Động vật lưỡng cư và bò sát

Động vật lưỡng cư và bò sát đại diện cho quá trình chinh phục đất liền của động vật có xương sống: động vật lưỡng cư vẫn gắn liền với nước để sinh sản, trong khi bò sát đã phá vỡ mối liên hệ đó nhờ trứng ối và da giữ nước.

Definition

Động vật lưỡng cư và bò sát là hai cấp độ của động vật có xương sống bốn chân: động vật lưỡng cư là động vật biến nhiệt (ectotherms) có da ẩm ướt, thấm nước, thường cần nước để sinh sản, và bò sát là động vật có màng ối với da có vảy sừng hóa và trứng ối thích nghi với đời sống trên cạn.

Scope

Chủ đề này bao gồm hai nhóm truyền thống của ngành nghiên cứu bò sát và lưỡng cư (herpetology). Động vật lưỡng cư, bao gồm ếch, kỳ giông và bộ không chân (caecilians), là động vật bốn chân (tetrapods) có da ẩm ướt, thấm nước và thường có vòng đời hai pha với ấu trùng sống dưới nước. Bò sát, bao gồm rùa, thằn lằn, rắn, cá sấu và tuatara, là động vật có màng ối (amniotes) với da khô có vảy và trứng ối có vỏ giúp giải phóng quá trình sinh sản khỏi môi trường nước đọng. Chủ đề này nhấn mạnh các đặc điểm thích nghi cho phép động vật có xương sống xâm chiếm môi trường trên cạn.

Core questions

• Những thích nghi nào cho phép động vật lưỡng cư sống một phần trên cạn trong khi vẫn gắn liền với nước?
• Trứng ối giải phóng bò sát khỏi sự phụ thuộc vào nước đọng như thế nào?
• Các nhóm chính của động vật lưỡng cư và bò sát khác nhau như thế nào?
• Tại sao động vật lưỡng cư và bò sát phụ thuộc vào các nguồn nhiệt bên ngoài?

Key theories

Đời sống kép và da thấm nước của động vật lưỡng cư

Động vật lưỡng cư bắc cầu giữa nước và đất liền với lớp da ẩm ướt, thấm nước được sử dụng trong trao đổi khí và vòng đời thường trải qua giai đoạn ấu trùng có mang sống dưới nước trước khi biến thái thành dạng trưởng thành sống trên cạn hơn, khiến chúng phụ thuộc vào độ ẩm.

Trứng ối

Trứng ối của bò sát bao bọc phôi trong các màng bảo vệ và một lớp vỏ giữ nước và cho phép trao đổi khí trên cạn, một đổi mới quan trọng đã giải phóng quá trình sinh sản của động vật có màng ối khỏi môi trường nước.

Mechanisms

Động vật lưỡng cư dựa vào lớp da mỏng, ẩm ướt để trao đổi khí, điều này đòi hỏi môi trường ẩm ướt và khiến chúng dễ bị mất nước cũng như tiếp xúc với các chất gây ô nhiễm môi trường; nhiều loài bắt đầu cuộc sống dưới dạng ấu trùng dưới nước và trải qua quá trình biến thái thành dạng trưởng thành. Bò sát bảo tồn nước bằng lớp biểu bì khô, giàu keratin có vảy và bài tiết chất thải nitơ dưới dạng tiết kiệm nước. Trứng ối của chúng bao quanh phôi bằng các màng ngoài phôi, bao gồm màng ối (amnion), màng đệm (chorion), màng niệu nang (allantois) và túi noãn hoàng (yolk sac), cùng nhau tạo ra một môi trường lỏng được bảo vệ, lưu trữ chất thải và cho phép hô hấp qua vỏ trứng có lỗ. Cả hai nhóm đều là động vật biến nhiệt, điều hòa nhiệt độ cơ thể chủ yếu thông qua hành vi và môi trường.

Clinical relevance

Động vật lưỡng cư là những chỉ số nhạy cảm về chất lượng môi trường và là mối quan tâm trung tâm trong việc suy giảm số lượng lưỡng cư toàn cầu, trong khi bò sát bao gồm các loài có giá trị bảo tồn, nông nghiệp và nghiên cứu nọc độc; cả hai nhóm đều làm sáng tỏ quá trình chuyển đổi tiến hóa của động vật có xương sống lên cạn. Đây là nội dung mang tính giáo dục, không phải lời khuyên lâm sàng.

History

Nguồn gốc của động vật bốn chân từ cá vây thùy và sự xuất hiện sau này của động vật có màng ối đã được các nhà cổ sinh vật học như Cope, Huxley và Romer tái tạo, và trứng ối được xác định là sự thích nghi quan trọng phân biệt động vật lưỡng cư với dòng dõi động vật có màng ối. Phân loại học phát sinh loài hiện đại đã tổ chức lại phân loại bò sát, công nhận rằng chim có nguồn gốc từ bên trong nhóm bò sát và rằng lớp bò sát (Reptilia) truyền thống không phải là một nhóm tự nhiên trừ khi chim được bao gồm.

Key figures

• Alfred Romer
• Thomas Henry Huxley
• Edward Drinker Cope

Seminal works

• pough2018
• kardong2019

Frequently asked questions

Sự khác biệt chính giữa động vật lưỡng cư và bò sát là gì?

Động vật lưỡng cư có da ẩm ướt, thấm nước và thường cần nước để sinh sản, thường trải qua giai đoạn ấu trùng dưới nước, trong khi bò sát có da khô có vảy và đẻ trứng ối có vỏ cho phép chúng sinh sản trên cạn.

Tại sao động vật lưỡng cư và bò sát được gọi là động vật máu lạnh?

Chúng là động vật biến nhiệt, nghĩa là chúng lấy nhiệt từ môi trường xung quanh và điều hòa nhiệt độ cơ thể chủ yếu thông qua hành vi, thay vì tự tạo nhiệt bên trong như chim và động vật có vú.