小蝌蚪如何变成小青蛙
“超变态(aBNOrMAl)”这个词已经被我们滥用,用来指那些看起来异常、不合理、行为,用来骂人的更像是木已成舟的三分之一。但是,你科学合理传统意义上的“超变态”是吗?为了理解科学合理的传统意义上的超变态,有必要从动画《小蝌蚪找妈妈》开始说。
超级变态=改变形状小蝌蚪又游又游,看到小动物就叫妈妈。真是不可思议啊。小蝌蚪怎么不认识自己的妈妈。因为蝌蚪和母亲(青蛙)的脸太不一样了(图1、,专家在这个成长过程中孩子和母亲的形状差异大的情况下被称为“超级变态”,近义改变了形状。
许多动物在发育阶段具有超变态全过程,而这种情况的关键在于虫类和两栖类。肥美的蛹变成美丽的蝴蝶,水中的蝌蚪变成陆地的青蛙,属于典型的超变态全过程。我来谈谈两栖类的超变态。
两栖类分为三类,中国到处都有(图2、无足目的关键分布在热带气候,我国只有一种。尾目关键分布在温带地区,我国79种,无尾目分布在除南极洲以外的所有内地,我国有395种。从种群的数量和整个地区来看无尾目可以说是两栖类中从水到陆的进化最优秀的群。
△图2无足(左:潘娜壁虎,姚锦仙摄)、有尾目(中:文县壁虎,李杰摄)、无尾目(右:经甫树蛙,李杰摄)
无足目和有尾目小动物是超变态的一环,形态没有太大变化,无尾目小动物作为超变态的一环,形状往往会有显著的改变。大部分无尾目动物的生活史分为卵、蝌蚪、成体三个不同时期(图3、无胎膜卵被培育成蝌蚪,鱼类蝌蚪通过超变态变成青蛙,从水生生活习惯变成陆生生活习惯,从水生草食动物变成陆生肉食动物获得田径生活水平,扩大范围,提高对各种环境的适应能力。因此,超变态对无尾目小动物具有非常重要的意义。
那么蝌蚪如何获得从水到陆地的能力呢。在蝌蚪超变态变成青蛙的过程中,口和肠、眼、肺、心和脚都发生了什么变化呢。
狼吞虎咽,吃草吃荤:蝌蚪也有牙齿吗?是的,蝌蚪的牙齿叫唇齿间,在显微镜下看,像一根针,放在光学显微镜下看,像一把短刀。唇齿之间好像太细了,嚼软的食物没有问题。遇到硬的食物该怎么办。蝌蚪有一种配置角层颚的方法,可以像尖嘴上的锤子一样敲击坚硬的食物。透射电子显微镜下看起来非常大,但实际上,蝌蚪唇齿之间和角质层下颚非常细小,蝌蚪主要以植物性食物为主(图4、
众所周知,牛羊等草食动物嘴巴长,有特殊的胃和长的肠子,蝌蚪也是这样吗。实际上蝌蚪的舌头还没有长大,有舌原基,只有一个(图5、,也没有胃,胃的位置有口凹(stoMAdeum)消化系统功能是指螺旋状的肠道。
超变态爆发后,蝌蚪唇齿间和角质层下颚消失。下巴变长,口腔扩张,舌肌发达,舌头成为最主要的觅食专用工具,胃的生长发育,大到可以容纳整个昆虫,螺旋状的肠子变短变粗,主导着植物性食物作为主教练成为动物性食物。
视线固定为全方向:在蝌蚪的日常生活水中,眼睛不显眼,基本上与表皮平行,没有眼睑,很难眨眼,毕竟在水中没有眼睛干燥和眼睛发涩的问题,所以瞬膜、泪腺等潮湿的眼球结构也不发达。超变态后,眼睛突出,上下眼睑、瞬膜及泪腺生长发育(图7、这种结构可以保护眼睛防止烦躁,是田径日常生活中不可缺少的。而且,大眼睛扩大了小青蛙觅食的范畴,捕食的精度也很高。
吸气水中O2成为呼吸空气:人都用肺呼吸,肺不能从水中吸收氧气,所以人是最容易落水的。蝌蚪也在水中,如何解决这个难题。刚孵化的蝌蚪有明显的外鳃(图8、,2天后外鳃消失,内鳃生长发育,流水通过内鳃更换O2,从体测排水口流出(图9)蝌蚪基于埃拉每天进行水中吸气。超变态后随着肺部生长发育的进行,可以交换空气中的氧气。
但是青蛙惊恐地跳进水里,为什么要沉寂很长时间呐。那些肺可以换水中的O2吗?当然不会。蛙肺结构比较早期,不能压力所有光合作用,也要依赖皮肤呼吸。皮肤下的毛细管丰富多彩,是帮助呼吸的系统;小青蛙潜入水中,便是借助皮肤呼吸互换水里的O2,能够在水中待数分钟到十分钟左右,时间一长,还需要浮上水面,借助肺呼吸。换句话说,小青蛙有2套呼吸道,肺呼吸和皮肤呼吸,以肺呼吸为主导,一般情况下,皮肤呼吸能承担10锖难趿浚坏诙咂谧纯鱿拢し艉粑芄坏8?0锖难趿俊?/p>
为了应用肺呼吸,蝌蚪的心脏又从一个心室一个心房的单循环,通过超变态,转化为青蛙的两个心室一个心房,血液循环系统为应用肺呼吸而变成不完全循环制。
由游水变为步行:蝌蚪不仅长得像鱼,健身运动也像鱼一样,结实的尾巴给予推动力,左右摇摆,促进蝌蚪前进。蝌蚪超变态的时候,牙齿都掉光了,所有的食物都不能吃。现在,蝌蚪可以代谢酶消化吸收尾巴,使蝌蚪获得超变态所需的动能。超变态结束后,蝌蚪尾巴消失,尾棒骨生长发育,同时发生五指型四肢。青蛙在低速运动中,3肢用力,侧体呈起伏的波形前进(图10),高速移动时,用较长的膝盖骨跳跃前进(图11、
总的来说,蝌蚪超变态过程的形态变化,适应成体登记后的要求,呈现水向陆的发展趋势。自然地蝌蚪超变态还经历了叶表皮细胞重叠层数提高、皮肤色素沉着、原肾消失、中肾生长发育、钙化提高、头骨重构、侧部全面缺损等全过程【aaa41bbb】