Класс пресмыкающихся

Общая биологическая характеристика

В эволюции наземных позвоночных класс пресмыкающихся отражает прогрессивный этап исторического развития животного мира. Когда появились настоящие сухопутные животные - рептилии, они имели все необходимые предпосылки для расселения по земле независимо от наличия водоемов. У рептилий в процессе эволюции их предков выработались более совершенные, чем у амфибий, приспособления к наземному существованию. Полная ликвидация зависимости от водной среды прежде всего связана с новым типом размножения посредством несения яиц, покрытых плотной пергаментовидной либо известковой оболочкой (скорлупой) и обогащенных питательным материалом в виде желтка и белка. Пресмыкающиеся откладывают яйца исключительно на суше, где имеются необходимые условия для развития их потомства, и только немногие виды яйцеживородящи, т. е. задерживают яйца внутри своего тела до выхода из них молоди (например, живородящая ящерица, гадюка, веретеница).

Однако было бы неправильно делать отсюда вывод, что все пресмыкающиеся полностью независимы от водной среды. Для многих из них водоем относится к среде, в которой они находят необходимые условия существования (в первую очередь источники питания). Несмотря на это, развитие водных рептилий (крокодилов, некоторых змей и черепах) происходит вне водоема, т. е. они размножаются только на суше. Этот факт может служить доказательством того, что пресмыкающиеся, ведущие водный образ, являются вторичноводными, тем более что вся их организация обнаруживает черты приспособления к воздушно-наземному существованию, как и у тех видов, которые ведут сухопутный образ жизни. Пресмыкающиеся по сравнению с земноводными обладают более развитыми легкими, а кожа их надежно защищена от высыхания костными и роговыми щитками или чешуями. Вместе с тем строение сердечно-сосудистой системы и физиология кровообращения продолжают оставаться на низкой ступени развития (неполная перегородка между желудочками, смешение артериальной крови с венозной и т. д.). Подобно амфибиям, рептилии не имеют постоянной температуры тела, независимой от внешней среды. Последнее обстоятельство прямым образом влияет на численность видов в различных климатических зонах, на суточную и сезонную активность пресмыкающихся. Ведущим фактором, влияющим на жизнь рептилий, является тепло, в то время как у амфибий это - влажность, от которой пресмыкающиеся перестали зависеть с тех пор, как отдаленные их предки в процессе исторического развития окончательно перешли к воздушно-наземному существованию, порвав связь с водоемами. Рептилии не боятся сухости атмосферы, но весьма чувствительны к колебаниям температур. Чем ближе к экватору, тем больше пресмыкающихся, тем многообразнее их фауна. И наоборот, с удалением от экватора к полюсам закономерно уменьшается численность и видовой состав рептилий. За полярным кругом встречаются лишь яицеживородящие змеи и ящерицы, у которых этот тип размножения следует рассматривать как приспособление к перенесению неблагоприятных для развития яиц температурных условий внешней среды. В СССР наиболее богаты рептилиями районы Средней Азии и Закавказья, где пресмыкающиеся находят для себя необходимые условия жизни, ив частности благоприятный температурный режим в окружающей среде. Если учесть, что рептилий много как во влажных тропиках, так и в сухих, жарких полупустынях и пустынях, то станет очевидным тяготение пресмыкающихся к местам с высокой температурой независимо от степени их влажности. Однако ороговение кожи у пресмыкающихся привело к тому, что теплорегуляция их организма путем испарения влаги с поверхности тела стала невозможной. Поэтому в течение суток они должны избирательно придерживаться оптимальных температур, которые у разных видов колеблются между +20°С и + 40°С. В связи с этим наблюдается различие в образе жизни рептилий на разных широтах: в умеренном климате они ведут в большинстве дневной образ жизни, а в жарком - ночной. Избегая опасного для жизни перегрева, пресмыкающиеся в течение суток вынуждены постоянно перемещаться на те участки своего местообитания, где в данное время имеются оптимальные температурные условия. Вместе с тем рептилии, несмотря на "холоднокровность", могут указанным способом поддерживать температуру своего тела на постоянном и относительно высоком уровне, достаточном для нормального протекания процесса обмена веществ.

В весенние прохладные дни на экскурсии учащимся можно показать, что ящерицы, например, держатся на пригорках и кочках, хорошо прогреваемых солнцем. В пасмурные холодные дни трудно бывает встретить каких-либо пресмыкающихся, так как они прячутся в укрытия. В зависимости от температуры воздуха в течение суток активность рептилий меняется в различные сезоны года по-разному. Так, например, весной в умеренных широтах они более активны в середине дня, т. е. в наиболее теплые часы суток. Летом, когда в полдень очень жарко, рептилии проявляют активность по утрам и вечерам. В среднеазиатских пустынях они держатся на солнцепеке по склонам барханов только утром, а затем по мере повышения температуры воздуха перекочевывают на теневые участки. В часы сильного нагревания песка и каменистого грунта пресмыкающиеся взбираются на гребни барханов (ушастая круглоголовка) или же залезают на ветки кустарников (агама, иногда ящурка), где температура бывает значительно ниже.

В пределах года также наблюдается определенная закономерность в проявлении активности рептилий, зависящая от температуры окружающей среды. Это прежде всего относится к умеренному поясу, так как в тропиках и субтропиках годовые температуры более равномерны, и правильной цикличности в поведении пресмыкающихся не наблюдается. В СССР в связи с наступлением зимних холодов рептилии впадают в спячку, продолжительность которой тем дольше, чем ближе к полярному кругу. Так, например, годовая активность живородящей ящерицы на севере укорачивается в два раза по сравнению с югом: она равна 4,5 месяцам против девяти. На зиму большинство рептилий скрывается в различного рода укромные убежища в почве (норы грызунов, пустоты между корнями, трещины в земле и т. д.), где и впадают в оцепенение. Немногие виды зимуют в кучах навоза (ужи), в пещерах (полозы), на дне водоемов (болотные черепахи). Ко времени наступления зимней спячки (примерно к октябрю) в организме рептилий накапливаются питательные вещества, которые затем постепенно используются тканями тела во время спячки в условиях замедленного обмена веществ. Эта физиологическая перестройка выработалась на протяжении жизни многих поколений как приспособление к перенесению неблагоприятных условий жизни в зимний период и закрепилась в наследственности рептилий действием естественного отбора.

Кроме зимней спячки, вызываемой понижением температуры, в засушливых районах Средней Азии можно наблюдать летнюю спячку пресмыкающихся (у черепах и змей), которая обусловлена исчезновением кормов в природе.

Зависимость поведения рептилий от условий внешней среды хорошо видна и из таких фактов. Если содержать ящериц, змей, черепах в тепле и регулярно кормить, то они сохраняют круглогодичную активность, быстрее растут и развиваются. Точно так же гекконы и агамы, живущие на воле, попадая случайно в теплые сараи или амбары, не впадают зимой в спячку, а остаются деятельными.

Если степные черепахи поселяются в местах, где растительность летом не высыхает, они также не впадают в летнюю спячку (например, вблизи арыков).

По сравнению с земноводными пресмыкающиеся менее прихотливы в выборе мест обитания, что связано с большей приспособленностью их к воздушно-наземному существованию. Ороговение кожи и утеря ею дыхательной функции тесно связаны с усилением легочного дыхания, осуществляемого соответствующими движениями грудной клетки, наличие которой является прогрессив-ным новоприобретением рептилий. В отличие от амфибий они проникли в сферы, совершенно недоступные земноводным (например, в сухие безводные степи и пустыни, в засоленные почвы, в моря). Несмотря на обеднение современной фауны рептилий по сравнению со временем их былого расцвета в мезозое, они и сейчас отличаются от амфибий значительно большим разнообразием жизненных форм. Среди них мы находим виды, обитающие не только на поверхности земли, но и в грунте, а также в морской и пресной воде и на деревьях.

В соответствии с условиями жизни и под их влиянием выработались действием естественного отбора всевозможные приспособления рептилий, которые будут рассмотрены при описании конкретных видов. Здесь мы отметим лишь общие для всех пресмыкающихся особенности. Так, например, у ископаемых и современных рептилий есть когти, которых большинство амфибий не имеет. В зависимости от образа жизни когти бывают то острые и изогнутые - у лазящих форм (ящерицы), то тупые и плоские - у плавающих и роющих форм (черепахи).

В связи с переходом к сухопутному образу жизни и к преимущественно хищному способу питания у предков рептилий развились зубы, которые унаследованы и современными пресмыкающимися, исключая черепах. Расширение кормовой базы способствовало появлению у разных групп рептилий различных особенностей зубного аппарата. У ящериц зубы мелкие, приспособленные к схватыванию и размельчению насекомых и других беспозвоночных. У змей зубы дифференцированы на ядопроводящие и хватательные. У крокодилов зубы развиты лучше, чем у других рептилий, и могут не только вонзаться в крупную добычу, но и разрывать ее на части.

Усложнение условий жизни привело к тому, что мозг рептилий значительно более развит по сравнению с мозгом амфибий. Полушария переднего мозга пресмыкающихся не только относительно больше по объему, чем у земноводных, но и структурно отличаются наличием явно выраженной коры из нескольких слоев нервных клеток, составляющих серое вещество мозга. Все это указывает на прогресс в развитии нервной системы рептилий, что связано с переходом их к сухопутному образу жизни и с распространением в разнообразные сферы обитания.

Утрата кожей, покрытой роговыми образованиями, чувствительности к раздражителям внешней среды, компенсируется у пресмыкающихся лучшим по сравнению с амфибиями развитием органов чувств, особенно обоняния и зрения. Осязательная функция принадлежит языку, раздвоенному на конце. Вкусовые ощущения воспринимаются также языком и полостью рта, где они сочетаются с обонятельными ощущениями при участии якобсонова органа. Орган слуха у змей редуцирован, но у других рептилий он функционирует; однако реакция проявляется лишь на биологически значимые звуковые раздражения. Зрение у пресмыкающихся развито лучше, чем у амфибий. Глаза могут в зависимости от условий жизни то редуцироваться (у подземно-роющих форм), то увеличиваться (у живущих в слабо освещенных местах). Зрачок у ночных видов имеет щелевидную форму. У некоторых рептилий наблюдается повышенная чувствительность глаз (например, у черепах, способных видеть в темноте). Змеи видят довольно далеко, например, движущегося человека они замечают на расстоянии 5 м. Другие рептилии видят хуже. Неподвижную пищу могут распознавать только гекконы, прочие рептилии замечают лишь подвижную добычу.

Ориентировочные рефлексы выражены у рептилий более четко, чем у амфибий. Рефлекс свободы проявляется несколько живее, чем у земноводных, но только в период физиологической активности. Оборонительные рефлексы (в пассивной и активной форме) весьма разнообразны у различных видов, о чем будет сказано при характеристике отдельных групп.

Среди рептилий благодарными объектами для наблюдений пищевых рефлексов (не только на экскурсии в зоопарке, но и в уголках живой природы) служат ящерицы, ужи и болотные черепахи. Все они заметно реагируют на движущуюся добычу. Ящерицы схватывают ртом мух и червяков, ужи нападают на лягушек и затем целиком заглатывают их, а болотные черепахи схватывают под водой рыбок, червей и разрывают их на части когтями. Перед этим черепахи совершают поисковые движения. Если сравнить поисковые движения аксолотля, болотной черепахи и аллигатора, то можно заметить сходство. Все эти животные, будучи голодными, поворачивают под водой голову вправо и влево, ища добычу, которую скоро находят, если им брошен живой движущийся корм.

Заботу о потомстве у пресмыкающихся наблюдать как в природе, так и в условиях неволи довольно трудно. Однако имеет смысл остановиться на некоторых примерах, которые могут быть темой для беседы с учащимися при знакомстве с жизнью некоторых рептилий.

Лучше других забота о потомстве выражена у черепах и крокодилов (см. ниже). Что касается процессов образования временных нервных связей, то они у пресмыкающихся далеко не достигли того уровня, который характеризует класс птиц и особенно класс млекопитающих. Но по сравнению с рыбами и земноводными рептилии стоят выше в способности к образованию условных рефлексов.

Условные рефлексы пресмыкающихся можно наблюдать в террариумах Московского зоопарка, где было много уделено внимания изучению поведения рептилий и поставлен ряд опытов над ними (В. В. Черномордниковым).

Так, например, уже было сказано, что пресмыкающиеся (за исключением гекконов) очень плохо различают неподвижную пищу и при кормлении схватывают лишь движущуюся добычу. Это не всегда удобно при содержании рептилий в неволе. В Московском зоопарке путем изменения условий содержания и кормления удалось выработать у многих видов пресмыкающихся условный рефлекс на неподвижный корм. Учащиеся могут добиться этого же в школьном уголке живой природы и наблюдать, что, как только в террариум поставят кормушку'с пищей, рептилии приближаются к ней и поедают корм.

Замечено, что рептилии, ведущие хищный образ жизни, лучше других пресмыкающихся образуют условные рефлексы.

Так, в Московском зоопарке вараны (серый и полосатый) сравнительно легко вырабатывают обобщенный условный рефлекс на служителя, который кормит их из рук. Это видно из того, что вараны реагируют не на определенное лицо, а вообще на фигуру человека, вошедшего к ним в помещение, и тянутся к нему за кормом.

Появление коры мозга у рептилий повысило роль больших полушарий в осуществлении разнообразных нервных процессов. Если удалить хотя бы боковые части переднего мозга, то у рептилий наблюдается потеря способности реагировать на сигналы опасности и самостоятельно принимать пищу. Удаление же переднего мозга у рыб и амфибий существенно не отражается на их поведении.

При содержании рептилий в неволе легко убедиться в том, что жизнь в неодинаковых условиях естественной среды сказывается на всех особенностях организма у различных видов пресмыкающихся и заставляет считаться с ними при уходе и содержании. Наблюдения за их жизнью в природе и неволе дают богатый материал для изучения закона единства органической формы и необходимых ей условий жизни. В этом отношении интересны как ящерицы и змеи, так черепахи и крокодилы.

Ящерицы

Ящерицы вместе со змеями и хамелеонами составляют отряд чешуйчатых - наиболее многочисленную и процветающую группу рептилий.

У ящериц, помимо пары обычных глаз, есть еще теменной орган, функционирующий у многих видов как светочувствительный аппарат, напоминающий по своему строению глаз. Над ним в черепе есть отверстие, а в кожном покрове головы-прозрачная перепонка. Если провести рукой так, чтобы тень упала на теменной орган, то ящерица в ответ на раздражение произведет резкие движения. В филогенетическом отношении этот орган представляет как бы отголосок далекого прошлого (рис. 43). Теменной глаз был хорошо развит у ископаемых земноводных-стегоцефалов, а от них унаследован древними пресмыкающимися - котилозаврами. У ящериц - это рудимент. Глаза у большинства ящериц имеют подвижные веки и мигательную перепонку, на что необходимо обратить внимание учащихся, так как этот признак помогает отличать безногих ящериц от змей. Ящерицы видят хорошо только вблизи, реагируя на подвижную живую добычу. На расстоянии нескольких метров они человека не замечают. При осмотре головы ящерицы хорошо видно, что вокруг барабанной перепонки кожа образует валик. Это - зачаток наружного уха в виде неглубокого слухового прохода. Полезно предложить учащимся сравнить положение барабанной перепонки у ящерицы и лягушки, чтобы установить степень усложнения органа слуха у рептилий сравнительно с амфибиями. Слышат ящерицы хорошо, но реагируют только на биологически значимые раздражители, которые в природных условиях сигнализируют о приближении врага или добычи, например треск ветки, шуршание сухой листвы. На другие звуки, даже очень громкие, они не обращают внимания. Ящерицы обладают хорошо выраженным вкусом: в неволе они выплевывают неподходящий корм (мясо, рыбу), даже если его перемешать с мучными червями, которых они едят охотно. Принято считать, что раздвоенный язык у ящериц не только является органом осязания, но и вкуса. Вместе с тем язык способствует и обонянию, втягивая мельчайшие частицы исследуемого предмета в рот, откуда запахи проникают в носовую полость. Большинство ящериц имеет тело, расчлененное на голову, шею, туловище, хвост и цепкие подвижные конечности. Но среди них есть формы, утерявшие конечности в связи с приспособлением к особым условиям существования (веретеница, желтопузик). С виду безногие ящерицы очень похожи на змей.

Рис. 43. Теменное отверстие в черепе: 1 - стегоцефала, 2 - котилозавра (сеймурин), 3 - ящерицы

Ящерицы прыткая, зеленая и живородящая

В учебнике зоологии В. Ф. Шалаева и Н. А. Рыкова довольно подробно описана ящерица прыткая, которую обычно содержат в уголках живой природы наряду с другими видами. Эта ящерица оправдывает свое название быстротой движений. Поймать ее нелегко, так как она очень осторожна и, потревоженная, стремительно убегает. Ящерица прыткая придерживается светлых сухих мест на лугах, опушках леса, вырубках среди трав и кустарников. Самка отличается тусклой буровато-серой окраской, в то время как самец имеет зеленоватый оттенок тела, переходящий в период спаривания в ярко-зеленый цвет (цв. табл. IV, 7). Однако в связи с разнообразием мест обитания их окраска тела изменчива, но всегда сохраняет типичный рисунок из полос и пятнышек. Таким образом, те элементы окраски, которые при всех условиях маскируют тело, отличаются консервативностью, что повышает выживаемость вида. Ящерица прыткая откладывает в песок в зависимости от возраста от 5 до 11 яиц, покрытых кожистой пергаментовидной оболочкой. Яйца, находясь в сухой земле на солнцепеке, получают благоприятные условия для развития зародышей. В этом выражается элементарная забота о потомстве у ящериц.

Таблица IV. Пресмыкающиеся: 1 - хамелеоны различной окраски, 2 - лесной уж - зипо, 3 - питон тигровый, 4 - очковая змея - кобра, 5 - эфа песчаная, 6 - игуана, 7 - ящерица прыткая (самец и самка)

Близка по своей биологии к ящерице прыткой - ящерица зеленая (рис. 44, 1). В СССР это самый крупный вид из семейства настоящих ящериц. Окраска ее тела очень яркая, изумрудная, и вполне оправдывает данное этому виду название. Зеленая ящерица распространена в Южной Европе, в пределах же СССР встречается только на Кавказе и на юго-западе (в Молдавии и нижнем Приднепровье). Поэтому учитель должен предостеречь учащихся от возможных ошибок, когда они встретят на экскурсии в средней полосе Европейской части СССР зеленые экземпляры ящериц. В этих случаях дети нередко принимают самцов ящерицы прыткой за отсутствующих в этой зоне зеленых ящериц. Оба вида полезны, так как уничтожают насекомых. Весьма обыкновенна повсюду ящерица живородящая (рис. 44, 2), которая более широко распространена, чем предыдущие виды. Ее биология поучительна и заслуживает внимания учащихся, которым следует объяснить, каким образом этот вид сохранился в природе наряду с довольно агрессивной прыткой ящерицей. Последняя при встрече с молодью живородящей ящерицы поедает малышей и, по-видимому, в прошлом вытеснила этот конкурирующий вид в другую экологическую нишу. Вот почему мы наблюдаем, что живородящая ящерица в отличие от прыткой и зеленой предпочитает лес, обитая в сырых местах, среди болот и торфяников. Она менее требовательна к температуре, и границы ее распространения заходят за полярный круг. Яйца после оплодотворения остаются долго в яйцеводах самки, и детеныши (в количестве 8-10) успевают развиться настолько, что ко времени откладывания яиц выходят из оболочек и рождаются свободными. Однако это не настоящее живорождение, а так называемое яйцеживорож-дение, которое наблюдается также среди амфибий - у саламандр. У данного вида ящерицы - это приспособление к более суровым условиям северной природы. Интересно, что вначале новорожденные у живородящей ящерицы бывают почти черного цвета и только в дальнейшем постепенно становятся светлее, принимая окраску взрослых, которая как по общему (коричневому) тону, так и по рисунку довольно изменчива. В данном случае темный цвет тела молодых особей поглощает больше лучей солнца, тепло которого согревает их организм и способствует процессам роста при неблагоприятных температурных условиях, существующих в пределах высоких широт. Замечательно, что в условиях мягкого и теплого климата Южной Франции обитающие там живородящие ящерицы оказываются яйцекладущими, как и прочие виды.

Рис 44. Ящерицы: 1 - зеленая, 2 - живородящая

Сравнивая в уголке живой природы живородящую ящерицу с прыткой и зеленой, учащиеся увидят, что тело у нее более стройное, хвост относительно толще и чешуи крупнее. Следует сообщить детям, что в отличие от прыткой ящерицы живородящая менее ловка на суше, чаще заходит в воду и плавает лучше, что соответствует ее условиям жизни.

Опыты, проведенные в Московском зоопарке, показали, что прыткие ящерицы, которые спариваются в природе весной, в террариуме под влиянием светового и теплового воздействия при круглосуточном обогреве электрической лампой размножаются зимой и даже осенью. Детеныши вылупливаются из яиц, заложенных в инкубаторе, через разные промежутки времени, в зависимости от температуры: при температуре 21-22°С- через два месяца, при температуре 25-28°С - через полтора месяца.

Следовательно, при помощи внешних условий мы можем управлять индивидуальным развитием ящерицы, получая желаемую скорость полового созревания взрослых и формирования зародыша в яйце.

Половой диморфизм как показатель наступления половой зрелости у ящериц является хорошим наглядным доказательством достижения ими взрослого состояния. Наблюдаемые на экскурсиях и в уголках живой природы отличия у ящериц самца от самки (по окраске) обычно привлекают внимание учащихся. Необходимо в связи с этим отметить, что в Московском зоопарке при содержании, например, в неволе живородящих ящериц половой диморфизм у них появляется в годовалом возрасте, тогда как в природе - в возрасте трех лет. Причина ясна: условия жизни, создаваемые для животных в неволе, оказались более благоприятными, чем в природе. Половой диморфизм является внешним выражением внутреннего состояния организма взрослых особей, достигающих полного развития воспроизводительной системы и способных к размножению. Это отражает собой важную общебиологическую закономерность: единство внутреннего и внешнего в целостном организме.

У ящериц, как известно, наблюдается автотомия, или самокалечение, которое носит рефлекторный характер. Достаточно схватить ящерицу за хвост, как он обламывается в результате ответной оборонительной реакции. Можно доказать, что обламывание хвоста происходит не потому, что он сам по себе слишком ломкий (это неверно), а исключительно от активного сокращения хвостовых мышц самой ящерицей, которое нарушает в том или ином месте целость хвоста в результате перелома неокостеневшей поперечной перегородки, сохраняющейся посредине каждого хвостового позвонка. Чтобы убедить учащихся в прочности хвоста, достаточно предложить им оторвать хвост у мертвой ящерицы. Такая попытка окажется нелегкой. Следует сообщить о результатах опыта Леона Фредерика, который подвешивал груз (постепенно его увеличивая) к хвосту мертвой ящерицы, весившей 19 г. Для разрыва хвоста ему пришлось довести подвешенную тяжесть до 490 г. Этот несложный опыт можно проделать силами юннатов в обычных школьных условиях (во внеурочное время).

Самокалечение, или автотомия, имеет в жизни ящериц приспособительное значение. Это нетрудно понять, так как хотя часть хвоста и остается в пасти хищника, но зато сама ящерица успевает спастись бегством. Впоследствии хвост регенерирует. К этому надо добавить, что если даже отброшенная часть хвоста останется лежать на земле, то и тогда она сыграет положительную роль в жизни ящерицы. Обломок хвоста продолжает извиваться чисто рефлекторно и попадает в поле зрения преследователя, у которого появляется ориентировочная реакция. Задержавшись возле двигающегося кончика хвоста, он упускает добычу, так как ящерица успевает скрыться. Наблюдения за хвостом, регенерировавшим после автотомии, дают возможность учащимся наглядно установить, в чем заключаются последствия автотомии и каков результат регенерации. Обычно восстановленная часть хвоста бывает короче и внешне отличается от прежней более мелкой ^чешуей. Автотомия свойственна многим видам ящериц. Однако у тех видов ящериц, хвост которых выполняет какую-либо другую жизненно необходимую функцию, автотомия отсутствует.

Варан серый и шипохвост обыкновенный

Эти две довольно крупные ящерицы ведут совершенно различный образ жизни. Варан - плотоядное животное, исключительный хищник. Шипохвост, наоборот питается растительной пищей, ведет мирный образ жизни. Сравнение их между собой дает интересный материал для выводов о связи организма со средой.

Варан серый (рис. 45) обитает в пределах СССР в пустынях Туркестана и отчасти Узбекистана. Это самая крупная в нашей стране ящерица, которая иногда достигает 2 м длины (чаще немного более 1,5 м). Вараны придерживаются плотных грунтов, предпочитая закрепленные растительностью пески и лессовые предгорья. Убежищем служат норы, куда вараны скрываются лишь в самые жаркие часы дня. Образ жизни - дневной. На голове хорошо заметны щелевидные ноздри, расположенные недалеко от глаз (глаза с круглыми зрачками и подвижными веками). Позади глаз видны зачатки наружного уха в виде складки кожи, окружающей барабанную перепонку. Окраска тела тусклая, маскирующего типа: на песочно-желтовато-грязном фоне расположены бурые поперечные полосы, идущие по спине и хвосту. Окраска молодых такая же, но более яркая. Острые зубы и сильные лапы с когтями обеспечивают варану не только нападение, но и защиту. Он нападает на все живое, что в силах одолеть: на грызунов, птиц, ящериц, змей, молодых черепах. Ест насекомых, яйца птиц и рептилий, а также пожирает попадающихся ему особей своего же вида. Бегает довольно быстро на приподнятых ногах, не касаясь хвостом земли. Надо обратить внимание учащихся, что не все пресмыкающиеся ползают по способу пресмыкания, как можно было бы предполагать, судя по названию класса рептилий.

Рис. 45. Варан серый

Строение зубов у варанов таково, что они могут пользоваться ими только для схватывания и удержания добычи, а затем, подобно змеям, заглатывают ее целиком, отчего шея сильно раздувается. Пищеварение осуществляется очень интенсивно: в экскрементах остаются лишь неперевариваемые роговые и хитиновые части жертвы (шерсть, перья, когти). Вараны наедаются так сильно, что в последующее время могут оставаться без пищи очень долго. Эта способность к длительному голоданию используется заготовителями варанов, которые отправляют их на далекие расстояния в ящиках. В природе такая особенность полезна для выживания вида в целом, так как отдельные особи, с одной стороны, насытившись, сохраняют неподвижность, не обращая на себя внимания врагов, а с другой стороны, не мешают другим охотиться на добычу. В случае преследования варан убегает и прячется в нору (пассивнооборонительная реакция). Застигнутый в расплох, шипит, раздувает тело, бьет хвостом и пытается укусить (активнооборонительная реакция). Однако варана можно схватить, не подвергая себя опасности, зажав одной рукой шею, а другой схватив за основании хвоста. Если этого не сделать, он может нанести серьезные ранения острыми зубами и причинить боль сильными ударами хвоста. Так варан защищается от своих врагов в природе (например, от шакалов).

В связи с тем что хвост играет роль органа защиты и нападения, он не подвержен автотомии, что является полезным свойством, необходимым в жизни этой ящерицы.

В зоопарках вараны быстро привыкают к неволе, становятся ручными. У них вырабатывается условный рефлекс на вид кормящего человека, у которого они берут пищу прямо из рук. В зоопарках вараны приучаются поедать неподвижный корм, положенный в кормушку (например, яйца, мясо, мертвых крыс, морских свинок).

Кожа варанов ценится как прочный и красивый материал для изготовления сумок и женской обуви. Мясо вполне съедобно, но в пищу населением не употребляется из-за предубеждения против "гадов".

Другая крупная ящерица - шипохвост обыкновенный- не встречается в нашей фауне и водится в пустынных и скалистых местностях Египта и Аравии. Шипохвос-та можно показать учащимся только в зоопарке (рис. 46). Он уступает варану по величине, достигая в длину лишь 60-75 см. Шипохвосты придерживаются мест, где есть много расщелин, в которые они могли бы прятаться. Там, где нет естественных убежищ, они выкапывают норы в песке, Под влиянием условий жизни у шипохвостов возник ряд приспособлений. Тело у них широкое, приплюснутое, голова треугольная с тупой, короткой мордой, на пальцах коротких и толстых лап сильно изогнутые когти. Окраска тела соответствует фону местности: желто-оливково-бурая, с темными точками. Как и у варанов, ушные отверстия на голове шипохвоста хорошо видны в виде больших вертикальных овалов. Другая черта, сходная с варанами, - это приподнимание туловища и хвоста над землей во время бега, т. е. отсутствие пресмыкания.

Рис 46. Шипохвост обыкновенный

Шипохвосты в систематическом отношении близки к агамам, но в отличие от них питаются не насекомыми, а различными растениями. Они поедают листья, цветки и плоды, выходя из убежищ на кормежку по утрам и вечерам. Хвост этих ящериц покрыт большими колючими шипами и служив органом защиты. При нападении хищников шипохвосты обороняются сильными ударами хвоста.

Естественно, что при таком способе защиты автотомия была бы отрицательным явлением, затрудняющим выживаемость вида. В данном случае шипохвосты не обладают способностью самокалечения по той же причине, что и вараны. Таким образом, сходство функции хвоста у двух мало родственных видов ящериц привело к выработке в процессе их эволюционного развития одинаковых свойств этого органа, что можно рассматривать как один из примеров конвергенции.

Гекконы

К наиболее примитивным ящерицам относятся гекконы, у которых сохранились между позвонками остатки хорды. В познавательном отношении гекконы представляют несомненный интерес для учащихся, которые могут провести наблюдения над ними не только в зоопарке, но и в уголках живой природы. Некоторые виды гекконов обитают на территории СССР (в Средней Азии, на Кавказе) и могут быть пойманы для содержания в неволе во время туристических поездок юннатов в эти районы.

У большинства гекконов глаза прикрыты (как у змей) прозрачной кожей нижнего века, и гекконы не могут моргать. В связи с ночным образом жизни они имеют вертикальный щелевидный зрачок. Мясистый, широкий, слегка раздвоенный язык довольно подвижен и способен далеко высовываться. Языком гекконы обычно облизывают- поверхность своих глаз, поочередно протирая их и удаляя приставшие песчинки и пыль. У многих видов, обитающих за пределами СССР (в Северной Африке, Испании, на островах близ Италии, на Малайских островах и др.), пальцы имеют особые присасывательные образования, позволяющие гекконам лазить по абсолютно гладким вертикальным поверхностям, по стенам и потолку жилищ, куда они нередко проникают. Наши же отечественные виды гекконов имеют другие приспособления на пальцах конечностей в зависимости от условий их жизни (например, острые когти, роговые гребешки). У большинства гекконов ясно выражена автотомия. Многие способны издавать звуки, похожие на "гек-гек" (отсюда название - "геккон").

Сцинковый геккон

В песчаных пустынях на восток от Каспийского моря, по территории всех наших среднеазиатских республик, обитает щипковый геккон (рис. 47). Эта ящерица имеет тупую морду, очень крупные глаза и короткий мясистый хвост. Размеры тела достигают в длину 16 см. Окраска маскирующего типа: на серо-желтом фоне кожного покрова имеется сложный рисунок из полос и пятен кофей-но-коричневого цвета. Сцинковый геккон придерживается исключительно сыпучих песков, избегая плотного грунта (например, скрепленных травой песков, щебенистых и уплотненных глинистых почв.) Днем, а также в холодные ветреные ночи геккон скрывается в песке, из толщи которого он вылезает в безветренные теплые ночи, чтобы поохотиться на гусениц и крупных насекомых (например, сверчков и др.). При передвижении он высоко поднимает туловище над землей, причем хвост никогда не касается грунта.

Рис. 47. Геккон сцинковый

Рефлекс свободы у сцинкового геккона выражен очень сильно. Если взять эту ящерицу в руки, она необычайно энергично извивается, стремясь освободиться; при этом кожа разрывается на куски, обнажая мускулатуру, а хвост обламывается. В результате животное оказывается изуродованным. В отличие от других видов сцинковый геккон не имеет голоса, но может производить стрекочущие звуки хвостом, при изгибании которого происходит трение чешуи. По мнению ученых, стрекотание служит средством для отыскания в темноте особей своего вида, особенно в период размножения, когда самцы дерутся между собой из-за самок. Замечательно то, что схваченный за хвост сцинковый геккон быстро его обламывает. При этом отломившийся конец хвоста начинает конвульсивно извиваться и издавать стрекочущие звуки. Такая особенность играет положительную роль в жизни геккона, так как стрекотание и движение хвоста привлекает внимание врага, от которого ящерица успевает спастись бегством.

В середине июня самка откладывает в песок два крупных (до 16 мм длины) яйца, а затем через две недели еще два, иногда через такой же промежуток времени она может отложить снова два яйца (в общей сложности за лето откладывает 4-6 яиц).

В неволе гекконов кормят мучными червями, рыжими тараканами, мелкими насекомыми. В террариуме они хорошо выживают при температуре 18-22°С, не требуя сильного подогрева. Учитывая биологию этой ящерицы, в террариум на дно насыпают слой песка, кладут сучки деревьев или другие предметы для укрытия (например, черепки от цветочных горшков).

Каспийский геккон

В восточной части Закавказья и в Средней Азии, у берегов Каспия (до Аму-Дарьи), обитает у нас каспийский геккон, достигающий 16 см длины (рис. 48). В отличие от сцинкового каспийский геккон придерживается каменистых грунтов. Днем он прячется в норах грызунов, расщелинах скал, в пещерах, трещинах стен и среди руин старых каменных строений. В сумерки выходит на добычу, охотясь за насекомыми, пауками. Приспособленность этой ящерицы к условиям жизни выражается в том, что ее тело приплюснуто и покрыто трехгранными бугорками с острыми ребрышками и шипиками на вершине. Поэтому каспийский геккон может легко проникать в укрытия через узкие пространства и не боится трения о жесткие поверхности. Кроме того, тонкие пальцы с острыми крючковатыми когтями позволяют ему лазить по отвесным скалам, цепляясь за малейшие неровности. Окраска тела маскировочного типа: буровато-серая с темными волнистыми поперечными полосами на спинной стороне. Днем каспийский геккон не избегает греться на солнце, высовываясь из своего убежища. Тогда хорошо видно, что зрачки у него щелевидно сужены от действия яркого света. Через открытые окна жилищ он нередко забирается внутрь домов и ползает по стенам и даже потолку. Население его боится, хотя это животное совершенно безвредное. В природе каспийский геккон очень осторожен и при малейшем шуме прячется (пассив-нооборонительный рефлекс). Самка сносит два яйца (длиной до 13 мм), покрытых белой известковой скорлупой. Забота о потомстве ограничивается откладыванием яиц прямо в трещины скал или же в норки.

Рис. 48. Геккон каспийский

Будучи схвачен за хвост, геккон быстро его отбрасывает, после чего хвост регенерирует, при этом утраченная часть восстанавливается в первоначальном виде.

Гребнепалый геккон

В барханах и бугристых песках Каракумов обычен гребнепалый геккон (рис. 49). Он принадлежит к типичным обитателям песчаных пустынь, где встречается наряду со сцинковым гекконом. Гребнепалым он называется потому, что имеет тонкие и прямые пальцы, которые по бокам оторочены роговыми зубчиками - гребнями. Эта стройная ящерица с длинными ногами и длинным тонким хвостом приспособлена к быстрому передвижению по сыпучему песку, в котором она благодаря гребням на пальцах не увязает. Гребнепалый геккон очень своеобразно передвигается ("перебежками"). Пробежав около одного метра с приподнятым над землей хвостом, он останавливается и 2-3 раза виляет хвостом (как бы заметает следы). В результате на песке остается заметная отметина в виде "галочки". Такая повадка, возможно, имеет определенное биологическое значение (например, как способ сигнализации особям своего вида о направлении передвижения, что облегчает отыскание друг друга). У гребнепалого геккона мы наблюдаем (отмеченное уже ранее у некоторых рыб и земноводных) явление" маскировки важных для жизни органов, в данном случае глаз. У этого вида гекконов от кончика морды через глаза тянутся вдоль шеи и туловища (вплоть до задних ног) по одной темной полосе с каждой стороны тела.

Рис. 49. Геккон гребнепалый

Полосы так включают в свою зону глаза ящерицы, что делают их незаметными. Кроме того, спинная сторона тела содержит разбросанные по розоватому и зеленоватому фону полупрозрачной кожи черные точки, линии и пятна, которые разбивают контуры тела, делая очертания животного менее четкими. С брюшной стороны цвет кожи белый или лимонно-желтый.

Гребнепалые гекконы держатся около кустарников, под которыми роют в песке норки, где скрываются днем, выходя на охоту в сумерки. Пищей им служат гусеницы, ночные бабочки и перепончато-крылые. Размножаются яйцами (немного меньшими, чем у сцинкового и каспийского гекконов, - 12 мм длины), покрытыми белой известковой скорлупой.

Замечено, что гребнепалые гекконы в поисках добычи взбираются на ветви кустарников, обвиваясь кончиком хвоста вокруг сучков, обеспечивая этим себе устойчивость. В связи с такой функцией хвоста у гребнепалых гекконов отсутствует автотомия, которая в данных условиях была бы отрицательным свойством, снижающим жизнеспособность вида в целом.

Сравнивая гребнепалого геккона с вараном и шилохвостом, учащиеся легко поймут, что у тех ящериц, в жизни которых хвост выполняет функцию, требующую особой прочности, отсутствие самокалечения является полезным приспособительным признаком. В результате естественного отбора хвост у этих видов получил необходимые полезные качества (мощность мускулатуры, подвижность, грубый кожный покров и т. д.).

Хамелеон, агама, игуана

Мы уже отмечали изменчивость окраски ящериц. У некоторых видов рефлекс на интенсивность освещения в виде изменения цвета кожи выражается очень резко. Так, например, в Московском зоопарке можно показать учащимся близкое к ящерицам животное - хамелеона (цв. табл. IV, 1). Настоящие хамелеоны обитают на деревьях в тропической части Африки (особенно на о-ве Мадагаскар) и в Азии, а в Европе встречаются только на юге Испании. Их приспособления к условиям жизни настолько замечательны, что умолчать о них было бы неправильно. Учащимся следует сообщить хотя бы две-три особенности хамелеона, и прежде всего рассказать о строении лапок в виде клешней (пальцы срослись в две противополагающиеся группы), которыми животное обхватывает ветки. Хвост очень цепкий и поддерживает туловище хамелеона, крепко обвивая сучки. В связи с этим у хамелеонов нет автотомии. Глаза вращаются во все стороны независимо друг от друга, благодаря чему животное, оставаясь неподвижным, находит себе пищу (насекомых), которую берет длинным липким языком, высовывающимся изо рта очень далеко. Будучи беззащитным, хамелеон спасается от врагов тем, что не делает никаких резких движений. Его крайняя медлительность, сочетаемая с покровительственной окраской тела, способствует выживаемости вида в целом.

Окраска тела этих животных очень изменчива. Она рефлекторно меняется не только под влиянием освещения, но и под влиянием того или иного состояния организма (возбуждения, голода и т. д.). Кожа хамелеона иногда кажется белой или желтой, в других случаях - черной. Обычный цвет животного зеленоватый; он гармонирует с цветом листвы, среди которой чаще всего держатся хамелеоны в природе. Возможность изменения окраски связана с перемещением в коже хамелеона разнообразных специализированных клеток (иризирующие клетки; клетки с кристаллами гуанина, преломляющими свет; с маслянистыми каплями желтого цвета; с зернами темно-коричневого и красноватого пигмента).

Помимо маскирующей окраски, к защитным приспособлениям хамелеона следует отнести способность в случае опасности надуваться и таким образом увеличивать объем своего тела, что обычно отпугивает врагов.

Изменчивость окраски кожи характерна и для одного из наших видов ящериц - степной агамы (рис. 50). Эта ящерица живет в степях и пустынях Предкавказья, Нижнего Поволжья и Средней Азии. Она питается насекомыми и их личинками, объедает также цветки и соцветия. Агамы живут парами и поселяются либо в вырытых ими норах (между корнями кустов), либо занимают старые, покинутые норы грызунов. Здесь они живут по нескольку лет и ревностно охраняют свою территорию от вторжения чужих. Самцы летом стерегут свой гнездовой и охотничий участок, забираясь для этого на ветки кустарников, откуда ведут наблюдение. Интересно, что агамы, убегая от опасности в направлении к норе, передвигаются на высоко приподнятых ногах, не касаясь земли ни брюхом, ни хвостом, хотя хвост у этих ящериц очень длинный. В природе агамы впадают на зиму в спячку, но при содержании в неволе (например, в условиях зоопарка), где они получают все необходимое для активной жизни (тепло, пищу и т. д.), бодрствуют.

Рис. 50. Агама степная

На ярком солнечном свете у агам рефлекторно изменяется невзрачная окраска на яркую. При этом самец и самка оказываются неодинаковыми по цвету кожи. Самец становится снизу темно-синим, с боков лиловым; хвост приобретает ярко-желтый оттенок с оливково-бурыми полосами. Самка же получает зеленовато-желтую расцветку кожи с четырьмя продольными рядами ржаво-оранжевых пятен. Следует обратить внимание учащихся (старших классов) на то, что физиология организма самца и самки после полового созревания оказывается настолько различной, что пигментация кожного покрова идет у них по-разному. Именно этим определяется появление полового диморфизма. В период линьки и в молодом возрасте агамы, естественно, не обнаруживают способности к изменению цвета кожи.

Помимо солнечного света, в изменении окраски агам имеет значение и нервное возбуждение. Так, например, если взять в руки эту ящерицу, то она начнет вырываться, стараясь освободиться от стеснения (рефлекс свободы). В это время можно наблюдать, как быстро изменится цвет ее кожи. Свойство агамы изменять окраску тела послужило поводом назвать ее "степным хамелеоном".

Изменчивы в своей окраске и некоторые американские ящерицы - игуаны. Один из видов даже получил название "хамелеона-игуаны" (Analis carolinensis). Внешностью игуаны напоминают агам, которых в Америке нет. Это - замещающие виды ящериц. Представляет интерес игуана зеленая, которая достигает 1,5 м длины (цв. табл. IV, 6). Она обитает в Бразилии, где охотнее всего придерживается зарослей по берегам водоемов. Эта древесная ящерица превосходно лазает по деревьям и прыгает с ветки на ветку. В случае опасности она прячется в воде, великолепно плавает и ныряет, обнаруживая способность долго оставаться под водой. Ярко-зеленая окраска тела с темными поперечными полосами делает игуану незаметной среди листвы.

Древесный образ жизни хамелеонов и игуан не только повлиял на образование зеленой окраски кожи, но и отразился на форме тела этих рептилий. Так, например, туловище и хвост у них сжаты с боков. При этом спина и брюхо образуют выступы в виде гребней, что придает им сходство с листьями или же с обломками сучьев. Своеобразная внешность в сочетании с маскирующей окраской делает этих рептилий малозаметными среди зарослей.

Хвост у игуан, как и у хамелеонов, закручивается вокруг ветвей, поддерживая устойчивость тела во время ветра или же резких движений. Выполняя такую функцию, хвост отличается большой прочностью и, если его насильно отломать, он не регенерирует. Здесь выявляется уже знакомая нам закономерность, отмеченная у варана, шипохвоста и геккона.

Круглоголовка ушастая

В пустынях Средней Азии водится круглоголовка ушастая (рис. 51). Она представляет собой прекрасный пример приспособленности к специфическим условиям жизни. Эта ящерица относится к семейству агам. Характерные места ее обитания - барханные пески, на которых она малозаметна, так как ее окраска тела очень хорошо гармонирует с общим фоном окружающей местности (под цвет песка). Цвет кожи у круглоголовки может быстро меняться в зависимости от цвета грунта. Это достигается изменением соотношения темных и светлых пятнышек на наружных покровах тела, отчего окраска становится то светлой, то темной. На светлых участках грунта у круглоголовки рефлекторно сокращаются темные пятна и увеличиваются светлые, а на темных наоборот. Замечено, что при понижении температуры воздуха круглоголовка темнеет, а при высокой температуре светлеет независимо от цвета грунта. Поэтому есть предположение, что изменение окраски тела в данном случае представляет собой особый способ теплорегуляции. Вместе с тем у круглоголовок можно наблюдать своеобразное поведение, препятствующее перегреву. В жаркое время суток они взбираются на гребни барханов (где прохладнее), высоко поднимаются на четырех ногах и крутят хвостом, создавая вокруг себя ветерок.

Рис. 51. Круглоголовка ушастая

Как показывает название ящерицы (круглоголовка), голова у нее имеет округлые очертания, а туловище похоже на округлый диск. Так как все тело несколько расширено и приплюснуто, то оно легко удерживается на поверхности зыбучего песка, не погружаясь в него. При передвижении ящерица также не утопает, потому что удлиненные пальцы на лапках имеют особые роговые гребешки, которые увеличивают их поверхность и препятствуют увязанию лапок в песке. Однако в случае необходимости круглоголовка может зарываться в песок, что она делает на ночь летом, уходя на отдых, а также в случае опасности. Возникает вопрос: как же при наличии приспособлений, препятствующих погружению в песок круглоголовка все же прячется в него? Дело в том, что по бокам туловища у нее расположена складка кожи, покрытая выступающими чешуями. Приплюснутый на всем протяжении хвост также покрыт по бокам чешуями с шипами, которые вместе с туловищной складкой образуют своеобразную бахрому. Встревоженная чем-либо, круглоголовка плотно прижимается к земле и быстро делает особые боковые движения из стороны в сторону. Одновременно мускулатура складок бахромы сокращается так, что чешуйки забрасывают песок на спину ящерицы, и она моментально погружается в толщу субстрата, как бы утопая в нем. Это - пассивно-оборонительная реакция круглоголовки. Не менее интересна и ее активнооборонительная реакция, которая выражается в устрашающей позе и движениях, отпугивающих врага. В углах рта у круглоголовки есть большая складка кожи наподобие ушей. Отсюда и название - круглоголовка ушастая. Застигнутая врасплох, она широкорасставляет распластанные задние ноги, приподнимает переднюю часть туловища и широко раскрывает рот; одновременно складки в углах рта расправляются, увеличивая поверхность пасти. При этом слизистая оболочка рта и кожи "ушей" от прилива крови приобретает ярко-красный цвет и делает внешность ящерицы страшной. К тому же круглоголовка быстро скручивает и раскручивает хвост, фыркает, шипит и совершает внезапные прыжки в сторону врага, обращая его в бегство (см. рис. 51).

Питается ушастая круглоголовка преимущественно жуками и их личинками, а также другими насекомыми (мухами, бабочками, саранчовыми и т. д.).

Ящурка быстрая

В среднеазиатских пустынях с более или менее развитой травянистой и кустарниковой растительностью обитает ящурка быстрая (рис. 52). В пределах Европейской части СССР она живет на открытых песках и на участках, расположенных вблизи воды. Особи этого вида питаются в природе различными мелкими членистоногими: насекомыми, пауками и др. Если личинка какого-либо насекомого ползает в толще песка, то на поверхности происходит смещение песчинок. Ящурка быстро реагирует на их движение и безошибочно отыскивает свою добычу, разрывая песок. Закапывание мучных червей в слой песка на дне террариума позволяет вызвать характерное смещение песчинок и наблюдать у ящурки ее своеобразный пищевой рефлекс. В природе этот рефлекс вначале возник как условный натуральный, но затем в ряду поколений он превратился в безусловный и вошел в состав инстинкта животного. Если в песок закопать издающих запах червей и прикрыть их так, чтобы они не могли привести в движение песчинки, то ящурка не может отыскать добычу. Это означает, что животное руководствуется не обонянием, а специфическим раздражителем - движением песчинок, которое служит ей сигналом пищи. Ящурка не реагирует также на шорох мучных червей, заключенных в пакетик. Она, будучи голодной, пробегает мимо, но не делает попыток освободить добычу и воспользоваться ею. Следовательно, обонятельные и звуковые раздражители оказываются индифферентными по отношению к описанному инстинкту ящурки.

Рис. 52. Ящурка быстрая

Представляет интерес способ, которым ящурка быстрая избегает в природе губительного перегрева. В самые жаркие часы дня (обычно в полдень) она залезает на кусты, где температура по сравнению с поверхностью земли бывает на 20°С ниже. Эта повадка наблюдается, как уже сказано, и у степной агамы. Опыт показал, что принудительное содержание ящурки на почве, нагреваемой солнцем до температуры выше 50°С, влечет за собой немедленную гибель этого животного, которое в указанных условиях не может прожить больше 5 минут.

На вопрос учащихся, какая разница между ящуркой и ящерицей, достаточно сообщить, что в систематическом отношении ящурки образуют особый род с иным, чем у настоящих ящериц, расположением чешуи и щитков. Это может быть установлено непосредственным наблюдением в уголке живой природы (рис. 53).

Рис. 53. Положение щитков и чешуи у ящериц (а) и ящурок (б)

Веретеница и желтопузик

Кроме обычных ящериц с хорошо развитыми конечностями, большой познавательный материал дают безногие виды, вполне доступные для содержания в уголках живой природы. Сюда относятся веретеница и желтопузик, которые входят в состав семейства веретеницевых.

Веретеница во взрослом состоянии достигает 45-50 см (рис. 54). Она обитает в лесах, ведя скрытый образ жизни. Ее можно обнаружить во время экскурсии в жаркие, солнечные дни среди лесного подстила, под старыми пнями, в валежнике, а после теплых дождей, в пасмурную погоду - на опушке леса или вблизи лесной дороги, где появились дождевые черви и моллюски. С виду веретеница похожа на змею, и трудно поверить, что это ящерица. Однако, как и у других ящериц, у нее есть подвижные веки и зачатки наружного слухового прохода (который не очень хорошо заметен). Веретеницы, подобно змеям, полностью утеряли конечности в связи с приспособлением к жизни среди камней, хвороста и в узких пространствах между корнями деревьев. В отличие от обычных ящериц они линяют, целиком сбрасывая надкожицу, но все же не так, как змеи. По наблюдениям И. П. Сосновского, разница состоит в том, что веретеницы освобождаются от старого покрова, стягивая его с головы к хвосту "гармошкой", тогда как у змей этот процесс происходит по типу выворачивания чулка или перчатки. Веретеницы сохранили характерную особенность ящериц: у них хвост от прикосновения обламывается и после самокалечения регенерирует. Интересно обратить внимание учащихся на опыт Фредерика, который осторожно подвешивал живую веретеницу за хвост (головой вниз). Она энергично извивалась, но хвост не отрывался. Как только экспериментатор касался кончика хвоста пинцетом, веретеница немедленно обламывала себе хвост обычным для ящериц способом. Таким образом, и здесь обнаруживается, что самокалечение - активный рефлекторный акт животного, а не результат кажущейся непрочности хвоста.

Рис. 54. Веретеница с новорожденным потомством

В порядке охраны природы учитель должен предостеречь учащихся от уничтожения веретениц, которые приносят пользу, питаясь слизнями, насекомыми и их личинками. Между тем широко распространено мнение, что веретеница - ядовитая змея. Ее часто называют медяницей. Она действительно немного похожа по металлическому блеску чешуи на змею-медянку, но и эта последняя безвредна, и ее по недоразумению считают ядовитой. Веретеница в северных районах живородяща, а в южных - яйцекладуща, что указывает на зависимость способа размножения от температуры окружающей среды. Окраска тела веретеницы изменчи* ва и соответствует преобладающему фону местообитания.

Желтопузик (рис. 55) обитает в Крыму, на Кавказе и в Средней Азии, где придерживается открытых мест. Его можно встретить в садах, на береговых откосах, в долинах. Он гораздо крупнее веретеницы (свыше 1 м), отличается от нее более светлой окраской в желтовато-бурых тонах.

Рис. 55. Желтопузик

У этого вида сохранились рудименты задних конечностей (в скелете - тазовый пояс и по бокам клоаки - пара маленьких сосочков). Указанный факт имеет большое значение для доказательства происхождения безногих пресмыкающихся от предков, имевших ноги, и хорошо согласуется с другим фактом: наличием рудиментов тазового пояса и бедра у некоторых змей (удавов). У желтопузиков наблюдается так называемая атавистическая регенерация хвоста (после автотомии). Восстановленная часть покрывается чешуей другого типа, напоминающей чешую веретеницы, что указывает на возврат к признакам далеких общих предков, давших начало семейству веретеницевых.

Желтопузик в природе питается грызунами, насекомыми, моллюсками. В неволе у него быстро вырабатывается условный рефлекс на белый цвет, если кормить эту ящерицу белыми мышами. В данном случае проголодавшийся желтопузик положительно реагирует не только на мышь, но и на всякий белый предмет, хотя бы отдаленно напоминающий добычу.

Как видно из изложенного материала, биология различных ящериц имеет много особенностей, интересных для изучения в школе.

Змеи

В филогенетическом отношении змеи представляют собой чрезвычайно своеобразную группу рептилий, которая произошла от общих предков с ящерицами. В отличие от них змеи характеризуются отсутствием конечностей. Если среди ящериц безногость является исключением, то у змей - это типичная особенность. Она возникла под влиянием условий жизни, в процессе приспособления к передвижению в густых зарослях, среди каменистых россыпей и в других местах, где выступающие в виде конечностей части тела служили препятствием. Современные змеи характеризуются полным пресмыканием тела, оправдывая название класса, к которому принадлежат (пресмыкающиеся!). Очевидным доказательством происхождения змей от предков, имевших ноги, служит тот факт, что у некоторых видов (например, удавов) сохранились в силу консерватизма наследственности рудименты таза и задних конечностей. Однако у большинства змей произошла полная утрата ног. Исчезновение конечностей сопровождалось перестройкой всего организма: удлинением тела, утерей ясного отграничения головы и хвоста от туловища; изменением в строении чешуи (особенно брюшных); развитием подвижности ребер, приводимых в движение особой подкожной мускулатурой, и т. д. Отсюда возникновение известного механизма передвижения, характерного для змей: "шагающие" ребра, упор брюшных чешуи в неровности почвы, извива-ние и скольжение тела по земле. Роль контакта тела с шероховатой поверхностью субстрата для успешного передвижения змеи хорошо видна из простого опыта. Если, например, ужа пустить на гладкий пол комнаты, то можно наблюдать беспомощность животного и затрату усилий без результата: уж ползет энергично, но почти остается на месте. Причина ясна: нет упора для отталкивания тела в направлении движения.

Полезно познакомить учащихся с топографией внутренних органов змей в связи с удлинением их тела. В кружковой работе следует практиковать вскрытие животных для сравнительного их изучения. Рассматривая вскрытого ужа, учащиеся могут убедиться в том, что изменения, которые происходят у животных под влиянием новых условий жизни, касаются не только внешних, но и внутренних органов. Так, например, у змей в результате удлинения и сужения полости тела произошло смещение и недоразвитие некоторых органов. Желудок ужа располагается по продольной оси тела и имеет вытянутую форму, легкие и половые железы (яичники и семенники) удлинились, располагаясь в узком пространстве грудобрюшной полости. При этом левое легкое и левый яичник обычно недоразвиты, их место занято органами правой стороны тела. Для выживаемости змей в условиях их существования имели значение характер и способ питания. У них появилась способность заглатывать сразу крупную добычу и надолго освобождаться от необходимости разыскивать пищу. Оставаясь в неподвижности (пока не закончится процесс переваривания и усвоения пищи), змеи не привлекают к себе внимания своих врагов, что выгодно для сохранения жизни. Проглатывание животных, по размерам и объему превышающих пасть змей, возможно благодаря подвижному сочленению частей ротового аппарата и прилегающих костей черепа, что способствует сильному растяжению стенок ротовой полости. Кроме того, отсутствие грудины облегчает раздвигание ребер в стороны во время прохождения пищи через кишечник. Прежде чем съесть свою жертву, большинство змей умерщвляет ее. Одни виды, обладая особыми ядовитыми железами, соединенными протоками сядо-выводящими зубами, кусают животное, которое погибает от действия яда (гадюка, кобра). Другие, не имея ядовитых зубов, набрасываются на свою жертву, обвивают кольцами тело и душат (питон, удав). Некоторые змеи преследуют добычу и схватывают ртом, удерживая ее зубами, а потом заглатывают живьем (водяной уж, желтобрюхий полоз). У многих видов змей наблюдается маскирующая окраска тела, которая делает их незаметными не только для врагов, но и для добычи, что особенно эффективно бывает в сочетании с неподвижностью в период покоя.

Любую змею легко отличить от безногой ящерицы по отсутствию барабанной перепонки и наличию неподвижных век, которые срослись у змей в виде прозрачной пленки, покрывающей глаза наподобие часового стекла. Эти морфологические особенности являются, по-видимому, защитными приспособлениями к пресмыканию среди мелких предметов (например, камней, сухих стеблей, корней), которые постоянно царапают тело змеи и могли бы повредить нежные органы - глаза. Хвост, который у змей начинается от анального отверстия, не обладает способностью самокалечения, или автотомии, характерной для ящериц. В этом можно убедиться, взяв ужа за хвост.

Видят змеи значительно хуже ящериц и пищу находят часто при помощи обоняния, нащупывая длинным раздвоенным языком следы животного. Широко распространено среди учащихся ложное мнение, что змеи имеют "жало", которое вонзают в тело жертвы, а затем впускают в ранку яд. Необходимо заменить этот предрассудок правильным представлением о роли языка как органа осязания и вкуса, связанного также с обонянием (как у ящериц). Слышат змеи плохо и, по-видимому, не так, как ящерицы. Опыты над молодыми гремучими змеями показали, что реакция на звуки разной частоты зависит от того, передаются ли они через воздух или через почву. Через воздух эти змеи воспринимают звуки низкой частоты (86 колебаний в секунду), а через почву - высокой (344 колебания в секунду).

Образ жизни змей зависит от того, питаются ли они сухопутными или же водными организмами, ночными или дневными животными. Активность змей совпадает в общем с активностью их добычи. Так, например, гадюка нападает на мышей и полевок по ночам, а водяной уж ловит рыбу днем. Змеи с ночным образом жизни отличаются от змей с дневной активностью тем, что имеют узкие зрачки глаз. Сравнивая различных змей на экскурсии в террариум зоопарка, надо обращать внимание учащихся на указанный признак, который является приспособительным и встречается не только у пресмыкающихся, но также у земноводных и млекопитающих.

В ходе эволюции змеи приобрели ряд приспособлений именно к тем условиям, под влиянием которых шло формирование их организма. Некоторые змеи в дальнейшем перешли в другие местообитания, но в силу консерватизма наследственности сохранили типичное строение тела. Так, например, в природе встречаются виды змей, обитающих в почве (слепозмейки), в пресной воде (водяной уж), в морской воде (пеламида), на деревьях (лесной уж - зипо). По мере роста змеи линяют, т. е. сбрасывают тесный роговой покров, под которым образуется к этому времени новый, соответствующий размерам животного. Во время линьки змеи инстинктивно стремятся проползать в узких пространствах, где они легко освобождаются от старой кожи, которая снимается чехлом (начиная с головы) по типу выворачивания перчатки, образуя так называемый выползок. Измеряя выползок, можно определить длину змеи, а повторяя эти измерения, - судить о темпах ее роста. Змеи так же, как и другие рептилии, прячутся на зиму в укрытия, впадая в спячку. В пустынях наблюдается, кроме того, летняя спячка как приспособление к перенесению временной бескормицы. В неволе при благоприятных температурах и хороших кормовых условиях змеи активны круглый год, вследствие чего их рост и развитие ускоряются.

Обычным представителем змей в школьных уголках живой природы бывает уж обыкновенный, иногда уж водяной, реже - полозы. Что касается ядовитых змей, то их содержат только в крупных зоопарках или демонстрируют на передвижных зоологических выставках (зве-ринцах).

Уж обыкновенный, водяной и древесный

Ужи относятся к неядовитым змеям.

Уж обыкновенный достаточно подробно описан в стабильном учебнике зоологии. На экскурсиях в природу могут быть встречены, кроме обыкновенных, водяные ужи. В связи с этим полезно обратить внимание учащихся на внешние отличия водяного ужа от обыкновенного (рис. 56). Характерным для последнего является присутствие желтых (иногда белых) пятен по бокам головы. Ужи водяные не имеют этих пятен, но в отличие от обыкновенных ужей спина их покрыта черными пятнами, которые расположены в шахматном порядке. Ужи обыкновенные имеют темную окраску, водяные же обычно бывают светло-серыми. Среди ужей бывают и альбиносы. Так, например, в 1960 году в Московском зоопарке содержали молодого ужа-альбиноса с красными глазами и нежно-розовой кожей. В естественных условиях он быстро был бы обнаружен врагами и съеден. Ранняя гибель альбиносов и является причиной того, что они редко встречаются в природе.

Рис. 56. Ужи: обыкновенный (а) и водяной (б)

Сравнивая водяного ужа с обыкновенным, можно убедиться, что первый больше связан с водой, чем второй, и лучше, быстрее плавает. Есть различие и в питании: водяной уж охотнее уничтожает рыбу, тогда как обыкновенный уж предпочитает лягушек, жаб и головастиков. Сравнение этих двух ужей - хорошая иллюстрация избирательности в питании разных видов, обусловленная ходом эволюции в различных условиях.

Интересные данные получены в Московском зоопарке по размножению и развитию ужей. Так, например, ужи в природе спариваются в мае, а молодые ужата выводятся из яиц в июле-августе. В зоопарке же они спариваются в сентябре-декабре, яйца несут в январе-феврале, а в марте из яиц (в инкубаторе) выводятся ужата. Если в природе развитие ужей в яйце продолжается до двух месяцев, то в инкубаторе оно длится только месяц. В природе новорожденные ужата весят 3-4 г и имеют длину 15 см, a в зоопарке они весят до 6 г и имеют длину 21 см. Ужи, выведенные в зоопарке, становятся половозрелыми в четыре раза быстрее, чем в природе (рис. 57).

Рис. 57. Новорожденный уж, выведенный в инкубаторе

Иногда учащиеся спрашивают о причине перемещения сроков размножения и ускорения развития ужей. Надо иметь в виду, что срок размножения зависит от времени рождения данного животного и скорости достижения им половой зрелости. И то и другое у рептилий в зоопарке изменилось в силу выпадения из их жизненного цикла зимней спячки при содержании в условиях благоприятной температуры и регулярного кормления. В уголках живой природы при желании можно получить аналогичные результаты.

Из других неядовитых змей мы остановимся на нескольких видах, представленных в коллекции рептилий Московского зоопарка и интересных в биологическом отношении. Здесь, в террариуме, можно видеть лесного ужа - зипо (цв. табл. IV, 2). Это - неядовитая змея Южной Америки, довольно крупных размеров (до 3 м). Держится она в кустарниках близ моря. По деревьям лазает быстро и ловко, хорошо плавает. Питается лягушками, птицами, ящерицами. Во время экскурсии следует обратить внимание учащихся на зеленую окраску тела ужа, которая в природе делает змею незаметной среди зеленой листвы. Большие глаза - приспособление к слабому освещению в местах обитания (густые заросли).

Полозы амурский и желтобрюхий

Близки к ужам крупные змеи - полозы. Интересен амурский полоз (рис. 58), который является самой крупной змеей в СССР (достигает свыше 2 м длины). Как и все полозы, неядовит. Встречается в самых разнообразных местообитаниях. Питается грызунами и птицами, сдавливая их кольцами тела. Перед линькой купается. В Китае амурских полозов держат в домах для борьбы с крысами и мышами.

Рис. 58. Амурский полоз

Желтобрюхий полоз (рис. 59) - тоже одна из самых крупных змей в СССР (до 2 м длины). Живет в степной полосе Европейской части Союза, в Крыму и на Кавказе. Крайне агрессивный, кусается. В движениях быстр и стремителен. Питается главным образом ящерицами, змеями, отчасти грызунами, иногда птицами. Добычу съедает прямо на ходу, не удушая, как это делает амурский полоз. Возможно, что это связано с характером преобладающей добычи (ящериц и особенно змей с удлиненным телом задушить трудно). На экскурсии в зоопарке можно видеть, что у этого полоза брюхо оранжевого оттенка. Отсюда название - желтобрюх. Оборонительная реакция выражается шипением и свертыванием тела в спираль.

Рис. 59. Желтобрюхий полоз

Удавы и питоны

Из неядовитых змей общеизвестны удавы и близкие к ним питоны.

Южноамериканский удав, которого можно увидеть в одном из больших террариумов Московского зоопарка, был привезен в Москву в 1947 году (рис. 60). В это время его длина была равна 80 см. В 1949 году, измерив его "выползок", установили, что удав уже достиг 3 ж длины, а в 1950 году - 3 м 76 см. Это был предельный рост, которого южноамериканские удавы в природе достигают на шестом году жизни. Здесь же, в зоопарке, он вырос за три года, т. е. в два раза быстрее. Это объясняется исключительно благоприятными условиями, созданными для змей в Московском, зоопарке. В течение круглого года удава содержали при достаточно высокой температуре (24-26°С). Находясь в тепле, удав принимал пиц^у и рос на протяжении всего времени. Он не впадал в спячку, и, следовательно, его рост не прекращался.

Рис. 60. Южноамериканский удав

Как показывает само название, удав душит свою добычу, сдавливая ее кольцами тела. Эта повадка типична и для питонов. Заслуживает внимания тигровый питон (цв. табл. IV, 3) - исполинская змея Индостана (до 4 м длины). У самок этого вида очень своеобразна забота о потомстве в форме инстинкта насиживания. Питон-самка собирает в кучу отложенные яйца и свертывается над ними так, что голова оказывается на вершине свода, образуемого телом над яйцами. Температура тела этой змеи во время насиживания на 10-15°С выше температуры окружающего воздуха. Когда змееныши вылупляются, забота о них прекращается.

Попав в неволю, тигровый питон быстро привыкает к человеку и становится ручным. В природе он питается различными мелкими млекопитающими, а в зоопарке его кормят кроликами и крысами. Маскирующая окраска питона и его неподвижность, пока он сыт, в природных условиях не привлекает к себе внимания тех животных, которыми он питается. Проходя мимо него много раз, они не замечают своего врага. Однако у проголодавшегося питона изменившийся состав крови создает ощущение голода, влияет на нервную систему, вызывая рефлекс нападения, и тогда питон начинает охотиться. В Московском зоопарке наблюдались случаи, когда голодный питон реагировал на приближение людей к стеклу террариума, но после кормления он снова становился безучастным ко всему окружающему. Если питона кормить только белыми кроликами и белыми крысами, то у него вырабатывается условный рефлекс на белый цвет движущегося предмета. В этом случае посетитель зоопарка в белом платье служит условным раздражителем, вызывающим у проголодавшегося питона рефлекс нападения. Этот рефлекс на воле выражается в обхватывании добычи и удушении ее. Причем наблюдается замечательное явление: питон так сжимает схваченное им животное, что ни одно ребро у добычи не бывает сломано. Эта инстинктивная повадка выработалась действием естественного отбора как полезная особенность, предохраняющая кишечный тракт от повреждения поломанными костями.

Другой вид - иероглифовый питон (рис. 61) - обитается добычей не крупнее зайца. В зоопарке его кормят кроликами. Поведение сходно с поведением тигрового питона.

Рис. 61. Иероглифовый питон

Наблюдая на экскурсии этих исполинских змей, учащиеся интересуются, какая же змея является самой крупной на земле. Следует иметь в виду, что рассмотренные питоны уступают по размерам только двум видам змей. Один из них - удав анаконда (рис. 62) из Южной Америки (до 11 м длины), а второй - сетчатый питон (рис. 63) из Индонезии (до 10 м). До войны в Московском зоопарке содержали сетчатого питона (свыше 8 м), которого на лето переносили в специальный домик со стеклянными стенами несколько взрослых мужчин. Кормили этого питона поросятами весом до 34 кг.

Рис. 62. Анаконда

В уголках живой природы вполне можно содержать нашего отечественного удава - карлика, который водится в Казахстане и известен под названием восточного удавчика (до 1 м). Это - мелкая разновидность степного удава, принадлежит к числу типичных обитателей пустыни. Окраска восточного удавчика гармонирует с цветом песка, в котором он зарывается днем. Ночью же он охотится на грызунов, удушая добычу кольцами тела (рис. 64). Воду удавчик совершенно не пьет, так как обмен веществ этого животного приспособлен к условиям безводной пустыни. Кроме зимней спячки, удавчик имеет и летнюю, как приспособление к летней бескормице. В зоопарке он активен круглый год, получает в пищу белых мышей, на цвет которых у него вырабатывается условный рефлекс.

Рис. 63. Сетчатый питон

Не следует насыпать на дно террариума толстого слоя песка, чтобы удавчик не зарывался в грунт.

Рис. 64. Восточный удавчик

Гадюка обыкновенная и гюрза

Когда произносят слово "змея", то прежде всего оно вызывает представление о ядовитой змее. Следует обратить внимание учащихся на то, что среди змей, как мы уже видели, существует немало мелких и крупных видов, которые абсолютно неядовиты (ужи, полозы, питоны, удавы). Но, с другой стороны, необходимо предостеречь их от слишком смелого обращения с обнаруженными в природе змеями, так как наряду с неядовитыми видами довольно часто встречаются и ядовитые.

К самым распространенным и общеизвестным ядовитым змеям относится гадюка обыкновенная (рис. 65). В пределах СССР она обычна в лесной полосе Европейской части и южной полосе сибирской тайги, вплоть до Сахалина. Типичным местообитанием ее можно считать смешанный лес с его высоким травостоем, а также влажные моховые болота. Встречается гадюка на просеках и гарях, поросших черникой, брусникой или покрытых кустарником. Местами она очень многочисленна, поэтому часто встречается во время экскурсий. Учащимся надо хорошо знать отличительные особенности гадюк.

Рис. 65. Гадюка

Наиболее характерным признаком можно считать зигзагообразную (реже волнистую) полосу почти черного цвета, которая тянется вдоль спины над хребтом. Общий же фон окраски тела весьма изменчив: он может быть пепельно-серым, зеленоватым, желтовато-бурым, темно-коричневым, почти черным. Самцы относительно более светлые, чем самки. Другим отличительным признаком гадюки служит более широкая, чем шея, задняя часть головы, вследствие чего она явственно отграничена от остального тела. На голове заметен и иксообразный рисунок. У гадюки зрачок щелевидный, что указывает на ночной или сумеречный образ жизни. К вечеру она становится активной и охотится на добычу. Пищей ей служат мышевидные грызуны, иногда лягушки, ящерицы, насекомые, а также яйца птиц, гнездящихся на земле. Гадюка обычно сначала кусает свою жертву, а затем отпускает, с тем чтобы потом найти ее труп по следу. Так как укушенное животное далеко не уходит и под воздействием проникшего в ранку яда быстро погибает, то гадюкам незачем преследовать добычу. На человека гадюка сама не нападает, если на нее не наступить и не дразнить. Потревоженная, она может укусить, однако яд ее для человека не так опасен, как яд других ядовитых змей. Укус гадюки болезненный, но смертность среди людей не превышает 10% от числа укушенных.

В отличие от ужа гадюка - змея яйцежи-вородящая. Она может поэтому существовать и за полярным кругом, и в высоких горах, и на холодных почвах болотистой местности. Именно эти суровые условия способствовали задержанию яиц в материнском организме гадюк до полного развития в них детенышей (рис. 66). Здесь мы наблюдаем приспособительный тип размножения, сходный с тем, какой имеют живородящие ящерицы и веретеницы, которые так же, как и гадюка, распространились далеко к северу.

Рис. 66. Молодая гадюка на руке

Из ядовитых змей, кроме описанной в учебнике зоологии гадюки, учащихся следует познакомить (во внешкольной работе) с несколькими другими видами, которых можно увидеть на экскурсии в зоопарке. Так, например, гюрза (рис. 67) - одна из самых крупных гадюк (до 2 м) - имеет ядовитые зубы длиной до 1,5 см. Она обитает в Северной Африке, Средней Азии, на Кавказе. Держится по берегам рек, а также в сухих степях и в пустынных горах. Уничтожает грызунов, ящериц, птиц. Ведет ночной образ жизни. Кусает гюрза внезапно; ее укус для человека очень опасен. На экскурсии в зоопарке можно рассмотреть вертикальный зрачок глаза и маскирующую окраску тела - сероватый тон кожи с пятнами. Гюрза, как и обыкновенная гадюка, укусив свою жертву, не преследует ее, а спустя некоторое время ползет по следу, пока не доберется до трупа животного, которое погибает под действием яда вскоре после укуса. Несмотря на сильный яд гадюк, они не гарантированы от поедания другими животными. Так, например, кроме ежа, гадюку может съесть без вреда для себя свинья. У этих животных, по мнению одних ученых, имеется естественный иммунитет к змеиному яду, другие же считают, что ежа предохраняет от укусов его ловкость при схватывании змеи и защита иглами, а у свиней - слой подкожного жира.

Рис. 67. Гюрза

Гремучая змея и щитомордник

Близки к гадюкам ядовитые змеи из семейства гремучников. Среди многих видов, обитающих преимущественно в Америке, следует остановиться на обыкновенной гремучей змее из США (рис. 68). Она типичный представитель семейства гремучников; на родине придерживается пустынных скалистых гор, окруженных травянистыми долинами, богатыми реками или ручьями. Эта довольно крупная змея (до 1,5-2 м длины) питается различными млекопитающими, птицами и земноводными. Днем она в зависимости от погоды либо греется на солнце, либо прячется от дождя в различных укрытиях (под камнями, в расщелинах скал, в норах грызунов). В сумерки и по ночам охотится, нападая на свою жертву, которую кусает и убивает сильным ядом. Ядовитые зубы достигают 3 см длины. Укус смертелен не только для мелких животных, но крайне опасен для крупных млекопитающих и для человека. Лошади и крупный рогатый скот избегают гремучих змей и убегают, как только заметят их. Однако свиньи не только не боятся, а наоборот, активно преследуют гремучих змей и, убив ударом ноги по затылку, охотно поедают их, оставляя нетронутой лишь голову, где расположены ядовитые железы. Укусы гремучей змеи для свиней не опасны, так как толстый слой сала защищает их от проникновения яда в кровь. Человек от яда гремучей змеи может умереть через 12 часов после укуса, если не предпринять медицинских мер.

Рис. 68. Гремучая змея

Гремучая змея насильственно занимает норы луговых собачек, бурундуков, крыс, мышей и даже береговых ласточек. В последнем случае змее приходится расширять нору, что она успешно выполняет, действуя головой, покрытой твердыми чешуями. Поселившись вместе с луговыми собачками в их норе, гремучая змея не только пользуется чужим жилищем, но и поедает новорожденных собачек.

У гремучей змеи имеется на конце хвоста особый орган - погремок, или гремучка. Он состоит из нескольких (редко более 15) конусообразных, входящих друг в друга подвижных роговых образований, из соединенных в сплошное кольцо чешуек двух последних сегментов хвоста. При линьке эти чешуйки не сбрасываются, а как бы нанизываются друг на друга, образуя погремок. Следовательно, гремучку надо рассматривать как видоизменение концевых чешуи хвоста. Он гремит или же звонко шуршит, когда хвостовые чешуйки, составляющие погремок, начинают вибрировать, совершая от 28 до 70 колебаний в секунду. Биологическая роль гремучки не совсем ясна. Возможно, что звук погремка имеет отпугивающее значение как своеобразный способ предохранения от затаптывания змеи крупными копытными (например, буйволами). Заслышав погремок, эти животные обходят змею стороной, или же убегают. Высказываемые предположения об использовании погремка для привлечения особей другого пола в период спаривания, очевидно, надо признать неудачными. Ведь все представители семейства гремучников отличаются недоразвитием слухового аппарата, и поэтому гремучие змеи не могут слышать (в обычном смысле слова). В связи с этой особенностью, вероятно, возникло в процессе эволюции компенсирующее приспособление - наличие на голове змеи и всех других гремучниковых по одной ямке,с каждой стороны (между глазом и ноздрей). Дно этих так называемых лицевых ямок выстлано тонкой кожицей, в которой разветвляются нервные окончания. При помощи этого органа гремучие змеи воспринимают малейшие колебания температуры воздуха (в пределах до 0,1°). Достаточно приблизиться к змее даже небольшому теплокровному животному, чтобы она почувствовала это. Таким образом, не шум или шорохи, а повышение температуры воздуха служат гремучей змее сигналом наличия вблизи нее добычи. При приближении опасности гремучая змея заранее уползает (пассивнооборонительная реакция), но, застигнутая врасплох, она набрасывается на врага и кусается (активнооборонительная реакция). Способ размножения гремучников - яйцеживорожде-ние, как и у гадюк. Осенью с наступлением похолодания гремучие змеи сотнями собираются в трещины скал и другие убежища, где свертываются в большие клубки и впадают в оцепенение до весны. При низких температурах обмен веществ у них сильно замедляется, но после пробуждения он, естественно, активизируется. Так как первое время в природе змеи не находят для себя пищи, то они обходятся без нее. Однако это не голодание, так как организм использует в это время накопившиеся еще с осени жировые запасы в области таза. Такое приспособление вполне отвечает условиям жизни гремучих змей.

Ближайшие родичи гремучих змей в нашей, фауне - щитомордники. Их голова покрыта крупными щитками (отсюда и название). Мы остановимся на одном только виде - палласовом щитоморднике (рис. 69). Он распространен от нижнего течения Волги и южного Заволжья, юго-востока Азербайджана и Закавказья до юго-восточных границ СССР, примерно до верхнего течения Енисея и на Дальнем Востоке. Щитомордник меньше гремучей змеи (до 75 см длины). Он обычен в степях и предгорьях Казахстана и Алтая. Его можно встретить на юге Урала и в Уссурийской тайге, в полупустынях, на равнинах и в горах. Здесь он питается грызунами, ящерицами, фалангами, многоножками. Придерживается сухих мест, где ведет ночной образ жизни. Окраска тела разнообразна в соответствии с разнообразием мест обитания. Подобно гремучей змее, щитомордник размножается яйцеживорождением. В сентябре - октябре самка рождает от 3 до 10 детенышей, которые тотчас же после освобождения от оболочек расползаются и ведут самостоятельную жизнь. Человек, укушенный щитомордником, как правило, выздоравливает через несколько дней. Однако лошади очень чувствительны к яду этой змеи и после укуса быстро погибают, если им не была оказана своевременно ветеринарная помощь. На юге Казахстана щитомордники вместе со степными гадюками - настоящий бич животноводства.

Рис. 69. Щитомордник палассов

Гремучие змеи редко попадают к нам в зоопарки, но щитомордники - довольно часто. На экскурсии в зоопарк учащимся следует рассказать, что щитомордник хотя и родич гремучей змее, но гремучки не имеет. Вместо нее у него на конце хвоста есть увеличенная чешуйка (рудимент погремка). На экскурсии полезно предложить учащимся рассмотреть треугольную форму плоской головы, отграниченной от шеи утонченной частью, вертикальный щелевидный зрачок, узоры на теле и ямки между глазами и ноздрями по бокам головы. Все эти признаки свойственны и гремучим змеям. При изучении внешнего вида щитомордника надо связать морфологическую характеристику этой змеи с анатомическими и биологическими ее особенностями, используя изложенные выше сведения.

Эфа и кобра

В СССР обитают, помимо гадюк, и другие ядовитые змеи. Так, например, из числа самых ядовитых видов следует обратить внимание на типичную для песчаных пустынь южной части Средней Азии (в пределах СССР) змею - песчаную эфу (цв. табл. IV, 5). Укус ее для человека смертелен.

Питается эфа грызунами и насекомыми. Обращают на себя внимание светлые тона в окраске тела (белые полосы), которые маскируют эфу. На голове - узор в виде креста. На экскурсии можно наблюдать оборонительный рефлекс змеи во время обслуживания терра-риумных помещений. При прикосновении к эфе у нее резко укорачивается туловище. Образующиеся при этом тесно прилегающие изгибы тела трутся друг о друга с характерным шорохом. Одновременно происходит поднятие головы в направлении врага. В природе эфа, спасаясь от врага, быстро закапывается в песок боковыми движениями тела и как бы утопает в нем. При ползании по песку эфа не имеет твердой опоры, поэтому у нее выработался особый тип (спиралевидных) движений, которые приспособлены к зыбучему субстрату.

Во время линьки эфа должна была бы испытывать затруднения, так как ей негде зацепить сползающую кожу. Однако и в этом случае она обнаруживает приспособительную повадку. Изогнувшись, линяющая эфа проползает передней половиной тела под задней. Когда кожа сдвинется с этой части, змея подтягивает заднюю половину под переднюю и, протянув ее, снимает оставшуюся на ней кожу. Эту своеобразную "операцию" у эфы открыл в Московском зоопарке В. В. Черномордников.

Другая очень ядовитая змея-кобра - водится в Индии. Ее называют иначе очковой змеей за своеобразный рисунок в виде колец по бокам головы (цв. табл. IV, 4). Кобры достигают 1,8 м длины. Их укус очень сильный, а яд для людей смертелен. Человек после укуса коброй нередко погибает через несколько часов, если не были приняты меры.

Пищей кобре служат земноводные, змеи, птицы, грызуны. В свою очередь кобру убивает и дочиста объедает небольшой зверек - пахиура (с крота ростом), который обитает в Южном Китае, а также дневная сова - кетупа. Не боится кобры и мангуст, который успешно справляется с этой змеей. У всех упомянутых животных организм невосприимчив к яду кобры.

У кобры ярко выражен активнооборонительный рефлекс в виде расширения шеи и стремительного броска в сторону врага, что можно наблюдать и в зоопарке.

Приближаясь к стеклу передней стенки террариума, где помещаются кобры, можно увидеть, как кобры раздвигают шейные ребра и принимают угрожающую позу. Если кобры недавно пойманы и еще дикие, то они энергично набрасываются на приблизившегося человека, но ударяются концом морды в стекло. Испытывая каждый раз боль от удара, кобры с течением времени перестают нападать, так как стеклянная стена становится для них отрицательным условным раздражителем, связанным с безусловным болевым. Но и в этих условиях кобры продолжают принимать угрожающую позу. Несмотря на такую стойкую агрессивность, среди кобр попадаются экземпляры, склонные к приручению. В Московском зоопарке до войны жила кобра, которую можно было брать в руки. В неволе этих опасных змей кормят белыми мышами, но они также охотно поедают лягушек и вьюнов. Кобры, живущие в Московском зоопарке, относятся к особому подвиду, обитающему в СССР (в Южной Туркмении). У них на расширенной части шеи нет рисунка, характерного для типичных "очковых" змей Индии.

Стрела-змея и ящеричная змея

Есть среди ядовитых змей и такие, которые практически для человека не представляют опасности, так как их ядопроводящие зубы сидят глубоко в пасти на задней части верхнечелюстной кости. Следовательно, эти змеи не могут укусить человека так легко, как, например, гадюка, гюрза или кобра, у которых ядопроводящие зубы расположены на передней части верхнечелюстной кости. Мы рассмотрим только два вида, имеющие интересную биологию. Так, например, стрела-змея (рис. 70), достигающая длины около 1 м, водится в песчаных и глинистых пустынях Средней Азии (встречается также на Кавказе), Желтовато-серая окраска тела с продольными пятнами и полосами темного цвета делает эту змею малозаметной особенно на некоторых грунтах полынной полупустыни и в лессовых предгорьях, где ее можно нередко встретить. Убежищем для стрелы-змеи служат различные углубления в почве и норы грызунов. Движения этой змеи необычайно стремительны, они оправдывают данное ей название - "стрела". Эта особенность сложилась под действием естественного отбора в связи с тем, что основная и единственная пища стрелы-змеи - подвижные, юркие ящерицы. Поймать такую добычу нелегко, а удержать еще труднее. Как приспособление к условиям питания у стрелы-змеи выработалась повадка сначала душить настигнутую жертву кольцами тела, а затем уже кусать. От укуса ядовитыми зубами ящерица погибает через несколько секунд. На добычу стрела-змея охотится днем. В связи с этим глаза имеют круглые зрачки. Преследуемая человеком стрела-змея уползает чрезвычайно быстро, легко взбирается на ветви кустарников, где и прячется.

Рис. 70. Стрела-змея

В июне - июле самки откладывают от 2 до 6 удлиненных яиц, из которых в июле - августе появляются молодые. Естественно, стрела-змея приносит вред, уничтожая ящериц, польза которых довольно значительна (насекомоядность). В то же время кожа убитой змеи может быть использована для выделки шкурок, идущих на изготовление мелких вещей.

Представляет интерес и другой вид - ящеричная змея (рис. 71), которая также для человека неопасна. Достигает она в длину 2 м; обитает в пустынных сухих степях Средиземноморья (в СССР - на Кавказе и в районе Черных земель), где придерживается каменистых мест; иногда ее можно встретить днем в активном состоянии на валах оросительных канав и в садах. На экскурсии в Московском зоопарке, где эта змея содержится в террариуме, следует обратить внимание учащихся на круглые зрачки глаз и однотонный (без пятен) серый цвет тела. Полезно сравнить окраску молодых экземпляров с окраской старых. Оказывается, что молодые ящеричные змеи имеют темный пятнистый рисунок на коже, что свидетельствует о более позднем эволюционном приобретении этим видом змей типичного серого цвета (в онтогенезе повторяется филогенез). Питаются взрослые ящеричные змеи, как показывает их название, ящерицами, а также змеями, птицами, грызунами; молодые особи - кузнечиками, жуками и другими насекомыми. Исследованиями установлено, что на юго-востоке калмыцких степей ящеричные змеи усиленно истребляют степных гадюк, явно предпочитая их юрким ящуркам, которые значительно активнее сопротивляются, чем медлительные гадюки. В результате численность этих вредных для животноводства змей здесь резко снизилась. По-видимому, ящеричных змей целесообразно акклиматизировать в подходящих для них (по климатическим и экологическим условиям) районах, где наблюдается ощутимый вред животноводству от гадюк.

Рис. 71. Ящеричная змея

У ящеричной змеи пищевой рефлекс выражается так же, как и у стрелы-змеи, т. е. в обхватывании добычи кольцами своего тела, а затем в умерщвлении ее укусом ядовитых зубов, расположенных далеко в глубине пасти. В связи с таким положением ядовитых зубов ящеричная змея, подобно стреле-змее, вынуждена прибегать к предварительной фиксации своей жертвы. Таким образом, ее повадки, как и повадки стрелы-змеи, представляют собой комбинацию манеры нападения удавов с повадками ядовитых змей, кусающих добычу ядовитыми зубами.

В случае опасности ящеричная змея выражает свою оборонительную реакцию продолжительным и громким шипением. В неволе она со временем привыкает к человеку. В зоопарке у нее вырабатывается условный пищевой рефлекс на кормящего служителя, к которому она приближается и берет корм из рук.

Сравнивая повадки разных видов змей, следует подвести учащихся к выводу, что способ овладения добычей зависит у змей от особенностей тех животных, которыми они питаются, а также от наличия или отсутствия ядовитых зубов и их положения в пасти у самих змей.

Черепахи

Черепахи принадлежат к древней группе пресмыкающихся, которые сохранились в природе до наших дней. Как показали палеонтологические исследования, ископаемые формы черепах имели зубы, но впоследствии их утеряли. Современные черепахи обладают крепкими челюстями, покрытыми роговыми чехлами с острыми режущими краями. Панцирь, состоящий из двух щитов, защищает уязвимые части тела черепахи, обеспечивая им выживание наряду с более совершенными позвоночными животными. В связи с тем что ребра у черепах входят в состав верхнего щита, грудная клетка у них остается неподвижной во время дыхания. Вдох и выдох осуществляется так же, как у земноводных: путем последовательного опускания и поднятия дна ротовой полости (см. дыхание у жабы, стр. 119). Здесь мы наблюдаем конвергентное сходство приспособления в механизме дыхания у представителей двух различных классов (земноводных и пресмыкающихся), вызванное в одном случае (у лягушек и жаб) отсутствием ребер, а в другом (у черепах) слиянием их с верхним щитом. Практически в обоих случаях дыхание происходит без участия грудной клетки. Здесь следует отметить, что механизм дыхания у черепах наряду со сходством все же имеет и отличие по сравнению с жабами и лягушками. В акте дыхания у черепах помимо ротовой полости, выполняющей роль насоса, принимают участие также шея и конечности. При их вытягивании из панциря легкие расширяются и наполняются воздухом, а при втягивании, наоборот, сжимаются и опоражниваются.

Поведение черепах не отличается большой сложностью. Особенно интересны у них оборонительные рефлексы (пассивные и активные), которые описаны ниже при характеристике отдельных видов. Из инстинктов обращает на себя внимание забота о потомстве у болотной черепахи. Условные рефлексы довольно разнообразны.

В экспериментальных условиях у черепах можно выработать различные условные рефлексы (положительные и отрицательные) с дифференцировочным торможением. Так, например, в опытах академика А. Е. Асратяна с болотной черепахой удалось заставить ее поднимать лапу в ответ на звуковой или световой сигналы, которые перед этим сочетались с безусловным раздражителем - пропусканием электротока через ногу. Если применять высокий тон звука, сопровождая его ударом электрического тока, а низкий тон без этого, то черепаха через некоторое время начинает отличать низкий тон от высокого и по-разному на них реагировать: поднимать лапу только в ответ на высокий тон. Этот условный двигательный рефлекс угасает (хотя и с трудом), если прекратить подкрепление звука электротоком. Академик А. Е. Асратян показал, что условнорефлекторная деятельность черепахи тесно связана с головным мозгом. Если удалить у нее средний мозг, то все выработанные перед операцией условные рефлексы исчезают и не могут быть вновь восстановлены. Некоторые другие опыты показали, что черепахи хотя и способны отличать один цвет от другого (например, белый от черного), но не в одинаковой степени могут дифференцировать различные сочетания. Так, например, если на один картон нанести чередующиеся друг с другом черные и белые полосы в горизонтальном направлении, а на другой картон такие же полосы в вертикальном направлении, то черепахи вырабатывают положительный условный рефлекс на тот картон, показ которого подкрепляется безусловным раздражителем. Точно так же они хорошо дифференцируют рисунки на черных картонах в одном случае с узкими белыми полосами, а в другом - с широкими. Однако усложнение опыта уже не дает положительных результатов. Это видно из того, что черепахи не могут отличить один от другого два картона с нанесенными на их черный фон неодинаковыми белыми фигурами, а именно: на одном - звезды, а на другом - креста.

Иеркс, проводя опыты с американским видом пресноводной черепахи, выявил способность черепах путем тренировки сокращать время на прохождение кратчайшим путем к своему гнезду через лабиринт с тупиками. Все это указывает на некоторую способность черепах к ориентировке в окружающей обстановке как биологически полезную особенность, повышающую их выживаемость в естественных условиях при усложнении ситуации.

В природе известны сухопутные, пресноводные и морские виды черепах. Водных и сухопутных черепах часто содержат в школьных уголках живой природы.

Болотная и степная черепахи и близкие к ним виды

В познавательных целях целесообразно предложить учащимся сравнить особенности строения и поведения двух видов черепах: болотной (т. е. речной) и степной.

Болотная, или речная, черепаха (рис. 72) живет в низовьях Днепра, Днестра, Дона, Волги и Урала, в Крыму, на Кавказе, предпочитая стоячие или медленно текущие воды. Близость водоема для нее необходимое условие жизни. В неволе эту черепаху надо содержать в террариуме с небольшим бассейном.

Рис. 72. Болотные черепахи

Степная черепаха обитает на суше в полупустынях Средней Азии и в водоеме не нуждается. В неволе ее можно содержать в любом помещении.

Пища болотной черепахи - различные водные обитатели (рыбы, лягушата, черви и т. д.), которых она настигает в воде и здесь же под водой съедает, предварительно разорвав на куски своими острыми когтями. Эта черепаха глотает добычу, запивая ее водой. В неволе она отказывается брать корм на суше, поэтому ей необходимо дать возможность погрузиться в какой-либо сосуд с водой (например, в таз или в цементированный бассейн), куда бросают корм: куски мяса, дождевых червей, рыбу.

В отличие от болотной степная черепаха питается в природе сочными растениями, т. е. поедает неподвижную пищу, которую она находит в изобилии только весной. Эта черепаха может жить без воды, так как она использует влагу поедаемых растений. В уголке живой природы степную черепаху поить водой не приходится: она ее не пьет. Зато необходимо кормить сочной травой, резаной капустой, морковью, свеклой. Степные черепахи берут корм прямо с лоточка или из кормушки, на которую у них вырабатывается условный пищевой рефлекс (рис. 73). С наступлением летней засухи, а также зимних холодов степная черепаха у себя на родине впадает в спячку и переносит период бескормицы в состоянии пониженной жизнедеятельности, зарывшись в землю.

Рис. 73. Степная черепаха в неволе

В отличие от нее болотная черепаха спит только зимой, зарывшись в ил водоема.

В неволе черепах можно содержать в теплых помещениях, и в этих условиях при регулярном и обильном кормлении они бодрствуют круглый год.

В процессе исторического развития действием естественного отбора каждый вид черепах приобрел свои особенности строения и поведения, которые обеспечивают им выживание в специфических условиях существования. Например, болотная черепаха имеет сплюснутое тело, так как ее спинной щит довольно сильно уплощен, что вместе с плоским брюшным щитом способствует рассеканию воды при нырянии. В отличие от этого спинной щит степной черепахи более выпуклый и придает ей форму тела, непригодную для передвижения в воде.

Темная окраска панциря болотной черепахи делает ее малозаметной на фоне дна водоема, где она подстерегает свою жертву. Окраска же панциря степной черепахи более подходит к колориту пустыни, что часто спасает ее от хищников. В обоих случаях тип маскирующей окраски связан с особенностями местообитаний каждого вида черепах.

Сплюснутое между щитами тело болотной черепахи легко преодолевает сопротивление воды, а кожистые перепонки на ногах облегчают ей плавание. Степная же черепаха не имеет плавательных перепонок; плавать она не может и, брошенная в воду, камнем опускается ко дну.

Когти болотной черепахи тонкие и острые; ими она разрывает на куски добычу, крепко схваченную роговыми беззубыми челюстями. Когти же степной черепахи тупые и широкие, приспособленные к роющим движениям лап, которыми она углубляется в грунт.

Болотная черепаха проворна и ловка в движениях, особенно в воде; она нападает на подвижную добычу. Степная же черепаха, наоборот, неуклюжа и медлительна, не спеша ползает по суше, рефлекса нападения не имеет, так как питается растениями.

Все эти различия находятся в полном соответствии с особенностями жизни каждого вида в природе и хорошо заметны при содержании черепах в неволе, отражая собой закон единства органической формы и необходимых ей условий жизни.

У черепах (степной или болотной) легко демонстрировать защитную реакцию в виде безусловного пассивно-оборонительного рефлекса. Достаточно прикоснуться к голове, лапам или хвосту черепахи, чтобы она немедленно втянула бы их в панцирь. У ручных черепах безусловный рефлекс выступает значительно ярче, и потому подобная демонстрация вполне доступна непосредственно на занятиях в уголке живой природы. У черепах же, находящихся в диком состоянии, пассивнооборонительный рефлекс связан в значительной степени с рядом условных раздражителей, воспринимаемых черепахами через органы зрения.

Так, например, дикая черепаха, находясь в уголке живой природы, первое время заранее прячет голову в панцирь при виде приближающейся руки или даже падающей от нее тени, не допуская прикосновения к себе. У ручных же черепах условные рефлексы на сигналы опасности ослаблены, заторможены или полностью угасли, так как за ними не следовали какие-либо разрушительные действия. Вот почему к ручным черепахам необходимо применять более сильный безусловный раздражитель (прикосновение), чтобы заставить их обороняться, т. е. прятать все уязвимые выступающие части тела в панцирь. Казалось бы, что при наличии панциря пассивный оборонительный рефлекс черепах надежно обеспечивает им безопасность. В действительности это далеко не так. Если у болотной черепахи есть дополнительная возможность скрыться от врагов, нырнув в воду, то степная черепаха всегда остается на виду, особенно когда нет поблизости травяной растительности, куда бы она могла спрятаться. В таких условиях ее повадка втягивать в панцирь голову, ноги и хвост, оставаясь неподвижной, не всегда гарантирует спасение от гибели. Так, например, известно, что крупные орлы и ягнятники во время парения в воздухе с большой высоты замечают своими зоркими глазами степных черепах и, опустившись на землю, хватают мощными лапами жертву, поднимают высоко в воздух, а затем бросают на каменистую поверхность пустыни. Черепахи разбиваются, их щиты разламываются, и хищники получают возможность растерзать мягкие части тела. Что касается болотных черепах, то и они часто гибнут на зимовках от выдр. Таким образом, здесь мы имеем пример относительной приспособленности, который покажет учащимся, что в природе нет чудесной целесообразности, на которую ссылаются верующие люди как на доказательство мудрости творца мира, т. е. бога. Учителю следует возможно чаще обращать внимание учащихся на подобные факты, имеющие антирелигиозное значение.

Интересно отметить, что болотные и степные черепахи, если их содержать при комнатной температуре и регулярно кормить, спариваются в неволе зимой, а не весной, как в природе. Полезно при этом проследить, как черепахи проявляют заботу о потомстве, подготавливая благоприятные условия для развития яиц.

В начале мая приступает к размножению сухопутная черепаха, которая делает в песке неглубокую ямку и, отложив в нее 3-5 шарообразных яиц, покрытых белой известковой скорпулой, зарывает их задними лапами. Если в ящик, где содержат черепаху, не будет насыпан песок, то она отложит яйца прямо на положенную на пол траву, совершая затем копательные движения ногами. Такие действия черепахи послужат иллюстрацией относительной целесообразности врожденных форм поведения и покажут учащимся, что инстинктивные движения черепахи в данном случае лишены смысла, но в естественных условиях они были бы ей полезны.

В июне болотная черепаха также отыскивает удобное место на песчаном грунте, увлажняет его водным содержимым анальных мешков и роет ямку. Сначала животное действует хвостом, прижимая его конец к земле и совершая вращательные движения туловищем. Затем, когда образуется конусообразное углубление, черепаха увеличивает ямку задними конечностями, выгребая песок (или землю) попеременным движением своих лапок. Отложив в ямку 8--12 покрытых твердой скорлупой яиц, она закрывает углубление землей и заглаживает как утюгом выступы почвы движением брюшного панциря. На этом забота о потомстве заканчивается, и в дальнейшем самка не заботится о вылупившихся из яиц детенышах.

Вылупление черепашек происходит обычно в конце лета. Если во время экскурсии к водоему на поверхности воды окажутся плавающие рыбьи пузыри, то на них надо обратить внимание учащихся и сообщить, что здесь водятся болотные черепахи. Они наносят иногда значительный урон рыбным запасам. Подплывая снизу, эти хищники хватают рыб своими острыми роговыми челюстями за брюхо, а затем когтями разрывают тело на части. При этом нередко плавательный пузырь освобождается и всплывает на поверхность воды.

Кроме степных и болотных черепах, в уголках живой природы часто содержат близкие к ним виды, встречающиеся на территории СССР. Из сухопутных - это греческая черепаха (рис. 74), которая отличается от степной тем, что имеет на передних ногах по одному лишнему когтю (вместо четырех - пять). Она водится на Кавказе, летом не впадает в спячку, а в остальном похожа на степную черепаху. Интересно отметать пассивнооборонительную реакцию греческой черепахи. В случае опасности она мгновенно прячется в) колючие заросли и практически (становится недоступной для хищника. Из водных черепах близка к болотной каспийская черепаха, которая обитает не только в пресных водоемах, но и в морской воде на побережье Каспийского моря, где она ловит рыбу (рис. 75).

Рис. 74. Греческая черепаха

В неволе все эти черепахи хорошо выживают и служат ценными объектами для наблюдений. Одна из болотных черепах прожила у автора книги свыше семи лет в домашних условиях (на Украине) и затем была выпущена в Москву-реку (близ Кунцево).

Рис. 75. Каспийская черепаха

Дальневосточная черепаха

Особый интерес для учащихся представляет китайская, или дальневосточная, черепаха, которая в еще большей степени, чем болотная, приспособлена к водному образу жизни (рис. 76). Она обитает у нас в Уссурийском крае (в бассейнах рек Уссури, Сунгари и на озере Ханка). В Московском зоопарке ее содержат в террариуме с водоемом, где эта черепаха проводит почти все время, погрузившись в воду.

Рис. 76. Дальневосточная черепаха

Наблюдая за поведением дальневосточной черепахи, можно установить, что под водой она способна держаться без вреда для себя по 10-15 часов. Такая способность связана с тем, что в глотке этой череггахи имеются нитевидные разветвления слизистой оболочки с большим количеством кровеносных сосудов. Это орган дополнительного дыхания кислородом, растворенным в воде, что необходимо черепахе в условиях ее существования. Интересная особенность дальневосточной черепахи - мягкий кожистый щит без роговых пластинок и мягкий хоботок на конце морды. В центре щита есть костная пластинка, покрытая кожей. На лапах по три шиловидных длинных когтя. Глаза маленькие, окраска грязно-оливковая маскирующего типа. Все это доступно для наблюдения во время экскурсии в зоопарке.

В природе дальневосточная черепаха ведет ночной хищный образ жизни, прекрасно плавает, покрывая большие расстояния. В воде она охотится на рыбу, моллюсков и других животных, которых подстерегает, зарывшись в илистое дно. В воде спасается от преследования и здесь же, в воде, проводит зиму, зарывшись в ил, где остается с октября по май. В июне дальневосточная черепаха размножается. Забота о потомстве выражается в том, что самка вырывает на песчаной отмели ямку, откладывает в нее от 30 до 70 яиц, а затем засыпает их песком, слой которого достигает 8 см. Через 1,5-2 месяца из яиц вылупляются молодые черепашки, которые сразу же начинают вести самостоятельный образ жизни.

В зависимости от обстоятельств оборонительные рефлексы у дальневосточной черепахи проявляются различно. В природе она обычно долго греется на солнце возле берега, при приближении человека или животного стремительно ныряет в воду (пассивнооборонительный рефлекс), но, застигнутая врасплох, шипит и старается укусить (активнооборонительный рефлекс). В крайних случаях, лишенная возможности скрыться под воду, она закапывается в песок. В неволе дальневосточная черепаха держится по отношению к человеку агрессивно (если ее беспокоить).

В зоопарке дальневосточная черепаха активна круглый год, получая регулярно корм в виде живой рыбы. Будучи хищником по способу питания, она кусается, крепко схватывая челюстями добычу и разрывая ее острыми когтями. Опасна для человека, неосторожно взявшего ее в руки (может откусить палец как щипцами-кусачками). Если раздраженной черепахе дать укусить толстый железный стержень, то на нем останутся заметные следы от челюстей в виде зарубок. Такая мертвая хватка помогает этому животному удерживать скользкое тело рыб, которыми она питается в природе.

Как видно из приведенной характеристики дальневосточной черепахи - это прекрасный объект для демонстрации приспособленности к среде обитания и образу жизни, которая является выражением закона единства органической формы и необходимых ей условий существования.

Крокодилы

В эволюционном отношении крокодилы интересны тем, что являются прямыми потомками древних мезозойских пресмыкающихся, имевших черты более высокой организации (псевдозухии). У крокодилов по сравнению с другими рептилиями произошло дальнейшее усовершенствование сердца, которое полностью разделено на два изолированных предсердия и два желудочка. Однако по-прежнему артериальная кровь смешивается с венозной (за пределами сердца), что мешает стать этим животным теплокровными. Это происходит потому, что хотя спинная аорта у крокодилов уже не образуется от слияния обеих дуг, а является продолжением правой, но левая дуга остается связанной с правой через анастомоз и нарушает полную изоляцию артериальной крови от венозной. Легкие у крокодилов развиты гораздо лучше, чем у других рептилий, а строение зубов имеет много общего с зубами млекопитающих: каждый зуб сидит в лунке и сменяется по мере изнашивания новым.

Современные крокодилы ведут водный образ жизни, населяя пресные водоемы тропических стран. Из существующих видов самый крупный - нильский крокодил (до 10 м) - обитает в Африке. Из азиатских видов наиболее известен гавиал (свыше 4 м), живущий в реках: Индии. В Северной Америке обитает миссисипский аллигатор (до 5 м), а в Южной - кайманы (от 2 до 6 м).

С наступлением засушливого периода крокодилы зарываются в ил и впадают в спячку.

Однако причины, побуждающие к этому, могут быть различными. Так, например, аллигаторы впадают в оцепенение под влиянием похолодания, а кайманы - под влиянием жары и сухости, лишающей их пищи.

Все крокодилы по способу питания - хищники. Условия жизни в воде способствовали выработке у них замечательного приспособления в строении ротовой полости, которое позволяет захватывать пищу в воде и при этом дышать с открытой пастью, не захлебываясь. Речь идет об особой складке - небной занавеске (перед глоткой) и вторичных хоанах, при помощи которых носоглоточный проход сзади сообщается с глоткой. Мешковидные расширения легких содержат запас воздуха, поэтому крокодилы могут оставаться длительное время в толще воды, не выставляя голову над ее поверхностью. Пальцы задних ног крокодилов соединены плавательной перепонкой. Все это - приспособления к водному образу жизни.

Миссисипский аллигатор

В некоторых зоопарках СССР можно показать учащимся миссисипских аллигаторов (рис. 77). Эти рептилии - яркий пример единства органической формы и ее условий жизни.

Рис. 77. Миссисипский аллигатор

В Московском зоопарке аллигаторов содержат в общем водоеме по нескольку экземпляров. Через стеклянную стенку огромного аквариума-террариума они видны в воде и на "берегу". При наблюдении за ними обращает на себя внимание разрез рта (волнистая линия) и крупные зубы, изобличающие хищников. В природе нападают на рыбу, а также на птиц и мелких млекопитающих, приближающихся к берегам рек на водопой. Погрузившись в воду, аллигаторы подстеригают свою добычу.

Хвост аллигатора сжат с боков, а голова и туловище сплюснуты сверху вниз. Это - приспособления к передвижению в воде. Когда аллигатор погружается в воду, то видно, как при этом его глаза уходят в глубокие глазные впадины, а ноздри и ушные отверстия замыкаются складками кожи в виде клапанов. Глаза, ноздри и ушные отверстия аллигатора расположены в одной плоскости (на одном уровне). Полезно предложить учащимся сравнить расположение глаз и ноздрей у аллигаторов с таковым у озерной лягушки. Нетрудно понять причину сходства: относительно сходные условия жизни этих животных различных классов привели к однотипным приспособлениям. Здесь мы имеем явление конвергенции (схождение признаков). Следует обратить внимание на передвижение аллигаторов по суше и в воде. На берегу водоема они передвигаются медленно, но туловище не волочат, а приподнимают его над землей довольно высоко. Следовательно, не все пресмыкающиеся "пресмыкаются". Будучи неуклюжими на суше, аллигаторы в воде становятся ловкими пловцами. Пищу они берут только в воде, но, схватив брошенную в бассейн рыбу или кусок мяса, тотчас высовывают голову и проглатывают корм над водой.

При содержании в неволе у аллигаторов вырабатывается условный рефлекс на кормящего служителя, к которому привыкают и отличают от посторонних. Если в помещение (клетку) войдет чужой человек, то он вызывает у крокодилов своим появлением активнооборони-тельную реакцию.

Самый крупный аллигатор, живший в Московском зоопарке, имел длину более трех метров и весил около двухсот килограммов. Он съедал два-три килограмма мяса или рыбы в день. Когда аллигаторы голодны, то погружаются в воду и делают поисковые движения головой; они поводят то вправо, то влево своей длинной мордой, отыскивая пищу.

Если аллигаторам бросить в воду очень крупный кусок пищи, например тушку большого кролика, с которым один крокодил справиться не в состоянии, то можно наблюдать интересное явление. Заметив добычу, схваченную одним из аллигаторов, другой вцепляется зубами в тот же кусок и тянет его к себе. Если силы оказываются равными, то соперники, не выпуская добычи, погружаются в воду и, вытянув вдоль туловища лапы, начинают быстро вращаться вокруг своей оси (один в одну сторону, а другой в противоположную). В результате схваченная с двух сторон тушка скручивается спиралью и разрывается примерно посередине. Захватив свой кусок, каждый аллигатор быстро высовывает голову над водой и проглатывает доставшуюся ему половину добычи. Вероятно, описанный способ "дележа добычи" надо рассматривать как приспособление к освоению крупной жертвы сразу несколькими аллигаторами, которые обычно в природе держатся группами и совместно охотятся. В Московском зоопарке такое поведение аллигаторов неоднократно наблюдалось каждый раз, когда применялось кормление крупными кусками пищи (по данным И. П. Сосновского).

Как строение, так и поведение аллигаторов отражают единство их организма с условиями жизни, обеспечивая выживаемость этих животных в характерной для них водной среде обитания, где они находят себе необходимую пищу.

Во время экскурсий учащиеся могут иногда наблюдать активнооборонительный рефлекс у миссисипских аллигаторов. Когда служительница входит с метлой в вольеру для уборки помещения, крокодилы рычат и раскрывают зубастую пасть, ориентируя ее по направлению к человеку. Вместе с тем в силу выработавшегося у них отрицательного условного рефлекса на метлу аллигаторы выходят из бассейна на берег в дальний угол вольеры, не дожидаясь, пока их к этому принудят взмахами метлы. Здесь уже налицо пассивнооборонительный рефлекс.

Обсуждая поведение этих животных, полезно сообщить учащимся девятых классов следующее. На разных этапах своего индивидуального развития аллигаторы в зоопарке по-разному реагируют на воздействия окружающей среды.

Так, например, молодые экземпляры (до 1 м длины) при появлении служителя в помещении, т. е. при наступлении мнимой опасности, обнаруживают пассивнооборонительную реакцию (убегают), так как они еще не могут противостоять врагам. Более взрослые аллигаторы (до 2 м длины) способны уже дать отпор; поэтому они проявляют активнооборонительную реакцию (рычат и огрызаются). Наконец, достигшие зрелости (до 3 м длины) остаются спокойными, так как для них уже не страшны никакие враги.

Все это говорит о том, что в природе поведение аллигаторов в результате естественного отбора приспособительно изменяется в различные периоды их жизни, обеспечивая им выживаемость. В неволе они ведут себя так же, как в природе, в силу консерватизма наследственности.

Обычно на лето всех рептилий переводят из зимних террариумов на открытый воздух. В отношении аллигаторов этот перевод в летний бассейн осуществляется с предосторожностями. Для человека представляет серьезную опасность зубастая пасть крокодила и его мощный хвост, служащий в природе не только органом защиты, но и нападения. Разъяренный хищник мог бы при переноске его на другое место сильно искусать людей, нанеся тяжелые ранения, а ударами хвоста даже убить человека наповал. Поэтому в целях безопасности аллигаторов подвергают предварительно охлаждению (перестают отапливать террариум), добиваясь резкого снижения их активности. В состоянии полуоцепенения этих животных легко перенести на другое место, хотя и в этом случае приходится обвязывать морду веревками на случай вспышки оборонительной реакции. Чтобы перенести взрослого аллигатора, требуются совместные усилия нескольких мужчин (6-8 человек). После летнего пребывания на открытом воздухе крокодилов вновь переносят в закрытое помещение террариума на зимовку. В декабре - январе у них наступает брачный период. В это время самцы начинают издавать громкий рев, напоминающий рычание львов. Животные держатся в цементированном водоеме террариума на "отмелях", т. е. на его береговых откосах так, что вода едва покрывает спину тонким слоем. Каждый раз, когда аллигатор изрыгает мощные звуки, перед наблюдателем открывается замечательное зрелище: от вибрации грудной клетки над спиной самца поднимается целый веер брызг, разлетающихся во все стороны. Подобно тому как на кваканье одной лягушки отвечают немедленно другие, так и у крокодилов начинается перекличка, переходящая в своеобразный "концерт". Самцы ухаживают за самками, после чего последние иногда откладывают яйца. Все же до сих пор в Московском зоопарке не получили приплода от аллигаторов (возможно, за отсутствием необходимых условий для размножения).

В природе самка миссисипского аллигатора откладывает яйца на некотором расстоянии от берега в густом кустарнике или тростнике. Перед этим она устраивает гнездо из веток и листьев и сносит несколько десятков яиц (размером с гусиные), покрытых твердой белой скорлупой. Сверху кладка яиц закрывается настилом из растений, которые в процессе загнивания разогреваются и тем способствуют развитию зародышей. Самка стережет гнездо, охраняя его от врагов. В это время у нее наблюдается резко выраженный активнооборонительный рефлекс в виде агрессивной реакции на всех животных, приближающихся к гнезду (не исключая самцов и самок своего вида).

Детеныши вылупляются при содействии матери, которая освобождает кладку яиц от настила, а затем отводит свое потомство к воде, пребывание в которой малышам не так опасно, как на суше. По дороге к водоему часть потомства погибает от нападения крупных птиц и взрослых аллигаторов. Таким образом, забота о потомстве у миссисипского аллигатора осуществляется только самками.

Кайманы и гавиалы

Забота о потомстве хорошо выражена также у самок кайманов - крокодилов из тропических рек Южной Америки. Черного и очкового кайманов содержат в Московском зоопарке, их можно показать учащимся. Оба вида систематически и биологически близки друг другу. В природе они ведут хищный образ жизни и нападают на рыб, водоплавающих птиц и приходящих к водопою млекопитающих. Инстинкт нападения выражен в интересной повадке: когда кайман заметит добычу вблизи себя, он изгибается дугой и концом хвоста подбрасывает жертву ко рту, что дает ему возможность схватить животное и утопить, а затем на берегу проглотить (рис. 78). Если это рыба, то кайман убивает ее ударом хвоста, подбросив из воды в воздух, и тут же ловит открытой пастью. Все эти приемы охоты выработались действием естественного отбора как приспособления к условиям питания в водоеме.

Рис. 78. Кайман черный

При размножении самка откладывает яйца в подготовленное ею гнездо, располагая их в несколько слоев, отделенных друг от друга растениями и илом, и закрывает всю кладку сверху тем же материалом. Зародыши под влиянием высокой температуры в гнезде развиваются быстро, и детеныши успевают вылупиться до наступления периода тропических дождей. Детеныши, находясь еще в гнезде, издают особые звуки, на которые самка реагирует тем, что приближается к гнезду и помогает детенышам выползти из илистой массы, а затем под своей охраной уводит потомство к воде. Безусловный рефлекс самки на крики детенышей биологически полезен и входит в состав инстинкта заботы о потомстве.

Из других крокодилов следует отметить гавиалов (рис. 79), обитающих в Ганге, инде, Брамапутре и других реках Индии. В зоопарках их редко содержат. Они интересны для учащихся тем, что резко отличаются от других видов крокодилов строением головы. Так как гавиалы питаются почти исключительно рыбой, рыло у них превратилось в ловчий аппарат в виде узкой и длинной зубастой морды с расширением на конце, напоминающим клюв крохаля. Таким рылом гавиал ловко схватывает добычу, производя большие опустошения среди рыб.

Рис. 79. Гавиал

Нильский крокодил

К сожалению, в зоопарках нет самого крупного нильского крокодила. Однако в биологии этого вида есть очень интересная в познавательном отношении особенность, о которой следует рассказать учащимся. Когда крокодилы вылезают из воды на берег погреться на солнце, то они обычно раскрывают пасть и лежат в таком положении довольно долго. В это время стайки африканских птиц - трохилусов - смело садятся на спину крокодилов, которые их не трогают. Птицы забираются в открытую пасть животного и беспрепятственно там путешествуют, выклевывая застрявшие между зубами остатки пищи, пиявок, клещей. Чем же объясняются такие мирные взаимоотношения с беззащитными птицами у этого страшного хищника? Здесь налицо своеобразное содружество, от которого выигрывают оба вида животных. Трохилусы находят для себя во рту крокодила обильную пищу, а крокодилы с их стороны имеют надежных сторожей, которые взлетают при приближении опасности и сигнализируют тревогу, помогая крокодилам вовремя спрятаться в реку. Вероятно, крокодилы испытывают приятное чувство от прикосновения лапок птиц к слизистой оболочке рта и облегчение при очистке зубов от остатков пищи, поэтому у них выработалась положительная реакция на трохилусов. Вместе с тем у трохилусов образовался положительный рефлекс на раскрытую пасть крокодила как на сигнал пищи. На этой рефлекторной основе и возможна описанная "взаимопомощь" (рис. 80).

Рис. 80. Нильский крокодил и трохилусы