Амфибии

 

 

Происхождение и значение земноводных

Считается, что земноводные произошли от одной из групп древних пресноводных кистеперых рыб, обитавших около 300 млн. лет назад в заболоченных водоемах.

У кистепёрых рыб мощные плавники и двойное дыхание. Кистеперые рыбы первыми из рыб в эволюции научились переползать из пересохшего водоёма в ближайший водоем на плавниках, которые впоследствии стали близки к конечностям наземных позвоночных. Для этих целей предков земноводных развилась мускулатура в основании плавников и появился примитивный легочный мешок.

 

 

Земноводные являются важным компонентом водных и наземных биоценозов. Они регулируют численность беспозвоночных животных.

 

 

Выбравшись из воды на сушу позвоночные попали в среду с совершенно новыми для них условиями. Но главное — им пришлось столкнуться с двумя серьёзными проблемами, прежде чем обосноваться на суше: дыхание атмосферным кислородом и передвижение по твердой поверхности.

Мы можем наблюдать, как амфибии путем естественного отбора прекрасно справились с этими проблемами, обеспечив себе возможность жить на суше.
Амфибии являются наиболее примитивными позвоночными животными, получившими такую возможность.

Амфибии нашли простой, но рабочий способ поглощать кислород из атмосферы.

У большинства взрослых форм амфибий можно наблюдать примитивные легкие в виде двух мешков с тонкими ячеистыми стенками. Поверхность легких амфибий не очень велика, поэтому в их дыхании большую роль играет кожа. Так отношение поверхности легких к поверхности кожи 2:3 (в тоже время у млекопитающих внутренняя поверхность легких в 60-100 раз больше поверхности кожи). Например, у обыкновенной лягушки через кожу в процессе дыхания поступает 51% кислорода, а через мешковатые легкие лишь 49%.

Более того, в процессе дыхания кожа имеет огромную роль в выделении углекислоты, легкими выделяется всего 14%, а через кожу 86% CO2.

Очевидно, что кожное дыхание амфибий играет важную роль в их жизни, и имеет большее функциональное значение чем легкие. Это связано не только с примитивностью их легких, но и приспособленностью к долгому нахождению в воде. Например, во время зимней спячки амфибиям проходиться долгое время находиться под водой, прятаться под камнями, в иле и других укромных местах. От хищников они тоже спасаются, затаиваясь в воде.

Схема дыхания амфибий

Но не у всех амфибий есть легкие, так у американской безлегочный саламандры и дальневосточного тритона они полностью редуцировались, и весь газообмен осуществляется только через кожу и слизистую полости рта. Это еще раз отмечает важность кожного дыхание у амфибий.

Но стоит отметить, что личинки амфибий зачастую обитают в водной среде и дышат при помощи жабр, которые в большинстве случаев при метаморфозе в последующем исчезают.

Механизм дыхания у амфибий тоже примитивный. Так как у них отсутствует грудная клетка, а значит нет и межреберных мышц, которые помогали бы дышать, в процессе эволюции у амфибий сформировался свой весьма своеобразный механизм дыхания. Роль насоса выполняет ротоглоточная полость, дно которой совершает попеременные движения то опускаясь (воздух при открытых ноздрях засасывается), то поднимаясь (воздух при закрытых ноздрях проталкивается в легочные мешки). Именно поэтому череп амфибий при своей небольшой высоте достаточно широкий, это обеспечивает хорошую проходимость воздуха, так как, эффект такого легочного дыхания тем больше, чем больше расстояние между ветвями нижней челюсти.

У жаб, к примеру, высока степень ороговения кожи, поэтому она имеет малую дыхательную нагрузку. В то же время ширина черепа у них достаточно велика, что компенсирует недостаток кожного дыхания.

Именно благодаря такому примитивному, но эффективному подходу, амфибии смогли начать покорять наземную среду, чем расширили свой ареал обитания, но тем не менее, они по прежнему сильно зависели от водной среды. В дальнейшим амфибии стали предком для множества других ветвей эволюционного древа.

Стоит заметить, что важность кожного дыхания у человека является напоминанием о нашем водном происхождении и о том, что древние гены амфибий так же присутствуют в нашем с вами коде ДНК.