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同样水陆两栖,为啥青蛙是两栖动物而鳄鱼是爬行动物?

字号: 2018-10-10 13:49 来源:互联网 我要评论 http://www.72177.com

核心提示:来源:科学大院儿子:什么是两栖动物?爸爸:青蛙就是两栖动物啊,小蝌蚪在水里生活,长大了变成青蛙在陆地上生活,这就是两栖动物啊。儿子:那鳄鱼也是两栖动物吗?爸爸:鳄鱼是爬行动物。儿子:鳄鱼不是又能在水里生活,又能在陆地上生活吗?爸爸:……儿子:娃娃鱼也会爬啊,它是爬行动物吗?爸爸:……娃娃鱼是两栖动物。儿子:那两栖动物和爬行动物究竟有什么区别啊?

来源:科学大院

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

两栖纲与爬行纲动物确实是比较难分辨的两类动物,很多人面对这些问题的时候会经常发懵。从生物演化的角度来说,爬行动物比两栖动物更晚出现在地球上,并产生了更多陆生适应性演化特征。那么它们之间到底有哪些区别呢?下面大院er为大家一一解读。

装甲皮肤

外观相近的斑点钝口螈Ambystoma maculatum(两栖纲,左)与钝尾毒蜥Heloderma suspectum(爬行纲,右)(图片来源:wiki)

外观相近的斑点钝口螈Ambystoma maculatum(两栖纲,左)与钝尾毒蜥Heloderma suspectum(爬行纲,右)(图片来源:wiki)

你能看出上图两者的区别吗?

左边的蝾螈皮肤滑溜溜、湿哒哒,而右边的蜥蜴却披上了一副“轻型装甲”——鳞片,这就是两者外观上最直接的区别。

对于人而言,皮肤上湿嗒嗒的我们会感觉很难受,然而对于两栖动物来说,时刻保持皮肤湿润却是来“保命”的。原来,两栖动物肺呼吸的能力不强,因而需要一层潮湿、皮下毛细血管分布密集的皮肤来辅助呼吸,有些水生两栖动物几乎完全靠皮肤呼吸,以获取氧气。

相比起两栖动物,爬行动物的皮肤就干爽多了。它们披上了一层装甲,比如蛇、蜥蜴、鳄鱼表面的角质鳞片,是为轻型装甲;又比如乌龟的龟壳,这是重型装甲。

有了这层装甲皮肤,就可以有效防止水分蒸发,不管湿润还是干燥的环境,都可适应。这样,爬行动物才能深入内地,称霸大陆,成为真正适应陆地生活的陆生动物(terrestrial animals)。

左:蛇头的鳞片,右:非洲马刺龟(图片来源:wiki)

左:蛇头的鳞片,右:非洲马刺龟(图片来源:wiki)

此外,爬行动物皮肤中的色素细胞相对发达,在神经和内分泌的调节下可以迅速变色(例如避役科的很多种变色龙),可以保温或者形成保护色。

羊膜卵

如果要问爬行动物在动物演化史上最突出的里程碑是什么?则非羊膜卵莫属。从爬行动物开始,动物出现了“羊膜”这个结构(下图中的10),卵生种类的卵称为羊膜卵。

1。硬质外壳;2。卵黄膜;3。卵黄;4。毛细血管;5。蛋清;6。绒毛膜;7。角质层;8。尿囊;9。气室;10。羊膜;11。胚胎;12。羊水(图片来源:wiki)

1。硬质外壳;2。卵黄膜;3。卵黄;4。毛细血管;5。蛋清;6。绒毛膜;7。角质层;8。尿囊;9。气室;10。羊膜;11。胚胎;12。羊水(图片来源:wiki)

相信大多数人都听过“羊水”这个词,羊水就是羊膜包裹着的、胚胎浸泡着的这些液体,它在胚胎的整个发育过程中浸着胚胎,给它提供水分同时防止机械损伤(如与外壳摩擦等)。

图片来源:南京古生物博物馆 恐龙蛋化石(笔者手拍)

图片来源:南京古生物博物馆 恐龙蛋化石(笔者手拍)

羊膜卵这种结构的出现使得爬行动物的生育完全离开了水环境,从此以后,“蛋”不需要泡在水中,胚胎就可以在羊水中生长发育,这让爬行动物向陆地纵深发展提供了极大的便利。两栖动物虽然也能在一定时间内登上陆地,但依然要在身体干燥、缺乏水分或需要交配、产卵时返回水塘、湖泊等水环境,这限制了两栖动物向陆地发展的空间,将它们束缚在水环境的周围。

然而当羊膜这个结构出现之后,机体水分充足时,爬行动物完全可以在离水环境较为遥远的地方产卵。脱离了水环境对生活栖息地的强力限制,爬行动物获得了更加广阔的发展空间,过上了更加自由的生活。

恐龙称霸大陆,绝非偶然(图片来源:wiki)

恐龙称霸大陆,绝非偶然(图片来源:wiki)

次生腭

两栖动物的头骨宽而扁,整个头中留给脑子的空间比较小。更要命的是,两栖动物的鼻腔和口腔是共用的,因此在吃东西时无法呼吸。

到了爬行动物,终于演化出了次生腭这一神器,它将鼻腔和口腔分隔开,从此,爬行动物们可以咀嚼更加大型的食物,也不会影响呼吸,妈妈再也不用担心食物堵住我的鼻孔啦。

霸王龙:吃吃吃,不会塞鼻孔。(图片来源:youtube)

霸王龙:吃吃吃,不会塞鼻孔。(图片来源:youtube)

“点头”和“摇头”

从两栖动物开始,头骨最底端出现了一个结构,称为枕骨髁,这个结构的功能是将头骨固定在脊柱上。两栖动物有两个枕骨髁,以“掎角之势”卡在第一脊椎骨中,两栖动物头骨比较宽,因此它们很难摇头,只能点头。

“今晚来个爆炒牛蛙吧?”蛙(点头):“都行,都行。”(图片来源:wiki)

“今晚来个爆炒牛蛙吧?”蛙(点头):“都行,都行。”(图片来源:wiki)

爬行动物的枕骨髁只有一个,同样卡在第一脊椎骨中,这种结构让爬行动物很难点头,但是它们的头能转动的角度很大(如果没有鳞片和骨板挡住的话),因此它们会“摇头说no”

“今晚来个‘龙凤呈祥’(广东菜名,蛇和鸡)吧?”眼睛蛇(摇头):“你问过我的意见吗?”(图片来源: wiki)

“今晚来个‘龙凤呈祥’(广东菜名,蛇和鸡)吧?”眼睛蛇(摇头):“你问过我的意见吗?”(图片来源: wiki)

心脏

心脏是脊椎动物(vertebrate)的“发动机”,鱼的心脏比较简单,有一个心耳(相当于高等动物的心房)和一个心室,心脏中流动的血液全部是静脉血;两栖动物的心脏演化出了两个心房,仍然只有一个心室,因此心脏跳动一次,心室朝肺和组织方向泵出的血液既有动脉血又有静脉血,我们把这种血液称为混合血。

脊索动物心脏发展史,从左到右:鱼类(fish),两栖动物(amphibian),爬行动物(reptile),鸟类(bird),哺乳动物(mammal)(图片来源:aboutanimals)

脊索动物心脏发展史,从左到右:鱼类(fish),两栖动物(amphibian),爬行动物(reptile),鸟类(bird),哺乳动物(mammal)(图片来源:aboutanimals)

从爬行动物开始,它们的心室出现了不完全的分隔,流向肺的血液中有更大的部分为完全的静脉血、流向组织的血液中有更大的部分为动脉血,因而循环效率更高。这种不完全分隔现象在鳄类的心脏中发展到了极致,只留下了一个小孔,这个孔称为“潘氏孔”。

从演化生物学角度来说,爬行动物的这种心脏结构演变是一种革新,然而称不上飞跃或者质变,毕竟这依然不能使它们和鸟类、哺乳动物一样成为恒温动物,也无法切实提高机体的基础代谢率。可以开玩笑的说,只要这个潘氏孔一堵上,脊椎动物演化中的一次飞跃就到来了,鳄鱼也能像鸟类一样在天上飞了。

鳄鱼:“我要飞得更高!”(图片来源wiki)

鳄鱼:“我要飞得更高!”(图片来源wiki)

说了这么多,最后教给大家一个极其简单的区别方法:两栖动物的指/趾端是没有爪的,爪是从爬行动物才开始出现的。

所以,只需要看看这些难分辨的动物有没有爪,就能判断出这只动物究竟是两栖类还是爬行类啦。

兽脚类恐龙前肢的大爪子化石。英国布里斯托大学的一项新研究表明,兽脚类恐龙在从食肉动物向食草动物转变的过程中,演化出了各种各样的爪子形状,以适应挖掘、抓握或穿洞等特殊功能。(图片来源:布里斯托大学)

兽脚类恐龙前肢的大爪子化石。英国布里斯托大学的一项新研究表明,兽脚类恐龙在从食肉动物向食草动物转变的过程中,演化出了各种各样的爪子形状,以适应挖掘、抓握或穿洞等特殊功能。(图片来源:布里斯托大学)

结语

最后我们来小结一下:

1、两栖动物用皮肤呼吸,爬行动物有鳞片等装甲;两栖动物皮肤湿润,爬行动物皮肤干燥。

2、爬行动物首先出现了羊膜卵。

3、两栖动物口鼻同腔,爬行动物吃饭不堵鼻子。

4、两栖动物不会摇头,爬行动物不会点头。

5、爬行动物有心室瓣膜,两栖动物无。

6、爬行动物有爪,两栖动物无。

区分它们也许只是茶余谈资,我们更应该看到生命是如何克服重重困境、一步一步适应环境的,生命的演化史真是一部波澜壮阔的史诗!

爸爸:……

儿子:那两栖动物和爬行动物究竟有什么区别啊?

爸爸:……娃娃鱼是两栖动物。

儿子:娃娃鱼也会爬啊,它是爬行动物吗?

爸爸:……

儿子:鳄鱼不是又能在水里生活,又能在陆地上生活吗?

爸爸:鳄鱼是爬行动物。

儿子:那鳄鱼也是两栖动物吗?

爸爸:青蛙就是两栖动物啊,小蝌蚪在水里生活,长大了变成青蛙在陆地上生活,这就是两栖动物啊。

儿子:什么是两栖动物?

(更多资讯请访问天津在线:http://tech.72177.com/a/201810/104426198.shtml

Tags:爬行动物 两栖动物 为啥 来源 皮肤 鳄鱼 图片 动物 羊膜 心脏

责任编辑:wb001

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