你是否马上想到一只跳跃的青蛙,或是一只趴在原木上的蝾螈,或是池塘里的蟾蜍。两栖动物的种类繁多,水中和陆地上都有分布。从完全水生、用鳃呼吸的幼体到能用肺呼吸、半栖息陆地的成体,这种惊人的转变赋予了“两栖”纲这个名字的含义。两栖动物的皮肤薄且潮湿,大多生有四肢。尽管大部分两栖动物都能适应陆地环境,但它们的生殖和发育都要依靠水。我们以青蛙为例来讲吧!

青蛙,俗称田鸡,属于两栖动物,是农田害虫的天敌,是庄稼的卫士。春末夏初是青蛙繁殖的季节,这个时期便是“蛙声一片”的时候。当你循着蛙鸣,悄悄来到水边,就会发现正在鸣叫的青蛙,它们的口角有一对鸣囊,鼓起来又瘪下去。所有青蛙都会鸣叫吗?不,这是雄蛙在以鸣叫声吸引雌蛙。体内的遗传物质决定了这些雌蛙能够分辨这些鸣叫声并决定是否与之交配。也许幸运的话,你还会看到雌雄蛙的抱对现象,雄蛙在雌蛙背上抱持许久,雌蛙产卵,雄蛙排出精子,精子和卵细胞在水中完成受精。再仔细观察水面,你会发现水中漂浮着一片片胶状透明的东西,里面有许多深色的小点,这就是青蛙产生的卵块,里面有很多受精卵。

看到这里,你或许会问:青蛙进行生殖时为什么一次要排出很多卵呢?达尔文提出了一种关于生物进化的观点:自然选择学说,其中有讲到任何生物都有过度繁殖的倾向,所以青蛙也毫不例外。青蛙排出的卵必须在水中完成受精,倘若没有及时受精,排出的卵可能就会被水流冲走、或被其他生物吃掉、亦或是不再具备受精的能力。因此,青蛙进行生殖时雄蛙以鸣声吸引雌性,而后雌雄蛙抱对迟久,分别排出卵细胞和精子,这样才能提高受精率。即便如此,青蛙卵和精子的结合率还是很低,因此青蛙必须排出很多的卵以适应受精率低的现实。像大多数鸟类和哺乳动物,都会有亲代关照或哺育后代的现象,而在青蛙身上是几乎不可能发生的事情。这样,即便是有幸受精的卵,最后也有可能因为没有亲代的照料,被天敌捕食或是受到环境的影响,而不能成功发育成成蛙。这也是青蛙产卵多的原因之一,是对受精卵孵化率低的适应。

从受精卵到蝌蚪,再到幼蛙、成蛙,这一过程是青蛙的发育。蝌蚪必须经过变态发育才能在陆地上生活。这一路可是艰辛啊!小小的蝌蚪,在水中生活,一边寻找着食物,一边还要躲避天敌的追捕,还经常受到各种环境因素的影响,能活下来实属不易。不管是外部形态,还是内部结构,它们都和鱼很像,有尾,用鳃呼吸。小蝌蚪一开始依靠卵黄中的营养物质维持生命,后来能够捕食一些水蚤或藻类。此时,水温的变化,氧气的含量,以及阳光的强度都会影响蝌蚪的发育呢!在一个不知道会怎样变化的环境里,蝌蚪们努力觅食,与自然界斗争着,慢慢地,开始长出后肢,接着长出前肢,尾和鳃都逐渐萎缩消失,在体内形成了能与空气进行气体交换的肺,此时终于发育成一只只成蛙啦!

两栖动物是从水生开始向陆生过渡的一个动物类群,具有初步适应陆地生活的特征。青蛙有哪些适应陆地生活的特征呢?刚刚我们提到了一个重要结构——肺,成蛙可以利用肺与空气进行气体交换,使身体组织细胞获得足够的氧气,而呼吸作用产生的二氧化碳也能够通过肺排出体外。但是,成蛙的肺并没有进化得那么完善,气体交换的功能并不那么完美,所以成蛙还需要皮肤辅助呼吸。如果我们去摸摸成蛙的皮肤,我们会发现它们的皮肤是湿润的,就像我们之前学过的蚯蚓用湿润的体壁呼吸一样,成蛙可以从皮肤表面的水分中获取一部分氧气,来维持自身的生命活动。这样,成蛙们便不能一直生活在陆地上,它们隔一段时间还是会回到水中,以保持皮肤湿润。成蛙后肢肌肉十分发达,它们可以在陆地上实现快速跳跃,利于捕获食物和躲避天敌。成蛙还拥有独特结构的舌,它们通过伸出又长又细的舌准确而迅速地捕获一道道大餐。苍蝇、蚊子、蝗虫、蚯蚓对于青蛙来说,都是美味的食物呀!陆地上的温度时刻变化,鸟类和哺乳类能够通过自身的调节使身体的温度保持恒定,这样机体的各项生命活动都能在一个相对恒定的环境下有条不紊的进行。青蛙是变温动物,它们还不具备保持体温恒定的的能力,它们只能从外部环境中获得热量。因此,在温度很低的冬天,我们看不到蹦蹦跳跳的青蛙,因为青蛙们会去洞穴里冬眠,以度过恶劣的天气。

除了青蛙,常见的两栖动物还有蟾蜍、蝾螈、大鲵等等,另红色箭毒蛙、非洲胎生蟾蜍等11种两栖动物已被列为世界濒危动物。有人认为,水域环境的减少和污染危及了两栖动物的生殖和发育,是不是这样呢?据科学家研究发现,距今3.45亿年-2.25亿年这段时间,是两栖动物的繁盛时期,在气候温暖湿润、食物丰富的水域附近,两栖动物的种类尤为繁多。然而时日至今,两栖动物逐渐走向衰退,种类剧减,甚至濒临灭绝。为什么呢?原来是两栖动物赖以生存的水域环境发生了翻天覆地的变化,一是由于全球变暖、人类活动的影响等原因导致的水域环境减少,部分地区还出现了干旱和沙漠,气候十分干燥;二是两栖动物的生殖和幼体发育都必须在水中进行,而水域环境里充满了人类排放的各种生活污水废水、难以降解的工业垃圾、重金属……两栖动物的命运可想而知!

随着畸形蛙的不断涌现、大批青蛙集群迁移寻找水源充沛和水质良好的场所,人们逐渐意识到生物与环境之间相互依存、相互影响。我们要保护生物多样性,最根本的措施就是要保护好生物生存的环境。保护环境,爱护小动物,不摘一花不踩一草,我们应当义不容辞。只要人人都献出一点“爱”,世界将变成美好的人间……

在你的家乡,还能听到那阵阵蛙鸣、见到水中游动的蝌蚪吗?保护环境,从身边的小事做起,把垃圾分类丢进垃圾箱,拒绝屠杀野生青蛙等小动物,向长辈和同辈们宣传环保知识……让我们行动起来吧!

【下期预告】

    两栖动物的生殖和发育都离不开水,它们是从水生开始向陆生过渡的一个动物类群。下一讲,我们会为你介绍比两栖动物更高级的生物—鸟类的生殖和发育,它们的生殖和发育是否会完全摆脱对水的依赖呢?

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