Пресмыкающиеся – первый класс настоящих первично-наземных позвоночных животных. Рептилии вместе с птицами и млекопитающими объединяют в особую группу животных, не имеющую таксономического ранга – в группу амниот.
Все ранее рассмотренные группы позвоночных (рыбы и амфибии) относились к первично-водным животным – анамниям.
Амниоты обладают принципиальными отличиями от анамний. Это связано с особенностями их водного обмена и отражает способность амниот развиваться в наземно-воздушной среде в условиях дефицита влаги. Рассмотрим основные характерные черты этой группы позвоночных животных.
1. Защита организма от потери воды через испарение с поверхности кожи привела к образованию в эпидермисе рогового вещества, то есть ороговению кожи. У всех амниот (кроме млекопитающих) резко сокращается число кожных желез. Такая кожа становится мало проницаемой для воды и газов.
2. Функция дыхания практически целиком переходит к легким. Легкие располагаются глубоко в полости тела, и к ним ведут особые воздухоносные пути – трахея и бронхи.
3. С изменением дыхательной системы меняется и кровеносная. Появление полной или неполной перегородки в желудочке приводит к обособлению второго, легочного круга кровообращения.
4. В выделительной системе амниот функционируют не туловищные (первичные), а тазовые (вторичные) почки. Нефроны тазовых почек имеют длинные извитые канальцы, на протяжении которых происходит обратное всасывание воды из мочи в кровь.
5. В связи с переходом на легочное дыхание формируются замкнутая грудная клетка и новый, реберный механизм дыхания.
6. Все амниоты имеют внутреннее оплодотворение. У яйцекладущих амниот яйцеклетка может развиваться только в воздушной среде. Вторично перешедшие к водному образу жизни амниоты для откладки яиц выходят на сушу или у них развивается живорождение. Личиночная стадия отсутствует, развитие идет без метаморфоза.
7. Приспособления для развития яйца вне воды обеспечиваются материнским организмом. У яйцекладущих амниот в конечных отделах яйцеводов выделяется плотная наружная оболочка, препятствующая испарению воды из яйца и способствующая сохранению его формы. Через такую оболочку возможен только газообмен. В яйцах амниот увеличивается количество желтка, содержащего все необходимые для развития зародыша вещества. Развитая белковая оболочка содержит запас воды. Из-за большого количества желтка дробление происходит только на одном полюсе, где образуется зародышевый диск. По краям диска из эктодермы и мезодермы образуется полая кольцевая складка. Складка, разрастаясь, охватывает зародыш. Края складки срастаются, и зародыш оказывается внутри оболочки, получившей название амнион. Ее полость заполнена амниотической жидкостью. Наружная зародышевая оболочка, или сероза, прилегает к скорлупе яйца. Таким образом, погруженный в амниотическую жидкость зародыш защищен от высыхания и механических повреждений.
Однако, с другой стороны, образование амниотической полости затрудняет доступ кислорода к зародышу и удаление продуктов метаболизма. Выделение продуктов жизнедеятельности в амниотическую полость быстро привело бы к самоотравлению. Устранить это проблемы позволяет особый зародышевый орган – аллантоис, или зародышевый мочевой пузырь. Он образуется как вырост прямой кишки зародыша и располагается в полости между амнионом и серозой. Аллантоис выполняет функцию выделения, в нем скапливаются продукты метаболизма зародыша, и кроме того, он служит зародышевым органом дыхания, так как его стенки оплетает густая сеть кровеносных капилляров.
У высших млекопитающих аллантоис вместе с примыкающей к нему частью серозной оболочки участвует в образовании плаценты – органа, обеспечивающего связь между зародышем и материнским организмом.
Особенности эмбрионального развития были теми важнейшими приобретениями, которые позволили амниотам, в отличие от земноводных, полностью порвать с водной средой.
8. Более высокий уровень обмена веществ по сравнению с анамниями, устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды, усложнение высшей нервной деятельности – все это обеспечило амниотам повсеместное распространение.
Некоторые группы пресмыкающихся, птиц и млекопитающих вторично освоили водные экосистемы, успешно конкурируя в них с первично-водными позвоночными – анамниями.