На цій сторінці про земноводних
Вступ до теми, як дихають земноводні
У цій статті ми розглядаємо проблему, пов’язану з як дихають земноводні, його механізми або типи дихання.
Земноводні (клас Amphibia), як вказує їх назва, об’єднує тих тварин, життєвий цикл яких проходить як у водному, так і в наземному середовищі; Зразки, які в даний час виживають, представляють лінійку ліссампіфії, яка вижила у перших чотириногих, і є результатом еволюційного переходу від водного існування до земного, слід зазначити, що цей перехід відбувся протягом мільйонів років і еволюційні взаємозв'язки ці перші чотириногі все ще викликають суперечки.
В даний час відомо 7703 види земноводних, розділених на три порядки: Gymnophiona (цецилії), Caudata (саламандри) та Anura (жаби та жаби), які мають спільні структурні характеристики, що розміщують їх між рибами та плазунами, і хоча вони адаптовані в більшості земне життя все ще потребує вологого середовища для свого розвитку, тому цікаво обговорити тему, пов’язану з тим, як дихають земноводні, краще зрозуміти їх форми життя.
Вони характеризуються міцною скелетною будовою скелета, що дозволяє їм витримувати вагу свого тіла на суші і переважно мають кінцівки типу чотириногих, а також відповідні талії (грудні та тазові), у деяких земноводних є ребра, а в інших їх немає . Його дихання легеневе (відсутнє у деяких саламандр та у стадії личинки), тому його кровообіг подвійний, із незалежними легеневими та системними ланцюгами, а також трикамерним серцем. Вони були одними з перших тетрапод, які представили сенсорні рецептори, пристосовані для життя на землі, такі як вухо з барабанною перетинкою і стрічками, рогівка як основна заломлююча поверхня для відхилення світла, повіки та слізні залози для захисту та очищення. око; і нюховий епітелій, який вистилає носову порожнину і дозволяє їм вловлювати повітряні запахи.
Незважаючи на свою адаптацію до наземного життя, маючи дуже тонку і залозисту шкіру, земноводні легко зневоднюють у сухому середовищі, тому вони обмежені вологим або водним середовищем; деякі мають отруйні залози, а всі мають пігментні клітини.
Їх яйця не мають захисного покриву, який запобігає висиханню, тому вони є водними, і коли вони вилуплюються, вони виробляють личинок, яким зябрам потрібно дихати водою. У своєму життєвому циклі за цією стадією відбувається метаморфоза, коли зябра втрачаються, а легені замінюють їх як дихальні структури. Більшість земноводних дотримуються цієї родової моделі, хоча є винятки, коли деякі розробили механізми підтримання повністю земного існування, як це відбувається з деякими аранами; або як деякі саламандри, які зберігають морфологію личинок і не мають метаморфози, тому їх життєвий цикл повністю розвивається у воді.
Як зазначалося вище, одним з найважливіших пристосувань для земного життя була наявність легенів для дихання. Однак нині численні порядки земноводних мають кілька дихальних механізмів на різних стадіях розвитку, і не лише з легенями. Давайте детальніше розглянемо, як дихають земноводні.
Механізми дихання. Види дихання у земноводних
Перш ніж переходити до теми, як дихають земноводні, слід зазначити, що дихання - це життєво важливий процес, коли відбувається газообмін, при якому кисень потрапляє в організм, одночасно із виділенням кисню. Цей обмін дозволяє здійснити метаболічний процес, який називається клітинним диханням, необхідний аеробним організмам.
Далі, щоб дізнатись, як дихають земноводні, описані різні типи дихання, які можна спостерігати у сучасних земноводних.
Шкірне дихання земноводних
Шкіра земноводних вважається важливим органом дихання завдяки високопроникній та васкуляризованій структурі, яка дозволяє дифузію газів і пропонує найбільшу площу поверхні для газообміну. Він включає важливий додатковий запас кисню для більшості земноводних; такий тип дихання можна спостерігати як у саламандри, цецилії, так і у жаб.
У більшості саламандр з сімейства Plethodontidae відсутні легені і зябра, тому дихання відбувається в основному через шкіру. Подібним чином деякі земноводні збільшують здатність шкірного дихання через капіляри, що проникають через шкіру, або через епідермальні виступи, як це відбувається Trichobatrachus robustus, чиї виступи збільшують поверхню для дихання. Інший тип пристосувань для шкірного дихання земноводних - це саламандра Cryptobranchus alleganiensis, який має великі васкуляризовані шкірні складки, які забезпечують 90% поглинання кисню. Або справа з Жабою Тітікака, Telmatobius culeus, легені якого зменшені, і в тілі є численні складки для газообміну. Однак деякі жаби жертвують своєю здатністю дихати шкірою, щоб уникнути висихання через брак води в наземному або сухому середовищі.
Личинки ануранів (пуголовків) виявляють певний ступінь шкірного дихання у всіх видів. Вони мають високопроникну шкіру, поширену у скоморохів та деяких видів жаб, у яких легені не розвиваються до метаморфози. Так само личинки саламандри, яким не вистачає зябер, змушені використовувати шкіру як головний орган дихання.
Гілка дихання
Звичайно, ви коли-небудь замислювались про те, як земноводні дихають у воді, слід зазначити, що зябра - це зовнішні органи дихання, що складаються з численних еваґацій, поверхня яких контактує з водою і в яких відбувається газообмін, завдяки цій структурі та відсутності опори, зябра - це виключно водні структури. Чим більше число плечових ниток, тим більша площа поверхні доступна для газообміну. Ці структури присутні у всіх личинках земноводних, а також у деяких саламандрах з педоморфозом, життєвий цикл яких повністю розвивається у воді.
У саламандр личинки мають велике різноманіття зябер як за розміром, так і за структурою, залежно від водного середовища, в якому вони розвиваються. Саламандри, які живуть у ставках, будь то личинки або багаторічно-розгалужені дорослі особини, мають великі пір’ясті зябра, тоді як у тих, що мешкають у струмках або річках, менше ниток. Це пов’язано з тим, що на мілководді менша кількість розчиненого кисню, так що, маючи більшу кількість зябер, поверхня дихання збільшується.
У випадку з ануранами у личинок є внутрішні зябра, вкриті складкою шкіри, яка називається оперкулом, хоча на початку їх розвитку вони мають зовнішні зяброві нитки, які згодом атрофуються. Ці внутрішні зябра зрошуються за допомогою букального насосного механізму; при якому вода потрапляє через рот, проходить через зябра і виходить через одну-дві дихалки. Після метаморфозу анурани втрачають зябра, які замінюються легенями як органи дихання.
Цециліди не мають личинкової стадії, однак, під час свого розвитку вони мають зябра, які перероджуються в одну з ембріональних стадій.
Ротоглотне дихання
Ротоглоткові оболонки служать дихальними поверхнями як саламандр, так і деяких ануранів. Цей механізм або тип дихання характеризується наявністю мембран, проникних для кисню та вуглекислого газу як у роті, так і в глотці.
Тварини, що використовують цей метод, повинні вдувати повітря, щоб забезпечити обмін, який забезпечує невеликий відсоток кисню. Цей тип механізму спостерігається у деяких саламандр сімейства Plethodontidae.
Легеневе дихання земноводних
Легкі - основні органи дихання чотириногих. У земноводних легені являють собою яйцеподібні та еластичні мішечки, внутрішня поверхня яких розділена перегородками, які в свою чергу поділяються на невеликі повітряні камери, які називаються альвеолами. Для здійснення газообміну земноводні вимагають надходження повітря через механізм позитивного тиску. Основа рота низька, що дозволяє повітрю надходити через відкриті ніздрі і в ротову порожнину, де тимчасово зберігається. Коли дно рота підняте, ніздрі закриваються і голосова щілина відкривається, дозволяючи повітрю надходити в легені. Оральна відкачка - це безперервний процес, через періодичні проміжки часу голосова щілина відкривається, а знекиснене повітря в легенях швидко виводиться завдяки м’язовим скороченням стінки тіла та завдяки власному еластичному відновленню.
Цей механізм дихання можна побачити у більшості видів жаб та жаб, особливо у дорослому стадії, коли їхні легені повністю розвинені. Це також можна спостерігати у саламандр, які представляють повний метаморфоз, або у саламандр, таких як сімейство Amphiumidae, які мають повністю водний життєвий цикл, однак, досягнувши стадії дорослої людини, вони втрачають зябра, і їхнє дихання переважно легеневе, тому що їм потрібно періодично піднімати ніздрі з води, щоб дихати. Легеневе дихання - це механізм, пов’язаний із стадією дорослих амфібій.