两栖动物对两栖生活的适应性

两栖动物对两栖生活的适应性

对于最早登陆的两栖类来说,面临着一系列新的矛盾,例如：呼吸介质改变的问题、重力因素、体内水分蒸发的问题、陆地环境条件复杂和传导声、光的介质改变等.这些矛盾是通过动物体新性质的不断产生,旧性质的不断消失而逐渐解决的.下面从几个方面来分析两栖类对陆地环境的初步适应和其不完善性.

1．呼吸介质改变,上陆后的动物需直接从空气中获得氧,这对呼吸系统和循环系统都起着深刻的影响.水外呼吸的问题,在两栖类的祖先---总鳍鱼,已经初步解决,两栖类继承并发展了从总鳍鱼传下来的肺呼吸,但由于肺的发展还不完善,因此,还以皮肤作为辅助呼吸器官.

2.随着呼吸系统的改变,循环系统发生相应的改变,由单循环改变为不完全的双循环；心脏由一心房一心室改变为二心房一心室

3.对子生活在陆地上的动物来说.重力是一个重要因素,运动性装置(骨骼、肌肉)所担负的任务加重而且复杂化.鱼在水内,由水的浮力来支持身体,鳍仅起划桨的作用.两栖类的四肢不仅需要承受体重,而且还要推动身体沿地面爬行.适应于重力因素的改变,两栖类发展了强有力的五趾型附肢.一般认为,五趾型的附肢是从古总鳍鱼的隅鳍发展而来,最早的两栖类——坚头类的四肢非常近似古总鳍鱼的偶鳍.五趾型附肢与一般的鱼鳍有很大的区别：鱼类的鳍是单支点的杠杆,只能位躯体作相对应的转动,而陆栖脊椎动物的附肢是多支点的杠杆,不仅整个附肢可以依躯体作相对应的转动,而且附肢的各部彼此也可以作相对应的转动,既坚固又灵活,适于载重又适于沿地面爬行.但是,和高等陆栖脊椎动物相比,两栖类的附肢还处于比较原始的地位,四肢还不能将躯干抬高离开地面,也不能很快地运动.

4．脊拄除一般的增加坚固程度外,进一步分化为颈椎、躯椎、荐椎和尾椎.两栖类此鱼类多了颈椎和荐椎的分化.鱼类无颈椎,头部不能灵活转动.两栖类开始出现颈椎,但只有一个,是过渡阶段,到爬行类,颈椎数目加多,才解决了头部灵活转动的问题.上陆的两栖类,四肢需承受体重,与此相关,脊柱有了荐椎的分化.鱼类偶鳍不承受体重,腰带不与脊柱相接,脊柱也没有荐推的分化.在早期的两栖类化石中,腰带也有不连于脊柱者,因此脊柱还没有荐椎的分化.由此可见,荐椎的分化,是由于腰带与脊柱直接相连,而这又是后肢承受体重的直接后果.

5．由水上陆面临的另一个问题,是体内水分蒸发的问题.两栖类适应于干燥的陆地环境,表皮开始发生角质化,但角质化程度 不深,但是表层的l一2层细胞轻微角质化,因此,体内水分蒸发的问题还未完全解决,这就决定了两栖类还依赖于周围环境的湿度条件,还不能离开潮湿的环境.

6．陆地上复杂的环境条件引起两栖类脑的进步性变化,大脑两半球巳完全分开,大脑项部也有了神经细胞.

7．脊椎动物上陆后,随着传导声、光介质的改变,感觉器官也相应地改造,其中听觉器官的改造尤为深刻.鱼类只有内耳,内耳埋在头骨内,没有和外界相通的耳道,声波在水里引起水的波动,再引起内耳淋巴液流动,刺激感觉细胞通过神经传导而产生平 衡觉和听觉.在陆地上,声波是通过空气的介质来传播,声波本身不能引起内耳淋巴液的流动,只有把声波扩大后再传导到内耳,才能产生听觉.两栖类出现了中耳——鼓膜及听小骨,中耳正是起到这样效果的传音装置.

两栖类一方面开始获得了一系列适应陆地生活的特征,但还不完善,另外,也还保留着水栖祖先的原始性状,如卵在体外受精,幼体在水中发育,胚胎没有羊膜(和圆口类、鱼类同属于无羊膜动物),卵只有在水中才能进行繁殖.此外,成体的肺呼吸还不完善,必须有皮肤的辅助呼吸,皮肤也还没有防止体内水分蒸发的完善结构,这就决定了两栖类还依赖于周围环境的湿度条件,必须生活在临近水的地方.两栖类仍是变温动物,还必须受周围环境的温度条件的制约,当环境温度在7—8.C时,大多数种类即进入蛰眠.

所有这些情况都决定着两栖类的分布,只有在热带、亚热带以及潮湿的环境里两栖类特别多,温带铰少,沙漠或高山地区则更少,仅有很少的种类适合于寒带地区生活.两栖类皮肤的通透性使得它们不能生活于盐水或盐分很大的土壤中,盐份对蛙卵和幼体特别有害,甚至1％的氯化钠溶液即能使它们致死,因此,在海水中和海岛上没有两栖类