OBOJŽIVELNÍCI: VLASTNOSTI, TYPY, SYSTÉMY, REPRODUKCE - BIOLOGIE

Tyto obojživelníci jsou třídou obratlovců, které nemají schopnost regulovat tělesnou teplotu. Třídu tvoří téměř 6 000 druhů žab, ropuch, mloků a caecilianů. Tato poslední skupina není populárně známa a jsou to obojživelníci podobní hada, protože degenerovali končetiny.

Termín „obojživelník“ označuje jednu z nejvýraznějších vlastností skupiny: její dva způsoby života. Obojživelníci mají obvykle vodní larvální stádium a pozemského dospělého.

Anuran. Zdroj: pixabay.com

Proto je jeho reprodukce stále spojena s vodními útvary. Reprodukční událost má za následek vajíčko, které postrádá plodové membrány, takže musí být uloženo v rybnících nebo ve vlhkém prostředí. Žáby mají vnější oplodnění a mloci - a pravděpodobně caecilians - mají vnitřní oplodnění.

Kůže obojživelníků je velmi tenká, vlhká a žlázová. Některé druhy mají modifikace produkce jedu, aby se bránily proti potenciálním predátorům. Ačkoli některé druhy mají plíce, v jiných byly ztraceny a dýchání se objevuje výhradně kůží.

Nacházíme obojživelníky v široké rozmanitosti ekosystémů napříč tropickými a mírnými regiony (s výjimkou oceánských ostrovů).

Herpetologie je obor zoologie pověřený studiem obojživelníků - a také plazů. Odborník, který se v této vědě profesionálně rozvíjí, je známý jako herpetolog.

vlastnosti

Charakteristiky kostí

Obojživelníci jsou zvířata obratlovců, tetrapodů a čtyřnohých zvířat. Jeho kostra je složena hlavně z kosti a počet obratlů je variabilní. Některé druhy mají žebra, která mohou nebo nemusí být fúzována na obratle.

Lebka mloků a žab je obecně otevřená a delikátní. Naproti tomu keciliáni projevují ve své lebce obrovské zhutnění a přeměňují jej v těžkou a pevnou strukturu.

Obecná morfologie těla

Morfologie těla představuje tři základní dispozice, které odpovídají taxonomickému uspořádání třídy: roztavené tělo, baculaté, bez krku a modifikované přední končetiny pro skákání žab; půvabná stavba s definovaným krkem, dlouhým ocasem a končetinami stejné velikosti jako mloci; a protáhlý, bezmezný tvar keciliánů.

Metamorfóza

Životní cyklus většiny obojživelníků se vyznačuje tím, že je dvoufázový: vodní larva se vylíhne z vajíčka, které se promění v sexuálně dospělého suchozemského jedince, který klade vajíčka a uzavírá tak cyklus. Jiné druhy eliminovaly vodní fázi.

Kůže

Obojživelník je zcela unikátní. Vyznačuje se velmi jemnou, vlhkou a přítomností více žláz. U druhů postrádajících plíce může dojít k výměně plynu kůží. Existují modifikace struktur, které uvolňují toxické látky pro boj s predátory.

Na kůži vynikají nápadné barvy - nebo kamufláž. Mnoho z nich má varovat nebo skrývat před predátory. Ve skutečnosti je obojživelník obojživelnější komplexnější, než se zdá; Je tvořena řadou buněk, které ukládají pigmenty zvané chromatofóry.

Typy (klasifikace)

Třída Amphibia je rozdělena do tří řádů: Řád Gymnophiona (Apoda), tvořený caecilians; Řád Urodela (Caudata), běžně nazývaný mloci, a Řád Anura (Salientia) tvořený žabami, ropuchami a příbuznými. Níže popíšeme každou z charakteristik každé třídy:

Objednávka Gymnophiona (Přezdívka)

Eocaecilia micropodia, raná katecilka z dolního Jurassic, kresba tužkou. Nobu Tamura (http://spinops.blogspot.com)

Tělocvičny nebo keciliáni tvoří řád 173 druhů organismů s velmi protáhlým tělem, bez končetin a s podzemními způsoby života.

Povrchně se podobají červu nebo malému hadovi. Jeho tělo je pokryto malými kožními šupinami a jsou anulovány. Mozek lebky je výrazně osifikován. V několika málo vodních formách, které existují, není kruhový vzor označen.

Většina druhů se nachází v tropických pralesech Jižní Ameriky, pohřbených v zemi. Byly však hlášeny také v Africe, Indii a některých regionech Asie.

Stejně jako u většiny druhů s podzemními zvyky jsou oči velmi malé a u některých druhů jsou naprosto zbytečné.

Řád Urodela (Caudata)

Salamander mlok. Zdroj: pixabay.com

Urodelos se skládá z téměř 600 druhů mloků. Tito obojživelníci obývají různá prostředí, mírná i tropická. V Severní Americe jsou hojní. Z ekologického hlediska jsou mloci velmi různí; mohou být úplně jiné vodní, pozemské, stromové, podzemní.

Vyznačují se organismy malých velikostí - zřídka vzorek přesahuje 15 cm. Výjimkou je obří japonský mlok, který dosahuje více než 1,5 metru na délku.

Konce tvoří pravý úhel s kmenem válcového a tenkého těla, které mají. Zadní končetiny a přední končetiny jsou stejné velikosti. V některých vodních a podzemních formách došlo ke značnému snížení počtu členů.

Řád Anura (Salientia)

Pelophylax perezi

Řád Anura je nejrozmanitější mezi obojživelníky, s téměř 5 300 druhy žab a ropuch, rozdělenými do 44 rodin. Na rozdíl od mloky nemají anurané ocas. Jeden žáby rodu Ascaphus vlastní. Název řádu Anura zmiňuje tuto morfologickou charakteristiku.

Alternativní název skupiny, Salientia, zdůrazňuje adaptace skupiny na lokomoce tím, že skočí díky silným zadním nohám. Jejich tělo je baculaté a postrádá krk.

Je to žába nebo ropucha?

Někdy, když vidíme anurana, obvykle se ptáme, zda vzorek odpovídá „ropucha“ nebo „žába“. Obecně platí, že když mluvíme o ropucha, máme na mysli anurana s koženou kůží, výraznými bradavicemi a silným tělem, zatímco žába je půvabné zvíře, zářivě zbarvené, nápadné as žlázou kůží.

Tato diferenciace je však pouze populární a nemá žádnou taxonomickou hodnotu. Jinými slovy; neexistuje žádný taxonomický rozsah zvaný ropuchy nebo žáby.

Zažívací ústrojí

1 pravá síň, 2 pravá tepna, 3 vejce, 4 tlusté střevo, 5 levá síň, 6 komor, 7 žaludek, 8 levých plic, 9 slezina, 10 tenkého střeva. CloacaObrázek pořízený Jonathanem McIntoshem

Adaptace cefalické oblasti

Jazyk obojživelníků je vyčnívatelný a umožňuje jim chytit malý hmyz, který bude jejich kořistí. Tento orgán má různé žlázy, které produkují lepkavé sekrece, které se snaží zajistit zachycení potravy.

Pulečky mají keratinizované struktury v ústní oblasti, které jim umožňují škrábat rostlinnou hmotu, kterou spotřebují. Uspořádání a počet těchto bukálních struktur mají taxonomickou hodnotu.

Přizpůsobení střev

Ve srovnání s jinými zvířaty je trávicí trakt obojživelníků poměrně krátký. V celém živočišném království je trávicí systém tvořený krátkými střevy typický pro masožravou stravu, protože je možné snadno strávit potravou.

U larev je gastrointestinální systém delší, což je charakteristika, která pravděpodobně upřednostňuje vstřebávání rostlinné hmoty a umožňuje fermentaci.

Strava

Většina obojživelníků má masožravou stravu. V nabídce anuranů najdeme několik druhů hmyzu, pavouků, červů, hlemýžďů, stonožek a téměř jakéhokoli zvířete, které je dost malé na to, aby ho obojživelník konzumoval bez velkého úsilí.

Gymnofiony se živí malými bezobratlými, které dokážou lovit v podzemních prostředích. Mloci mají masožravou stravu.

Naproti tomu většina larválních forem tří řádů je býložravá (i když existují výjimky) a živí se rostlinnou hmotou a řasami, které se nacházejí ve vodních útvarech.

Oběhový systém

Didaktický model obojživelného srdce. Wagner Souza e Silva / Muzeum veterinární anatomie FMVZ USP

Obojživelníci mají srdce s žilní dutinou, dvěma síněmi, komorou a kuželem.

Krev je dvojí: prochází srdcem, plicní tepny a žíly zásobují plíce (u druhů, které je mají) a okysličená krev se vrací do srdce. Kůže obojživelníků je bohatá na malé krevní cévy.

1 - Vnitřní žábry / bod, kde je krev reoxygenována. 2 - Bod, kdy je krev zbavena kyslíku. 3 - Dvoukomorové srdce. Krev červená kyslík. Modrá krev bez kyslíku. Opellegrini15

Larvová forma představuje odlišný oběh než ten, který je popsán pro dospělé formy. Před metamorfózou je cirkulace podobná cirkulaci u ryb (pamatujte, že larvy mají žábry a oběhový systém je musí zahrnout do své cesty).

V larvách přecházejí tři ze čtyř tepen, které začínají od ventrální aorty, do žábrů a zbývající z nich komunikuje s plicemi v základním nebo nedostatečně rozvinutém stavu.

Nervový systém

Nervový systém je tvořen mozkem a míchou. Tyto struktury jsou odvozeny embryologicky z nervové trubice. Přední část této struktury se rozšiřuje a tvoří mozek. Oproti ostatním obratlovcům je obojživelníkový nervový systém poměrně malý, jednoduchý a základní.

U obojživelníků je 10 párů lebečních nervů. Mozek je protáhlý (ne kulatá hmota jako u savců) a je strukturálně a funkčně rozdělen do přední, střední a zadní oblasti.

Mozek je podobný ve všech třech skupinách obojživelníků. Nicméně, to je obvykle kratší struktura v žabách a více protáhlý v caecilians a mloci.

Dýchací systém

Část žabí kůže. A: sliznice, B: chromofor, C: granulární jedová žláza, D: pojivová tkáň, E: stratum corneum, F: přechodová zóna, G: epidermis a H: dermis. Jon houseman

U obojživelníků existují různé struktury, které se účastní respiračního procesu. Tenká, žlázová a vysoce vaskularizovaná kůže hraje důležitou roli při výměně plynu mnoha druhů, zejména těch, které nemají plíce.

Plíce obojživelníků mají zvláštní mechanismus; Na rozdíl od příjmu vzduchu z plic jiných zvířat dochází k ventilaci pozitivním tlakem. V tomto systému je vzduch tlačen do průdušnice.

Larvové formy, které jsou vodní, dýchají žábry. Tyto vnější dýchací orgány dosahují účinné extrakce rozpuštěného kyslíku ve vodě a zprostředkovávají výměnu s oxidem uhličitým. Existují mloci, kteří mohou mít pouze žábry, pouze plíce, obě struktury nebo nic.

Některé druhy mloků, které žijí celý svůj dospělý život ve vodních útvarech, mají schopnost se vyhnout proměně a zachovat si své žábry. V evoluční biologii se fenomén zachování dětského vzhledu u dospělých a sexuálně vyzrálých forem nazývá pedomorfóza.

Jedním z nejznámějších zástupců mloků, kteří dokážou zachovat žábry v dospělosti, je axolotl nebo Ambystoma mexicanum.

Vokalizace

Když myslíme na žáby a ropuchy, je téměř nemožné nenasvědčovat jejich nočním písním.

Vokalizační systém obojživelníků má v anuranech velký význam, protože písně jsou důležitým faktorem při rozpoznávání dvojice a při obraně území. Tento systém je mnohem více vyvinut u mužů než u žen.

Hlasivky jsou umístěny v hrtanu. Anuran je schopen produkovat zvuk díky průchodu vzduchu hlasivkami, mezi plícemi a párem velkých vaků umístěných na dně úst. Všechny uvedené struktury jsou zodpovědné za organizaci produkce zvuku a písní, které jsou pro skupinu tak specifické.

Vylučovací systém

Vylučovací systém obojživelníků je tvořen ledvinami mezonefrického nebo opisthefrického typu, přičemž nejčastěji se jedná o druhý typ. Ledviny jsou orgány pověřené odstraňováním dusíkatého odpadu z krevního řečiště a udržováním vodní rovnováhy.

U moderních obojživelníků existuje v embryonálních stádiích holonefická ledvina, ale nikdy nebude funkční. Hlavním odpadem dusíku je močovina.

Reprodukce a vývoj

Vzhledem k jejich neschopnosti regulovat tělesnou teplotu se obojživelníci snaží reprodukovat v ročních obdobích, kdy je teplota prostředí vysoká. Protože reprodukční strategie tří řádů jsou tak rozdílné, budeme je popisovat samostatně:

Gymnofiony

Literatura vztahující se k reprodukční biologii tohoto řádu obojživelníků není nijak zvlášť bohatá. Hnojení je vnitřní a samci mají kopulační orgán.

Obecně jsou vejce ukládána na vlhkých místech s okolními vodními plochami. Některé druhy mají typické vodní larvy obojživelníků, zatímco v jiných se larvální stádium vyskytuje uvnitř vajíčka.

U některých druhů vykazují rodiče chování úkrytu vajíček v záhybech těla. Značný počet caecilians je viviparous, být obyčejná událost uvnitř skupiny. V těchto případech se embrya živí stěnami vajcovodu.

Urodelos

Vejce většiny mloků jsou vnitřně oplodněna. Samice jsou schopné přijmout struktury zvané spermatophores (balíček spermatu produkovaný samcem).

Tyto spermie se ukládají na povrch listu nebo kmene. Vodní druhy kladou vejce do shluků ve vodě.

Anurans

Série obrazů pulců (ropucha obecná - Bufo bufo). Obrázky ukazují poslední dva týdny vývoje larev končící metamorfózou. Bufo_metamorphosis.jpg: CLauterderivative work: Cwmhiraeth

U anuranů muži přitahují ženy prostřednictvím melodických (a druhově specifických) písní. Když se pár spolu rozmnoží, zapojí se do jakési „objetí“ zvané amplexus.

Jak samice klade vajíčka, samec vypouští sperma na tyto gamety, aby je oplodnil. Jedinou výjimkou z vnějšího oplodnění u anuranů jsou organismy rodu Ascaphus.

Vejce se ukládají přímo do vlhkého prostředí nebo do vody. Shromažďují se v hromadách s několika vejci a mohou se ukotvit k místům vegetace. Oplodněné vajíčko se rychle vyvíjí a když je připraven, objeví se malý vodní žlázka.

Tento malý pulec podstoupí dramatickou změnu: metamorfóza. Jednou z prvních úprav je vývoj zadních končetin, ocas, který jim umožňuje plavat, je reabsorbován - podobně jako žábry, střevo je zkráceno, plíce se vyvíjejí a ústa přijímají vlastnosti dospělých.

Časový rámec vývoje je u obojživelníků velmi variabilní. Některé druhy jsou schopny dokončit svou metamorfózu za tři měsíce, zatímco jiné dokončení transformace trvá až tři roky.

Evoluce a fylogeneze

Umělecké znázornění Triadobatrachus massinoti. Pavel.Riha.CB

Evoluční rekonstrukce této skupiny tetrapodů má několik problémů. Nejviditelnější je diskontinuita fosilního záznamu. Kromě toho se metody používané k rekonstrukci fylogenetických vztahů neustále mění.

Živí obojživelníci jsou potomci prvních pozemských tetrapodů. Tito předci byli lalůčkovití (Sarcopterygii), velmi zvláštní skupina kostnatých ryb.

Tyto ryby se objevují na konci devonského období, asi před 400 miliony let. Skupina zažila adaptivní záření jak na sladké, tak na slané vody.

Nejdříve tetrapods udržel postranní linii systém v jejich juvenile formy, ale chybějící u dospělých. Stejný vzorec je vidět u moderních obojživelníků.

Obojživelníci jsou skupinou, která úspěšně využila širokou rozmanitost pozemních prostředí, která jsou spojena s vodními útvary.

První tetrapody

Existuje řada fosilií, které jsou klíčové pro vývoj tetrapodů, včetně Elginerpetonu, Ventastega, Acanthostega a Ichthyostega. Tyto dnes zaniklé organismy byly charakterizovány tím, že jsou vodní - vlastnost, která je odvozena z anatomie jejich těla - a mají čtyři končetiny.

Členové rodu Acanthostega byly organismy, které vytvořily končetiny, ale tyto struktury byly tak slabé, že je nepravděpodobné, že by zvířata měla možnost volně chodit z vody.

Naproti tomu rod Ichthyostega představoval všechny čtyři končetiny a podle důkazů mohl zůstat mimo vodu - i když s nepříjemným pohybem. Pozoruhodnou charakteristikou obou pohlaví je přítomnost více než pěti číslic v obou zadních končetinách a předních končetinách.

V jednom okamžiku vývoje tetrapodů byla pentadaktyly charakteristika, která byla pevná a zůstala konstantní v naprosté většině tetrapodů.

Fylogenetické vztahy mezi současnými skupinami

Vztahy mezi třemi současnými obojživelnými skupinami zůstávají kontroverzní. Tentativně moderní skupiny (moderní obojživelníci jsou seskupeny pod názvem lisanfibios nebo Lissamphibia) spolu s vyhynulými počty řádků jsou seskupeny do větší skupiny zvané temnospondyly (Temnospondyli).

Většina molekulárních a paleontologických důkazů podporuje fylogenetickou hypotézu, že seskupí anurany a mloky jako sesterské skupiny, přičemž keciliany zůstávají vzdálenější skupinou. Zdůrazňujeme existenci několika studií, které podporují tento fylogenetický vztah (více informací viz Zardoya & Meyer, 2001).

Naopak, použitím ribozomální RNA jako molekulárního markeru byla získána alternativní hypotéza. Tyto nové studie označují keciliány jako sesterskou skupinu pro mloky, takže žáby jsou vzdálenou skupinou.

Současný stav ochrany

Dnes jsou obojživelníci vystaveni různým faktorům, které negativně ovlivňují populace. Podle posledních odhadů je počet obojživelníků, kterým hrozí vyhynutí, nejméně třetina všech známých druhů.

Tento počet výrazně převyšuje podíl ohrožených druhů ptáků a savců.

Ačkoli nebylo možné určit jednu příčinu, která přímo souvisí s masivním poklesem obojživelníků, vědci navrhují, že nejdůležitější jsou:

Zničení stanovišť a změna klimatu

Mezi hlavní síly, které ohrožují obojživelníky, patří: degradace a ztráta stanovišť a globální oteplování. Vzhledem k tomu, že obojživelníci mají velmi tenkou pokožku a jsou tak závislí na vodních útvarech, kolísání teploty a stupně sucha na ně výrazně působí.

Zvýšení teploty a snížení rybníků, které jsou k dispozici pro snášení vajec, se jeví jako důležitý faktor v tomto jevu místního vymírání a velmi výrazného úbytku populace.

Chytridiomykóza

Rychlé šíření infekční choroby chytridiomykóza způsobené houbou druhu Batrachochytrium dendrobatidis výrazně ovlivňuje obojživelníky.

Houba je tak škodlivá, protože napadá velmi důležitý aspekt anatomie obojživelníků: její kůži. Houba poškozuje tuto strukturu, která je nezbytná pro termoregulaci a pro akumulaci vody.

Chytridiomykóza způsobila obrovský pokles populací obojživelníků ve velkých geografických regionech, včetně Severní Ameriky, Střední Ameriky, Jižní Ameriky a lokalizovaných oblastí Austrálie. Až dosud věda nemá účinné ošetření, které by umožnilo eliminovat houbu tohoto druhu.

Zavádění exotických druhů

Zavádění druhů v některých regionech přispělo k úbytku populací. Zavedení exotických obojživelníků mnohokrát negativně ovlivňuje ochranu endemických obojživelníků v oblasti.

Reference

Divers, SJ a Stahl, SJ (Eds.). (2018). Maderův plaz a obojživelníková medicína a chirurgie-E-Book. Elsevier Health Sciences.
Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrované základy zoologie. McGraw - Hill.
Kardong, KV (2006). Obratlovci: srovnávací anatomie, funkce, vývoj. McGraw-Hill.
Llosa, ZB (2003). Obecná zoologie. EUNED.
Vitt, LJ, a Caldwell, JP (2013). Herpetologie: úvodní biologie obojživelníků a plazů. Akademický tisk.
Zardoya, R., & Meyer, A. (2001). O původu a fylogenetických vztazích mezi živými obojživelníky. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických, 98 (13), 7380-3.

OBOJŽIVELNÍCI: VLASTNOSTI, TYPY, SYSTÉMY, REPRODUKCE - BIOLOGIE - 2025