12.1: Основні структури і функції нервової системи

Картина, яку ви маєте у своїй свідомості про нервову систему, ймовірно, включає мозок, нервову тканину, що міститься в черепній коробці, і спинний мозок, розширення нервової тканини всередині хребетного стовпа. Це говорить про те, що він складається з двох органів – і ви можете навіть не думати про спинний мозок як про орган, але нервова система є дуже складною структурою. Усередині мозку багато різних і окремих областей відповідають за безліч різних і окремих функцій. Це так, ніби нервова система складається з багатьох органів, які всі схожі, і їх можна диференціювати лише за допомогою таких інструментів, як мікроскоп або електрофізіологія. Для порівняння легко помітити, що шлунок відрізняється від стравоходу або печінки, тому можна уявити травну систему як сукупність конкретних органів.

Центральна і периферична нервова системи

Нервову систему можна розділити на дві основні області: центральну і периферичну нервову системи. Центральна нервова система (ЦНС) – це головний і спинний мозок, а периферична нервова система (ПНС) – це все інше (рис. \(\PageIndex\) ). Головний мозок міститься в черепній порожнині черепа, а спинний – всередині хребетної порожнини хребетного стовпа. Це трохи спрощення сказати, що ЦНС – це те, що знаходиться всередині цих двох порожнин, а периферична нервова система знаходиться поза ними, але це один із способів почати думати про це. Насправді існують деякі елементи периферичної нервової системи, які знаходяться в межах черепних або хребетних порожнин. Периферична нервова система названа так, тому що вона знаходиться на периферії – тобто поза головним і спинним мозком. Залежно від різних аспектів нервової системи, розділова лінія між центральною і периферичною не обов’язково є універсальною.

Малюнок \(\PageIndex\) : Центральна і периферична нервова система. Структури ПНС називають гангліями і нервами, які можна розглядати як окремі структури. Еквівалентні структури в ЦНС не очевидні з цієї загальної точки зору і найкраще досліджуються в підготовленій тканині під мікроскопом.

Нервова тканина, присутня як в ЦНС, так і в ПНС, містить два основних типи клітин: нейрони і гліальні клітини. Гліальна клітина – це одна з безлічі клітин, які забезпечують каркас тканини, що підтримує нейрони та їх діяльність. Нейрон є більш функціонально важливим з двох, з точки зору комунікативної функції нервової системи. Для опису функціональних відділів нервової системи важливо розуміти будову нейрона. Нейрони – це клітини і тому мають сому, або клітинне тіло, але вони також мають розширення клітини; кожне розширення, як правило, називають процесом. Існує один важливий процес, який кожен нейрон назвав аксоном, який є клітковиною, яка з’єднує нейрон з його мішенню. Ще один тип процесу, який відгалужується від соми, – дендрит. Дендрити відповідають за отримання більшої частини вхідних даних від інших нейронів. Дивлячись на нервову тканину, є області, які переважно містять клітинні тіла та області, які значною мірою складаються лише з аксонів. Ці дві області всередині структур нервової системи часто називають сірою речовиною (регіони з багатьма клітинними тілами та дендритами) або білою речовиною (регіони з багатьма аксонами). Малюнок \(\PageIndex\) демонструє появу цих областей в головному і спинному мозку. Кольори, що приписуються цим регіонам, – це те, що можна було б побачити в «свіжій» або незабарвленій нервовій тканині. Сіра речовина необов’язково сіра. Він може бути рожевим через вміст крові, або навіть злегка засмаглим, в залежності від того, як довго збереглася тканина. Але біла речовина біла, оскільки аксони ізольовані багатим ліпідами речовиною під назвою мієлін. Ліпіди можуть виглядати як білий («жирний») матеріал, так само, як жир на сирому шматку курки або яловичини. Насправді, сіра речовина може мати той колір, який їй приписують, тому що поруч з білою речовиною він просто темніший – отже, сірий.

Різниця між сірою речовиною і білою речовиною найчастіше застосовується до центральної нервової тканини, яка має великі області, які можна побачити неозброєним оком. При огляді периферичних структур часто використовують мікроскоп і фарбують тканину штучними фарбами. Це не означає, що центральна нервова тканина не може бути забарвлена і розглянута під мікроскопом, але незаплямована тканина, швидше за все, з ЦНС – наприклад, фронтальний відділ головного мозку або поперечний переріз спинного мозку.

Малюнок \(\PageIndex\) : Сіра речовина і біла речовина. Мозок, видалений під час розтину, з видаленим частковим відділом, показує білу речовину, оточену сірою речовиною. Сіра речовина становить зовнішню кору мозку. (кредит: модифікація роботи «Сусено» /Wikimedia Commons)

Незалежно від зовнішнього вигляду забарвленої або неокрашенной тканини, клітини тіл нейронів або аксонів можуть розташовуватися в дискретних анатомічних структурах, які потрібно назвати. Ці назви специфічні для того, чи є структура центральною чи периферійною. Локалізована сукупність тіл нейронних клітин в ЦНС називають ядром. У ПНС скупчення тіл нейронних клітин називають ганглієм. Малюнок \(\PageIndex\) вказує, як термін ядро має кілька різних значень в анатомії та фізіології. Це центр атома, де знаходяться протони та нейтрони; це центр клітини, де знаходиться ДНК; і це центр певної функції в ЦНС. Існує також потенційно заплутане використання слова ганглій (множина = ганглії), яке має історичне пояснення. У центральній нервовій системі існує група ядер, які з’єднані між собою і колись називалися базальними гангліями до того, як «ганглій» став прийнятий як опис периферичної структури. Деякі джерела називають цю групу ядер «базальними ядрами», щоб уникнути плутанини.

Малюнок \(\PageIndex<3>\) : Що таке ядро? (а) Ядро атома містить його протони і нейтрони. (б) Ядро клітини – це органела, яка містить ДНК. (c) Ядро в ЦНС – це локалізований центр функції з клітинними тілами декількох нейронів, показаний тут обведеним червоним кольором. (Кредит c: «Була бджолою» /Wikimedia Commons)

Термінологія, що застосовується до пучків аксонів, також відрізняється залежно від місця розташування. Пучок аксонів, або волокон, знайдених в ЦНС, називається трактом, тоді як те ж саме в ПНС буде називатися нервом. Існує важливий момент, який слід зробити щодо цих термінів, який полягає в тому, що вони обидва можуть бути використані для позначення одного і того ж пучка аксонів. Коли ці аксони знаходяться в ПНС, термін нерв, але якщо вони є ЦНС, термін – тракт. Найбільш очевидним прикладом цього є аксони, які проектують з сітківки в мозок. Ці аксони називаються зоровим нервом, оскільки вони залишають око, але коли вони знаходяться всередині черепа, їх називають зоровим трактом. Є конкретне місце, де змінюється назва, яке є оптичним хіазмом, але вони все ті ж аксони (рис. \(\PageIndex\) ). Подібну ситуацію поза наукою можна описати і для деяких доріг. Уявіть собі дорогу під назвою «Брод-стріт» в містечку під назвою «Анівіль». Дорога залишає Анівіль і йде до наступного міста, який називається «Рідне місто». Коли дорога перетинає лінію між двома містами і знаходиться в рідному місті, її назва змінюється на «Головна вулиця». Це ідея, що лежить в основі іменування аксонів сітківки. У ПНС вони називаються зоровим нервом, а в ЦНС – зоровим шляхом. Таблиця \(\PageIndex\) допомагає уточнити, які з цих термінів відносяться до центральної або периферичної нервової систем.

Малюнок \(\PageIndex\) : Зоровий нерв проти зорового тракту. Цей малюнок з’єднань ока з мозком показує зоровий нерв, що проходить від ока до хіазму, де структура триває як зоровий тракт. Ті ж аксони простягаються від ока до мозку через ці два пучка волокон, але хіазма являє собою межу між периферичним і центральним.

У 2003 році Нобелівська премія з фізіології або медицини була присуджена Паулу Лаутербуру та серу Пітеру Менсфілду за відкриття, пов’язані з магнітно-резонансною томографією (МРТ). Це інструмент для перегляду структур організму (а не тільки нервової системи), що залежить від магнітних полів, пов’язаних з певними атомними ядрами. Корисність цієї методики в нервовій системі полягає в тому, що жирова тканина і вода виглядають різними відтінками між чорним і білим. Оскільки біла речовина жирна (від мієліну), а сіра речовина – ні, їх можна легко відрізнити на знімках МРТ. Відвідайте веб-сайт Нобелівської премії, щоб грати в інтерактивну гру, яка демонструє використання цієї технології та порівнює її з іншими типами технологій візуалізації. Також результати сеансу МРТ порівнюють з знімками, отриманими з рентгенівської або комп’ютерної томографії. Як методи візуалізації, показані в цій грі, вказують на поділ білої та сірої речовини порівняно зі свіжорозсіченою тканиною, показаною раніше?

Таблиця \(\PageIndex\) : Структури ЦНС і ПНС

CNS	ШПИЛЬКИ
Група тіл нейронних клітин (тобто сіра речовина)	Ядро	ганглій
Зв’язка аксонів (тобто біла речовина)	Урочище	Нерв

Функціональні відділи нервової системи

Нервову систему також можна розділити за своїми функціями, але анатомічні відділи і функціональні відділи різні. ЦНС і ПНС сприяють однаковим функціям, але ці функції можуть бути віднесені до різних областей мозку (таких як кора головного мозку або гіпоталамус) або до різних гангліїв на периферії. Проблема спроби вписати функціональні відмінності в анатомічні відділи полягає в тому, що іноді одна і та ж структура може бути частиною декількох функцій. Наприклад, зоровий нерв несе сигнали з сітківки, які або використовуються для свідомого сприйняття зорових подразників, що відбувається в корі головного мозку, або для рефлексивних реакцій гладкої м’язової тканини, які обробляються через гіпоталамус.

Існує два способи розглянути, як нервова система ділиться функціонально. По-перше, основними функціями нервової системи є відчуття, інтеграція та реакція. По-друге, контроль над тілом може бути соматичним або вегетативним – відділами, які значною мірою визначаються структурами, які беруть участь у відповіді. Існує також область периферичної нервової системи, яка називається кишковою нервовою системою, яка відповідає за певний набір функцій у сфері вегетативного контролю, пов’язаних з шлунково-кишковими функціями.

Основні функції

Нервова система бере участь у отриманні інформації про навколишнє середовище (відчуття) та генерації відповідей на цю інформацію (рухові відповіді). Нервову систему можна розділити на області, які відповідають за відчуття (сенсорні функції) і за реакцію (рухові функції). Але є і третя функція, яку потрібно включити. Сенсорний вхід повинен бути інтегрований з іншими відчуттями, а також зі спогадами, емоційним станом або навчанням (пізнанням). Деякі регіони нервової системи називаються інтеграцією або об’єднанням областей. Процес інтеграції поєднує чуттєве сприйняття та вищі когнітивні функції, такі як спогади, навчання та емоції для отримання відповіді.

Відчуття. Першою основною функцією нервової системи є відчуття – отримання інформації про навколишнє середовище, щоб отримати вхід про те, що відбувається поза тілом (або, іноді, всередині організму). Сенсорні функції нервової системи реєструють наявність зміни від гомеостазу або певної події в навколишньому середовищі, відомого як стимул. Почуття, про які ми думаємо найбільше, – це «велика п’ятірка»: смак, запах, дотик, зір та слух. Стимулами смаку і запаху є як хімічні речовини (молекули, сполуки, іони тощо), дотик – це фізичні або механічні подразники, які взаємодіють зі шкірою, зір – це світлові подразники, а слух – це сприйняття звуку, який є фізичним стимулом, подібним до деяких аспектів дотику. Насправді є більше почуттів, ніж просто тих, але цей список представляє основні почуття. Ці п’ять – це всі органи чуття, які отримують подразники із зовнішнього світу, і з яких існує свідоме сприйняття. Додаткові сенсорні подразники можуть бути з внутрішнього середовища (всередині тіла), такі як розтягнення стінки органу або концентрація певних іонів у крові.

Відповідь. Нервова система виробляє відповідь на основі подразників, що сприймаються сенсорними структурами. Очевидною відповіддю буде рух м’язів, наприклад, відведення руки з гарячої плити, але є більш широке використання цього терміна. Нервова система може викликати скорочення всіх трьох видів м’язової тканини. Наприклад, скелетні м’язи скорочуються для переміщення скелета, серцевий м’яз впливає, оскільки частота серцевих скорочень збільшується під час фізичних вправ, а гладкі м’язи скорочуються, коли травна система рухає їжу по травному тракту. Відповіді також включають нервовий контроль залоз в організмі, такі як вироблення та секреція поту еккрином та мерокринними потовими залозами, що знаходяться в шкірі, щоб знизити температуру тіла.

Відповіді можна розділити на ті, які є добровільними або свідомими (скорочення скелетних м’язів) і ті, які є мимовільними (скорочення гладкої мускулатури, регуляція серцевого м’яза, активація залоз). Добровільні реакції регулюються соматичною нервовою системою, а мимовільні реакції регулюються вегетативною нервовою системою, про які йдеться в наступному розділі.

Інтеграція. Стимули, які отримують сенсорні структури, передаються нервовій системі, де ця інформація обробляється. Це називається інтеграцією. Стимули порівнюються або інтегруються з іншими подразниками, спогадами про попередні подразники або стан людини в конкретний час. Це призводить до конкретної відповіді, яка буде генеруватися. Бачачи бейсбол пітч до тісто не буде автоматично викликати тісто гойдалки. Траєкторію руху м’яча і його швидкість потрібно буде враховувати. Може бути, граф три кулі і один удар, і тісто хоче, щоб цей крок пройти в надії отримати прогулянку до першої бази. Або, можливо, команда тесту так далеко попереду, було б цікаво просто відкинутися.

Контроль за органом

Нервову систему можна розділити на дві частини в основному виходячи з функціональної різниці відповідей. Соматична нервова система (СНС) відповідає за свідоме сприйняття і добровільні рухові реакції. Добровільна рухова реакція означає скорочення скелетних м’язів, але ці скорочення не завжди є добровільними в тому сенсі, що ви повинні захотіти їх виконувати. Деякі соматичні рухові реакції є рефлексами, і часто трапляються без свідомого рішення їх виконувати. Якщо твій друг вискакує з-за кута і кричить «Бу!» ви будете здивовані, і ви можете кричати або стрибати назад. Ви не вирішили це зробити, і ви, можливо, не хотіли давати своєму другові привід сміятися за ваш рахунок, але це рефлекс, що включає скорочення скелетних м’язів. Інші рухові реакції стають автоматичними (іншими словами, несвідомими), оскільки людина вивчає моторику (іменовані як «навчання звички» або «процедурна пам’ять»).

Вегетативна нервова система (АНС) відповідає за мимовільний контроль над організмом, як правило, заради гомеостазу (регуляції внутрішнього середовища). Сенсорний вхід для вегетативних функцій може бути від сенсорних структур, налаштованих на зовнішні або внутрішні подразники навколишнього середовища. Руховий вихід поширюється на гладку і серцевий м’яз, а також залізисту тканину. Роль вегетативної системи полягає в регулюванні систем органів організму, що зазвичай означає контролювати гомеостаз. Потові залози, наприклад, контролюються вегетативною системою. Коли вам жарко, пітливість допомагає охолодити ваше тіло. Тобто гомеостатичний механізм. Але коли ви нервуєте, ви також можете почати потіти. Тобто не гомеостатичний, це фізіологічна реакція на емоційний стан.

Існує ще один поділ нервової системи, що описує функціональні реакції. Кишкова нервова система (ENS) відповідає за контроль гладкої мускулатури та залозистої тканини у вашій травній системі. Він є значною частиною ПНС, і не залежить від ЦНС. Однак іноді справедливо вважати кишкову систему частиною вегетативної системи, оскільки нервові структури, що складають кишкову систему, є компонентом вегетативного виходу, який регулює травлення. Є деякі відмінності між ними, але для наших цілей тут буде хороший трохи перекриття. Дивіться \(\PageIndex\) на малюнку приклади, де можна знайти ці відділи нервової системи.

Малюнок \(\PageIndex\) : Соматичні, вегетативні та кишкові структури нервової системи. До соматичних структур відносяться спинномозкові нерви, як рухові, так і сенсорні волокна, а також сенсорні ганглії (задні кореневі ганглії і ганглії черепно-мозкових нервів). Вегетативні структури зустрічаються і в нервах, але включають симпатичні і парасимпатичні ганглії. Кишкова нервова система включає нервову тканину всередині органів травного тракту.

Відвідайте цей сайт, щоб прочитати про жінку, яка помічає, що її дочка має проблеми з ходьбою по сходах. Це призводить до відкриття спадкового стану, що вражає головний і спинний мозок. Тести на електроміографію та МРТ показали недоліки спинного мозку та мозочка, обидва з яких відповідають за контроль скоординованих рухів. До якого функціонального поділу нервової системи належать ці структури?

ПОВСЯКДЕННЕ З’ЄДНАННЯ: Скільки вашого мозку ви використовуєте?

Ви коли-небудь чули твердження, що люди використовують лише 10 відсотків свого мозку? Можливо, ви бачили рекламу на веб-сайті, яка говорить про те, що є секрет розкриття повного потенціалу вашого розуму – ніби 90 відсотків вашого мозку сидить без діла, просто чекаючи, коли ви його використаєте. Якщо ви бачите таке оголошення, не натискайте. Це неправда.

Простий спосіб побачити, скільки мозку використовує людина, – це зробити вимірювання мозкової активності під час виконання завдання. Прикладом такого роду вимірювання є функціональна магнітно-резонансна томографія (ФМРТ), яка генерує карту найбільш активних областей і може бути сформована і представлена в трьох вимірах (рис. \(\PageIndex\) ). Ця процедура відрізняється від стандартної методики МРТ, оскільки вона вимірює зміни в тканині в часі з експериментальним станом або подією.

Малюнок \(\PageIndex\) : МРТ. Ця фМРТ показує активацію зорової кори у відповідь на зорові подразники. (кредит: «Суперборсук» /Вікісховище)

Основне припущення полягає в тому, що активна нервова тканина матиме більший кровотік. Змушуючи суб’єкта виконувати зорове завдання, можна виміряти активність у всьому мозку. Розглянемо цей можливий експеримент: суб’єкту кажуть подивитися на екран з чорною крапкою посередині (точка фіксації). Фотографія обличчя проектується на екран далеко від центру. Суб’єкт повинен подивитися на фотографію і розшифрувати, що це таке. Суб’єкту було доручено натиснути кнопку, якщо фотографія когось, кого вони впізнають. Фотографія може бути знаменитості, тому суб’єкт буде натискати кнопку, або це може бути випадкова людина, невідома суб’єкту, тому суб’єкт не буде натискати кнопку.

У цьому завданні зорові сенсорні зони були б активними, інтегруючі області були б активними, рухові зони, відповідальні за рух очей, були б активними, а рухові зони для натискання кнопки пальцем були б активними. Ці області розподілені по всьому мозку, і зображення fMRI демонструють активність у більш ніж 10 відсотках мозку (деякі дані свідчать про те, що близько 80 відсотків мозку використовує енергію – на основі припливу крові до тканини – під час чітко визначених завдань, подібних до запропонованих вище). Це завдання навіть не включає в себе всі функції, які виконує мозок. Немає мовної реакції, організм в основному лежить нерухомо в апараті МРТ, і він не враховує вегетативні функції, які б виконувалися на задньому плані.

Огляд глави

Нервову систему можна розділити на відділи на основі анатомії і фізіології. Анатомічними відділами є центральна і периферична нервова системи. ЦНС – головний і спинний мозок. ПНС – це все інше. Функціонально нервову систему можна розділити на ті регіони, які відповідають за відчуття, ті, які відповідають за інтеграцію, і ті, які відповідають за генерацію реакцій. Всі ці функціональні області знаходяться як в центральній, так і в периферичній анатомії.

Розглядаючи анатомічні області нервової системи, існують конкретні назви структур всередині кожного відділу. Локалізована сукупність тіл нейронних клітин іменується як ядро в ЦНС і як ганглій в ПНС. Пучок аксонів називають трактом в ЦНС і як нерв в ПНС. Тоді як ядра та ганглії знаходяться конкретно в центральних або периферичних відділах, аксони можуть перетинати межу між ними. Одиночний аксон може бути частиною нерва і тракту. Назва цієї конкретної споруди залежить від її розташування.

Нервову тканину також можна охарактеризувати як сіру речовину і білу речовину на основі її появи в незабарвленій тканині. Ці описи частіше використовуються в ЦНС. Сіра речовина – це місце, де знаходяться ядра, а біла речовина – там, де знайдені тракти. У ПНС ганглії – це в основному сіра речовина, а нерви – біла речовина.

Нервову систему також можна розділити виходячи з того, як вона контролює організм. Соматична нервова система (SNS) відповідає за функції, які призводять до переміщення скелетних м’язів. Будь-які сенсорні або інтегративні функції, які призводять до руху скелетних м’язів, будуть вважатися соматичними. Вегетативна нервова система (ANS) відповідає за функції, які впливають на серцеву або гладку м’язову тканину, або змушують залози виробляти свої виділення. Вегетативні функції розподіляються між центральною і периферичною областями нервової системи. Відчуття, які призводять до вегетативних функцій, можуть бути тими ж відчуттями, які є частиною ініціювання соматичних реакцій. Також можуть перетинатися соматичні та вегетативні інтегративні функції.

Особливим підрозділом нервової системи є кишково-кишкова нервова система, яка відповідає за контроль над органами травлення. Частини вегетативної нервової системи перекриваються з кишково-кишковою нервовою системою. Кишкова нервова система знаходиться виключно на периферії, оскільки це нервова тканина в органах травної системи.

Інтерактивні запитання щодо посилань

Відповідь: МРТ використовує відносну кількість води в тканині для розрізнення різних ділянок, тому сіру та білу речовину в нервовій системі можна чітко побачити на цих зображеннях.

Відповідь: Вони є частиною соматичної нервової системи, яка відповідає за довільні рухи, такі як ходьба або підйом по сходах.

Переглянути питання

Питання: Яка з наступних порожнин містить компонент центральної нервової системи?

Жаба (ропухові) — фізіологія, харчування, розмноження

Жаби (ропухові) є членами Зоологічного класу Amphibia, якщо бути точніше – сімейства Anura, також званий Salientia. Це – холоднокровні, або пойкілотермні хребетні тварини. Жаби (ропухові) відрізняються від рептилій відсутністю луски.

Для розмноження їм необхідно перебувати у воді. Вони живуть у всьому світі та є одними з найрізноманітніших тварин з більш ніж 6000 видами.

Морфологія і фізіологія жаб (ропухових)

Жаби не мають хвоста (крім пуголовків) і у більшості з них:

довгі задні ноги;
подовжені кістки щиколотки;
перетинчасті пальці ніг;
ніяких кігтів;
великі очі;
гладка або бородавчаста шкіра.

У них короткі хребти з не більше ніж 10 хребцями. Як і в інших земноводних, через їх шкіру може проходити кисень. Ця унікальна функція дозволяє їм перебувати в безповітряних умовах.

Ребра розвинені слабо, тому легені заповнюються буккальним накачуванням. Щоб шкіра служила респіраторним органом, вона повинна залишатися вологою. Це робить жаб сприйнятливими до різних речовин, які вони можуть зустріти в навколишньому середовищі.

Деякі з них можуть бути токсичними та розчинятися у водній плівці або потрапляти в кровотік. Це є однією з причин світового спаду популяцій жаб (ропухових). У розмірі жаби досягають від 7,7 мм (PAEDOPHRYNE AMAUENSIS з Папуа-Нова Гвінея) до 30 см (Голіаф з Камеруну). Через відсутність сполучної тканини, шкіра висить на тілі вільно.

Жаби (ропухові) мають три мембрани повіки:

одна прозора – для захисту очей під водою,
стан двох інших змінюється від напівпрозорого до непрозорого.

З кожного боку голови розташований тимпанум, який потрібен для слуху. У деяких видів він покритий шкірою. У жаб немає зубів, а у жабок є. Вони знаходяться на краю верхньої щелепи, на нижній – зубів немає. Всю їжу жаби, зазвичай, проковтують. Зуби, в основному, використовуються для захоплення жертви та утримання її на місці до проковтування.

Ноги та ступні ропухових

Структура ніг і ступень сильно різниться – в залежності від того, де живуть жаби (на землі, у воді, на деревах або в норах). Щоб ловити здобич і тікати від хижаків, жаби повинні рухатися дуже швидко, і в цьому їм допомагає адаптація.

Більшість жаб або добре стрибають, або походять від видів, у яких кістково-м’язова система вже була адаптована під певні умови:

Великогомілкова, малогомілкова кістки та лапки злиті в єдину сильну кістку.
Згин і ліктьовий суглоб передніх кінцівок також значно посилені (щоб поглинати поштовх від посадки на землю після стрибка).

Кінцівки різних видів

М’язова система також була модифікована в процесі еволюції. Задні кінцівки предків жаб, імовірно, містили пари м’язів, які діяли в опір один одному (один м’яз для розгинання коліна, інший – для згинання), як це видно у більшості інших тварин.

У сучасних жаб (ропухових) майже всі м’язи модифіковані – залишилося лише кілька невеликих зв’язок, щоб повернути кінцівку в початкове положення і вирівняти тіло після стрибка.

Також значно збільшені м’язи задніх лап, які складають понад 17% від загальної маси жаб. У багатьох жаб на задніх лапах є перетинки, а їх щільність прямо пропорційна кількості часу, який вид проводить у воді.

Важливо! Африканська карликова жаба (Hymenochirus sp.) має повністю перетинчасті пальці ніг, в той час, як у білих жаб (ропухових) (Litoria caerulea) деревних порід є всього лише чверть або половина перетинки.

У деревних жаб є присоски, розташовані на кінцях пальців ніг, які допомагають утримуватися на вертикальних поверхнях. Щоб лапи прилипли до поверхні, жабі потрібно просто на неї натиснути, а захоплення підтримується шляхом поверхневого натягу. Це дозволяє їм підійматися по гладких поверхнях, але тільки за умови, що подушечки на лапах будуть сухими.

Шкіра жаб

Шкіра виконує респіраторну функцію, може вбирати вологу і допомагає контролювати температуру тіла. Вона має багато залоз, особливо на голові та спині, які часто виділяють шкідливі та токсичні речовини.

Липка секреція підтримує шкіру вологою, захищає від попадання цвілі та бактерій, робить тварину слизькою і допомагає втекти від хижаків. Шкіра змінюється кожні кілька тижнів. Зазвичай вона розривається посередині спини та по череву, а потім звільняються лапи. Потім стара шкіра скочується в напрямку голови, де жаба її швидко з’їдає.

Терморегуляція

Будучи холоднокровними, жаби (ропухові) повинні підтримувати відповідні моделі поведінки, щоб регулювати свою температуру. Щоб прогрітися, вони повинні знаходитися на сонці або на теплій поверхні.

Якщо жаби перегріються, вони перебираються в тінь або приймають позицію, при якій впливу повітря піддається мінімальна площа шкіри. Ця поза також використовується для запобігання втрати вологи.

Колір шкіри жаби використовується для терморегуляції. У прохолодних вологих умовах відтінок буде темніше, ніж в жаркий сухий день.

Важливо! Деякі південноамериканські жаби, наприклад, плямистий дереволаз, або кокой, настільки токсичні, що одна крапля секрету їх шкіри може вбити дорослу людину. Отруйні жаби, зазвичай, дуже яскраві – це попереджає хижаків про небезпеку.

Збереження вологи в організмі

Більшість жаб (ропухових) здатні поглинати воду з киснем безпосередньо через шкіру, особливо навколо області таза. Залози, розташовані по всьому тілу, виділяють слиз, який допомагає тримати шкіру вологою і зменшує випаровування.

Певні залози на лапах і спині самців зосереджені на виробництві липких виділень для полегшення зволоження. Подібні залози у деревних жаб (ропухових) виробляють клейку речовину. Деякі з них зменшують втрату вологи за допомогою водонепроникного шару шкіри, а є види жаб з Південної Америки, які покривають свою шкіру восковою секрецією.

Важливо! Щоб скоротити втрату вологи, деякі види перейшли на нічне існування або на груповий відпочинок (торкаючись один до одного). Це зменшує кількість шкіри, що піддається впливу повітря, і, таким чином, скорочується втрата вологи.

Камуфляж

Камуфляж – це ефективний захисний механізм у жаб (ропухових). Багато жаб маскуються вночі – протягом дня вони шукають місце, де можуть злитися з фоном і залишатися непоміченими. Деякі жаби можуть змінювати колір, але зазвичай це обмежується невеликим діапазоном.

жаба Litoria caerulea змінює колір від блідо-зеленого до тьмяно-коричневого, залежно від температури;
жаба Pseudacris regilla може змінювати колір з зеленого на коричневий (навіть з плямами), і робить це, в залежності від пори року і загального кольору фону.

Такі особливості, як бородавки або складки шкіри, зазвичай зустрічаються у земляних жаб, для яких гладка шкіра не забезпечувала б такий ефективний камуфляж.

Деякі види жаб здатні змінювати свій колір вночі та вдень, оскільки світло і вологість стимулюють клітини пігментації та змушують їх розширюватися або скорочуватися.

Місце проживання жаб

Для розмноження жаби повинні мешкати поблизу водойм. Вони зустрічаються на всіх континентах, крім Антарктиди, і майже в кожному середовищі:

Жаба Дереволаз живе в тропічних лісах Центральної та Південної Америки.
Леопардові жаби живуть в північних районах Північної Америки на болотах і полях.
За даними National Geographic, зеленоока Лісова жаба живе в покритих мохом тропічних лісах Квінсленда, Австралія.
Дощова жаба живе виключно в Намібії та Південній Африці, уздовж узбережжя в піщаних дюнах.

Раціон жаб

Жаби (ропухові) їдять все живе, що може поміститися у них в роті. Це:

павуки;
черв’яки;
слимаки;
личинки;
навіть дрібна риба.

Вони ловлять здобич за допомогою липкого язика. Його рухи настільки швидкі, що у жертви не залишається можливості втекти.

Жаби (ропухові) та жабки допомагають контролювати популяцію комах у всьому світі. Їх апетит до дрібних шкідників зазвичай корисний, але іноді може призвести до катастрофи.

Тепер ви знаєте, що жаби мають свої унікальні особливості будови, є ланкою в харчовому ланцюжку в природі. А ще далеко не всі види нешкідливі та безпечні для людини, про що обов’язково треба пам’ятати, вирушаючи в подорожі в тропічні країни.