Amfībijas ir abinieku klases mugurkaulnieku tetrapodi, kas savukārt ir iekļauti dzīvnieku valstībā. Šajā taksonā ir aptuveni 8000 dažādu sugu, no kurām aptuveni 90% ir vardes. Vardes, krupji, tritoni, salamandras un caecilians ir fiziski aizraujoši dzīvnieki, bet vai jūs zināt, kā abinieki elpo?
Var šķist, ka šie dzīvnieki elpo caur ādu. Kā jūs redzēsiet turpmākajās rindās, šī nozīme nav tālu no realitātes, taču, lai izskaidrotu nianses un plašas zināšanas par šo mugurkaulnieku grupu. Ja vēlaties uzzināt visu par gāzes apmaiņu abinieku pasaulē, turpiniet lasīt.
Apbrīnojamā abinieku pasaule
Pirms izpētīt šo herpes elpošanas mehānismus, mums ir interesanti sniegt ieskatu to fizioloģijā un taksonomijā. Abinieki ir šķira, kas ir iedalīta 3 dažādās grupās ar šodien dzīviem pārstāvjiem: Salientia (vardes, krupji un radinieki), Caudata (salamandras, tritoni un radinieki) un Gymnophiona (cecilians).
Vardes un krupji ir slavenākie šīs grupas pārstāvji, jo no 8000 esošajām sugām vairāk nekā 90% pieder Salientia grupai. Tiem ir raksturīgs tas, ka tiem nav astes, parasti ir garas un spēcīgas pakaļējās ekstremitātes un ļoti raupja āda uz tausti. Jāatzīmē, ka atšķirība starp krupi un vardi nav taksonomiski svarīga.
Astutes ir viegli atšķirt no iepriekšējās grupas, jo tām ir aste, daudz iegarenāks ķermenis un līdzīgas priekšējās un aizmugurējās ekstremitātes.Tās ķermenis parasti ir fusiforms, jo daudzas sugas lielu dienas daļu pavada zemūdens medībās un vairojoties.
Pēdējā apmešanās vietā ir nepieciešams izcelt ceciliešu grupu, dažus ļoti kautrīgus un retus abiniekus, kas veido čūsku vai tārpu formu. Izņemot ožas taustekļu pāri uz galvas, šie dzīvnieki ir bez ekstremitātēm, un viņu acis bieži ir stipri atrofētas. Tie dzīvo pazemē, un mūsdienās ir reģistrētas aptuveni 200 sugas, kā norāda National Geographic.
Kā abinieki elpo?
Tagad, kad jūs zināt mazliet vairāk par šo dzīvnieku fizioloģiju, mēs esam gatavi risināt jautājumu par to, kā abinieki elpo kopumā. Mēs jums par to pastāstīsim sīkāk, pamatojoties uz viņa dzīves posmu.
Kāpuru elpošana
Kā jūs zināt, lielākā daļa abinieku ūdenī iziet cauri kāpuru stadijai, ar dažiem izņēmumiem, piemēram, Salamandra salamandra dažkārt dzemdē pilnībā metamorfozētus mazus.Šajā stadijā kurkuļiem ir žaunas, un to elpošana ir pilnībā ūdens.
Vardēm un krupjiem kurkuļiem ir internalizētas žaunas, kuras klāj āda, veidojot operkulāru kameru ar iekšējām žaunām, ko ventilē ar spirālēm. Jebkurā gadījumā tās sāk zaudēt nozīmi, kad dzīvniekam sāk attīstīties ekstremitātes, jo tas sakrīt ar plaušu izskatu.
Interesanti, ka pētījumi ir parādījuši, ka ūdens virsmas spraigums ir svarīgs abinieku elpošanas regulators to kāpuru stadijā. Ja to garums ir mazāks par 3 milimetriem, kāpuri nespēj pārvarēt ūdens-gaisa barjeras spēku un nevar izmantot atmosfēras skābekļa sniegtās priekšrocības, lai attīstītos.
Sasniedzot pareizo izmēru, kurkuļi var salauzt ūdens virsmas spraigumu un sākt trenēt savas plaušas dzīvei uz sauszemes.
Kā elpo pieauguši abinieki?
Abinieku metamorfozei ir raksturīga astes izzušana vardēm un krupjiem un ekstremitāšu attīstība, kā arī žaunu struktūru rezorbcija. Šis notikums iezīmē neatgriešanās punktu, jo pieauguši īpatņi parasti nespēj attīstīties visu savu dzīvi ūdens vidē.
Abinieku plaušas ir ļoti arhaiskas salīdzinājumā ar zīdītāju un putnu plaušām. Viņiem ir ļoti maz iekšējo starpsienu, un alveolas ir garas, tāpēc skābekļa difūzijas ātrums asinīs ir ļoti zems. Elpošanas mehānisko darbību veic mutes sūknēšana, taču ar to nepietiek, lai apgādātu visus dzīvnieka audus.
Tāpēc, kā liecina pētījumi, āda daudzos gadījumos var būt galvenais elpošanas orgāns.Abinieku ārējā odere spēj izturēt no 0 līdz 100% skābekļa uzņemšanas un 20 līdz 100% no oglekļa dioksīda izvadīšanas. Viņu epiderma ir ļoti plāna un gāzu apmaiņas caurlaidība, kas ļauj šiem dzīvniekiem elpot gandrīz tikai caur to.
Īpašas ādas elpošanas iezīmes
Šobrīd mums jau ir ļoti skaidrs, ka lielākā daļa abinieku elpošanas krīt uz to epidermas struktūrām. Var šķist, ka šī metode ir rudimentāra un haotiska, taču nekas nav tālāk no patiesības: šie dzīvnieki spēj regulēt asins plūsmu ādas līmenī, tādējādi zināmā mērā kontrolējot gāzu apmaiņu.
Daudziem abiniekiem 20–95% elpošanas kapilāru atrodas ādā. Gāzu difūzija galvenokārt notiek dzīvnieka visattālākajā un plānākajā slānī - epidermā -, un tas caur vēnām, artērijām, venulām un arteriolām saskaras ar pārējo dzīvnieka organismu.
Interesanti, ka jau minētie avoti uzsver, ka asins plūsma uz ādu samazinās, kad dzīvnieks tiek pakļauts gaisam. Citiem vārdiem sakot, ja vidē trūkst mitruma, tiek samazināta gāzu apmaiņa ar vidi, lai samazinātu ūdens zudumus. Šo kapilāru vazodilatāciju un vazokonstrikciju kodē smadzenes, un tāpēc tā zināmā mērā ir brīvprātīga.
Dažas sugas, kas ziemā samazina vielmaiņas ātrumu līdz minimumam, elpo pastāvīgi un tikai caur ādu.
Grupa, kurai nepieciešama īpaša aizsardzība
Iespēja elpot caur ādu ir milzīgs ieguvums, taču tam ir arī ļoti skaidras saistītās izmaksas. Tā kā abinieku epiderma ir plānāka un elpojošāka, tā ir pilnībā pakļauta vides žēlastībai, un tie riskē nomirt no dehidratācijas, ja tiem nav tuvumā esoša ūdens avota.Tāpēc tie ir dzīvnieki, kas pilnībā saistīti ar mitru vidi.
Turklāt šī orgāna caurlaidība padara vardes, krupjus, salamandras, tritonus un cecilijas ļoti neaizsargātas pret ķīmiskām vielām un vides izmaiņām. Zinot, kā abinieki elpo un to atkarību no vides, nav pārsteidzoši, ka 41% no atklātajiem un analizētajiem abiniekiem draud izzušana.