البرمائيات والزواحف

تمثل البرمائيات والزواحف مرحلة غزو الفقاريات لليابسة: فالبرمائيات تظل مرتبطة بالماء للتكاثر، بينما كسرت الزواحف هذا الارتباط بالبيضة الأمنيوتية والجلد الذي يحافظ على الماء.

Definition

البرمائيات والزواحف هما درجتان من الفقاريات رباعية الأطراف: البرمائيات هي حيوانات خارجية الحرارة (ectotherms) ذات جلد رطب ونفاذ تتطلب عادة الماء للتكاثر، والزواحف هي حيوانات أمنيونية ذات جلد حرشفي متقرن وبيضة أمنيونية متكيفة مع الحياة على اليابسة.

Scope

يغطي هذا الموضوع المجموعتين التقليديتين في علم الزواحف والبرمائيات (herpetology). البرمائيات، وتشمل الضفادع والسمندل والديدان الثعبانية (caecilians)، وهي رباعيات الأطراف ذات جلد رطب ونفاذ، ولها عادة دورة حياة ثنائية الطور مع يرقات مائية. أما الزواحف، وتشمل السلاحف والسحالي والثعابين والتماسيح والتواتارا (tuatara)، فهي حيوانات أمنيونية ذات جلد جاف وحرشف، وبيضة أمنيونية ذات قشرة تحرر التكاثر من الحاجة إلى المياه الراكدة. يركز الموضوع على التكيفات التي سمحت للفقاريات باستعمار البيئات الأرضية.

Core questions

• ما هي التكيفات التي سمحت للبرمائيات بالعيش جزئيًا على اليابسة مع بقائها مرتبطة بالماء؟
• كيف تحرر البيضة الأمنيوتية الزواحف من الاعتماد على المياه الراكدة؟
• كيف تختلف المجموعات الرئيسية من البرمائيات والزواحف؟
• لماذا تعتمد البرمائيات والزواحف على مصادر خارجية للحرارة؟

Key theories

الحياة المزدوجة للبرمائيات والجلد النفاذ

تربط البرمائيات بين الماء واليابسة بجلد رطب ونفاذ يستخدم في تبادل الغازات ودورة حياة تمر غالبًا عبر يرقات مائية ذات خياشيم قبل التحول إلى شكل بالغ أكثر برية، مما يجعلها تعتمد على الرطوبة.

البيضة الأمنيوتية

تحيط البيضة الأمنيوتية الزاحفة الجنين بأغشية واقية وقشرة تحتفظ بالماء وتسمح بتبادل الغازات على اليابسة، وهو ابتكار رئيسي حرر تكاثر الحيوانات الأمنيونية من البيئات المائية.

Mechanisms

تعتمد البرمائيات على جلد رقيق ورطب لجزء كبير من تبادل الغازات، مما يتطلب بيئات رطبة ويعرضها لفقدان الماء وللملوثات البيئية؛ يبدأ العديد منها حياته كيرقات مائية وتخضع للتحول إلى الشكل البالغ. تحافظ الزواحف على الماء بجلدها الجاف الغني بالكيراتين الذي يحمل الحراشف وتطرح الفضلات النيتروجينية في أشكال موفرة للماء. تحيط بيضتها الأمنيوتية الجنين بأغشية خارج الجنينية، بما في ذلك السلى (amnion)، والمشيماء (chorion)، والقشرة (allantois)، وكيس المح (yolk sac)، والتي توفر معًا بيئة محمية وسائلة، وتخزن الفضلات، وتسمح بالتنفس من خلال قشرة مسامية. كلا المجموعتين من ذوات الدم البارد (ectothermic)، وتنظم درجة حرارة الجسم إلى حد كبير من خلال السلوك والبيئة.

Clinical relevance

تُعد البرمائيات مؤشرات حساسة لجودة البيئة وهي محور الاهتمام بشأن الانخفاض العالمي في أعداد البرمائيات، بينما تشمل الزواحف أنواعًا ذات أهمية في الحفاظ على البيئة والزراعة وأبحاث السموم؛ وتوضح كلتا المجموعتين الانتقال التطوري للفقاريات إلى اليابسة. هذا سياق تعليمي، وليس نصيحة سريرية.

History

أُعيد بناء أصل رباعيات الأطراف من الأسماك ذات الزعانف اللحمية والظهور اللاحق للحيوانات الأمنيونية من قبل علماء الحفريات بمن فيهم كوب (Cope)، وهكسلي (Huxley)، ورومر (Romer)، وتم تحديد البيضة الأمنيوتية على أنها التكيف الرئيسي الذي يفصل البرمائيات عن سلالة الحيوانات الأمنيونية. لقد أعادت التصنيفات التطورية الحديثة تنظيم تصنيف الزواحف، مع الإقرار بأن الطيور تنشأ من داخل مجموعة الزواحف وأن فئة الزواحف التقليدية ليست مجموعة طبيعية ما لم تُدرج الطيور.

Key figures

• Alfred Romer
• Thomas Henry Huxley
• Edward Drinker Cope

Seminal works

• pough2018
• kardong2019

Frequently asked questions

ما هو الفرق الرئيسي بين البرمائيات والزواحف؟

للبرمائيات جلد رطب ونفاذ وتحتاج عادة إلى الماء للتكاثر، وغالبًا ما تمر بمرحلة اليرقات المائية، بينما للزواحف جلد جاف وحرشفي وتضع بيضة أمنيوتية ذات قشرة تسمح لها بالتكاثر على اليابسة.

لماذا تُسمى البرمائيات والزواحف ذوات الدم البارد؟

إنها حيوانات خارجية الحرارة (ectotherms)، مما يعني أنها تحصل على الحرارة من محيطها وتنظم درجة حرارة الجسم بشكل أساسي من خلال السلوك، بدلاً من توليدها داخليًا كما تفعل الطيور والثدييات.