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“兩棲爬行動物保護(hù)協(xié)會”擬面向全國致力于兩棲爬行動物科普知識宣傳與保護(hù)的志愿者協(xié)會。目前已受到中科院成都生物所兩棲爬行動物研究中心等相關(guān)部門的強(qiáng)力支持。協(xié)會立足于中國兩棲爬行動物研究中心——中科院成都生物所兩棲爬行動物研究中心。協(xié)會計(jì)劃每年開展系列科普宣講活動，能與各個大學(xué)、研究所、自然保護(hù)區(qū)、動物園、政府部門、社會團(tuán)體等機(jī)構(gòu)展開合作。
什么是兩棲動物？
從水到陸
2014年02月20日作者：菠菜
從即日起，中國科普博覽網(wǎng)“從水到陸”專欄將開始連載大型科普專題——兩棲動物。將從兩棲動物的方方面面向所有讀者朋友們介紹這種重要的脊椎動物。今天推出第一期： 什么是兩棲動物。隆冬漸漸退去，春天還有一段時間。但有一類動物開始蠢蠢欲動，即將閃亮登場，它們就是本文的主角——兩棲動物。
以前我問過很多人，什么動物是兩棲動物？有人會說烏龜、鱷魚、鴨子、河馬。烏龜和鱷魚雖然經(jīng)常在水里游蕩，但它們有堅(jiān)硬的外表，產(chǎn)的蛋孵化后就是小烏龜和小鱷魚，它們從小到大都用肺呼吸，屬于爬行動物；而鴨子雖然戲水，但它們長有羽毛，通過自身代謝調(diào)節(jié)體溫，產(chǎn)蛋，從小到大也用肺呼吸，屬于鳥類；河馬雖然經(jīng)常泡水里，但它們有毛，通過自身代謝調(diào)節(jié)體溫，不產(chǎn)蛋，生出的小河馬最開始靠母乳獲得營養(yǎng)，河馬從小到大用肺呼吸，屬于哺乳動物。
也有人答對了，說青蛙就是兩棲動物，但是繼續(xù)追問為什么，他們會說，因?yàn)榍嗤芗饶茉谒锷钣帜茉陉懙厣?。是這樣的嗎？答案是否定的。兩棲動物的主要特點(diǎn)是：這種動物大部分會將卵產(chǎn)在水體中，受精卵在水體中發(fā)育成為幼體，但也有的會直接產(chǎn)幼體。它們的幼體就像魚那樣在水中生活，能用鰓吸收水里的氧氣，比如說青蛙的幼體——蝌蚪。而后，四肢長成，肺開始出現(xiàn)，鰓消失，就這樣變態(tài)成為能呼吸空氣的動物。這種動物就是兩棲動物。
從兩棲動物的定義我們可以得出，為什么青蛙是兩棲動物的答案，不能說成“青蛙既能在水里生活又能在陸地生活”，而應(yīng)該說成“青蛙在成長過程中經(jīng)歷了用鰓呼吸到用肺呼吸的變態(tài)過程”。
隆肛蛙（學(xué)名：Rana quadrana）的蝌蚪，四肢已經(jīng)長成，尾巴尚在(作者拍攝)
繁殖期的峨眉林蛙 （Rana omeimontis）（作者拍攝？）
兩棲動物的出現(xiàn)是它們祖先和環(huán)境相互作用的結(jié)果。有推測認(rèn)為，泥盆紀(jì)晚期的某些肉鰭魚類很可能因干旱的威脅，不得不先爬上干旱的陸地尋找新的水源，大多數(shù)探險者很可能悲慘地死去，少數(shù)肉鰭魚類找到了新的水源，因此得以繼續(xù)過它們的魚類生活。經(jīng)過數(shù)百萬年的演化，古老的肉鰭魚后代就進(jìn)化成了原始的兩棲動物。兩棲動物的出現(xiàn)是脊椎動物演化史上的重大事件，它們成為了第一批登陸的脊椎動物，但它們?nèi)匀徊荒芡耆珨[脫對水環(huán)境的依賴，它們必須要面對水環(huán)境和陸地環(huán)境的差異。怎么面對？
首先，水的密度比空氣大。由于水的浮力，魚能夠僅憑尾巴和軀體的擺動就順利游動。而在陸地上，失去了水浮力的兩棲動物需要更加復(fù)雜的運(yùn)動方式，這就不僅需要強(qiáng)大的有多關(guān)節(jié)的骨骼系統(tǒng)支撐身體，還需要長短不一能多個方向收縮的肌肉群來保證運(yùn)動。四肢、頸椎和薦椎的出現(xiàn)，使得兩棲動物具備了陸棲脊椎動物的特征。頸椎及其附屬的肌肉系統(tǒng)構(gòu)成兩棲類的肩帶，可以使得兩棲動物的頭上下擺動，也能給前肢一個較大的活動范圍，這是魚不能做到的。頸椎和相應(yīng)的肌肉系統(tǒng)可以使兩棲動物后肢有個穩(wěn)定的支撐，這也是魚類沒有的。四肢的出現(xiàn)，使兩棲動物有了一個專門的支撐和運(yùn)動器官。正是這些結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，兩棲動物就能克服地面的摩擦，較為自由地運(yùn)動。
其次，陸地上含氧量比水高。蝌蚪像魚一樣有鰓，吸收水中的氧氣。然而，遠(yuǎn)古時期，水洼不長久，兩棲動物必須要在水干前變態(tài)脫離水環(huán)境登陸。鰓能夠滿足蝌蚪在水中對氧氣的需求。然而到了陸地，鰓不能交換更多的氧氣，不能適應(yīng)干燥的空氣。肺的出現(xiàn)，解決了兩棲動物在水環(huán)境消失后吸收空氣中氧氣的問題。只不過它們的肺功能還不強(qiáng)大，因此裸露的皮膚能保證對水和空氣的滲透，在吸收空氣中氧氣方面扮演了重要的角色。兩棲動物的循環(huán)系統(tǒng)也相應(yīng)的有了初步的動脈和靜脈之分，在一定程度上提高了二氧化碳與氧氣交換的能力，但依然還是混合血。
再次，陸地上很干燥。兩棲動物還不能完全適應(yīng)干燥的空氣，因此兩棲動物大多居住在水環(huán)境周圍。絕大多數(shù)兩棲動物的卵和蝌蚪只能在水環(huán)境中生活?，F(xiàn)代兩棲動物的鱗片已經(jīng)基本消失，登陸后沒有鱗片的皮膚很容易失去水分。但它們的皮膚含有豐富的腺體。而大量的泡狀腺體下沉到真皮層里較有效減少體內(nèi)水分增發(fā)，分泌的黏液還能保證體表濕潤。甚至有的種類的皮膚表面有不同程度的角質(zhì)化，更加有效減少了水分的丟失。但皮膚不能從根本上解決水分丟失的問題，因?yàn)槠つw減少水分蒸發(fā)功能越強(qiáng)，輔助呼吸的功能就越弱。此外，泌尿系統(tǒng)中腎功能的強(qiáng)化，可以讓兩棲動物在陸地環(huán)境中維持體內(nèi)水分的相對恒定。
最后，水溫較為恒定，陸地晝夜和四季的溫差很大。兩棲動物不是內(nèi)溫動物，它們的體溫隨著環(huán)境而變化，和魚類一樣都是外溫動物。它們的皮膚泡狀腺分泌的黏液一定程度上能通過蒸發(fā)調(diào)節(jié)體溫。但到了寒冷的冬季，兩棲動物無法正?；顒樱呤撬鼈兙S持生命的唯一辦法。
兩棲動物為什么是兩棲動物，你清楚了嗎？
延伸閱讀（參考文獻(xiàn)）：
硬骨魚綱起源與早期演化：http://m.cdkunhong.com/gb/kpdt/gb/special/osteichthyes/
兩棲動物：http://en.wikipedia.org/wiki/Amphibian
劉凌云, 鄭光美. 2009. ？普通動物學(xué)(第4版). ？北京: 高等教育出版社.
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