Varliagyviai yra amfibijų klasės stuburiniai tetrapodai, savo ruožtu įtraukti į Animalia karalystę. Šiam taksonui priklauso apie 8000 skirtingų rūšių, iš kurių maždaug 90 % yra varlės. Varlės, rupūžės, tritonai, salamandros ir caecilijos yra fiziškai žavūs gyvūnai, bet ar žinote, kaip varliagyviai kvėpuoja?
Gali atrodyti, kad šie gyvūnai kvėpuoja per odą. Kaip matysite tolesnėse eilutėse, ši reikšmė nėra toli nuo realybės, tačiau norint paaiškinti reikia niuansų ir plačių žinių apie šią stuburinių gyvūnų grupę. Jei norite sužinoti viską apie dujų mainus varliagyvių pasaulyje, skaitykite toliau.
Nuostabus varliagyvių pasaulis
Prieš tyrinėjant šios pūslelinės kvėpavimo mechanizmus, mums įdomu šiek tiek pažvelgti į jų fiziologiją ir taksonomiją. Varliagyviai yra klasė, suskirstyta į 3 skirtingas grupes, kurių atstovai šiandien gyvena: Salientia (varlės, rupūžės ir giminaičiai), Caudata (salamandros, tritonai ir giminaičiai) ir Gymnophiona (cecilijos).
Varlės ir rupūžės yra žymiausi šios grupės atstovai, nes iš 8000 egzistuojančių rūšių daugiau nei 90% priklauso Salientia grupei. Jiems būdinga tai, kad jie neturi uodegos, paprastai turi ilgas ir stiprias užpakalines galūnes, o liesti labai šiurkščią odą. Reikėtų pažymėti, kad skirtumas tarp rupūžės ir varlės nėra taksonomiškai svarbus.
Kaudatus lengva atskirti nuo ankstesnės grupės, nes jie turi uodegą, daug pailgesnį kūną ir panašias priekines bei galines galūnes.Jo kūnas paprastai yra fusiformas, nes daugelis rūšių didžiąją dienos dalį praleidžia po vandeniu medžiodamos ir daugindamosi.
Paskutinė viešnagė, būtina išskirti cecilijų grupę, kai kuriuos labai drovius ir retus varliagyvius, panašius į gyvates ar kirminus. Išskyrus porą uoslės čiuptuvų ant galvų, šie gyvūnai yra be galūnių, o jų akys dažnai būna labai atrofuotos. Jie gyvena po žeme ir šiandien yra užregistruota apie 200 rūšių, kaip nurodė National Geographic.
Kaip varliagyviai kvėpuoja?
Dabar, kai žinote šiek tiek daugiau apie šių gyvūnų fiziologiją, esame pasiruošę spręsti klausimą, kaip varliagyviai kvėpuoja apskritai. Mes jums apie tai papasakosime išsamiai, atsižvelgdami į jo gyvenimo etapą.
Lervų kvėpavimas
Kaip žinote, dauguma varliagyvių vandenyje išgyvena lervos stadiją, išskyrus kelias išimtis – pavyzdžiui, Salamandra salamandra kartais atsiveda visiškai metamorfuotus gyvus jauniklius.Šiame etape buožgalviai turi žiaunas ir jų kvėpavimas yra visiškai vandens.
Varlių ir rupūžių atveju buožgalviai turi vidines žiaunas, padengtas oda, sudarydamos operatyvią kamerą su vidinėmis žiaunomis, kurias vėdina spiralės. Bet kokiu atveju, jie pradeda prarasti svarbą, kai gyvūnui pradeda vystytis galūnės, nes tai sutampa su plaučių atsiradimu.
Įdomu, kad tyrimai parodė, kad vandens paviršiaus įtempis yra svarbus varliagyvių kvėpavimo reguliatorius jų lervos stadijoje. Kai jų ilgis yra mažesnis nei 3 milimetrai, lervos nepajėgia įveikti vandens ir oro barjero jėgos ir negali pasinaudoti atmosferos deguonimi, kad vystytųsi.
Pasiekę reikiamą dydį buožgalviai gali sulaužyti vandens paviršiaus įtempimą ir pradėti treniruoti plaučius gyvenimui sausumoje.
Kaip kvėpuoja suaugę varliagyviai?
Varliagyvių metamorfozei būdinga varlių ir rupūžių uodegos išnykimas ir galūnių vystymasis, taip pat žiaunų struktūrų rezorbcija. Šis įvykis žymi tašką, iš kurio nebegalima grįžti, nes suaugę egzemplioriai paprastai nesugeba vystytis visą savo gyvenimą vandens aplinkoje.
Varliagyvių plaučiai yra labai archajiški, palyginti su žinduolių ir paukščių plaučiais. Jie turi labai mažai vidinių pertvarų, o alveolės yra ilgos, todėl deguonies difuzijos į kraują greitis yra labai mažas. Mechaninis kvėpavimas atliekamas siurbiant burną, tačiau to nepakanka, kad būtų aprūpinti visi gyvūno audiniai.
Todėl, kaip rodo tyrimai, oda daugeliu atvejų gali būti pagrindinis kvėpavimo organas.Išorinis varliagyvių pamušalas gali apdoroti nuo 0 iki 100 % deguonies pasisavinimo ir nuo 20 iki 100 % anglies dioksido išskyrimo. Jų epidermis yra labai plonas ir pralaidus dujų mainams, todėl šie gyvūnai gali kvėpuoti beveik vien per jį.
Ypatingi odos kvėpavimo ypatumai
Šiuo metu mums jau labai aišku, kad didžioji dalis varliagyvių kvėpavimo tenka jų epidermio struktūroms. Gali atrodyti, kad šis metodas yra elementarus ir chaotiškas, tačiau nieko nėra toliau nuo tiesos: šie gyvūnai sugeba reguliuoti kraujotaką odos lygyje, taip tam tikru mastu kontroliuojant dujų mainus.
Daugelio varliagyvių odoje yra 20–95 % kvėpavimo takų kapiliarų. Dujų difuzija dažniausiai vyksta atokiausiame ir ploniausiame gyvūno sluoksnyje – epidermyje – ir šis liečiasi su likusiu gyvūno organizmu per venas, arterijas, venules ir arterioles.
Įdomu, kad jau cituoti š altiniai pabrėžia, kad kraujotaka į odą sumažėja, kai gyvūną veikia oras. Kitaip tariant, jei aplinkoje trūksta drėgmės, dujų apykaita su aplinka sumažinama, kad vandens nuostoliai būtų kuo mažesni. Šių kapiliarų vazodilatacija ir kraujagyslių susiaurėjimas yra užkoduoti smegenyse, todėl tam tikru mastu tai yra savanoriška.
Kai kurios rūšys, kurios žiemą sumažina medžiagų apykaitą iki minimumo, kvėpuoja nuolat ir tik per odą.
Grupė, kuriai reikalinga speciali apsauga
Galimybė kvėpuoti per odą yra didžiulė nauda, tačiau tai taip pat yra labai aiški susijusi kaina. Būdamas plonesnis ir pralaidesnis orui, varliagyvių epidermis yra visiškai pavaldus aplinkai ir rizikuoja mirti nuo dehidratacijos, jei neturi netoliese esančio vandens š altinio.Todėl jie yra gyvūnai, visiškai susieti su drėgna aplinka.
Be to, dėl šio organo pralaidumo varlės, rupūžės, salamandros, tritonai ir cecilijos yra labai pažeidžiamos cheminių medžiagų ir aplinkos pokyčių. Žinant, kaip varliagyviai kvėpuoja ir jų priklausomybę nuo aplinkos, nenuostabu, kad 41 % aptiktų ir ištirtų varliagyvių gresia išnykimas.