Chci vědět všechno

Obojživelník

Pin
Send
Share
Send


Obojživelníci (třída Obojživelník) jsou chladnokrevní tetrapodi (čtyřnohí obratlovci), jejichž vajíčka postrádají tvrdou ochrannou membránu kolem embrya. Termín “obojživelník” pochází z řečtiny amphi což znamená "oba" a bios což znamená „život“, tedy „dvojitý život“. To odráží skutečnost, že většina obojživelníků je dvoufázová a má vodní fázi, kde tráví část svého času, stejně jako pozemní fázi. Mnoho, ale v žádném případě ne všichni obojživelníci, podstoupí změnu z vodního larválního stadia, ve kterém získávají kyslík z vody a postrádají končetiny, na čtyřnohá, vzduchem dýchající dospělá forma přizpůsobená pro život na zemi. Existuje asi šest tisíc různých živých druhů obojživelníků. Mezi příklady patří žáby, ropuchy, mloci, mloci, blátiví a caecilians.

Odrůda obojživelníků má velmi různorodou skupinu zvířat, která mají pouze základní procento, které dokládají nejběžnější definující charakteristiky, a mají obvykle hladkou a nahou kůži. Přesto mají některé kožní šupiny. Ve srovnání s rybami obojživelníci ve vodní fázi obvykle dýchají kůží a plícemi, spíše než s žábry, a místo končetin mají končetiny, ale někteří obojživelníci také používají žábry.

Obojživelníci, kteří obývají stanoviště ve většině částí světa, hrají důležitou roli v rovnováze přírody. Jsou příkladem funkčnosti na dvou úrovních, protože spotřebovávají značné množství hmyzu a jiných bezobratlých a jsou samy kořistí větších zvířat, což z nich činí nedílnou součást potravinářských sítí. Jsou také důležité při cyklování živin a jako nositelé škodlivých změn prostředí.

Obojživelníci také hrají důležitou roli v lidské společnosti. Z historického i současného hlediska představují látky vyrobené z obojživelníků důležitý zdroj medicíny pro člověka. Obojživelníci také snižují výskyt chorob přenášených hmyzem snižováním počtu hmyzu. V náboženství byli obojživelníci často důležitými symboly, ať už v šamanismu, raných egyptských náboženstvích nebo náboženstvích v předkolumbijských Amerikách.

Od sedmdesátých let mnoho populací obojživelníků klesá, přičemž velká část redukce byla přičítána antropomorfním (indukovaným člověkem) příčinám. Z etických i praktických důvodů musí lidé investovat do ochrany těchto cenných zvířat.

Studium obojživelníků a plazů se nazývá herpetologie.

Funkce

Většina obojživelníků produkuje vejce bez skořápek nebo membrán (amamniotických), které se ukládají ve vodě a spoléhají na vlhkost z okolí. Dospělí obojživelníci mají tři komorová srdce (larvy mají dvě komorová srdce) a obvykle dvě plíce. Obojživelníci mají na zadní straně lebky dva výčnělky (týlní kondyly), které se kloubově staví na páteři, zatímco plazi mají jediný týlní kondyl.

Ačkoli většina obojživelníků postrádá úpravy potřebné pro zcela pozemskou existenci, některé z nich jsou ve skutečnosti plně pozemské, dokonce se rodí na souši; ostatní mohou vyžadovat pouze vlhké prostředí. Některé jsou zcela vodní. Protože jsou chladnokrevní organismy, mnoho obojživelníků vstupuje do stavu klidu známého za nepříznivých podmínek v chladném zimním prostředí jako hibernace a během sucha v létě jako odhady.

Klasifikace a rozmanitost

Caecilian ze zoo San Antonio
Fotografie: Dawson

Všichni obojživelníci patří do třídy Obojživelník Subphylum Vertebrata, Phylum Chordata nebo Craniata. Všechny existující obojživelníky jsou umístěny v jedné podtřídě, Lissamphibia. Existují dvě starověké, zaniklé podtřídy:

  • Podtřída Labyrinthodontia
  • Podtřída Lepospondyli

V poslední době existuje tendence omezovat třídu obojživelníků na Lissamphibia tím, že vylučuje ty tetrapody, které nejsou úzce spjaty s moderními formami než s živými plazy, ptáky a savci.

V této podtřídě jsou rozpoznány tři objednávky Lissamphibia:

  • Řád Anura nebo Salientia (žáby a ropuchy)
  • Řád Caudata nebo Urodela (mloci, mloci, vodní psi, mudpuppies, sirény a amphiuma)
  • Objednat Gymnophiona nebo Apoda (caecilians)

Taxonomisté nesouhlasí, zda zvážit Salientii a superřád to zahrnuje řád Anura, nebo zda je Anura podřízeným řádem objednat Salientia. Ve skutečnosti Salientia zahrnuje všechny Anury plus jediný vyhynulý triasický druh žáby, Triadobatrachus massinoti.

Žáby a ropuchy patří do řádu Anura („bez ocasu“) nebo Salientia. Bylo identifikováno asi pět tisíc druhů anuranů, které jsou klasifikovány do asi 30 rodin. Žáby a ropuchy se liší od ostatních obojživelníků podle přítomnosti větších zadních končetin mezi čtyřmi končetinami. Existující dospělí anurané nemají ocasy. Žáby a ropuchy jsou nejpočetnější a nejrozmanitější obojživelníci, vyskytující se téměř ve všech stanovištích, včetně aborálních, vodních a suchozemských výklenků a na všech kontinentech kromě Antarktidy. Tři druhy mají rozsahy, které sahají nad polární kruh. Termíny žába a ropucha jsou nepřesné, přičemž „ropucha“ se běžně používá pro jakýkoli druh přizpůsobený suchému prostředí. Anurané mají dobře vyvinuté hlasy, zatímco další dva řády obojživelníků jsou omezeny na zvuky, jako je kašel a zavrčení.

Mloci, mloci, vodní psi, mudpuppies, sirény a amphiuma jsou členy řádu Caudata nebo Urodela („viditelný ocas“). Bylo identifikováno více než pět set druhů caudátů, které jsou uspořádány do asi deseti rodin. Všechny caudates mají ocasy. Obecně mají caudates končetiny podobné velikosti, ale Amphiuma má snížené končetiny a sirény postrádají zadní končetiny a mají snížené přední končetiny. Největším obojživelníkem na světě je kaudát, čínský obří Salamander, Andrias davidanius, který může dosáhnout dvou metrů (šest stop) a jeho blízkého příbuzného, ​​japonského obřího Salamandera, Andrias japonicus, který roste na 1,6 metru (5 stop 3 palce). Bezlamové mloci se spoléhají na svou kůži při výměně plynu. Mloci jsou v mírných pásmech nejhojnější a nejrozmanitější.

Caecilians patří do řádu Gymnophiona nebo Apoda ("bez nohou") a jsou podlouhlými, segmentovanými obojživelníky, které vypadají téměř úžasně. Caecilians postrádá vnější končetiny, ale jako hadi jsou ještě považováni za tetrapods protože nedostatek končetin je považován za odvozenou, sekundární charakteristiku, s předpokladem že oni se vyvinuli z forem, které měly přívěsky. Keciliánské hlavy jsou uzpůsobeny pro nory, jsou silné s vysoce osifikovanými lebkami. Caecilians jsou také jediné obojživelníky s kožními šupinami; tyto struktury podobné měřítkům se podobají rybím měřítkům než plazím. Šupiny plazů jsou keratinizované záhyby kůže, zatímco kekilské šupiny jsou vrstvy vláken pokryté mineralizovanými uzlíky. Caecilians má jedinečný smyslový orgán, stáhnutelné chapadlo najité mezi nosní dírkou a okem, které působí jako chemický senzor. Název caecilian znamená „slepý“, ale většina má malé oči. Protože žijí v podzemí, jsou keciliáni špatně známí a mnoho z nich nemá ani běžná jména. Tam je asi 200 známých caecilian druhů. Nacházejí se pouze v tropických a subtropických oblastech světa.

Velikost obojživelníků se pohybuje od malých Brachycephalus didactylus (Brazilská zlatá žába) a Eleutherodactylus iberia z Kuby o celkové délce 9,6–9,8 milimetrů (0,4 palce) k výše uvedenému čínskému obřímu Salamandrovi. Obojživelníci zvládli téměř každé klima na Zemi od nejteplejších pouští po zmrzlou arktickou oblast. Jsou téměř ve všech prostředích, kde je v průběhu roku v každém okamžiku čerstvá voda. Ve skutečnosti některé ropuchy přežívají v pouštích v podzemních nory, objevují se pouze během pravidelných, silných dešťů.

Historie obojživelníků

Oheň Salamander (Salamandra salamandra)

Obojživelníci jsou obecně považováni za první suchozemské obratlovce a jsou považováni za potomky předků ryb. První záznam zvířat podobných obojživelníkům ve fosilních záznamech je před 360 až 390 miliony let, během devonského období. Obecně se předpokládá, že obojživelníci jsou prvními čtyřnohými zvířaty, která mají plíce a končetiny, které mají schopnost chodit po souši během karbonského období. Takový rys by jim umožnil vyhnout se vodní konkurenci a predaci a zároveň umožnit cestování ze zdroje vody do zdroje vody. Jako skupina byli obojživelníci dominantními suchozemskými zvířaty téměř 75 milionů let. Starověcí obojživelníci byli považováni za typicky větší než moderní obojživelníky s masivními zuby a někteří s zmenšenou kůží. Nejčasnější fosílie považované za mloky, caecilians a žáby se datují k Jurassic (190 k 160 miliónům rokům) (Zardoya a Meyer 2001).

Specifický vztah mezi třemi řády existujících obojživelníků (anurany, caudates a gymnophionas) představuje jednu z velkých kontroverzí ve vývoji obratlovců. Neexistuje obecně přijímaný konsenzus ohledně fylogenetických vztahů mezi těmito třemi řády (Zardoya a Meyer 2001). Jednou hypotézou je, že mloci jsou nejblíže žijícími příbuznými žab, a tito jsou méně příbuzní keciliánům. Toto je podloženo morfologickými a paleontologickými studiemi živých a fosilních vzorků a některou fylogenetickou analýzou mitrochondriálních rRNA dat. Druhou hypotézou je, že mloci jsou sesterskou skupinou keciliánů a ty méně souvisí s žáby. Toto je podporováno molekulárními studiemi a některými morfologickými důkazy. Zardoya a Meyer (2001) analyzovali kompletní mitochondriální genomy mloka a caeciliana a porovnali je se známým žabím genomem a našli podporu pro pohled na sesterský vztah mezi mloky a žáby. Řídký fosilní záznam, kdy keciliáni mají zejména málo fosilních zástupců - stejně jako vysoký stupeň anatomické specializace druhů obojživelníků - přispívá k obtížím při navazování fylogenetických vztahů.

Reprodukce a růst

U obojživelníků je známá vnější i vnitřní reprodukce. Anurané využívají většinou vnější hnojení, zatímco mloci a keciliáni se převážně rozmnožují interně.

Za účelem reprodukce je většina obojživelníků vázána na sladkou vodu. Několik z nich toleruje brakickou vodu, ale neexistují skuteční obojživelníci z mořské vody. Několik stovek druhů žab (například Eleutherodactylus, pacifik Platymantines, Australo-Papuan microhylids a mnoho dalších tropických žab) však vodu vůbec nepotřebuje. Reprodukují se přímým vývojem, což je adaptace, která jim umožnila být zcela nezávislá na volně stojící vodě. Téměř všechny tyto žáby žijí v mokrých tropických deštných pralesech a jejich vejce se líhnou přímo do miniaturních verzí dospělého a zcela obejdou fázi larvového pulšáka (neboli "polliwog"). Několik druhů se také přizpůsobilo suchému a polosuchému prostředí, ale většina z nich stále potřebuje vodu, aby položila vejce. Symbióza s jednobuněčnými řasami, které žijí ve želé podobné vrstvě vajec, je přítomna u řady druhů.

Většina obojživelníků prochází jak vodním, tak pozemním. Amamniotická vejce bez skořápky se spoléhají na vodu v prostředí. Po vylíhnutí dýchají larvy obojživelníků vnějšími žábry. Mnozí se začínají postupně proměňovat ve vzhled dospělého, a to prostřednictvím procesu zvaného metamorfóza. Například žabí larvy (pulci) postupně absorbují ocas a vyvíjejí nohy pro chůzi po souši. Zvířata pak opouštějí vodu a stanou se suchozemskými dospělými.

Dospělí obojživelníci mají tři komorová srdce (larvy mají dvě komorová srdce) a obvykle dvě plíce. Obojživelníci mají na zadní straně lebky dva výčnělky (týlní kondyly), které se kloubově staví na páteři, zatímco plazi mají jediný týlní kondyl. Pokud jsou přítomny chodidla, jsou pásem a prsty nemají drápy. Protože jsou chladnokrevní organismy, mnoho obojživelníků vstupuje do stavu klidu známého za nepříznivých podmínek v chladném zimním prostředí jako hibernace a během sucha v létě jako odhady.

Zatímco nejviditelnější součástí metamorfózy obojživelníků je vytvoření čtyř nohou k podpoře těla na zemi, existuje několik dalších významných změn:

  • Žáby jsou nahrazeny jinými dýchacími orgány, tj. Plícemi
  • Kůže se mění a vyvíjí žlázy, aby se zabránilo dehydrataci
  • Oči získávají víčka a přizpůsobují se vidění mimo vodu
  • K zajištění středního ucha je vyvinuto ušní bubínko
  • Srdce se vyvíjí třetí komora
  • V žabách a ropuchách ocas zmizí

Schopnost mnoha anuranových pulců regenerovat ztracené části těla (jako je ocas nebo noha) obecně mizí během metamorfózy. Mnoho mloků si však po celou dobu svého života zachovává schopnost regenerovat širokou škálu tkání a struktur, jako jsou svaly, chrupavky, kůže, mícha a části očí a čelistí (Sobkow et al 2006).

Zatímco u mnoha druhů obojživelníků nově vylíhlé vodní larvy procházejí metamorfózou do dospělé formy nebo suchozemských juvenilů, existuje mnoho výjimek z tohoto způsobu vývoje. Mnoho larev mloka vypadá podobně jako mladiství a dospělí, s výjimkou vodních rysů, jako jsou žábry. Někteří obojživelníci se vyvíjejí bez larvální formy, mláďata se líhnou přímo z vajíčka. Navíc, zatímco mnoho druhů rychle rozvíjí rysy dospělých, některé larvy zůstávají vodní po celé měsíce, dokonce roky, dokud nenastanou správné podmínky. Neoteny (nebo paedomorfismus) je retence larválních charakteristik u sexuálně zralých zvířat a je běžná u mnoha druhů caudate.

Když se typický dvoufázový druh vrací do vody, aby se rozmnožil, některé caudates, které tráví hodně času ve vodě, podstoupí druhou metamorfózu, čímž se přizpůsobí projevu vodního životního stylu, jako je tenčí pokožka, která absorbuje více kyslíku a modifikované vidění, aby viděli pod vodou .

Význam a ochrana obojživelníků

Zlatá ropucha v Monteverde, Kostarika, patřila mezi první oběti úpadku obojživelníků. Dříve hojné, to bylo naposledy viděno v roce 1989.

Obojživelníci jsou důležití pro ekologii a pro člověka.

Zejména dospělí obojživelníci jsou významnými predátory hmyzu, jakož i dalšími bezobratlými a některými obratlovci. Larvalské obojživelníky jsou také spotřebiteli hmyzu, řas a zooplanktonu ve vodním prostředí. Na druhé straně jsou obojživelníky také zdrojem potravy pro ryby, ptáky, savce, plazy a jiné obojživelníky. Jako takové hrají zásadní roli v potravinářských sítích. Ztráta obojživelníků často korelovala se vzrůstem populace hmyzu, zatímco ztráta larev obojživelníků může také vést k rozkvětu řas, nízkému obsahu kyslíku a zabíjení ryb. Při kontrole hmyzu pomáhají obojživelníci také při snižování ohrožení chorob přenášených hmyzem.

Obojživelníci jsou také důležitým zdrojem medicíny. Spodní vrstva kůže (dermis) téměř všech obojživelníků má slizniční žlázy, které poskytují vlhkost, a jedovaté žlázy, které produkují toxiny. Tyto toxiny, které sahají od mírně škodlivých po smrtící, jsou obecně toxické pro přirozené nepřátele, jako jsou ptáci a někteří savci - ale často jsou pro člověka neškodní. Toxiny obojživelníků, které pomáhají při obraně před predátory a při prevenci růstu bakterií a hub na kůži, mohou sloužit jako humánní léčivý přípravek při použití ve správné dávce. Opravdu, zředěné obojživelnické toxiny se používají tisíce let, včetně k léčbě otoků, malomocenství a nádorů.

Léčivo vyrobené z obojživelníků se nyní používá mimo jiné k léčbě srdečních potravin, bakteriálních infekcí, rakoviny kůže a tlustého střeva, deprese a chronické bolesti. K jejich užitečnosti přispívá skutečnost, že mnoho toxinů obojživelníků je podobných těm, které regulují lidské svaly a nervy. Vědci zkoumají toxiny obojživelníků z hlediska možných aplikací. Například jedovatá žába z Jižní Ameriky (Epipedobates tricolor) vylučuje narkomanku proti narkotikám 200krát účinnější než morfin a nabízí slib v této oblasti, pokud lze toxicitu neutralizovat.

Obojživelníci hrají důležitou roli v nutričních cyklech a jako environmentální ukazatele. Živiny, které se promývají z půdy do vodních zdrojů erozí, mohou být obojživelníky recyklovány, jakmile po metamorfóze vstupují do země. A jelikož jsou organismy obecně vysoce citlivé na znečišťující látky kvůli jejich propustné kůži, slouží obojživelníky jako ukazatele stavu životního prostředí.

Obojživelníci také hrají důležitou roli v lidské kultuře a náboženství. Kromě jejich historického použití v lidové medicíně, obojživelníci byli prominentně představováni buď jako zlé entity (pravděpodobně poněkud jako funkce jejich často noční povahy), nebo jako agenti štěstí, plodnosti a deště. Šamani, duchovní vůdci v náboženství šamanismu, je používali jako náboženské symboly a při tvorbě halucinogenních drog. V některých kulturách, včetně raných asijských kultur a předkolumbovských amerických civilizací, byla ropucha považována za božství a zdroj a konec veškerého života. V Egyptě je bohyně porodu Hequet vyobrazena žabí hlavou a do egyptských hrobek byly umístěny předměty s žabími tvary, které odpuzují démony z podsvětí. V některých jiných kulturách měly žáby a ropuchy méně než pozitivní konotace, korelovaly s čarodějnicemi a jejich vařičkami nebo jako rány, jak je vidět v biblické knize Exodus. V Guatemale existují fantastické mýty o nočních mlocích, kteří se šplhají do dětských lůžek a způsobují jejich náhlou smrt, a keciliánů, kteří skočí do tělesných otvorů.

Britský učenec a spisovatel C.S. Lewis použil bifázickou povahu obojživelníků jako metaforu pro lidský stav: „Lidé jsou obojživelníci: napůl duch a napůl zvíře. Jako duchové patří do věčného světa, ale jako zvířata obývají čas.“

Od 70. let 20. století byly v mnoha částech světa hlášeny dramatické poklesy populací obojživelníků, včetně populačních havárií a hromadných lokalizovaných vyhynutí. Takové poklesy obojživelníků jsou často vnímány jako jedna z kritičtějších hrozeb pro globální biologickou rozmanitost. Předpokládá se, že se jedná o řadu příčin, včetně ničení a modifikace stanovišť; znečištění; introdukované druhy (včetně jiných obojživelníků); dopravní úmrtnost; nadměrné vykořisťování a sbírky lidí (pro potraviny, léky, návnady, domácí zvířata a dokonce i pro výuku biologie); kyselý déšť; zemědělské chemikálie; ultrafialové záření se zvyšuje v důsledku sníženého stratosférického ozonu; a nemoc. Významným faktorem je zejména ničení stanovišť. Odhaduje se, že 50 procent původních světových mokřadů bylo ztraceno a 54 procent mokřadů ve Spojených státech. Mokřady ve Francii, Německu, Itálii a Španělsku zaznamenaly během dvacátého století ztráty ve výši 57–66 procent (Barbier et al 1997). Na některých místech, například v jižním Ontariu, zmizelo 90 procent mokřadů. Přímé odstraňování obojživelníků rovněž vedlo k intenzivnímu tlaku na populace. V některých provinciích v Kanadě (Manitoba) bylo v některých letech zaznamenáno až 1 milion Leopardových žab. Chov populace ryb také poškodil populace obojživelníků, protože za těchto okolností mnoho obojživelníků nemůže přežít.

Většina výše uvedených příčin má lidský původ. Je zřejmé, že kromě praktické potřeby zachovat populace obojživelníků mají lidé etickou a morální odpovědnost za péči o obojživelníky i všechny druhy.

Rovněž je třeba poznamenat, že pouze asi jedno procento obojživelníků zaznamenalo globální poklesy (Beebee 1995). Mnoho příčin úpadku obojživelníků je stále špatně pochopeno a úbytky obojživelníků jsou v současné době předmětem hodně probíhajícího výzkumu.

Reference

  • Barbier, E. B., M. Acreman a D. Knowler. 1997. Ekonomické ocenění mokřadů: Průvodce pro tvůrce politik a plánovače. Gland, Švýcarsko: Ramsar.
  • Beebee, T. J. C. 1995. Chov obojživelníků a klima. Příroda 374: 219-220.
  • Duellman, W. a L. Trueb. 1994. Biologie obojživelníků. Baltimore, MD: Johns Hopkins University Press.
  • Pough, H. F., R.M. Andrews, J. E. Cadle, M. L. Crump, A. H. Savitzky a K. D. Wells. 1998. Herpetologie. Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, Inc.
  • Sobkow, L., H. Epperlein, S. Herklotz, W. L. Straube a E. M. Tanaka. 2006. Transgenní axolotl zárodečné linie GFP a používá se ke sledování osudu buněk: Duální původ finench mesenchymu během vývoje a osud krevních buněk během regenerace. Vývojová biologie 290 (2): 386-397.
  • Stuart, S. N., J. S. Chanson, N. A. Cox, B. E. Young, A. S. L. Rodrigues, D. L. Fischman a R. W. Waller. 2004. Stav a trendy obojživelníků na celém světě klesají a zanikají. Věda 306 (5702): 1783-1786.
  • Zardoya, R. a A. Meyer. 1001. O původu a fylogenetických vztazích mezi živými obojživelníky. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických 98 (13): 7380-7383

Pin
Send
Share
Send