Gady - cechy, budowa i grupy gadów

Gady to zmiennocieplne kręgowce lądowe, które oddychają płucami, mają suchą skórę pokrytą łuskami lub tarczkami i rozmnażają się najczęściej przez składanie jaj na lądzie. Do tej gromady należą przede wszystkim łuskonośne, czyli jaszczurki i węże, a także żółwie, krokodyle oraz hatterie. Ich budowa pokazuje, jak ważne w ewolucji kręgowców było uniezależnienie rozrodu i oddychania od środowiska wodnego.

Kim są gady i czym się wyróżniają

Gady (Reptilia) to gromada kręgowców zmiennocieplnych, czyli ektotermicznych. Oznacza to, że nie utrzymują stałej temperatury ciała tak jak ptaki czy ssaki. Temperatura ich organizmu zależy w dużym stopniu od otoczenia, dlatego jaszczurka wygrzewająca się na kamieniu nie robi tego przypadkowo. W ten sposób podnosi temperaturę ciała i zwiększa aktywność mięśni, układu nerwowego oraz przemiany materii.

Gady były pierwszymi w pełni lądowymi kręgowcami. To ważne rozróżnienie, bo płazy także wychodzą na ląd, ale ich rozród i wilgotna skóra nadal silnie wiążą je z wodą. Gady lepiej poradziły sobie z suchym środowiskiem dzięki zrogowaciałej skórze, oddychaniu płucami przez całe życie i jajom składanym na lądzie. Ich organizm, podobnie jak organizm innych zwierząt wielokomórkowych, jest zbudowany z wyspecjalizowanych tkanek, między innymi nabłonkowej, mięśniowej i nerwowej.

Zmiennocieplność nie znaczy, że gady mają zawsze zimną krew. Gdy przebywają w słońcu, ich ciało może osiągać temperaturę sprzyjającą szybkiemu ruchowi, polowaniu i trawieniu. Gdy robi się chłodno, stają się ospałe, wolniej reagują i szukają kryjówek. To tak zwana termoregulacja behawioralna: zwierzę zmienia miejsce, porę aktywności albo ułożenie ciała, zamiast wytwarzać stałą ilość ciepła metabolicznego. W klimacie umiarkowanym wiele gatunków zapada w odrętwienie zimowe, nazywane hibernacją, ponieważ przez część roku temperatura otoczenia jest zbyt niska dla normalnej aktywności.

Budowa ciała gadów: skóra, płuca i serce

Najważniejszą cechą budowy gadów jest sucha, gruba i zrogowaciała skóra, która ogranicza utratę wody. W jej zewnętrznej warstwie znajduje się keratyna, czyli białko wzmacniające naskórek. Grzbiet i boki ciała są zwykle pokryte łuskami, a głowa oraz brzuch tarczkami. U żółwi przekształcenia skóry i szkieletu tworzą pancerz kostny, który działa jak masywna osłona ciała.

Skóra gadów nie ma gruczołów potowych. To przystosowanie ma swoją cenę i korzyść jednocześnie. Zwierzę nie może chłodzić się przez pocenie, ale traci znacznie mniej wody niż organizm z cienką, wilgotną skórą. Dzięki temu gady mogą żyć w miejscach suchych, na przykład na stepach, pustyniach, murawach i nasłonecznionych zboczach.

Gady linieją, czyli zrzucają wierzchnią warstwę naskórka. U jaszczurek schodzi ona zwykle fragmentami, natomiast węże mogą zrzucić całą wylinkę naraz. Taka wylinka bywa przezroczysta i zachowuje kształt ciała, łącznie z miejscem po oczach, ponieważ zewnętrzna warstwa naskórka pokrywa również ich nieruchome powieki.

Oddychanie gadów odbywa się wyłącznie płucami. Ich płuca są gąbczaste i bardziej rozwinięte niż u płazów, a wentylacja zachodzi przy udziale mięśni klatki piersiowej oraz żeber. Gady nie oddychają skórą, bo suchy, zrogowaciały naskórek nie nadaje się do skutecznej wymiany gazowej. To jedna z podstawowych różnic między gadami a płazami.

Układ krwionośny gadów także pokazuje etap pośredni między płazami a ptakami i ssakami. Serce większości gadów jest trójdzielne: ma dwa przedsionki i jedną komorę z niepełną przegrodą. Z tego powodu krew utlenowana i odtlenowana mogą się częściowo mieszać. Ważnym wyjątkiem są krokodyle, które mają serce czterodzielne, z pełną przegrodą komory. To konkret, który często pojawia się w szkolnych porównaniach grup kręgowców.

W praktyce szkolnej warto łączyć te cechy w jeden obraz. Sucha skóra chroni przed wysychaniem, płuca zapewniają wymianę gazową poza wodą, a kończyny większości gatunków unoszą ciało nad podłożem. Nawet gdy kończyn nie ma, jak u węży, cały plan budowy pozostaje lądowy.

Rozmnażanie gadów

Gady są rozdzielnopłciowe i rozmnażają się przez zapłodnienie wewnętrzne. Ma to duże znaczenie dla życia na lądzie, ponieważ komórki rozrodcze nie muszą łączyć się w wodzie. Samiec wprowadza plemniki do dróg rodnych samicy, a dalszy rozwój zarodka jest chroniony przed wysychaniem.

Większość gadów składa jaja na lądzie. Takie jaja mają twardą, wapienną albo skórzastą osłonę, która ogranicza utratę wody i zabezpiecza zarodek przed uszkodzeniem. Wewnątrz znajdują się błony płodowe, w tym owodnia, oraz zapas pokarmu potrzebny do rozwoju młodego organizmu. Owodnia tworzy wokół zarodka środowisko wodne zamknięte wewnątrz jaja, dlatego rozwój może przebiegać poza zbiornikiem wodnym. Jajo lądowe było jednym z najważniejszych przystosowań, dzięki którym gady mogły opanować środowiska oddalone od jezior, rzek i mokradeł.

Rozwój gadów jest prosty. Młode osobniki są podobne do dorosłych, choć oczywiście mniejsze i niedojrzałe płciowo. Nie przechodzą przeobrażenia takiego jak płazy, u których larwa może oddychać skrzelami i wyglądać zupełnie inaczej niż postać dorosła. U gadów od początku działa lądowy plan budowy: płuca, sucha skóra i ciało przystosowane do poruszania się poza wodą.

Nie wszystkie gady składają typowe jaja w gnieździe. Część gatunków jest jajożyworodna albo żyworodna. Oznacza to, że rozwój zarodków odbywa się w organizmie samicy, a młode przychodzą na świat już w bardziej zaawansowanej postaci. Tak rozmnażają się niektóre jaszczurki i węże, na przykład żmija zygzakowata.

Grupy gadów: łuskonośne, żółwie, krokodyle i hatterie

W szkolnej systematyce wyróżnia się cztery główne grupy gadów: łuskonośne, żółwie, krokodyle i hatterie. Różnią się budową ciała, trybem życia i liczbą współcześnie żyjących gatunków, ale łączy je zestaw podstawowych cech gadzich: zmiennocieplność, płuca, sucha skóra i rozród związany z jajem lądowym lub jego przekształceniami.

• Łuskonośne to najliczniejsza grupa gadów. Należą do niej jaszczurki i węże. Węże są bezkończynowymi łuskonośnymi, natomiast wśród jaszczurek są formy z kończynami oraz gatunki beznogie, takie jak padalec zwyczajny.
• Żółwie mają ciało zamknięte w pancerzu złożonym z tarczy grzbietowej, czyli karapaksu, i tarczy brzusznej, czyli plastronu. Nie mają zębów, a pokarm chwytają rogowym dziobem.
• Krokodyle to duże drapieżniki wodno-lądowe. Mają mocne szczęki, oczy i nozdrza położone wysoko na głowie oraz serce czterodzielne, co odróżnia je od większości gadów.
• Hatterie, nazywane też tuatarami, żyją w Nowej Zelandii. Są reliktami dawnej grupy gadów i jedynymi współczesnymi przedstawicielami swojej linii rozwojowej.

Łuskonośne są najbardziej różnorodne i najłatwiej spotkać ich przedstawicieli w Polsce. Jaszczurka zwinka wybiera zwykle miejsca suche i dobrze nasłonecznione, natomiast jaszczurka żyworodna częściej występuje w chłodniejszych oraz wilgotniejszych siedliskach. Węże, takie jak zaskroniec zwyczajny czy żmija zygzakowata, mają wydłużone ciało bez kończyn, ale nie oznacza to, że każdy beznogi gad jest wężem.

Żółwie pokazują inną strategię obrony. Zamiast szybko uciekać, chronią ciało pancerzem. Krokodyle są z kolei przykładem gadów silnie związanych z wodą, ale nadal oddychających powietrzem atmosferycznym płucami. Hatterie są ważne głównie z punktu widzenia ewolucji, bo pozwalają zrozumieć, jak zróżnicowane były dawne linie gadów.

Gady w Polsce i najczęstsze błędy

W Polsce żyje kilka gatunków gadów, a część z nich jest często mylona ze sobą. Do krajowych przykładów należą jaszczurka zwinka, jaszczurka żyworodna, padalec zwyczajny, zaskroniec zwyczajny, żmija zygzakowata i żółw błotny. Ten ostatni jest jedynym rodzimym żółwiem występującym w Polsce.

Najczęstszy błąd dotyczy padalca. Padalec zwyczajny nie jest wężem, tylko beznogą jaszczurką. Można to rozpoznać po kilku cechach: ma ruchome powieki, może odrzucić ogon i różni się budową od typowych węży. Jego brak kończyn jest wynikiem przystosowania, ale nie zmienia przynależności do jaszczurek.

Drugi błąd to przekonanie, że wszystkie węże są jadowite. W Polsce jedynym jadowitym wężem jest żmija zygzakowata. Zaskroniec zwyczajny nie jest jadowity dla człowieka i zwykle unika kontaktu. Ma charakterystyczne jasne plamy za głową, które pomagają odróżnić go od innych krajowych węży.

Trzeci problem wynika ze słowa "zimnokrwiste". W potocznym języku używa się go często, ale w biologii precyzyjniejsze jest określenie "zmiennocieplne". Krew gada nie jest zawsze zimna. Jej temperatura rośnie, gdy zwierzę ogrzewa się w słońcu, i spada, gdy otoczenie się ochładza. Dlatego lepsze jest mówienie o zależności temperatury ciała od środowiska.

Czwarta pomyłka dotyczy oddychania. Gady oddychają płucami przez całe życie, a nie skrzelami i nie skórą. Płazy mogą mieć larwy oddychające skrzelami, a wiele dorosłych płazów wykorzystuje także wilgotną skórę do wymiany gazowej. U gadów sucha skóra chroni przed utratą wody, ale nie pełni funkcji oddechowej.

Znaczenie gadów nie kończy się na rozpoznawaniu gatunków. W erze mezozoicznej gady dominowały na Ziemi, a najbardziej znanymi gadami kopalnymi były dinozaury. Współczesne gatunki pełnią ważne role w łańcuchach pokarmowych: są drapieżnikami, ofiarami innych zwierząt i regulatorami liczebności gryzoni oraz owadów. Ich sukces ewolucyjny wynikał przede wszystkim z suchej skóry i jaja lądowego, czyli dwóch rozwiązań, które pozwoliły uniezależnić życie od stałego kontaktu z wodą.

Najczęściej zadawane pytania