Амфибии - очаровательные существа, известные своей красочной внешностью, но их дыхание хранит много секретов, о которых вы, вероятно, не знаете.
Амфибии - четвероногие позвоночные класса Амфибии, в свою очередь включенные в царство Animalia. Этот таксон включает около 8000 различных видов, из которых примерно 90% составляют лягушки. Лягушки, жабы, тритоны, саламандры и червяги - физически очаровательные животные, но знаете ли вы, как дышат земноводные?
Может показаться, что эти животные дышат через кожу. Как вы увидите в следующих строках, это значение не очень далеко от реальности, но для его объяснения требуются нюансы и обширные знания об этой группе позвоночных. Если вы хотите узнать все о газообмене в мире амфибий, продолжайте читать.
Удивительный мир земноводных
Прежде чем исследовать дыхательные механизмы этих герпетов, мы считаем интересным дать некоторое представление об их физиологии и таксономии. Амфибии - это класс, разделенный на 3 различные группы с ныне живущие представители: Salientia (лягушки, жабы и родственники), Caudata (саламандры, тритоны и родственники) и Gymnophiona (цецилии).
Лягушки и жабы - самые известные представители этой группы, так как из 8000 существующих видов более 90% относятся к группе Salientia. Они характеризуются отсутствием хвоста, длинными и сильными задними конечностями и очень грубой на ощупь кожей. Следует отметить, что различие между жабой и лягушкой не представляет таксономического интереса.
Хвостатых легко отличить от предыдущей группы, так как у них есть хвост, гораздо более вытянутое тело и похожие передние и задние конечности. Их тела обычно веретенообразные, так какмногие виды проводят большую часть дня под водой, охотясь и размножаясь.
Последнее пребывание, необходимо выделить группу цецилий, некоторые очень пугливые и редкие земноводные в форме змей или червей. Помимо пары обонятельных щупалец на голове, эти животные лишены конечностей, а их глаза часто сильно атрофированы. Они живут под землей, и на сегодняшний день зарегистрировано около 200 видов, как указывает National Geographic.
Как дышат земноводные?
Теперь, когда вы узнали немного больше о физиологии этих животных, мы готовы обратиться к вопросу о том, как вообще дышат амфибии. Мы подробно расскажем вам об этом, исходя из его жизненного этапа.
Дыхание личинок
Как вы уже знаете,большинство земноводных проходят личиночную стадию в воде,за исключением - например, Salamandra salamandra иногда рождает полностью метаморфизованных живых детенышей-. На этой стадии головастики имеют жабры и их дыхание полностью водное.
У лягушек и жаб головастики имеют внутренние жабры, покрытые кожей, образуя глазную камеру с внутренними жабрами, вентилируемыми дыхальцами. В любом случае они начинают терять свою значимость, когда у животного начинают развиваться конечности, так как это совпадает с появлением легких.
Интересно, что исследования показали, что поверхностное натяжение воды является важным регулятором дыхания у земноводных на личиночной стадии. Когда их длина составляет менее 3 миллиметров, личинки не могут преодолеть силу водно-воздушного барьера и не могут использовать для своего развития атмосферный кислород.
Достигнув нужного размера, головастики могут преодолеть поверхностное натяжение воды и начать тренировать свои легкие для жизни на суше.
Как дышат взрослые амфибии?
Метаморфоз земноводных отмечен исчезновением хвоста у лягушек и жаб и развитием конечностей,, а также резорбцией жаберных структур. Это событие отмечает точку возврата нет, так как взрослые особи обычно не способны всю жизнь развиваться в водной среде.
Легкие земноводных очень архаичны по сравнению с легкими млекопитающих и птиц. У них очень мало внутренних перегородок, а альвеолы длинные, поэтому скорость диффузии кислорода в кровь очень низкая. Механический акт дыхания осуществляется с помощью ротового насоса, но этого недостаточно, чтобы снабдить все ткани животного.
Поэтому, как показывают исследования, во многих случаях кожа может быть основным органом дыхания. Внешняя оболочка амфибии способна выдерживать от 0 до 100% поглощения кислорода и от 20 до 100% выделения углекислого газа. Их эпидермис очень тонкий и проницаемый для газообмена, что позволяет этим животным дышать почти исключительно через него.
Особенности кожного дыхания
На данный момент нам совершенно ясно, что большая частьдыхания земноводных приходится на их эпидермальные структуры. Этот метод может показаться рудиментарным и хаотичным, но дальше ничего нет. от правды: эти животные способны регулировать кровоток на уровне кожи, с помощью которой они могут до известной степени контролировать газообмен.
У многих земноводных 20-95% дыхательных капилляров находятся в коже. Диффузия газов происходит в основном в самом внешнем и самом тонком слое животного - эпидермисе, который находится в контакте с остальной частью организма животного через вены, артерии, венулы и артериолы.
Интересно, что уже процитированные источники подчеркивают, что приток крови к коже уменьшается, когда животное подвергается воздействию воздуха. Другими словами, при недостатке влаги в окружающей среде уменьшается газообмен с окружающей средой, чтобы минимизировать потери воды. Вазодилатация и вазоконстрикция этих капилляров кодируются мозгом, а потому в определенной степени являются произвольными.
Некоторые виды, у которых скорость метаболизма снижается до минимума зимой, дышат постоянно и только через кожу.
Группа, требующая особой защиты
Возможность дышать через кожу - это огромное преимущество,но оно также имеет очень очевидную цену, связанную с этим. Будучи более тонким и более воздухопроницаемым, эпидермис земноводных полностью отдает их на милость окружающей среды, и они рискуют умереть от обезвоживания, если поблизости не будет источника воды. Следовательно, это животные, полностью связанные с влажной средой.
Кроме того, проницаемость этого органа делает лягушек, жаб, саламандр, тритонов и червяг очень уязвимыми к химическим веществам и изменениям окружающей среды. Зная, как дышат земноводные и их зависимость от окружающей среды, неудивительно, что 41% обнаруженных и проанализированных земноводных находятся под угрозой исчезновения.