دوزیستان چیست؟ – انواع دوزیستان، اسامی، خصوصیات و ویژگی‌ ها – به زبان ساده

«دوزیستان» (Amphibian) هر عضوی از گروه حیوانات مهره‌دار هستند که با توانایی زندگی دوگانه در آب و خشکی طی حیات خود مشخص می‌شوند. البته برخی از گونه‌های دوزیستان ساکنین دائمی خشکی هستند، در حالی که گونه‌های دیگر زندگی کاملاً آبزی دارند. در این مطلب از مجله فرادرس با دوزیستان آشنا می‌شویم و ویژگی‌های آنان را بیان می‌کنیم.

دوزیست ها چه جانورانی هستند؟

تقریباً 8100 گونه از دوزیستان زنده شناخته شده‌اند. اولین حضور آن‌ها حدود 340 تا ۳۷۰ میلیون سال پیش در دوران می‌سی‌سی‌پی میانه بود و یکی از اولین گروه‌هایی بودند که طی تکامل، از اشکال کاملاً آبزی ماهی‌های تتراپاد جدا شده و به انواعی با زیست دوگانه تبدیل شدند. امروزه دوزیستان شامل راسته‌های قورباغه‌ها، دام‌داران و برهنه‌ماران هستند.

تصور می‌شود که این سه راسته از اشتقاق دوزیستان باستان ناشی می‌شوند و اگرچه از نظر فرم بدن تفاوت‌های چشمگیری دارند اما احتمالاً نزدیکترین اقوام به یکدیگر هستند و زیر رده «نرم‌دوزیستان» (Lissamphibia) را تشکیل می‌دهند. «آلبان‌خزندگان» (Albanerpetontidae) یک تیره از دوزیستان با ظاهری شبیه به سمندرها بوده‌اند که حدود دو و نیم میلیون سال قبل منقرض شده‌‌اند.

هیچ یک از گروه‌های منقرض شده دوزیستان از اجداد گروه «چهاراَندامان» (Tetrapods) که باعث تکامل خزندگان شد، منشأ نگرفته‌اند. اگرچه برخی از جنبه‌های زیست‌شناسی و آناتومی گروه‌های مختلف دوزیستان ممکن است ویژگی‌های موجود در اجداد خزندگان را نشان دهند، دوزیستان مرحله میانی ​​تکامل خزندگان از ماهی‌ها نیستند. دوزیستان مدرن دارای چندین ویژگی منحصر به فرد هستن:

• پوست مرطوب
• به شدت به تنفس پوستی (سطح پوست) اتکا دارند.
• سیستم شنوایی دو کاناله
• سلول‌های استوانه‌ای سبز در شبکیه چشم برای تشخیص رنگ
• دندان‌های پایه‌ای (دو بخشی)

برخی از این صفات ممکن است در گروه‌های منقرض شده نیز وجود داشته باشند.

ویژگی های دوزیستان چیست؟

ویژگی‌های مشترک سه راسته اصلی دوزیستان شامل تخم‌های بدون پوسته، پوست نفوذپذیر نسبت به گازها، گشوت‌خوار بودن بالغین، تشریفاتی بودن جفت‌گیری، توزیع نسبتا همسان هستند. دوزیستان زنده تخم‌های بسیار متفاوتی نسبت به ارگانیسم‌های کاملاً خشکی‌زی مانند خزندگان تولید می‌کنند. تخم دوزیستان فاقد پوسته کلسیفیه یوده و بیشتر از ژله تشکیل شده است بنابراین در مقابل خشکی هوا مقاوم نیست.

اکثر قورباغه‌ها و سمندرها مستقیما در آب تخم‌گذاری می‌کنند، اما برخی از گونه‌ها روش‌های مناسبی را برای تخم‌گذاری در خشکی دارند مثلا برخی از سمندرهای زمینی در مکان‌های مرطوب زیر سنگ‌ها و کنده‌های چوب و برخی از قورباغه‌های ساکن جنگل‌های بارانی روی برگ‌های گیاهان تخم می‌گذارند. با بیرون آمدن قورباغه‌های جوان مستقیماً به داخل آب می‌ریزند. دوزیستان که در خشکی تخم می‌گذارند، در داخل تخمک دچار دگردیسی می‌شوند و بعد به صورت بزرگسالان مینیاتوری از بیرون می‌آیند.

کورسمندرها فلس‌های مشابه ماهی دارند، در حالی که پوست بیشتر دوزیستان مرطوب و نسبت به گازها نفوذپذیر است. به منظور استعمار زیستگاه‌های خشک، نوعی قوباغه به نام «قورباغه میمون‌نمای مومی» (Phyllomedusa sauvagil)، مکانیسم محافظتی ایجاد کرده است. این قورباغه یک لیپید از غدد موجود در پوست ترشح می‌شود که قورباغه با پاهای خود روی بدن پخش می‌کند. لیپید به کاهش میزان از دست دادن آب کمک کرده و در واقع یک پیله در اطراف حیوان تشکیل می‌دهد.

برخی از قورباغه‌ها و لارو سمندرها لارو با فیلتر کردن آب غذا به دست می‌آورند (فیلتر فیدر) هستند، اما همه دوزیستان بزرگسال گوشتخوار محسوب می‌شوند و از بی‌مهرگان یا مهره‌داران کوچک تغذیه می‌کنند. دوزیستان در بیشتر نقاط جهان یافت می‌شوند اما توزیع جهانی آن‌ها تنوع بسیار زیادی را بین مناطق مختلف نشان می‌دهد. اکثر اکوسیستم‌های دوزیستان چند ویژگی مشترک شامل رطوبت بالا، بارندگی زیاد و آب و هوای گرم دارند.

قورباغه‌ها بخاطر آواهای شبانه خود شناخته شده‌ هستند. نرها معمولاً به مناطق بالقوه برای تولید مثل می‌روند و برای جلب نظر ماده‌ها آوازخوانی می‌کنند. سمندرها صدا ندارند اما بسیاری از گونه‌ها رفتارهای تشریفاتی جفت‌گیری را انجام می‌دهند. برخی از گونه‌های خشکی رقص‌های پیچیده‌ای دارند اما توسعه یافته‌ترین آیین‌های جفت‌گیری در گونه‌های آبزی دیده می‌شود.

محل زندگی دوزیستان کجاست؟

دوزیستان به طور گسترده‌ای در سراسر جهان حتی در قطب شمال وجود دارند و فقط در قطب جنوب، دورترین جزایر اقیانوسی و بیابان‌های بسیار خشک قادر به حیات نیستند. قورباغه‌ها و وزغ‌ها بیشترین تنوع را در محیط‌های گرمسیری مرطوب نشان می‌دهند. سمندرها در درجه اول در نیمکره شمالی زندگی می‌کنند و بیشتر در جنگل‌های خنک، مرطوب و کوهستانی وجود دارند.

اعضای خانواده «سمندر بی‌شش» (Plethodontidae)، در جنگل‌های کوهستانی مرطوب گرمسیری مکزیک، آمریکای مرکزی و شمال غربی آمریکای جنوبی زندگی می‌کنند. کور سمندرها به صورت نقطه‌ای در مناطق گرمسیر مرطوب آفریقا، آمریکا و آسیا یافت می‌شوند. تا سال‌ها تخریب نقش اساسی در پراکندگی و گسترش دوزیستان داشت. از دهه 1980، کاهش شدیدی در جمعیت بسیاری از گونه‌های قورباغه مشاهده شد.

اگرچه باران اسیدی، گرم شدن کره زمین و کاهش اوزون از عوامل موثر در این کاهش‌ هستند اما توضیح کامل ناپدید شدن آن‌ها در محیط‌های مختلف همچنان نامشخص است. با این حال به نظر می‌رسد یک نوع قارچ انگلی، به اصطلاح «قارچ دیگچه‌ای دوزیستان» (Batrachochytrium dendrobatidis) یکی از دلایل عمده مرگ عمده قورباغه در مناطقی از استرالیا و جنوب آمریکای مرکزی و وجود جمعیتی کوچک در آمریکای شمالی و اروپا است.

در فیلم آموزشی جانور شناسی ۱ می‌توانید اطلاعات مفصلی در مورد تعاریف و اصطلاحات جانورشناسی، سطوح طبقه‌بندی جانوران (جنس،  گونه و ...) داده شده است. پس از آن دسته‌های مختلف جانوران از سطوح تکاملی پایین یعنی آغازیان تا پستانداران و انسان بررسی شده‌اند. در این همچنین دوزیستان در مقایسه با سایر جانوران مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

ارتباط لایه اوزون و دوزیستان چیست؟

قورباغه‌ها گونه‌های شاخصی هستند که کاهش جمعیت جهانی آن‌ها هشداری درباره وضعیت محیط زیست است. پوست نفوذپذیر و زندگی دوگانه در آب و خشکی باعث آسیب‌پذیری بیشتر دوزیستان در برابر تخریب محیط زیست می‌شود. بیماری، اسیدی شدن باران، آلودگی و افزایش اشعه ماورا بنفش به دلیل نازک شدن لایه اوزون از عوامل مؤثر بر زندگی این جانوران هستند. افزایش پرتوهای UV-B ناشی از نازک شدن لایه اوزون، قورباغه‌ها و تخم‌های آن‌ها خصوصا گونه‌هایی که در ارتفاعات زندگی می‌کنند را از بین می‌برد.

از طرفی تابش UV باعث تغییر ساختار DNA قورباغه‌ها و جهش ژنتیکی می‌شود. قورباغه‌ها توانایی تولید میزان محدودی آنزیم فتولیاز برای ترمیم آسیب‌های DNA دارند بنابراین بیشتر در معرض خطر هستند. اگر تابش اشعه ماورا UV بنفش دلیل کاهش جمعیت دوزیستان باشد، آن دسته از قورباغه‌هایی که تخم‌های آن‌ها بیشتر در معرض نور خورشید قرار دارند مقادیر بیشتری از آنزیم محافظت کننده فوتولیاز نسبت به قورباغه‌های مناطق حفاظت شده دارند.

دوزیستان چند دسته اند؟

اعضای سه راسته موجود از نظر ساختاری تفاوت چشمگیری دارند. قورباغه‌ها و وزغ‌ها بدون دم و تا حدودی بدن گرد و اندام‌های عقبی بلند و قدرتمند برای حرکات جهشی شده‌اند. در مقابل، کور سمندرها کرم مانند و بسیار سازگار با محیط هستند. سمندر و سمندرک‌ دارای دم و دو جفت اندام تقریباً به همان اندازه هستند. با این حال، آن‌ها از نظر فرم بدن تا حدودی کوچکتر از دو راسته دیگر هستند.

بسیاری از دوزیستان در آب تخم‌گذاری می‌کنند و لاروهای در حال رشد آن‌ها اساساً جنین‌هایی با زندگی آزاد هستند. آن‌ها باید غذای خود را پیدا کرده و از حیوانات شکارچی فرار کنند. با تکمیل رشد جنینی، طرح بدن بزرگسالان در بچه قورباغه پدیدار می‌شود که به آن‌ها اجازه می‌دهد آب را برای زندگی در خشکی ترک کنند.

حتی اگر این دگردیسی از زندگی آبی به خشکی در اعضای هر سه گروه دوزیستان رخ دهد، برخی از گونه‌ها زنده‌زا هستند. در واقع، تقریباً 8100 گونه زنده دوزیستان، در تولید مثل تکامل بیشتری از مهره‌داران دیگر پیدا کرده‌اند. برخی از گونه‌ها تخم و لارو آبزی دارند، در حالی که در برخی دیگر تخم‌ها در پوست پشت ماده قرار گرفته و از آن‌ها لارو یا قورباغه‌های مینیاتوری بیرون می‌آیند.

در گروه‌های دیگر، جوان‌ها درون مجرای تخمک رشد می‌کنند یا جنین‌ها غذای خود را از دیواره مجاری لوله به دست می‌آورند. در بعضی از گونه‌ها تخمک‌ها در معده دوزیست ماده ایجاد می‌شوند. سه راسته زنده دوزیستان از نظر اندازه و ساختار بسیار متفاوت هستند. وجود یک دم بلند و دو جفت اندام با اندازه تقریباً یکسان، سمندرک‌‌ها و سمندرها (راسته ‌دم‌داران) را از دوزیستان دیگر متمایز می‌کند، اگرچه اعضای خانواده مارماهی مانند «سمندرهای بی‌پا» (Sirenidae) و آبزی، اندام عقبی ندارند. طول سمندرک‌ و سمندر بسیار متفاوت است.

اعضای جنس «ثوریوس» (Thorius) مکزیکی 25 تا 30 میلی‌متر طول دارند، در حالی که تیره سمندرهای آبزی بومی در چین و ژاپن، طولی بیش از 1/5 متر دارد. قورباغه‌ها و وزغ‌ها (راسته قورباغه‌ها) به راحتی با اندام‌های عقبی بلند و نبود دم قابل تشخیص هستند. آن‌ها فقط پنج تا نه مهره مقعدی دارند. قورباغه جولیات آفریقای غربی که می‌تواند از پوزه تا دم 30 سانتی‌متر برسد و تا 3/3 کیلوگرم وزن دارد، بزرگترین قورباغه است. یکی از کوچکترین قورباغه‌ها، براکیسفالیدهای آمریکای جنوبی است که طول آن فقط به حدود 9/8 میلی‌متر می‌رسد و برخی از میکروهیدها که در بزرگسالی به اندازه 9 تا 12 میلی‌متر رشد می‌کنند.

کور سمندرهای بلند و باریک (راسته برهنه‌ماران) حیواناتی هستند که به دلیل تکامل جسمی یعنی وجود شیارهای حلقوی و یک دم کوتاه و صافِ تقسیم شده، با سبک زندگی فاسورال (گودالی) سازگار شده‌اند. کور سمندر می‌تواند بیش از 1 متر طول داشته باشد. طول بزرگترین گونه کور سمندر به 1/5 متر می‌رسد و کوچکترین گونه آن فقط 90 تا 114 میلی‌متر طول دارد.

پوست دوزیستان چگونه است؟

ساختار یکپارچه یکی از ویژگی‌های معمول و مشترک در مهره‌داران زمینی است، به طور مثال وجود لایه‌های بیرونی بسیار شاخی شده که به طور دوره‌ای از طریق فرآیند پوست‌اندازی (تحریک توسط غده هیپوفیز و غده تیروئید) بازسازی می‌شود. ضخیم شدن موضعی (زگیل) مانند مواردی که در وزغ‌ها دیده می‌شود، معمول است. قسمت بیرونی پوست به طور دوره ای بیشتر به صورت یک تکه ریخته می‌شود، برعکس پستانداران و پرندگان که پوسته ریزی دارند.

دوزیستان معمولا پوست قدیمی خود را می‌خورند. کور سمندرها به خاطر داشتن دو لایه پوستی معدنی تعبیه شده در درم و بین شیارهای پوست، بین دوزیستان بی‌نظیر هستند. شباهت این لایه‌ها به فلس ماهی‌های استخوانی بسیار کم است. مارمولک‌ها و برخی از قورباغه‌ها دارای استئودرم یا «استخوان‌پوست» (Osteoderm) نسبتا مشابهی هستند که رسوبات استخوانی در درم ایجاد می‌کنند اما نمونه‌ای از تکامل همگرا با ساختارهای مشابه هستند که به طور مستقل در دودمان‌های متنوعی از مهره‌داران به وجود آمده‌اند.

پوست دوزیستان نسبت به آب نفوذپذیر است و تبادل گاز می‌تواند از طریق آن انجام شود (تنفس پوستی) و این به دوزیستان بالغ اجازه می‌دهد که بدون بالا آمدن به سطح آب تنفس کنند و در اعماق حوضچه‌ها به خواب زمستانی بروند. در دوزیستان برای جبران پوست نازک و لطیف، غدد مخاطی تکامل پیدا کرده‌اند و عمدتا بر روی سر، پشت و دم آن‌ها قرار دارند. ترشحات تولید شده توسط این غدد به مرطوب نگه داشتن پوست کمک می‌کنند.

بیشتر گونه‌های دوزیستان دارای غددی هستند که مواد ناخوشایند یا سمی ترشح می‌کنند. برخی از سموم دوزیستان می‌توانند برای انسان کشنده باشند. غدد اصلی تولید کننده سم به نام پاروتوئید، نوروکسین بوفوتوکسین را تولید می‌کنند و در پشت گوش وزغ‌ها، در امتداد پشت قورباغه‌‌ها، پشت چشم سمندرها و در سطح فوقانی کور سمندر‌ها  قرار دارند. رنگ پوست دوزیستان توسط سه لایه سلول رنگدانه‌ای به نام کروماتوفور تولید می‌شود. این سه لایه سلولی شامل سلول‌های زیر است:

• ملانوفورها (در عمیق‌ترین لایه)
• گوانوفورها (لایه میانی و حاوی دانه‌های زیاد، تولید رنگ سبز آبی)
• لیپوفورها (زرد، سطحی‌ترین لایه)

تغییر رنگ نشان داده شده توسط بسیاری از گونه‌ها توسط هورمون‌های ترشح شده از غده هیپوفیز انجام می‌شود. بر خلاف ماهیان استخوانی، کنترل مستقیمی بر سلول‌های رنگدانه توسط سیستم عصبی وجود ندارد و این امر منجر به تغییر رنگ آهسته‌تر از آنچه در ماهی اتفاق می‌افتد، می‌شود. پوستی با رنگ واضح معمولاً سمی بودن این گونه را نشان می‌دهد و برای شکارچیان زنگ خطر است.

اسکلت دوزیستان

دوزیستان دارای یک سیستم اسکلتی هستند که از نظر ساختاری با سایر تتراپودها همگن است، اگرچه با تعدادی تغییرات. همه آن‌ها چهار دست و پا دارند، به غیر از کور سمندر‌های بدون پا و چند گونه سمندر که اندام آن‌ها کاهش یافته یا بدون اندام هستند. استخوان‌ها توخالی و سبک وزن هستند. سیستم اسکلتی - عضلانی قدرتمند است تا بتواند از سر و بدن پشتیبانی کند. استخوان‌ها به طور کامل مهره‌بندی می‌شوند و مهره‌ها با استفاده از فرآیندهای همپوشانی با یکدیگر قفل می‌شوند. البته پیش‌تر هم در مجله فرادرس در رابطه با عضله صحبت کردیم و برای آشنایی بیشتر می‌توانید مطلب «عضله چیست» را نیز مطالعه کنید.

کمربند سینه‌ای توسط عضله پشتیبانی می‌شود و کمربند لگنی که به خوبی رشد کرده است توسط یک جفت دنده خاجی به ستون فقرات متصل می‌شود. ایلیوم به سمت جلو متمایل شده و بدن نسبت به زمین در نزدیکی زمین نگه داشته می‌شود. در قورباغه‌ها، پاهای عقب بزرگتر از پاهای جلو هستند، به خصوص در گونه‌هایی که با پریدن یا شنا حرکت می‌کنند. اندام‌های عقب در انواعی که راه می‌روند یا می‌دوند خیلی بزرگ نیستند و انواع گورکن اغلب اندام کوتاه و پهن دارند.

پاها سازگاری‌های لازم را برای نحوه زندگی پیدا کرده‌اند. مثلا ایجاد بافت بین انگشتان پا برای شنا، پدهای چسب پهنِ پا برای کوهنوردی و برآمدگی‌های کراتینه شده در پشت پا برای حفر کردن خاک به کار می‌روند. در اکثر سمندرها اندام‌ها کوتاه و کم و بیش یکسان هستند و از زاویه‌های راست بدن جدا می‌شوند. حرکت در خشکی با پیاده‌روی انجام می‌شود و دم اغلب از یک طرف به طرف دیگر می‌چرخد ​​یا از آن به عنوان تکیه‌گاه استفاده می‌شود.

در راه رفتن عادی، هر بار فقط یک پا پیش می‌رود (مانند روشی که نیاکانشان، ماهی‌ها از باله استفاده می‌کردند). برخی از سمندرهای تیره «آنیید» (Aneides) و برخی از انواع «سمندر بی‌شش» (Plethodontids) از درختان بالا می‌روند و اندام‌های دراز، انگشتان بزرگ پا و دم‌هایی دارند که می‌توانند با آن قلاب بیندازند. در سمندرهای آبی و بچه قورباغه‌ها، دم دارای باله‌های پشتی و شکمی است و به عنوان وسیله محرکه از یک طرف به آن طرف منتقل می‌شود. قورباغه‌های بالغ دم ندارند و دم کور سمندر‌ها بسیار کوتاه است.

سمندرها از دم خود در دفاع استفاده می‌کنند و برخی آماده هستند تا آن‌ها را برای نجات جان خود در یک روند معروف به اتوتومی، از بدن جدا کنند. گونه‌های خاصی از سمندر بی‌شش، یک منطقه ضعیف در پایه دم دارند و دم اغلب پس از جداشدن به پیچه خوردن ادامه می‌دهد که ممکن است حواس شکارچی را پرت کند و به سمندر اجازه فرار دهد. دم و پاها می‌توانند بازسازی شوند. قورباغه‌های بالغ قادر به رشد مجدد اندام‌ها نیستند اما بچه قورباغه‌ها می‌توانند این کار را انجام دهند.

سیستم گردش خون دوزیستان

دوزیستان یک مرحله جوانی و یک مرحله بزرگسالی دارند و سیستم گردش خون این دو متمایز است. در مرحله نوجوانی (یا بچه قورباغه)، گردش خون شبیه به ماهی است. قلب دو حفره‌ای  خون را به آبشش‌ها می‌فرستد تا غنی از اکسیژن شوند و در یک گردش واحد خون در اطراف بدن چرخیده و به قلب باز می‌گردد. در مرحله بزرگسالی، دوزیستان (به خصوص قورباغه‌ها) آبشش خود را از دست می‌دهند و ریه‌ها رشد می‌کنند.

آن‌ها قلبی دارند که از یک بطن منفرد و دو دهلیز تشکیل شده است. هنگامی که بطن شروع به انقباض می‌کند، خون دی‌اکسید شده از طریق شریان ریوی به ریه‌ها منتقل می‌شود. انقباض مداوم، خون اکسیژنه را به اطراف بقیه بدن پمپ می‌کند. مخلوط شدن دو جریان خون به دلیل آناتومی حفره‌ها به حداقل رسیده است.

سیستم عصبی دوزیستان

سیستم عصبی اساسا مشابه سایر مهره‌داران و شامل مغز، طناب نخاعی و اعصاب محیطی در کل بدن است. مغز دوزیستان کمتر از خزندگان، پرندگان و پستانداران رشد کرده است اما از نظر مورفولوژی و عملکرد شبیه به ماهی است. اعتقاد بر این است که دوزیستان توانایی درک درد را دارند. مغز از قسمت‌های مساوی، مخ، مغز میانی و مخچه تشکیل شده است. قسمت‌های مختلفی از مخچه ورودی حسی را ایجاد می‌کند مثلا بو در لوب بویایی و بینایی در لوب بینایی و علاوه بر این مرکز رفتار و یادگیری است.

مخچه مرکز هماهنگی عضلانی است و بصل النخاع برخی از عملکردهای اندام از جمله ضربان قلب و تنفس را کنترل می‌کند. مغز سیگنال‌هایی را از طریق نخاع و عصب‌ها برای تنظیم فعالیت در بقیه بدن ارسال می‌کند. جسم پینه‌ای معروف به تنظیم الگوی خواب در انسان، تولید هورمون‌های مربوط به خواب زمستانی و تابستان‌خوابی در دوزیستان است. بچه قورباغه‌ها سیستم خط جانبی ماهی‌های اجدادی خود را حفظ می‌کنند اما این در دوزیستان بالغ خشکی از بین می‌رود.

برخی از دوزیستان دارای گیرنده‌های الکتریکی حساس به لرزش هستند که به آن‌ها امکان می‌دهد هنگام غوطه‌ور شدن در آب، اشیای اطراف خود را پیدا کنند. گوش در قورباغه‌ها به خوبی رشد کرده است. گوش خارجی وجود ندارد اما لاله گوش بزرگ و دایره‌ای شکل آن روی سطح سر، دقیقاً پشت چشم قرار دارد که با لرزش آن امواج از طریق یک استخوان محکم، به گوش داخلی منتقل می‌شود. فقط صداهای با فرکانس بالا مانند اصوات جفت‌گیری از این طریق شنیده می‌شوند.

صداهای با فرکانس پایین از طریق مکانیسم دیگری قابل تشخیص هستند. موهایی تخصصی در گوش داخلی وجود دارند که قادر به تشخیص اصوات عمیق‌تر هستند. ویژگی دیگر و منحصر به قورباغه‌ها و سمندرها، مجتمع کولوملا - اپرکولوم مجاور کپسول شنوایی است که در انتقال سیگنال‌های لرزش هوا دخیل هستند. گوش سمندرها و کور سمندر‌ها از قورباغه‌ها رشد کمتری دارند زیرا به طور معمول از طریق صدا با یکدیگر ارتباط برقرار نمی‌کنند.

سیستم گوارشی دوزیستان

بسیاری از دوزیستان قبل از گرفتن طعمه با آرواره، طعمه خود را با لمس زبان کشیده و با نوک چسبناک زبان آن را به داخل دهان می‌برند. برخی از آن‌ها برای بلعیدن طعمه از تغذیه اینرسی استفاده می‌کنند و به طور مکرر سر خود را به شدت به جلو رانده و باعث می‌شوند غذا به دلیل سکون به سمت عقب در دهان حرکت کند. بیشتر دوزیستان طعمه‌های خود را بدون جویدن زیاد می‌بلعند بنابراین معده‌های حجیمی دارند. مری کوتاه با مژک‌هایی پوشانده شده است که به انتقال غذا به معده و مخاط تولید شده توسط غدد دهانی و حلق کمک می‌کند تا عبور غذا آسان شود. آنزیم کیتیناز تولید شده در معده، به هضم کوتیکول کیتینی بندپایان کمک می‌کند.

دوزیستان دارای پانکراس، کبد و کیسه صفرا هستند. کبد معمولاً بزرگ و دارای دو لوب است که اندازه آن بر اساس عملکرد ذخیره گلیکوژن و چربی تعیین می‌شود و ممکن است با ساختن یا مصرف این ذخایر هنگام  تغییر فصول، تغییر کند. بافت چربی یکی دیگر از بخش‌های مهم بدن برای ذخیره انرژی است و در شکم (درون ساختارهای داخلی بدن)، زیر پوست و در بعضی از سمندرها در دم وجود دارد.

سیستم دفعی در دوزیستان

دوزیستان دو کلیه دارند که به صورت پشتی، نزدیک سقف حفره بدن قرار دارند. وظیفه آن‌ها فیلتر خون از مواد زائد متابولیکی و انتقال ادرار از طریق حالب به مثانه است که قبل از خروج، در آن ذخیره می‌شود. لاروها و بیشتر دوزیستان آبزی، نیتروژن را به شکل آمونیاک در مقدار زیادی ادرار رقیق دفع می‌کنند، در حالی که گونه‌های خشکی‌زی، به دلیل نیاز به صرفه جویی در دفع آب بدن، نیتروژن را به صورت اوره که سمیت کمتری دارد دفع می‌کنند. برخی از قورباغه‌های درختی که دسترسی محدود به آب دارند، بیشتر مواد زائد متابولیکی خود را به شکل اسید اوریک دفع می‌کنند.

دوزیستان چگونه تنفس میکنند؟

ریه‌ها در دوزیستان در مقایسه با آمنیوت‌ها ابتدایی‌تر بوده و دارای چند سپتوم (تیغه) داخلی و آلوئول‌های بزرگ هستند و در نتیجه سرعت انتشار ورود اکسیژن به خون در این جانوران نسبتاً آهسته است. تهویه با تنفس دهانی و در چهارگام انجام می‌شود. با این وجود بیشتر دوزیستان قادرند گازها را با آب یا هوا از طریق پوست خود مبادله کنند. برای امکان تنفس پوستی کافی، سطح پوست بسیار عروقی دوزیستان، باید مرطوب بماند تا اکسیژن با سرعت کافی به خون منتشر شود.

از آنجا که غلظت اکسیژن در آب، هم در دمای پایین و هم در دمای زیاد افزایش می‌یابد، دوزیستان آبزی در این شرایط می‌توانند اساساً بر تنفس پوستی تکیه کنند. در هوا که اکسیژن بیشتری وجود دارد، برخی از گونه‌های کوچک می‌توانند فقط به تبادل گاز پوستی متکی باشند مانند معروف‌ترین سمندرهای پلودودنت که ریه و آبشش ندارند. بسیاری از سمندرهای آبزی و همه قورباغه‌ها در مرحله لاروی خود دارای آبشش هستند و برخی از آن‌ها تا بزرگسالی همچنان آبشش دارند.

چرخه زندگی دوزیستان

بسیاری از دوزیستان دارای یک چرخه زندگی دو فازی هستند که شامل تخم‌های آبزی و لاروهایی است که به نوجوانان و بزرگسالان خشکی‌زی یا نیمه آبزی تغییر شکل می‌دهند. به طور معمول، آن‌ها تعداد زیادی تخم را در آب ذخیره می‌کنند. برخی از گونه‌های سمندر مانند «سمندر ببری» (Ambystoma tigrinum) ممکن است بیش از 5000 و گونه‌های دیگری همچون «گاوغوک آمریکایی» (L. catesbeianus) 45000 تخم تولید کنند.

اندازه تخم و دمای آب از فاکتورهای مهمی هستند که بر زمان رشد جنین تأثیر می‌گذارند. تخم‌های بسیاری از گونه‌های قورباغه که در آب گرم قرار گرفته‌اند فقط به یک یا دو روز زمان نیاز دارند تا رشد کنند، در حالی که تخم‌ها در دریاچه‌ها یا رودخانه‌های کوهستانی سرد ممکن است به مدت 30 تا 40 روز زمان نیاز داشته باشند. رشد تخم سمندر اغلب به زمان بیشتری نیاز دارد و تخم‌ریزی از 20 تا 270 روز پس از لقاح اتفاق می‌افتد.

دوزیستان چگونه تولید مثل می کنند؟

ماده‌ها می‌توانند بین رفتارهای جفت‌گیری گونه خود و سایر گونه‌ها تفاوت قائل شوند. در یک ناحیه مشترک مانند حوضچه، باتلاق یا رودخانه، تفاوت در رفتار جف‌گیری خاص نرها، کمک می‌کند تا هویت خود را حفظ کنند. تفاوت در تماس جفت‌گیری، سازوکار اصلی جلوگیری از ترکیب گونه‌های نزدیک به هم است که در همان منطقه زندگی و در همان زمان و مکان تولید مثل می‌کنند. قورباغه‌ها تارهای صوتی نسبتاً ساده‌ای دارند. در بیشتر گونه‌ها یک جفت شکاف در کف دهان به داخل کیسه صوتی باز می‌شود.

هوا از ریه‌ها بر روی تارهای صوتی فشار ایجاد می‌کند و باعث لرزش آن‌ها شده و صدایی با یک گام و ضربان خاص تولید می‌شود. با انتقال هوا به داخل کیسه صوتی، کیسه باد شده به عنوان یک اتاقک تشدید کننده عمل کرده و همان فرکانس یا یکی از هارمونی‌های آن را تولید می‌کند. به این ترتیب انواع مختلف قورباغه انواع مختلف صدا را تولید می‌کنند. قورباغه‌ها حیوانات آرامی به نظر می‌رسند اما برخی از گونه‌ها به ویژه در زمان جفت‌گیری، رفتارهای پرخاشگرانه‌ای نشان می‌دهند.

جنس نر «گاوغوک آمریکایی» (Lithobates catesbeianus) و «قورباغه سبز» (Rana clamitans) با لگد زدن، ضربه زدن و گاز گرفتن از منطقه جفت‌گیری خود در برابر نفوذ سایر نرها دفاع می‌کنند. برخی از گونه‌ها نیز یک مهره بلند و تیز روی شست دارند که هنگام کشتی با آن یکدیگر را زخمی می‌کنند. یکی از انواع قورباغه‌ها که روی برگ‌های گیاهان علفی زندگی می‌کنند، آنقدر به کشتی گرفتن ادامه می‌دهند تا سراناجم یکی از دو حیوان نر از گیاه به پایین پرتاب شوند. در برخی گونه‌ها نیز قورباغه‌های ماده در مقابل دیگر ماده‌ها از منطقه خود محافظت می‌کنند.

آیا دوزیستان جنسیت خود را تغییر می دهند؟

بیشتر حیوانات در طول زندگی خود یک جنس هستند اما برخی از گونه‌ها قادر به تغییر وضعیت هستند. در دوزیستان نیز چندین نمونه در واکنش به عوامل محیطی (با ماهیت اقلیمی یا شیمیایی) جنسیت خود را تغییر می‌دهند. در برخی شرایط به نظر می‌رسد این از نظر تاریخی طبیعی است، در حالی که برخی دیگر این کار را در نتیجه علف‌کش‌ها یا سایر اشکال آلودگی محیط انجام می‌دهند.

در حالی که کروموزوم‌ها جنسیت اولیه پستانداران و پرندگان را تعیین می‌کنند، عوامل محیطی یا اپی‌ژنتیکی جنسیت بسیاری از حیوانات دیگر از جمله برخی از خزندگان، بی‌مهرگان و دوزیستان را تعیین می‌کنند. دمای انکوباسیون اغلب در تعیین جنسیت اولیه یک حیوان مهم است. اما بعداً، متغیرهای اجتماعی یا اقلیمی می‌توانند باعث تغییر جهت برخی از گونه‌ها شوند. برخی از افراد ممکن است صفات مرتبط با هر دو جنس را از خود نشان دهند که این می‌تواند یک مرحله نهایی یا یک مرحله برای انتقال فعال بین دو جنسیت باشد.

«قورباغه نی» (Hyperolius viridiflavus) ساکن ساواناها هستند و در فصول مرطوب کلونی‌های متراکم تشکیل می‌دهند. اما هنگامی که جنس ماده در جمعیت ماده‌ها نگهداری می‌شود، برخی از آن‌ها بارور می‌شوند. برخی از سمندرها نیز تغییر جنسیت می‌دهند. دانشمندان چندین مزیت بالقوه را پیشنهاد داده اند که ممکن است باعث تغییر جنسیت دوزیستان شود. یکی از این فرضیه‌ها ادعا می‌کند که عوامل اجتماعی دلیلی بر تغییر هستند.

احتمال دیگر این است که فشارهای مختلف انتخابی برای هر جنس نقش ایفا می‌کنند. به عنوان مثال در بعضی از گونه‌ها، ماده‌های بزرگ فرزندان بسیار بیشتری نسبت به انواع کوچکتر تولید می‌کنند. در چنین شرایطی، خصوصا برای گونه‌هایی مانند قورباغه‌ها با مرگ و میر بالای بزرگسالان، یک حیوان می‌تواند تعداد فرزندان خود را به حداکثر برساند، جانور نر کوچک بعد از رسیدن به اندازه بزرگ به یک ماده تغییر شکل می‌دهد. با این حال، موفقیت تولید مثل مردان تا حد زیادی مستقل از اندازه است.

مطالعه‌ای توسط A.L. Reeder و همکارانش در سال 1998، «قورباغه کریکت شمالی» (crepitans Acris) را که در استخرهای آلوده در ایلینوی زندگی می‌کنند، مورد بررسی قرار داد. پراکندگی جنسیت کاملاً با جمعیت‌های معمولی در تضاد بود. علاوه بر این، محققان دریافتند که حدود 2/7 درصد از بزرگسالان در این مطالعه، بین جنسی بودند که جنبه‌هایی از هر دو جنس را به نمایش می‌گذارند. مطالعات بیشتر توسط دانشمندان مختلف این یافته‌ها را تایید کردند و بسیاری از آن‌ها به یک علف‌کش کبه نام آترازین به عنوان عامل اصلی چنین تغییر جنسیتی اشاره کرده‌اند. بسیاری از قورباغه‌های نر پس از قرار گرفتن در معرض ماده شیمیایی به ماده تبدیل شدند. این ماده علاوه بر ایجاد اختلال در جمعیت قورباغه‌ها، عملکرد ایمنی آن‌ها را نیز مختل می‌کند.

تحقیقات اخیر نشان می‌دهند که قورباغه‌ها جنسیت خود را حتی در محیط‌های بکر و بدون آلودگی نیز تغییر می‌دهند. تغییرات جنسی نر به ماده در استخرهای حومه‌ای ممکن است به دلیل افزایش سطح استروژن آزاد شده در آب ایجاد شود. اما یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که قورباغه‌های سبز حتی در محیط‌های طبیعی و تخریب نشده و نسبتاً عاری از آلودگی، تغییر جنسیت می‌دهند. به نظر می‌رسد این تغییر ناشی از پاسخ نسبت به تغییرات دمایی یا سایر عوامل محیطی است. قورباغه‌ها فقط می‌توانند در مرحله بچه قورباغه تغییر جنسیت دهند.

تخم گذاری دوزیستان

سه گروه زنده دوزیستان دارای نژادهای تکاملی متمایز هستند و طیف متنوعی از تاریخچه زندگی را به نمایش می‌گذارند. رفتار تولید مثلی هر گروه در زیر بیان شده است. یک گرایش مشابه در میان دوزیستان تکامل رشد مستقیم است که در آن تخم آبزی و مراحل لاروی شنای آزاد از بین می‌رود. تکامل به طور کامل در داخل کپسول تخمک اتفاق می‌افتد و نوجوانان به صورت مینیاتور از بدن بزرگسالان بیرون می‌آیند.

اکثر گونه‌های متعلق به خانواده سمندر بی‌شُش، بزرگترین خانواده سمندرها، برخی از کور سمندر‌ها و بسیاری از گونه‌های قورباغه‌ تکوین مستقیم دارند که البته در رابطه با تکوین، پیش‌تر در مجله فرادرس صحبت کردیم. علاوه بر این، سیسیلان‌های بی‌شماری و چند گونه قورباغه و سمندر زنده‌زا هستند. قورباغه‌ها طیف گسترده‌ای از تاریخچه زندگی را به نمایش می‌گذارند. تیره «قورباغه شیشه‌ای» (Centrolenidae) و phyllomedusine hylids تخم‌ها را روی گیاهان بالای نهرها یا استخرها می‌ریزند. با تخم‌ریزی، قورباغه‌ها (لارو قورباغه) به داخل آب می‌ریزند و در طول مرحله لاروی خود به رشد ادامه می‌دهند.

برخی از گونه‌های خانواده «قورباغه‌های جنوبی» (Leptodactylidae) و «قورباغه‌های بوته‌زار» (Rhacophoridae) لانه‌هایی را برای تخم‌های خود در زیستگاه‌های آبزی، خشکی یا درختان ایجاد می‌کنند. بعد از خروج از تخم بچه قورباغه‌های این خانواده‌ها معمولاً در آب ایجاد می‌شوند. دندروباتیدها و سایر قورباغه‌ها تخم‌های خود را در خشکی گذاشته و به آب منتقل می‌کنند. به این ترتیب قورباغه درختی کیسه‌دار ماده چنین نامی دارند زیرا تخم‌های خود را در کیسه‌ای بر پشت خود حمل می‌کنند. تعداد کمی از گونه‌ها فاقد کیسه هستند و بچه‌ قورباغه‌ها در پشت مادر قرار دارند.

تخم دوزیستان به طور معمول توسط یک پوشش ژلاتینی شفاف ترشح شده از مجاری تولید مثلی، موکوپروتئین‌ها و موکوپلی ساکاریدها احاطه می‌شود. این کپسول در آب و گازها نفوذپذیر است و با جذب آب به طور قابل توجهی متورم می‌شود. تخمک در ابتدا به سختی نگه داشته می‌شود اما در تخمک‌های بارور شده لایه درونی مایع می‌شود و به جنین اجازه می‌دهد آزادانه حرکت کند. این امر حتی در صورت عدم باروری، در تخم‌های سمندر نیز اتفاق می‌افتد. تخم برخی از سمندرها و قورباغه‌ها حاوی جلبک‌های سبز تک سلولی هستند.

این جلبک‌ها پس از تخم‌گذاری به کیسه ژلاتینی نفوذ می‌کنند و ممکن است از طریق فتوسنتز اکسیژن‌رسانی به جنین را افزایش دهند. به نظر می‌رسد که هم سرعت رشد لاروها را افزایش می‌دهند و هم میزان مرگ و میر را کاهش می‌دهند. بیشتر تخم‌ها حاوی رنگدانه ملانین هستند که از طریق جذب نور باعث افزایش دمای آن‌ها می‌شود و همچنین از آن‌ها در برابر اشعه ماورا بنفش محافظت می‌کند.

کور سمندرها، برخی از سمندرهای بی‌شُش و برخی از قورباغه‌ها تخم‌های بدون رنگ می‌گذارند. در «قورباغه چوبی» (Rana sylvatica) فضای داخلی خوشه تخمک کروی تا 6 درجه سانتی‌گراد نسبت به محیط اطراف گرمتر است که این یک مزیت در زیستگاه خنک شمالی آن محسوب می‌شود. تخم‌ها ممکن است به صورت منفرد یا در گروه‌های کوچک خارج شوند یا ممکن است به شکل توده‌های کروی یا رشته‌های بلند باشند.

در کور سمندرهای خشکی‌زی تخم‌ها به صورت خوشه در جوی‌های مجاور ریخته می‌شوند. سمندر دوزیست «سمندر انساتینا» (Ensatina eschscholtzii) از تیره بی‌شُش‌ها، خوشه‌های مشابه را به ساقه و ریشه‌های زیر آب می‌چسباند. «قورباغه گلخانه‌ای» (Eleutherodactylus planirostris) تخم‌ها را در گروه‌های كوچک در خاک قرار می‌دهد كه طی دو هفته مستقیماً به قورباغه‌های خردسال و بدون مرحله لاروی تبدیل می‌شوند.

«قورباغه تونگارا» (Physalaemus pustulosus) برای محافظت از تخم‌های خود لانه‌ای شناور از کف می‌سازد. ابتدا یک قایق ساخته می‌شود، سپس تخم‌ها در مرکز تخمگذاری می‌شوند و در آخر کلاهک کف (فوم) پوشانده می‌شود. کف دارای خواص ضد میکروبی است. فاقد مواد شوینده است اما با شلاق زدن پروتئین‌ها و لکتین‌های ترشح شده توسط ماده ایجاد می‌شود.

رویان دوزیستان

در داخل تخم، جنین در مجموعه ای از کپسول‌های ژلاتینی نیمه نفوذ پذیر محصور شده و در مایع پریویتلین، مایعی که زرده را نیز احاطه کرده است، معلق است. لاروها این کپسول‌ها را با آنزیم‌های ترشح شده از غدد نوک پوزه حل می‌کنند. توده زرده اصلی تخم تمام مواد مغذی لازم برای رشد لارو را تأمین می‌کند. با این حال آن‌ها در مراحل مختلف رشد از مواد مغذی مختلف استفاده می‌کنند. در اوایل توسعه، چربی منبع اصلی انرژی است. در طی معده‌سازی، یک مرحله رشد اولیه که جنین از دو لایه سلول تشکیل شده است، به کربوهیدرات‌ها اعتماد بیشتری می‌شود.

پس از معده، بازگشت به استفاده از چربی اتفاق می‌افتد. در مراحل بعدی رشد، وقتی ساختارهای ریخت‌شناسی شکل می‌گیرد، پروتئین‌ها منبع اصلی انرژی هستند. توسط مرحله نورولا، یک مرحله جنینی که در آن بافت عصبی ایجاد می‌شود، مژک بر روی جنین ظاهر می‌شود و حرکت این ساختارهای مو مانند، جنین را درون مایع پرویزلین می‌چرخاند.

لارو کور سمندر‌ها، سمندرها و برخی از قورباغه‌ها که به طور مستقیم در حال رشد و نمو هستند، آبشش‌های خارجی دارند که به دیواره داخلی کپسول تخمک فشار می‌آورند و باعث تبادل گازها (اکسیژن و دی‌اکسید کربن) با هوای خارج یا بافت‌های مادر می‌شود. در طول تکوین، آمونیاک شکل اصلی پسماندهای ازته است و با انتشار مداوم آب در مایع پریویتلین، رقیق می‌شود.

رشد اندام در جنین سمندرهای آبزی از ناحیه سر، آغاز می‌شود و به صورت موجی به سمت پایین بدن ادامه می یابد. سمندرهایی که تخم‌های خود را در جوی‌ها می‌ریزند، جنین‌هایی تولید می‌کنند که هر دو دسته از اندام‌ها را قبل از بیرون آمدن رشد می‌دهند اما سمندرهایی که تخم‌های خود را در آب ساکن قرار می‌دهند، دارای جنین‌هایی هستند که در آن‌ها فقط اندام‌های قدامی قبل از تخم‌ریزی رشد می‌کنند. (در مقابل، اندام‌های قدامی قورباغه تا بعد از تخم‌ریزی ظاهر نمی‌شود).

بلافاصله پس از ظهور اندام‌های قدامی، اکثر سمندرها حوضچه‌ای، یک طرح اکتودرمی ایجاد می‌کنند که به عنوان متعادل کننده در هر طرف سر شناخته می‌شود. این ساختارهای میله مانند از قوس فک پایین به وجود می‌آیند و حاوی اعصاب و مویرگ‌ها هستند و ترشح چسبنده‌ای تولید می‌کنند. آن‌ها از فرو رفتن لاروها در رسوب جلوگیری کرده و به سمندر کمک می‌کنند تا تعادل خود را قبل از رشد اندام‌های قدامی حفظ کند. پس از ظاهر شدن اندام‌های جلویی، متعادل‌کننده‌ها از بین می‌روند.

طی مراحل جنینی و لاروی اولیه در قورباغه، اندام‌های چسبی جفت شده از قوس هیوئید، واقع در قاعده زبان، به وجود می‌آیند. مخاط چسبنده‌ای که ترشح می‌کنند می‌تواند یک پیوند نخ مانند بین قورباغه تازه متولد شده و کپسول تخم یا گیاهان را ایجاد کند. در نتیجه، بچه قورباغه که هنوز در حال رشد است می‌تواند در وضعیت پایدار باقی بماند تا زمانی که قادر به شنا و تغذیه خود باشد و پس از آن اندام‌های چسبنده از بین می‌روند.

لارو دوزیستان

لارو دوزیستان نشان دهنده یک مرحله متمایز از نظر مورفولوژیکی بین جنین و بزرگسالان است. لارو یک جنین آزاد است. در حالی که رشد و رشد جنینی خود را کامل می‌کند، باید غذا پیدا کند، از شکارچیان اجتناب کند و در تمام جنبه‌های دیگر زندگی آزاد زندگی کند. لارو سمندر و کور سمندر گوشتخوار هستند و ریخت‌شناسی آن‌ها بیشتر شبیه لاروهای قورباغه است. چندی پس از بیرون آمدن از کپسول تخم، سمندرهای لارو که چهار اندام کاملاً رشد یافته دارند، شروع به تغذیه از بی‌مهرگان کوچک آبزی می‌کنند.

لارو سمندر نسخه‌های کوچکتری از بزرگسالان است، اگرچه با وجود آبشش‌های خارجی، دم، دندان‌های لاروی مشخص، زبان ابتدایی و نبودن پلک‌ها با همتایان بزرگسالان متفاوت است. لارو کور سمندرها نیز مدل کوچک‌تری از بالغین است که آبشش‌های خارجی، سیستم خط جانبی (گروهی از اندام‌های حس اپیدرمی واقع در بالای سر و کنار بدن) و پوست نازکی دارد.

بچه قورباغه هنگام بیرون آمدن، ماهی مانند هستند. آن‌ها دارای جسم کوتاه، به طور کلی بیضوی و دم‌های طولانی و فشرده شده جانبی هستند که از یک محور مرکزی عضله با باله‌های پشتی و شکمی تشکیل شده‌اند. دهان به صورت انتهایی (فرورفته) قرار دارد، با یک دیسک دهانی که اغلب پاپیلاها در حاشیه آن‌ها قرار دارند و ردیف‌های دندانی بسیار زیاد کراتینی. بچه قورباغه‌ها اغلب منقاری شاخی دارند. آبشش‌های آن‌ها داخلی است و توسط یک ماده خونی پوشانده می‌شود.

آب وارد شده از طریق دهان از روی آبشش‌ها عبور می‌کند و از طریق یک یا چند دهانه مارپیچی در کنار یک محفظه لکه خارج می‌شود. لارو قورباغه میکروفاژ است و بنابراین تا حد زیادی از باکتری‌ها و جلبک‌هایی که گیاهان آبزی و بقایا را می‌پوشانند تغذیه می‌کند. لاروهای سالامندر معمولاً طی دو تا چهار ماه به اندازه کامل می‌رسند، اگرچه ممکن است دو تا سه سال قبل از وقوع دگرگونی، لارو باقی بمانند. برخی از گونه‌های بزرگ آبزی هرگز به طور کامل دگرگون نمی‌شوند و خصوصیات لارو را در بزرگسالی حفظ می‌کنند.

برخی از گونه‌های قورباغه که در زیستگاه‌های خشک زندگی می‌کنند که در آن‌ها حوضچه‌های زودگذر ممکن است فقط برای چند هفته وجود داشته باشند، ظرف دو تا سه هفته رشد و دگردیسی پیدا می‌کنند. با این حال، بیشتر گونه‌ها حداقل به دو ماه زمان و گونه‌هایی که در نهرهای کوهستانی یا دریاچه‌های سرد زندگی می‌کنند، به زمان بسیار بیشتری نیاز دارند. به عنوان مثال، تکوین «قورباغه دم‌دار» (Ascaphus truei) سه سال طول می‌کشد.

دگردیسی چیست؟

«دگردیسی» (Metamorphosis)، مستلزم یک تغییر ناگهانی و کامل در فیزیولوژی و بیوشیمی یک حیوان، با تغییرات ساختاری و رفتاری همزمان است. این تغییرات نشانگر تبدیل از جنین به خردسال و تکمیل رشد است. هورمون‌ها در نهایت همه وقایع رشد لارو و دگردیسی را کنترل می‌کنند و در بسیاری از موارد، توسعه با تغییر از یک زندگی کاملاً آبزی به یک زندگی نیمه آبی یا کاملا خشکی‌زی همراه است. اگرچه سمندرها دستخوش تغییرات ساختاری زیادی می‌شوند اما این تغییرات چشمگیر نیستند.

پوست با تکامل غدد پوستی و جذب باله دمی ضخیم می‌شود. با توسعه شش‌ها و اصلاح گردش خون شاخه‌ای، آبشش‌ها جذب و شکاف‌های آبشش بسته می‌شوند. پلک، زبان و استخوان فک بالا تشکیل شده و دندان‌ها روی استخوان‌های فک بالا و سینوس‌های فرونتال ایجاد می‌شوند. تغییراتی که در حلقویان ایجاد می‌شود (بسته شدن شکاف آبشش، تخریب باله دمی و ایجاد شاخک و غدد پوستی) نیز جزئی هستند. تغییرات اسکلتی در قورباغه‌ بسیار چشمگیرتر است زیرا بچه‌قورباغه‌ها یک انتقال ناگهانی و بنیادی به فرم بزرگسال انجام می‌دهند.

تکامل اندام‌ها انجام می‌شوند و اندام‌های قدامی در اوایل دگردیسی دیواره مچ دست را جدا می‌کنند. دم توسط بدن جذب می‌شود، غدد پوستی ایجاد و پوست ضخیم می‌شود. با توسعه شش‌ها و تهویه ریوی، آبشش‌ها و گردش خون مرتبط با آن‌ها از بین می‌روند. قسمت‌های دهانی بزرگسالان جایگزین معادل‌های لارو تخریب شده خود می‌شوند و ساختارهای حلقوی حفره به وجود می‌آیند. همه قورباغه‌ها به جز تیره «قورباغه‌های بی‌زبان» (Pipidae) زبان دارند.

در دستگاه گوارش تازه تمایز یافته، روده کوتاه می‌شود همچنین چشم‌ها بزرگتر شده و از نظر ساختاری تغییر می‌کنند و پلک‌ها ظاهر می‌شوند. این تغییرات شدید دگردیسی قورباغه به وضوح تغییر از حالت آبزی به حالت خشکی‌زی را مشخص می‌کنند. سایر تغییرات نه چندان واضح و در عین حال بنیادی جمجمه لارو و دستگاه هیبرانشیال (یعنی بخشی از اسکلت که به عنوان پایه زبان، در کف دهان عمل می‌کند) اتفاق می‌افتد تا جای اندام‌های حسی تازه توسعه یافته را فراهم کند.

این تغییرات همچنین انتقال از حالت لاروی تغذیه و تنفس به بزرگسالان را تسهیل می‌کند. در طی دگردیسی، سیستم ادراری تناسلی کلیه دوزیستان نیز اصلاح می‌شود. کلیه مزونفریک یا اوپستونفریک (از نفرون‌های واقع در وسط یا انتهای برجستگی نفریک در جنین در حال رشد استفاده می‌کند) جایگزین کلیه ابتدایی تخریب می‌شود. این انتقال با تغییر از تولید مقدار زیادی آمونیاک رقیق به مقدار کمی اوره غلیظ مرتبط است. غدد جنسی و مجاری مرتبط نیز ظاهر می‌شوند و بلوغ خود را آغاز می‌کنند.

غذای دوزیستان چیست؟

دوزیستان بزرگسال تنوع زیادی از غذاها را مصرف می‌کنند. کرم‌های خاکی رژیم اصلی تغذیه سیلیلیان‌ها هستند، در حالی که قورباغه و سمندر در درجه اول از حشرات و بندپایان دیگر تغذیه می‌کنند. سمندرهای بزرگ و برخی از قورباغه‌های بزرگ مهره‌داران کوچک، از جمله پرندگان و پستانداران را می‌خورند. بیشتر قورباغه‌ها و سمندرها طعمه را زیر نظر می‌گیرند، گرچه بعضی از آن‌ها از بویایی خود استفاده می‌کنند. اکثر سمندرها و قورباغه‌های زمینی و روز فعال، جستجوگرهای فعالی هستند اما بسیاری از قورباغه‌های دیگر از روش نشستن و انتظار استفاده می‌کنند.

کورسمندرها طعمه‌های زیرزمینی خود را با یک شاخک حسی - شیمیایی پیدا می‌کنند و معدن خود را با نیش قدرتمند به دست می‌آورند. سمندرهای آبزی با دهانی باز به طعمه‌های خود می‌ریزند و به نظر می‌رسد با گسترش حفره دهان قربانی را در آن می‌کشند. سمندر زمینی، زبان چسبناک خود را که به قدامی به کف دهان متصل شده است، گسترش می‌دهد تا یک وعده غذایی را به دام بیندازد. در سمندرهای بدون شش، دستگاه هیبرانشیال بخشی از روند تنفس دهانی نیست. این دستگاه به گونه‌ای اصلاح شده که زبان از دهان بیرون بزند. انتهای زبان برای چسبیدن به طعمه، چسبنده است و سمندر را قادر می‌سازد تا طعمه را در فواصل 40 تا 80 درصد طول بدن خود شکار کند.

تفاوت‌های دوزیستان چیست؟

محیط به شکل‌گیری ساختار ارگانیسم طی تکامل کمک می‌کند. اشکال کاملاً متفاوت ساختاری سه نظام آناتومیک را در دوزیستان نشان می‌دهند که هر گروه سابقه تکاملی طولانی و جداگانه‌ای داشته‌اند.

سمندرها

سمندرها نسبت به دو راسته دیگر دارای مورفولوژی ابتدایی‌تری هستند. آن‌ها سرهای کوچک و بدن بلند و باریکی دارند که از چهار اندام و یک دم تشکیل شده است. اگرچه جمجمه اکثر سمندرهای زمینی بیشتر از قطعات کور سمندر یا قورباغه‌ تشکیل شده است اما آن‌ها قوس‌دار، باریک و دارای سقف مناسبی نیستند. این جمجمه‌ها مجموعه مفصلی اضافی با ستون مهره دارند، مشخصه‌ای که ممکن است یک استراتژی تکاملی برای تثبیت سر روی اسکلت محوری (ستون مهره) در سمندرهای زمینی باشد.

سایر دوزیستان برای مقابله با این چالش، عضله مخصوص تنه را ایجاد کردند. دستگاه‌هایوئید در کف دهان سمندرها را قادر می‌سازد تا طعمه را با بیرون کشیدن زبان گوشتی خود از حفره دهانی بگیرند، اگرچه اکثر آن‌ها فقط می‌توانند زبان خود را به جلو به آرواره‌های پایین بچرخانند تا شام خود را به دام بیندازند. غذا توسط دندان‌ها و زبان در حفره باكال نگه داشته و دستكاری می‌شود. این مکانیسم نیازی به سازگاری با عضلات فک پایین و فک یا دندان‌های محکم و تخصصی ندارد، ویژگی‌هایی که اکثر سمندرها از آن بی بهره‌اند.

با این حال، چشم‌ها و اندام‌های بینی به خوبی رشد یافته برای یافتن طعمه مورد نیاز است. از آنجا که سمندرها به توانایی‌های صوتی آن‌ها بستگی ندارند، دستگاه شنوایی آن‌ها کمتر از سن قورباغه‌ها تخصص دارد. اکثر گونه‌های سمندر حالت کلی حرکتی دارند که با عدم تخصص در سیستم اسکلتی عضلانی منعکس می‌شود. سمندرها به طور متداول دوزیستان راه می‌روند و اندام‌ها را در راه رفتن ملاقات با چهار پای چهار ضلعی استاندارد حرکت می‌دهند. سمندرهای آبی بیشترین واگرایی را از این الگوی ریخت‌شناسی کلی نشان می‌دهند. از آنجا که در محیط آبی شناور، اغلب بزرگتر و فاقد اندام هستند و از طریق تورم جانبی تنه و دم شنا می‌کنند.

کور سمندرها

از سه راسته دوزیستان زنده، افراد سیسیل دارای کمترین واگرایی در ساختار و شکل هستند. همه کورسمندرها به استثنای چند گونه آبزی، پیشتاز تکاملی موجودات زیرزمینی هستند و بنابراین مورفولوژی تخصصی مشابهی دارند. آن‌ها با ظاهری کرم مانند، دارای سرهای فشرده و استخوانی هستند که در آن مراکز استخوان‌سازی برای ایجاد یک برازین قوی و کاملاً یکپارچه در هم جوش خورده‌اند. این جمجمه جمع و جور در حالی که در تونل زدن از طریق خاک مفید است، فضای زیادی برای رشد عضلات فک نمی‌گذارد. بنابراین، فک پایین با یک فرآیند رتروآرتریکولار در خارج از جمجمه به عضله اصلی گیرنده فک متصل می‌شود و کور سمندر نمی‌تواند زبان خود را از حفره دهانی گسترش دهد.

بینایی که از اهمیت کمی در محیط کور سمندرها برخوردار است حاد نیست. با این حال، اندام‌های بینی به خوبی رشد کرده‌اند و درک شیمی حسی با وجود شاخک بسیار افزایش می‌یابد. حس شنوایی احتمالاً حساسیت کمتری نسبت به سمندر یا قورباغه‌ دارد. اگر ناحیه ظهور (ویژگی مشابه نوارهای شنوایی) وجود داشته باشد، در کلوملا (میله‌ای استخوانی یا غضروفی که غشای تمپان را با گوش داخلی متصل می‌کند) گنجانیده شده است. حرکت زیرزمینی و تغذیه با تغییرات سیستم اسکلتی عضلانی محوری کمک می‌کند.

پوست پوشاننده به عضلات محوری متصل است و این یک غلاف سخت ایجاد می‌کند که بدن عضلانی طولانی را در آغوش می‌گیرد و قسمت خلفی جمجمه را می‌پوشاند. مایع حلزونی با فرایندی به نام جابجایی کنسرتینا از طریق خاک حرکت می‌کند که در آن بدن به طور متناوب جمع می‌شود و در تمام طول خود گسترش می‌یابد که اغلب در زیر پوست و در اثر خم شدن کل بدن اتفاق می‌افتد.

قورباغه‌ها

قورباغه‌ها گستردگی، تنوع و تعداد بیشتری اعضا در مقایسه با دو گروه دیگر دارند. همچنین نسبت به سمندرها و کورسمندرها در حرکت، تغذیه و تولید مثل، سازگاری بهتری با طیف وسیعی از اکوسیستم‌ها پیدا کرده‌اند. به طور کلی قورباغه‌ها یک سر بزرگ و گرد دارند که تقریبا هم عرض با بدن آن‌ها است، یک تنه کوتاه که به جز ناحیه ساکرال جانبی، نسبتا انعطاف پذیر است. پاهای کشیده عقبی در امتداد سر و تنه قرار گرفته‌اند و با قدرت آن‌ها را به سمت جلو حرکت می‌دهند. حرکات جهشی قورباغه‌ها نیاز به کمربندهای لگنی و سینه‌ای پیچیده‌تری نسبت به سمندرها نیاز دارد.

کمربند سینه‌ای برای جذب شوک قورباغه‌ هنگام نشستن روی اندام‌های جلویی طراحی شده است. یک تعلیق عضلانی الاستیک و عضلانی اتصال کمربند سینه‌ای به جمجمه و ستون مهره‌ها این توانایی را فراهم می‌کند. کمربند لگن به صورت افقی از ناحیه دنبالچه، میله استخوانی در انتهای خلفی ستون مهره‌ها پهلو می‌گیرد. عضلات و رباط‌ها کمربند لگن را به استخوان دنبالچه، استخوان خاجی، مهره‌های مقعدی و قسمت پروگزیمال اندام عقب متصل می‌کنند. بنابراین، هنگامی که حیوان می‌پرد، کمربند لگن در همان صفحه ستون محوری قرار می گیرد و هنگامی که حیوان می‌نشیند، انتهای خلفی کمربند به صورت شکمی منحرف می‌شود.

علاوه بر تخصص برای جهش، بسیاری از قورباغه‌ها ساختارهایی دارند که به آن‌ها امکان می‌دهد تا از درختان بالا بروند. این ساختارها در درجه اول شامل تغییر در نسبت اندام و بیان مفصل ایلیوساکرال است. درختان بومی درختی دارای اندام‌های بلند و رقم‌هایی با لنت‌های چسبنده بزرگ و پایانی هستند. قورباغه‌هایی که دارای گودال است، اندام‌های کوتاه و محکمی دارد و سلهای بزرگ اسپاتول ساخته شده از کراتین بر روی پاهای آن‌ها قرار دارد. لوله‌های لوله، مخصوص محیط زیست آب، انعطاف‌پذیری کمی در اسکلت‌های محوری خود دارند و در عوض اجسام صاف و ذوب شده خود را از طریق آب با اندام‌های عقب قدرتمند و پاهای بزرگ و کاملاً توخالی پیش می‌برند.

قورباغه برای تغذیه و جابجایی به ذکاوت بصری بستگی دارد و از این رو چشم اکثر گونه‌ها بزرگ و رشد خوبی دارند. از آنجا که صدا دادن بخشی از جفت‌گیری و رفتار سرزمینی آن‌ها است، گوش‌های آن‌ها نیز به خوبی رشد کرده است. اکثر گونه‌ها دارای تمپانوم خارجی (لاله گوش) هستند، ساختاری که در سمندرها و کورسمندرها وجود ندارد.

تفاوت وزغ و قورباغه چیست؟

قورباغه و وزغ مربوط به یک راسته از دوزیستان هستند. اجداد احتمالی دوزیستان نوعی ماهی مربوط به دوره دوونین بوده است. اگرچه در نگاه اول ممکن است این دو جنس بسیار شبیه به هم به نظر برسند اما تفاوت‌هایی دارند. اگر تا به حال یک علامت اولیه برای تشخیص سریع دوزیستان وجود داشته باشد تفاوت در بافت پوست آن‌ها است.

پوست وزغ ظاهری زگیل‌مانند دارد و با توده‌ها و برجستگی‌های کمی پوشیده شده است، در حالی که قورباغه‌ها با پوستی براق و صاف پوشیده شده‌اند. وزغ‌ها عملاً همیشه پوستی خشک دارند، در حالی که قورباغه‌ها حتی در خارج از آب مرطوب به نظر می‌رسند.

وزغ‌ها خیلی بهتر از قورباغه‌ها با شرایط خشک کنار می‌آیند، زیرا پوست آن‌ها ضد آب است. پوست قورباغه‌ها خیلی راحت رطوبت خود را از دست می‌دهد، بنابراین به ندرت خیلی دور از آب دیده می‌شوند که دلیل آن مرطوب بودن دائمی پوستشان است. قورباغه‌ها دارای پاهای بلندتر از سر و بدن خود هستند که برای پریدن ساخته شده‌اند. از طرف دیگر، وزغ‌ها پاهای بسیار کوتاه‌تری دارند و ترجیح می‌دهند به جای پریدن، به اطراف بخزند. قورباغه‌ها عضلانی به نظر می‌رسند، در حالی که وزغ‌ها تا حدودی چاق به نظر می‌رسند. قورباغه‌ها دارای بینی نوک تیز هستند اما بینی وزغ پهن است.

تخم‌های قورباغه در یک بستر چسبناک قرار دارند اما تخم‌های وزغ به صورت زنجیره‌های شناور هستند. مانند همتایان بزرگسال خود، بچه‌قورباغه‌ها لاغرتر از بچه وزغ‌ها هستند و با خال‌های طلایی کوچکی پوشانده شده‌اند. بچه‌وزغ‌ها به رنگ سیاه ساده هستند. اکثر وزغ‌ها روی پاهای عقب خود برجستگی‌های خار مانندی دارند که برای درست کردن بهتر هنگام پرش یا کمک به چفت شدن ماده در هنگام جفت‌گیری مفید هستند. به طور کلی وزغ‌ها بیشتر زمینی محسوب می‌شوند. اگرچه آن‌ها به اطراف می‌پرند اما ممکن است از هر چهار اندام نیز به آهستگی استفاده کنند. بیشتر قورباغه‌های درختی را بیشتر قورباغه های واقعی می‌پندارند.

مکانیسم های دفاعی دوزیستان

اگر تا اینجا مطلب مجله فرادرس را دنبال کرده باشید، آشنایی مناسبی با دوزیستان پیدا کرده‌اید. دوزیستان دارای بدن نرم با پوست نازک و فاقد چنگال، زره دفاعی یا خار هستند. با این وجود، آن‌ها سازوکارهای دفاعی مختلفی را برای زنده نگه داشتن خود تکامل داده‌اند. اولین خط دفاعی در سمندرها و قورباغه‌ها ترشح مخاطی است کهآن‌ها تولید می‌کنند. این باعث مرطوب نگه داشتن پوست و لغزنده شدن و چسبیدن آن‌ها دشوار می‌شود. ترشح غالباً چسبناک و ناخوشایند یا سمی است. هنگام تلاش برای قورت دادن «قورباغه پنجه‌‌دار آفریقایی» (Xenopus laevis)، مارها خمیازه کشیده و شکاف خورده‌اند که به قورباغه‌ها فرصت فرار می‌دهد.

از این نظر کور سمندرها مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند اما «بی‌پای فلفلی» (Typhlonectes compressicauda) مخاط سمی تولید می‌کند که در یک آزمایش تغذیه در برزیل باعث از بین رفتن ماهیان درنده شد. بعضی از سمندرها پوست سمی دارند. تیره سمندرک سخت پوست (Taricha granulosa) از آمریکای شمالی و سایر اعضای تیره آن حاوی نوروتوکسین تترودوتوکسین (TTX)، سمی‌ترین ماده غیر پروتئینی شناخته شده و تقریباً مشابه ماده تولید شده توسط ماهی پفک است.

دست زدن به سمندرک صدمه‌ای نمی‌زند، اما بلعیدن حتی بیشترین مقدار پوست نیز کشنده است. در آزمایشات تغذیه‌ای، ماهی، قورباغه، خزندگان، پرندگان و پستانداران حساس شناخته شدند. تنها شکارچیانی که برخی از تحمل سم را دارند، جمعیت‌های خاصی از «مار بندجورابی معمولی» (Thamnophis sirtalis) هستند. در مکان‌هایی که هر دو مار و سمندر با هم زندگی می‌کنند، مارها از طریق تغییرات ژنتیکی مصونیت پیدا کرده اند و بدون مصونیت از دوزیستان تغذیه می‌کنند.

هم تکوینی با افزایش قدرت جدید گیاهان سمی در یک سرعت که مار بیشتر باعث ایجاد ایمنی می‌شود، اتفاق می‌افتد. برخی از قورباغه‌ها و وزغ‌ها سمی هستند، غده‌های اصلی سم در کنار گردن و زیر زگیل‌های پشت قرار دارند. این مناطق به حیوان حمله کننده ارائه می‌شود و ممکن است ترشحات آن‌ها مزه بد داشته یا علائم مختلف جسمی یا عصبی ایجاد کند. در مجموع، بیش از 200 ماده سمی از تعداد محدود گونه‌های دوزیستان که مورد بررسی قرار گرفته اند، جدا شده است.

گونه‌های سمی اغلب از رنگ‌آمیزی روشن برای هشدار مسمومیت با شکارچیان بالقوه استفاده می‌کنند. این رنگ‌های هشدار دهنده معمولاً قرمز یا زرد با سیاه ترکیب می‌شوند و «سمندر آذرین» (Salamandra salamandra) نمونه‌ای از آن است. هنگامی که شکارچی از یکی از این موارد نمونه‌برداری کرد، احتمالاً دفعه دیگر که با حیوان مشابهی روبرو می‌شود رنگ‌آمیزی را به خاطر می‌آورد. در برخی از گونه‌ها، مانند «وزغ آتش‌دل» (Bombina spp)، رنگ هشداردهنده روی شکم است.

این حیوانات هنگام حمله حالت دفاعی به خود می‌گیرند و رنگ‌های روشن خود را در معرض شکارچی قرار می‌دهند. قورباغه موشکی زاپارو (Allobates zaparo) سمی نیست اما از ظاهر سایر گونه‌های سمی در محل خود تقلید می‌کند، استراتژی که ممکن است شکارچیان را فریب دهد. بسیاری از دوزیستان شبگرد هستند و در طول روز پنهان می‌شوند، در نتیجه از شکارچیان روزانه که با دید شکار می‌کنند اجتناب می‌کنند. سایر دوزیستان برای جلوگیری از شناسایی از استتار استفاده می‌کنند.

آن‌ها رنگ‌های مختلفی مانند قهوه‌ای خالدار، خاکستری و زیتون دارند تا در پس زمینه ترکیب شوند. برخی از سمندرها هنگام مواجهه با یک شکارچی بالقوه مانند «حشره‌خوار دم‌کوتاه شمالی» (Blarina brevicauda) حالت دفاعی می‌گیرند. بدن آن‌ها خراشیده می‌شود و دم‌های خود را بالا می‌آورند و می‌بندند که اجتناب از تماس با غدد دانه‌ای تولید کننده سم را برای شکارچی دشوار می‌کند. چند سمندر هنگام حمله دم خود را اتوتوم می‌کنند و این قسمت از آناتومی خود را فدا می‌کنند تا بتواند آن‌ها را فرار دهد.

دم ممکن است در قاعده خود انقباضی داشته باشد تا بتواند به راحتی جدا شود. دم بعداً احیا می‌شود اما هزینه انرژی جایگزینی آن برای حیوان قابل توجه است. برخی از قورباغه‌ها و وزغ‌ها خود را باد می‌کنند تا خود را بزرگ و خشن جلوه دهند و برخی از «وزغ بیل‌پای سوری» (Pelobates spp) فریاد می‌کشند و به سمت مهاجم می‌پرند.

سمندرهای غول پیکر از جنس «آندریاس» (Andrias) و همچنین قورباغه‌های شاخدار معمولی و «قورباغه‌های سرجعبه‌ای» (Pyxicephalus) دارای دندان‌های تیز و بنابراین قادر به خونگیری با نیش دفاعی هستند. «سمندر سیاه» (Desmognathus quadramaculatus) می‌تواند مار بندجورابی معمولی را دو یا سه برابر اندازه خود بر روی سر خود نیش بزند و اغلب موفق به فرار می‌شود.