两栖动物是脊椎动物中首先登上陆地生活的类群,它们一方面保留着水中生活的特性,另一方面又需要经过变态才能适应陆地生活。因此,两栖类的地理和生态分布均受到限制。它们必须生活在温暖而潮湿的淡水附近。这是造成它们在脊椎动物中种类和数量最少,分布地区最狭窄的主要原因。
两栖纲是脊椎动物从水生开始向陆生过渡的一个类群,绝大多数两栖动物在水中进行体外受精,由幼体经过变态发育为成体,后转移到陆地上生活。初步出现了适应陆生的躯体结构,例如,成对的五趾型结构的附肢,用肺呼吸等等。两栖纲因代谢水平低,保温与调温机制不完善,为变温动物。
(一)两栖纲的主要特征
| -外形 | -皮肤 | -骨骼 | - | -消化 |
| -呼吸 | -循环 | -泌尿与生殖 | -神经和感官 | -冬眠或夏眠 |
两栖纲动物的外部形态由于栖息环境和生活方式的不同,差异较大,共有三种类型:①水栖种类常呈蝾螈型,有长的身体和发达的尾部,前后肢的发育大致相同,如大鲵等;②半水栖的为蛙型,身体粗短,后肢长而强大有力,无尾部,如各种蛙类;③穴居种类的动物呈蠕虫型,身长似蚯蚓,四肢退化,几乎没有尾部,如蚓螈等。不管外部体形属哪一型,一般都可分为头、颈、躯干和尾(或无尾)部。头部宽大,长有
现存两栖纲动物的皮肤,最显著的特征是棵露而富于腺体。仅在无足目的少数动物中,皮下还残存有鳞片。两栖类的皮肤由表皮和真皮组成,表皮的角质层不发达,尤其是水栖种只有角质薄膜。陆栖种由于要耐较干燥的环境,故角质层的角化程度稍高,肺也相应比较发达。角质层不断脱落,由生发层增生细胞补充,真皮层由纤维结缔组织构成,外层为疏松层,内层为致密层。表皮和真皮相接部分有成层分布的色素细胞,能防止光线过量的射入,以及起保护色的作用。真皮内具有大量多细胞腺,常见的为粘液腺和毒腺。粘液腺遍布全身,分泌的粘滑液体由输出管通向体表,以防止皮肤干燥和体外水分过多的侵入。粘液腺除能保护皮肤的湿润和空气及水的可透性外,还能通过经常性的水分蒸发而调节体温,使两栖类的体温总是低于环境的温度。有些两栖动物为防止食肉动物的吞食,在身体和四肢背部分布有毒腺,如蟾蜍等。此外,真皮中分布有丰富的血管与淋巴管。由于真皮中有丰富的血管和大量的粘液腺,因此,使皮肤适于气体交换而成为辅助呼吸器官,这对于某些水生种和具冬眠期的两栖类尤为重要。因为它们差不多全靠皮肤呼吸。
两栖类较鱼类具有更大坚韧性和灵活性的骨骼系统,主要由硬骨构成,也有部分软骨。
现代两栖类的头骨宽而扁平,脑腔狭小,骨化程度不高,还有很多部分处于软骨阶段。头骨顶部覆盖的膜骨由前至后为:成对的鼻骨、额骨、顶骨和鳞骨。无尾类的额骨和顶骨常愈合成一对额顶骨;有尾类的脑上方有些处无硬骨覆盖。软骨性硬骨在头骨的后面有二块外枕骨,每一块外枕骨都有一个关节突,叫枕踝。头骨与枕踝,颈椎相连形成活动关节。这是所有陆生脊椎动物的共同特征。听囊区每侧有一个骨化的前耳骨。眼眶前通常有
两栖类的颌弓由颚方软骨和麦克尔氏软骨构成。齿骨执行下颌的机能而为次生下颌。现存两栖类的牙齿很小或没有,牙齿通常是着生在前颌骨、上颌骨、颚骨、犁骨、副蝶骨和齿骨上。犁骨齿的着生方式为两栖纲分类的重要依据之一。总而言之,现代两栖类头骨骨化程度较鱼类增高,并趋于愈合,头骨的重量有所减轻。
两栖纲的脊柱分化为颈椎、躯干椎、荐椎和尾椎四部分。脊椎骨的数目随种类不同而异,从无尾类的
颈椎1
陆栖种类的脊椎一般进化规律是趋向变短,而蛙类的脊椎极度缩短,最后一个椎骨变为长形的尾杆骨,此为特化现象,是为适应陆地跳跃运动的结果,不能代表一般脊椎动物的进化趋势。
两栖类的肩带不联头骨,腰带借荐椎与脊柱联结,这是四足动物与硬骨鱼类的重要区别。现代两栖类的肩带包括单块的上肩胛骨、肩胛骨、前鸟喙骨和鸟喙骨。无尾类的前鸟喙骨常为膜性的锁骨取代,在肩带的腹侧还有上鸟喙骨、肩胛骨和鸟喙骨之间形成肩臼,与前肢相关节。大多数两栖类有胸骨,胸骨为陆生脊椎动物特有。两栖类由于肋骨不发达,胸骨的两侧与肩带密切关联,形成一个由硬骨和软骨组成的弧形结构。膜性硬骨在水生种类已消失,陆生种类尚有锁骨。腰带由骼骨、坐骨及耻骨构成骨盆,这三块骨头的联结处叫髋臼,与后肢相关节。
两栖类两对附肢,为五指型结构。由于无尾类为跳跃的运动方式,肢骨构造发生了一些次生性的变化,如两根前臂骨和两根小腿骨各合并为
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由于两栖类各目动物的运动方式不同,其肌肉各具特点,水生类的躯干肌肉特化不大显著,还保留着分节的特点,而陆生种类的原始分节现象已不存在,变为纵行或斜行的长肌肉群。节制头骨及脊椎运动,腹侧肌多成片状,并具分层现象,分有外斜肌、内斜肌和横肌。由于各肌纤维层的走向不同,使陆生四足动物的内脏得到了有力的支持。两栖类还具有比鱼类发达得多的四肢肌肉,以增强运动的功能。从两栖纲开始,这些肌肉明显地保留在脊椎动物门的各纲中。腹直肌位于腹中线的两侧,它们由结缔组织所构成的腹(白)线相互联合。腹直肌上具横行的腱划,是分节现象的残迹。
头部肌肉分头部腹面、背面及侧面肌肉,眼球周围的肌肉,面部肌肉。变态后的鳃退化,少数鳃肌节制咀嚼、舌和喉的运动。
两栖类的消化道和消化腺与鱼类无大的差别。两栖类成体吞食蛴螬、蚯蚓、小鱼,以及浮游生物等。口咽腔宽阔,结构比较复杂,内有内鼻孔、食道、耳咽管、声门、声囊(蛙类)和颔间腺导管等开口。口咽腔连接很短的食道,食道通至胃,胃的贲门较粗大,幽门部较细小,与小肠相连。小肠分十二指肠及回肠两段。直肠较粗,前端接小肠,后端直通泄殖腔。食植物性食物的无尾两栖类幼体消化管长而盘曲。两栖类开始有肌肉质的舌,蛙类还用特殊的分叉舌捕食。眼部肌肉参与吞食,在吞食时,眼球被压入眼眶突入口咽腔,此为两栖类特殊的吞咽方式。
两栖类开始有分泌粘液的唾液腺。肝脏很大,分为
两栖类与外界的气体交换有两种方式,无尾类幼体(蝌蚪)和水生有尾类(蝾螈类)以鳃和皮肤为主要呼吸器官(亦有终生无鳃的蝾螈类主要依靠皮肤进行气体交换)。陆生两栖类的呼吸器官为对囊状的肺和喉腔。低等有尾类的肺为空囊,囊内布满毛细血管和着生纤毛。有些有尾类的肺基部为薄层蜂窝状组织,无尾类较复杂,内壁分为多数间隔,隔间充满蜂窝状组织,两肺基部分开。空气由鼻孔进入口腔,再通过“喉腔”到肺,在肺部进行气体交换,由于两栖类无肋骨和胸廓,故肺呼吸是采取咽式呼吸。
血循环系统为不完善的双循环。两栖类的循环系统也是处于从水生到陆生的中间地位。不完善的双循环和体动脉中含有混合血液,是两栖类循环最显著的特征。
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由静脉窦、心房、心室和动脉圆锥四部分组成。脊椎动物从两栖类开始,心房出现分隔,形成左心房和右心房。静脉带回身体各处含二氧化碳较多的血液汇集于静脉窦,静脉窦将血液转送入右心房。左心房通过肺静脉接受来自肺内含氧较多的肺静脉血液。左、右心房血液通过共同的房室(间)孔进入心室,心室内的肌柱可减少从左、右心房流入的血液在心室中大量混合,动脉圆锥从心室的右侧发出,远端又分出肺皮动脉、体动脉和颈动脉,分别把含氧量不同的血液输送到相应的器官。动脉圆锥腹侧有
肺动脉血管由动脉圆锥伸长形成,输送血液至肺。两栖类肺循环的出现和鳃循环的退化
两栖类的淋巴系统很发达,有尾类具
两栖类具有一对与鱼类相同的中肾。有尾类的肾为
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冬眠又称冬蛰,是动物对外界不良环境进行适应的一种休眠现象。两栖类由于产热和散热的调节机制不完善,体温会随环境温度的变化而改变,故称为“变温动物”或“外温动物”。最适宜两栖类正常生活的温度是