Дыхание земноводных

Что такое дыхание земноводных

 

Дыхание земноводных – это процесс, благодаря которому земноводные получают из окружающей среды кислород. Тут стоит отметить, что земноводные стали первыми позвоночными организмами, которым удалось выбраться на сушу. А это говорит о том, что система их дыхания просто обязана была поменяться. И если раньше они использовали жабры для дыхания под водой, то теперь используют легкие.

 

Многим, кто интересуется биологией и животным миром в целом, интересны такие создания, как земноводные. Они действительно в чем-то уникальны, и многие системы в их организмах, будь то дыхательная или кровеносная, обладают множеством особенностей. Сегодня речь пойдет про дыхательную систему – одну из важнейших и сложнейших в организме земноводных.

 

          

Органы дыхания земноводных

 

И раз уж речь зашла про органы дыхания, то здесь не все так просто. В дыхательной системе у земноводных задействованы не только легкие, но и кожа. И у некоторых видов (например, у зеленой лягушки) дыхание через кожу развито едва ли не так же, как через легкие. Такие земноводные способны получать с помощью кожи около 50% всего кислорода. Вдобавок к этому земноводные используют ротоглоточную полость.

 

Изменяя ее объем, амфибии могут регулировать количество поступающего воздуха и осуществлять вдох. Следует отметить, что у земноводных еще не сформировалась диафрагма (как, например, у людей), и потому глотка является важнейшим участником процесса дыхания, беря на себя роль затягивания и выталкивания воздуха.

 

Говоря о строении легких, отметим, что они выглядят как два вытянутых мешка с толстыми стенками, через которые проходит сеть капилляров. К легким ведет гортанно-трахейная впадина. В каждом легком есть специальное отверстие для соединения с ней.

 

           

Типы дыхания земноводных

 

Земноводные обладают уникальной способностью пользоваться сразу двумя типами дыхания – кожным и легочным. Так как амфибии могут обитать и на суше, и в воде, то разные способы получения кислорода из окружающей среды им просто жизненно необходимы. Стоит сказать, что на суше земноводные обычно используют оба типа дыхания, причем одно без другого существовать не может. Если помешать лягушке получать кислород с помощью кожных покровов, то она легко может задохнуться, даже несмотря на то, что при этом дышит легкими.

 

 

Что касается времяпрепровождения в воде, то там используется только кожное дыхание (ведь жабр у амфибий, как правило, нет). Структура кожи обеспечивает беспрепятственное прохождение сквозь нее газов, в том числе и растворенного в воде кислорода. Ну и плюс к этому, при кожном дыхании во время нахождения амфибии в воде, происходит ряд интересных процессов, которые влияют на организм и позволяют не задохнуться раньше времени. Например, обеспечивается дополнительное окисление крови.

 

           

Кожное дыхание земноводных

 

Земноводные обладают возможностью поглощать кислород с помощью кожи. Кожное дыхание выполняет множество функций, одна из которых – дополнительно окислять кровь, если амфибия долгое время находится в воде. Это бывает крайне полезно в случае, когда земноводному по каким-то причинам приходится засиживаться в водоеме. Как правило, так бывает при преследовании хищником. Также стоит сказать, что поверхность легких у амфибий относится к поверхности кожи в пропорции два к трем. Это очень маленькое соотношение, ведь у тех же млекопитающих, как правило, поверхность легких превосходит поверхность кожи в пятьдесят, а то и в сто раз.

 

           

 

Чем обусловлено кожное дыхание у земноводных

 

Основная причина того, что земноводные используют кожу наравне с легкими заключается в несовершенстве самих легких. Этот орган еще недостаточно развит, амфибии пока что еще остаются на такой переходной фазе, когда могут существовать и на суше, и в воде. Это еще не пресмыкающиеся, у которых кожное дыхание отсутствует вовсе, но и не полноценно водные обитатели, которые пользуются исключительно жабрами. Хотя жабры у земноводных есть, правда, по мере взросления у большинства видов они исчезают. А вот кожей амфибии пользуются сполна.

 

 

 

Хотя бывают жабы, которые обитают в засушливом и жарком климате – у них кожа ороговевает, и дыхательная система становится больше похожа на систему пресмыкающихся. Ну и стоит упомянуть о том, что все есть и такие виды,  у которых легкие отсутствуют вовсе. Это безлегочные саламандры и калимантанские барбурулы – лягушки, живущие на острове Калимантан.

 

 

Легочное дыхание земноводных

 

 

Для тех видов земноводных, которые преимущественно обитают на суше и не уходят в спячку под воду, характерно больше легочное дыхание (в процентном соотношении до 70-80%). Механизм такого дыхания выглядит следующим образом:

  • Опускается дно рта;
  • Через ноздри воздух попадает в глотку;
  • Ноздри закрываются и воздух под давлением от поднимающегося дна рта перетекает в легкие;
  • После насыщения кислородом дно снова опускается, а воздух через ноздри выбрасывается наружу.

В целом механизм нехитрый, здесь главное понимать, что межреберные мышцы у амфибий отсутствуют и весь процесс направления воздуха координирует в основном  ротоглоточная полость.

           

 

Расположение органов дыхания у земноводных

 

Легкие у земноводных располагаются в привычном всем месте, под позвоночником, над сердцем и желудком. Что касается кожи, то она покрывает всю поверхность амфибии. А ротоглоточная полость, в свою очередь, находится во рту.

 

           

Характерные особенности органов дыхания земноводных

 

Особенностями органов дыхания у земноводных является относительно небольшой объем легких, который обусловлен эволюционным переходом, а также возможность переключаться между двумя типами дыхания – легочным и кожным. Легочное дыхание насыщает кислородом легкие и кровь. В легкие поступает венозная кровь, которая получает кислород и возвращается обратно в сердце в левое предсердие). Это создает еще одну характерную особенность, только связанную уже с кровеносной системой – у земноводных формируется второй круг кровообращения.

 

 

Что касается кожи и дыхания через нее, то здесь принцип работы следующий: от кожи оттекает артериальная кровь, которая поступает в сердце. Но что забавно, поступает она в правое предсердие, которое накапливает венозную кровь тканей тела.

 

Весь вышеописанный механизм способствует тому, что у амфибий, вследствие особенностей дыхательной и кровеносной систем, формируется недостаток снабжения органов артериальной кровью. Это приводит к понижению обмена веществ, а также к хладнокровности. Для тех, кто еще не знает или забыл – земноводные являются хладнокровными существами.

 

К особенностям кожи как органа дыхания также можно отнести ее структуру. Кожа у амфибий гладкая – это нужно для того, чтобы сквозь нее могли легко проникнуть газы, в частности, желанный кислород. Помимо этого есть еще одна жизненно важная для амфибий особенность кожи – она постоянно влажная. Дело в том, что для попадания кислорода в кровь через кожу, ему сперва нужно раствориться в воде.

 

Для этой цели кожа у амфибий должна соблюдать определенный процент влажности. И именно поэтому лягушки стремятся обитать в темных, влажных местах вблизи водоемов. Там формируются идеальные условия для кожных покровов. А намеренно сушить лягушку или протирать ее нельзя, ведь если кожа амфибии высохнет, то кислород больше не сможет поступать в кровь, и это приведет к летальному исходу. Поэтому не хватайте, пожалуйста, лягушек руками и не сушите им кожу!

 

           

Система дыхания земноводных

 

 

Подытоживая вышесказанное, можно кратко охарактеризовать всю систему дыхания земноводных целиком. Итак:

  • Амфибии используют два типа дыхания – кожное и легочное.
  • При нахождении на суше используются оба типа дыхания, при нахождении в воде – только кожное.
  • Для осуществления легочного дыхания активно используется ротоглоточная полость, которая отчасти берет на себя функции диафрагмы, имеющейся у более развитых существ.
  • Кожное дыхание позволяет лягушке насыщать кровь кислородом, растворенном в воде. Поэтому кожный покров амфибии всегда влажный.
  • У взрослых особей земноводных, за редкими исключениями, отсутствуют жабры. Они есть только у головастиков. Пока головастик проходит цикл своего развития, жабры сперва становятся внешними, потом перерастают во внутренние, а потом исчезают вовсе.
  • Легкие у амфибий развиты недостаточно, поэтому кожное дыхание является жизненно важным, и помимо транспортировки кислорода в кровь может выполнять ряд других функций.
  • Скорость обмена веществ влияет на тип дыхания, используемый земноводным.

 

 

Дыхание земноводных в воде

 

 

В воде земноводные дышат через кожу. Они поглощают растворенный в воде кислород и насыщают им кровь. Что важно – в большинстве случаев такого дыхания может быть вполне достаточно для жизни, и многие земноводные даже зимуют под водой. Тут, конечно, есть один небольшой нюанс, а именно то, что впадая в спячку, у амфибии замедляется обмен веществ. А это способствует тому, чтобы сократить количество кислорода, необходимого для жизни.

 

Все же в состоянии бодрствования его нужно больше, и одного лишь кожного дыхания может не хватить. Однако как уже было упомянуто выше, земноводные вполне могут на длительное время уходить под воду, чтобы пережить там опасные моменты. Их кровь при этом окисляется, а кожное дыхание на время становится единственным способом получения кислорода.

           

 

Дыхание личинок земноводных

 

 

Что касается личинок земноводных (головастиков), то они часто обладают жабрами. Сами жабры делятся на внутренние и внешние. Последние появляются раньше и впоследствии претерпевают ряд изменений. Сперва они трансформируются во внутренние, а потом, в процессе взросления и превращения головастика во взрослую особь, жабры исчезают за ненадобностью.

 

У взрослых особей они, как правило, не встречаются. Однако и тут есть исключения, например, американские протеи (особый род хвостатых амфибий). Они живут исключительно в воде, на сушу не вылазят, но все равно относятся к земноводным. И используют в качестве дыхательного органа жабры.

 

 

Механизм дыхания у головастиков тоже очень прост – с помощью жабр они забирают кислород из воды, поступающей через ноздри или ротовую полость. Надо отметить, что головастики обитают исключительно в воде, а потому никаких других способов дыхания у них нет.

 

           

 

Ароморфоз появления легочного дыхания у земноводных

 

 

Безусловно, появление легочного дыхания у земноводных является ароморфозом. Для тех, кто не знает, что это, или забыл, ароморфоз – это качественное эволюционное изменение (усложнение) строения живых организмов, при которых уровень их организации усложняется. Собственно, прежде чем выйти на сушу, эволюция проделала с земноводными ряд изменений, а именно появление легких и второго круга кровообращения. Эти нововведения значительно усложнили организацию амфибий, сделав их существами нового порядка. Значительно усложнилась как дыхательная система, так и кровеносная. В организм земноводных добавились новые процессы, которые обеспечили выживание этих существ на суше.

 

           

Особенности дыхания земноводных

 

 

У земноводных довольно много интересных особенностей дыхания, разнящихся от вида к виду. Многие из них уже были описаны выше. Однако в качестве основных можно отметить следующие:

  • Земноводные выделяют углекислоту в разных пропорциях. Так, через кожу выделяется порядка 80-86 процентов, а через легкие всего 14-20%.
  • Поглощение кислорода и выделение углекислого газа зависит от окружающей температуры. Чем выше температура, тем больше кислорода поступает через легкие и меньше – через кожу. И ровно наоборот дело обстоит при низких температурах.
  • Существуют земноводные, дыхательная система которых отличается от нормы. Например, у некоторых отсутствуют легкие или, наоборот, присутствуют жабры.

 

На этом подходит к концу подробный разбор дыхательной системы земноводных. Нам удалось рассмотреть все аспекты, поговорить про разные случаи и даже исключения из правил. Удивительная эта штука – эволюция, и порой бывает интересно посмотреть, как же она меняет организмы живых существ, приспосабливая их к самым разным условиям жизни.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Яндекс.Метрика Adblock
detector