Amfibieni: caracteristici, tipuri, sisteme, reproducere

Amfibii sunt o clasă de animale vertebrate care nu au capacitatea de a-și regla temperatura corpului. Clasa este compusă din aproape 6.000 de specii de broaște, broaște, salamandere și caciilani. Ultimul grup nu este popular și este un amfibian similar cu un șarpe, deoarece și-a degenerat membrele.

Termenul "amfibian" se referă la una dintre cele mai remarcabile caracteristici ale grupului: cele două moduri de viață ale acestuia. În general, amfibii au o stadiu de larve acvatice și un adult terestru.

Prin urmare, reproducerea sa este încă legată de corpurile de apă. Evenimentul de reproducere are ca rezultat un ou care nu are membrane amniotice, deci trebuie să fie depozitat în iazuri sau în medii umede. Broaștele au fecundare externă, iar salamanderii - și probabil cacielienii - au o fertilizare internă.

Pielea de amfibieni este foarte subțire, umedă și glandulară. Unele specii au modificări pentru producerea de otrăvuri pentru a se apăra împotriva potențialilor lor pradatori. Deși unele specii au plămâni, în altele au fost pierdute și respirația apare în întregime prin piele.

Am găsit amfibieni într-o mare diversitate de ecosisteme, prin regiuni tropicale și temperate (cu excepția insulelor oceanice).

Herpetologia este ramura zoologică responsabilă pentru studiul amfibienilor - și, de asemenea, reptile. Profesionistul care se dezvoltă profesional în știința menționată este cunoscut ca un herpetologist.

caracteristici

Caracteristicile osoase

Amfibieni sunt animale vertebrate, tetrapod și ancestral quadruped. Scheletul său este compus în principal din os și numărul de vertebre este variabil. Unele specii au coaste care pot sau nu pot fi topite cu vertebrele.

Craniul salamanders și broaște este, în general, deschis și delicat. Dimpotrivă, caciilii manifestă o compactare imensă în craniu, transformându-l într-o structură grea și solidă.

Morfologia generală a corpului

Morfologia corpului are trei dispoziții de bază, care corespund ordonării taxonomice a clasei: corpul fuzionat, îngroșat, fără gât și membrele anterioare modificate pentru saltul broaștelor; structura grațioasă cu un gât definit, o coadă lungă și extremități de dimensiunea egală a salamanderelor; și forma alungită și limbajată a caciililor.

metamorfoză

Ciclul de viață al celor mai multe amfibieni se caracterizează prin faptul că este bifazic: oul elicoidalează o larvă acvatică care se transformă într-o persoană terestră matură sexuală care plasează ouă și închide astfel ciclul. Alte specii au eliminat stadiul acvatic.

piele

Pielea de amfibieni este destul de specială. Se caracterizează prin faptul că este foarte fin, umed și cu prezența multiplelor glande. La speciile care nu au plămâni, schimbul de gaze poate să apară prin piele. Există modificări ale structurilor care eliberează substanțe toxice pentru combaterea prădătorilor.

Pe piele, culorile izbitoare ies în evidență - sau capacitatea de a camufla. Multe dintre ele sunt menite să alerteze sau să se ascundă de pradă. De fapt, colorarea amfibienilor este mult mai complexă decât pare; Este format dintr-o serie de celule care stochează pigmenții numiți cromatofori.

Tipuri (clasificare)

Clasa amfibiei este împărțită în trei ordine: Ordinul Gymnophiona (Apoda), compus din caciilii; Ordinul Urodela (Caudata) numit în mod obișnuit salamanderi, și Ordinul Anura (Salientia) format din broaște, broaște și altele. În continuare vom descrie fiecare dintre caracteristicile clasei casei:

Comandă Gymnophiona (Pseudonim)

Gimnofionele sau ceciliile respectă un ordin de 173 de specii de organisme cu un corp foarte alungit, fără membre și cu moduri de viață subterane.

În mod superficial, ele seamănă cu un vierme sau un șarpe mic. Corpul său este acoperit de mici cântare dermice și este anulat. Craniul cecilienilor este semnificativ osificat. În cele câteva forme acvatice care există, modelul inelului nu este atât de marcat.

Majoritatea speciilor se găsesc în pădurile tropicale din America de Sud, îngropate în pământ. Totuși, acestea au fost raportate și în Africa, India și în unele regiuni din Asia.

Ca și în cele mai multe specii cu obiceiuri subterane, ochii sunt foarte mici și în unele specii sunt complet inutili.

Comandă Urodela (Caudata)

Urodelurile sunt formate din aproape 600 de specii de salamanderi. Aceste amfibieni locuiesc în diverse medii, atât temperate, cât și tropicale. Sunt abundente în America de Nord. Din punct de vedere ecologic, salamandrele sunt foarte diverse; ele pot fi total acvatice, terestre, arboreale, subterane, printre alte medii.

Ele sunt caracterizate prin faptul că sunt organisme de dimensiuni mici - rareori un specimen depășește 15 cm. Excepția este salamandrul japonez gigant, care are o lungime mai mare de 1, 5 metri.

Extremitățile formează un unghi drept cu trunchiul corpului cilindric și subțire pe care îl posedă. Elementele posterioare și anterioare au aceeași dimensiune. În unele forme acvatice și subterane, membrii au suferit o reducere considerabilă.

Ordinul Anura (Salientia)

Ordinul Anura este cel mai divers printre amfibieni, cu aproape 5300 de specii de broaște și broaște, împărțite în 44 de familii. Spre deosebire de salamandre, anuranii nu au coada. Numai broaștele din genul Ascaphus au unul . Numele ordinului Anura se referă la această caracteristică morfologică.

Numele alternativ al grupului, Salientia, evidențiază adaptările pentru locomoționarea grupului, prin salturi datorită picioarelor sale puternice din spate. Corpul lui este stubby și nu are gât.

Este o broască sau o broască?

Uneori, când vedem un anuros, întrebăm de obicei dacă specimenul corespunde unui "broască" sau unei "broaște". În general vorbind, atunci când vorbim despre un broască, se referă la un anuro cu piele de coral, niște negi proeminenți și un corp robust, în timp ce o broască este un animal grațios cu culori strălucitoare, strălucitoare și piele glandulară.

Cu toate acestea, această diferențiere este doar populară și nu are o valoare taxonomică. Cu alte cuvinte; nu există o gamă taxonomică numită broaște sau broaște.

Sistemul digestiv

Adaptarea regiunii cefalice

Limbajul amfibienilor este protrusabil și permite capturarea insectelor mici care vor fi prada lor. Acest organ are mai multe glande care produc secreții lipicioase care încearcă să asigure capturarea alimentelor.

Tăblițele au structuri keratinizate în regiunea bucală, care le permite să răstoarne materia vegetală pe care o vor consuma. Aranjamentul și numărul acestor structuri orale au o valoare taxonomică.

Adaptarea intestinelor

În comparație cu alte animale, tractul digestiv al amfibienilor este destul de scurt. De-a lungul regnului animal, un sistem digestiv alcătuit din intestine scurte este tipic unei diete carnivore, deoarece sunt relativ ușor de digerat materialele alimentare.

În larve, sistemul gastrointestinal este mai lung, caracteristic care probabil favorizează absorbția materiei vegetale, permițând fermentația.

dietă

Majoritatea amfibienilor au o dietă carnivoră. În meniul anuranilor găsim mai multe specii de insecte, păianjeni, viermi, melci, millipede și aproape orice animal care este suficient de mic pentru ca amfibianul să o poată consuma fără prea mult efort.

Gimnofii se hrănesc cu mici nevertebrate care reușesc să vâneze în mediile subterane. Salamanderii au o dietă carnivoră.

În schimb, majoritatea formelor larvare ale celor trei ordine sunt erbivore (deși există excepții) și se hrănesc cu materie vegetală și alge găsite în corpuri de apă.

Sistemul circulator

Amfibienii au o inimă cu un sinus venos, două atriuri, un ventricul și un con arterios.

Circulația este dublă: trece prin inimă, arterele pulmonare și venele furnizează plămânii (la speciile care le posedă), iar sângele oxigenat revine în inimă. Pielea de amfibieni este bogată în vasele de sânge mici.

Forma larvară are o circulație diferită de cea descrisă pentru formele adulte. Înainte de metamorfoză, circulația este similară cu cea găsită în pește (amintiți-vă că larvele au ghimbir și sistemul circulator trebuie să le includă în traseu).

În larve, trei din cele patru artere care pornesc de la aorta ventrală merg la branhii, iar restul comunică cu plămânii într-o stare rudimentară sau foarte puțin dezvoltată.

Sistemul nervos

Sistemul nervos este format din creier și măduva spinării. Aceste structuri derivă embriologic din tubul neural. Porțiunea anterioară a structurii menționate se lărgește și formează creierul. În comparație cu restul vertebratelor, sistemul nervos al amfibienilor este destul de mic, simplu și rudimentar.

În amfibieni, există 10 perechi de nervi cranieni. Creierul este alungit (nu este o masă rotundă ca la mamifere) și este împărțit structural și funcțional în regiuni anterioare, medii și posterioare.

Creierul este similar în cele trei grupuri de amfibieni. Cu toate acestea, este de obicei o structură mai scurtă în broaște și mai prelungită în caciilani și salamanderi.

Sistemul respirator

În amfibieni, există diferite structuri care participă la procesul respirator. Pielea fină, glandulară și foarte vascularizată are un rol relevant în schimbul de gaze a multor specii, în special a celor care nu au plămâni.

Plămânii din amfibieni au un mecanism special; Spre deosebire de aportul de aer al plămânilor altor animale, ventilația are loc prin presiune pozitivă. În acest sistem aerul este forțat să intre în trahee.

Formele larvare - care sunt acvatice - respira prin branhii. Aceste organe respiratorii externe realizează o extracție eficientă a oxigenului dizolvat în apă și mediază schimbul cu dioxid de carbon. Există salamandre care pot prezenta doar ghirlande, doar plămâni, ambele structuri sau nici una.

Unele specii de salamanderi care își trăiesc toată viața adultă în corpuri de apă au abilitatea de a evita metamorfoza și de a conserva branhiile. În biologia evoluționistă, fenomenul de păstrare a aspectului copilului în forme deja mature și adulte se numește pedomorphosis.

Unul dintre cei mai cunoscuți reprezentanți ai salamanderilor care reușesc să conserve branhiile în starea lor adultă este axolotul sau Ambystoma mexicanum .

vocalizare

Când ne gândim la broaște și broaște, este aproape imposibil să nu le facem aluzie la cântecele nocturne.

Sistemul de vocalizare în amfibieni are o mare importanță în anurani, deoarece cântecele sunt un factor important în recunoașterea cuplului și în apărarea teritoriului. Acest sistem este mult mai dezvoltat la bărbați decât la femele.

Cablurile vocale sunt situate în laringe. Anuroul este capabil să producă sunet datorită trecerii aerului prin corzile vocale, între plămâni și prin intermediul unei perechi de saculete mari situate pe podeaua gurii. Toate aceste structuri menționate sunt responsabile de orchestrarea producției de sunet și de cântecele specifice ale grupului.

Sistemul excretor

Sistemul excretor de amfibieni este format din rinichi mesonefrici sau opistonefrici, ultimul fiind cel mai frecvent. Rinichii sunt responsabili pentru eliminarea deșeurilor de azot din fluxul sanguin și pentru menținerea unui echilibru al apei.

În amfibieni moderni, există un rinichi holonefric în etapele embrionare, dar nu devine niciodată funcțional. Deșeurile principale de azot sunt uree.

Reproducere și dezvoltare

Având în vedere incapacitatea lor de a regla temperatura corporală, amfibienii încearcă să reproducă în momentele anului în care temperatura mediului este ridicată. Întrucât strategiile de reproducere a celor trei ordine sunt atât de disparate, le vom descrie separat:

Gimnofiones

Literatura referitoare la biologia reproductivă a acestui ordin de amfibieni nu este deosebit de bogată. Fertilizarea este internă, iar bărbații au un organ de copulație.

În general, ouăle sunt depozitate în locuri umede, cu corpuri de apă aflate în apropiere. Unele specii au larva acvatică tipică a amfibienilor, în timp ce în altele stadiul larvelor apare în interiorul oului.

La anumite specii, părinții prezintă comportamentul de a adăposti ouăle în pliurile corpului. Un număr semnificativ de cecilieni sunt vivipari, fiind un eveniment comun în cadrul grupului. În aceste cazuri, embrionii se hrănesc pe pereții oviductului.

Urodele

Ouale de cele mai multe salamandere sunt fertilizate intern. Femeile individuale sunt în măsură să ia structuri numite spermatofori (un pachet de spermă produs de un anumit bărbat).

Aceste spermatofore sunt depozitate pe suprafața unor frunze sau portbagaj. Specii acvatice își pun ouăle în bazine în apă.

anuros

În anurani, masculii atrag femelele prin cântecele lor melodice (și specifice fiecărei specii). Când cuplul merge să coopereze, se împerechează într-un fel de "îmbrățișare" numit amplexus.

Deoarece femeile depozitează ouăle, bărbatul descarcă sperma pe aceste gameți pentru a le fertiliza. Singura excepție de la evenimentul de fertilizare externă din anurani sunt organismele din genul Ascaphus.

Ouăle sunt plasate direct în medii umede sau în corpul apei. Acestea se aglomerează în masă cu mai multe ouă și se pot ancora în paturi de vegetație. Oul fertilizat se dezvoltă rapid și, când este pregătit, apare o mizerie acvatică mică.

Această mizerie mică va experimenta un eveniment de schimbări dramatice: metamorfoza. Una dintre primele modificări este dezvoltarea membrelor posterioare, coada care le permite să înoate este reabsorbită - ca și gatul, intestinul este scurtat, plămânii se dezvoltă și gura are caracteristicile adulților.

Perioada de dezvoltare este foarte variabilă în rândul speciilor de amfibieni. Anumite specii sunt capabile să-și finalizeze metamorfoza în trei luni, în timp ce altele au nevoie de până la trei ani pentru a finaliza transformarea.

Evoluție și filogenie

Reconstrucția evolutivă a acestui grup de tetrapoduri a cunoscut câteva dificultăți. Cea mai evidentă este discontinuitatea înregistrării fosile. În plus, metodele folosite pentru reconstrucția relațiilor filogenetice se schimbă în mod constant.

Amfibienii vii sunt descendenți ai primelor tetrapoduri terestre. Acești strămoși au fost pești de lobi (Sarcopterygii), un grup foarte special de pești osoși.

Aceste pești apar atunci când perioada devoniană se încheia, cu aproximativ 400 de milioane de ani în urmă. Grupul a experimentat radiații adaptive atât pentru corpurile de apă dulce cât și pentru cele de apă sărată.

Primele tetrapoduri au conservat un sistem lateral în formele lor minore, dar absente la adulți. Același model este observat și în amfibienii moderni.

Amfibienii au fost un grup care a exploatat cu succes o mare diversitate de medii terestre, care sunt legate de corpurile de apă.

Primul tetrapod

Există o serie de fosile care sunt esențiale pentru evoluția tetrapodelor, inclusiv Elginerpeton, Ventastega, Acanthostega și Ichthyostega. Aceste organisme deja dispărute s-au caracterizat printr-o trasatura acvatică dedusă din anatomia corpului lor și prin faptul că au patru membre.

Membrii genului Acanthostega au fost organisme care au format membre, dar aceste structuri erau atât de slabe, încât este puțin probabil ca animalele să aibă posibilitatea să meargă liber din apă.

În contrast, genul Ichthyostega a prezentat toate cele patru membre și, potrivit dovezilor, ar putea să stea afară din apă - deși cu o plimbare stângace. O trăsătură izbitoare a ambelor sexe este prezența a mai mult de cinci cifre atât în ​​membrele posterioare, cât și în cele din spate.

La un moment dat în evoluția tetrapodelor, pentadactyly a fost o caracteristică care a fost fixată și a rămas constantă în marea majoritate a tetrapodelor.

Relațiile filogenetice între grupurile actuale

Relațiile dintre cele trei grupuri actuale de amfibieni rămân controversate. Grupurile moderne moderne (amfibienii moderni sunt grupați sub denumirea de lisanfibios sau Lissamphibia) împreună cu liniile dispărute sunt grupate într-un grup mai mare numit temnospondils (Temnospondyli).

Cele mai multe dovezi moleculare și paleontologice susțin ipoteza filogenetică care grupează anuranii și salamanderii ca grupuri sora, lăsând caciilinii ca un grup mai îndepărtat. Subliniem existența mai multor studii care susțin această relație filogenetică (pentru mai multe informații, consultați Zardoya & Meyer, 2001).

În contrast, folosind ARN ribozomal ca marker molecular, a fost obținută o ipoteză alternativă. Aceste noi studii desemnează caicilii ca fiind grupul soror al salamanderelor, lăsând broaștele ca un grup îndepărtat.

Starea actuală de conservare

În prezent, amfibii sunt expuși la diferiți factori care afectează negativ populațiile. Conform estimărilor recente, numărul de amfibieni care sunt amenințați cu dispariția este de cel puțin o treime din toate speciile cunoscute.

Acest număr depășește cu mult proporția speciilor de păsări și mamifere pe cale de dispariție.

Deși nu a fost posibil să se identifice o singură cauză care este direct legată de scăderea masivă a amfibienilor, oamenii de știință propun că cele mai importante sunt:

Distrugerea habitatului și a schimbărilor climatice

Principalele forțe care amenință amfibieni includ: degradarea și pierderea habitatului și încălzirea globală. Deoarece amfibii au pielea foarte subțire și sunt atât de dependenți de corpurile de apă, fluctuațiile temperaturii și etapele secetei le afectează considerabil.

Creșterea temperaturii și scăderea iazurilor disponibile pentru ouăle pare a fi un factor important în acest fenomen de dispariție locală și un declin foarte puternic al populației.

chytrid

Răspândirea rapidă a chitridiomicozelor, cauzată de ciuperca speciei Batrachochytrium dendrobatidis, afectează în mare măsură amfibii

Ciuperca este atât de dăunătoare, deoarece atacă un aspect foarte important în anatomia amfibiului: pielea. Ciuperca dăunează acestei structuri, care este esențială pentru termoreglarea și acumularea de apă.

Chytridiomycosis a provocat un declin uriaș în populațiile de amfibieni în regiuni geografice extinse, inclusiv în America de Nord, America Centrală, America de Sud și în zonele localizate din Australia. Până în prezent, știința nu are un tratament eficient care elimină ciupercile speciei.

Introducerea speciilor exotice

Introducerea speciilor în anumite regiuni a contribuit la declinul populației. De multe ori, introducerea amfibienilor exotice afectează negativ conservarea amfibienilor endemici din zonă.