Земноводные (к которым относятся лягушки, жабы, тритоны и саламандры) имеют уникальные особенности дыхательной системы, которые позволяют им дышать как атмосферным воздухом, так и через кожу. Эти особенности являются адаптациями к их жизни как на суше, так и в воде. Рассмотрим это подробно:
1. Дыхание через лёгкие
Земноводные, как и многие другие позвоночные, обладают лёгкими, которые служат для дыхания воздухом. Однако структура и функции их лёгких отличаются от тех, что есть у млекопитающих.
Строение лёгких: Лёгкие земноводных примитивны по сравнению с лёгкими млекопитающих. У большинства видов земноводных лёгкие маленькие и не имеют такой развитой внутренней структуры (например, альвеол), что ограничивает их газообмен. Это делает дыхание через лёгкие менее эффективным по сравнению с другими позвоночными.
Механизм дыхания: Дыхание земноводных, как правило, происходит путём глоточного дыхания. То есть животное активирует движение своей глотки, сжимая и расслабляя её, что создаёт давление и способствует потоку воздуха в лёгкие. Этот процесс схож с дыханием у некоторых рыб, но отличается тем, что земноводные способны дышать и атмосферным воздухом.
Вздох у земноводных происходит через носовые отверстия, затем воздух попадает в полость рта и глотки. После сжатия глотки воздух поступает в лёгкие.
2. Дыхание через кожу
Одной из уникальных особенностей земноводных является способность дышать через кожу. Это возможно благодаря особой структуре их кожи, которая поддерживает обмен газов.
Кожное дыхание: Кожа земноводных тонкая, влажная и проницаемая для газов. Это означает, что кислород из воды или воздуха может проникать через её поверхность, а углекислый газ может выходить наружу. Кожа земноводных обладает специальными клетками, называемыми мукозными клетками, которые выделяют слизь, что помогает поддерживать её влажность, а также предотвращает высыхание.
Важность влажности: Чтобы эффективно дышать через кожу, земноводные должны поддерживать её влажность. Если кожа высыхает, газообмен значительно ухудшается, и животное может погибнуть. Поэтому земноводные часто обитают в местах с повышенной влажностью или активно ищут воду, чтобы увлажнить свою кожу.
Эффективность кожного дыхания: Кожное дыхание важнее у некоторых видов, чем лёгочное. Например, у некоторых саламандр и тритонов, которые часто обитают в воде или в местах с высокой влажностью, значительная часть их дыхания осуществляется через кожу. У таких животных лёгкие могут быть уменьшены или даже полностью отсутствовать (например, у некоторых видов саламандр).
3. Дыхание у личинок земноводных
Личинки (такие как головастики у лягушек) имеют особенную форму дыхания:
Дыхание жабрами: На стадии личинки земноводные имеют жабры, которые используются для дыхания в воде. Эти жабры позволяют поглощать кислород из воды, аналогично как у рыб. Жабры постепенно атрофируются по мере взросления и перехода к более взрослой форме, а у большинства земноводных личинок превращаются в лёгкие или утрачиваются.
4. Роль разных типов дыхания
У большинства земноводных дыхание через кожу и лёгкие сочетаются. Это позволяет им эффективно дышать как в воде, так и на суше. Когда животное находится в воде, дыхание через кожу помогает ему поглощать кислород, растворённый в воде. Когда оно выходит на сушу, дыхание через лёгкие становится более важным.
Особенности у разных групп: У лягушек и жаб, например, дыхание через кожу играет большую роль в водной среде, а на суше они активно используют свои лёгкие. У некоторых видов тритонов и саламандр кожное дыхание играет ведущую роль, особенно если они живут в тени влажных лесов или в воде с низким уровнем кислорода.
5. Эволюционные аспекты
Дыхание как через лёгкие, так и через кожу имеет большое эволюционное значение для земноводных. Это позволяет им занимать различные экологические ниши, включая как водные, так и сухопутные среды. Способность дышать через кожу даёт им возможность оставаться в воде с низким содержанием кислорода или выходить на сушу в периоды, когда дыхание через лёгкие становится более важным.
Важные замечания
Необходимость влаги: Кожное дыхание у земноводных настолько важно, что они должны поддерживать определённую влажность окружающей среды. Из-за этого многие виды земноводных сильно зависят от водоёмов, влажных лесов и болот.
Зависимость от температуры: Поскольку земноводные холоднокровны (поигрывают роль температуры окружающей среды в их физиологии), это также влияет на их дыхательные процессы. Например, в холодной воде или в холодное время года их метаболизм замедляется, и они могут меньше нуждаться в кислороде.
Заключение
Дыхание земноводных через атмосферный воздух и кожу — это результат эволюции, позволяющий им эффективно использовать как водную, так и воздушную среду. Эта способность делает их уникальными среди позвоночных, позволяя адаптироваться к разнообразным условиям обитания.
