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为增加皮肤气体交换能力,适应性进化要求减少皮肤的厚度以减小呼吸气体弥散的阻力。两栖动物除了不存在毛、羽毛或鳞片那样的物理性障碍外,它们皮肤的厚度一般都只有10~50微米(一微米是一米的百万分之一)。影响呼吸气体弥散的重要形态因素实际上并不是皮肤的总厚度,而是“弥散屏障”的厚度,也就是皮肤外面的呼吸介质与流经皮肤毛细血管的血液两者间的距离,因而任何可减少血流与呼吸介质间距离的形态变化都有助于增加气体交换量。 简单的实验已经证实,这样的形态变化在两栖动物一生中的某—阶段完全是可能的。把蛙的幼体饲养在两个水池中:一个水池中的水通气良好,另一个水池中的水所含氧气的浓度只有前者的一半。在4个星期后,养在通气良好的水池中的蛙幼体的弥散屏障为4 0微米(正常值),而养在含氧量少的水池中的蛙幼体的弥散屏障平均仅有20微米。此外,在缺少氧的水中蛙幼体的皮肤毛细血管网较大较密。这些蛙幼体似乎发生了一种值得庆幸的变化,从而增强了其皮肤的气体交换能力。 即使是皮肤较厚的脊椎动物,只要进化使皮肤的毛细血管处于有利的地位,也仍能进行较明显的皮肤气体交换。例如,在某些蜥蜴的有鳞皮肤中,皮肤的毛细血管或者是位于鳞片间的皮肤下面,或者是位于鳞片接合处的下面,因为这儿的鳞片是最薄的。某些蛇的皮肤毛细血管能透进鳞片本身。在鱼的皮肤鳞片上一般覆盖着一层活的组织,这样的构造把皮肤的毛细血管置于阻碍弥散的鳞片之上而与呼吸介质保持最密切的接触。 大部分脊椎动物中,并不是所有的皮肤毛细血管都总是充满血液的。与下面的毛细血管间隔远的皮肤和未来充满血液的毛细血管上面的皮肤对全身的气体交换均无作用;在任何时候只有位于充满血液的毛细血管blood capillary上面的皮肤表面区域才具有气体交换的功能。 某些脊椎动物确实能够使一部分血液流入到体循环动脉中从而增加了皮肤气体交换。例如两栖动物和爬行动物的心脏间隔不够完整以致脱氧后的血液末首先经过肺部即流到皮肤。一些科学家认为两栖动物和爬行动物的这种心脏结构实际上是一种重大的适应性进化,这使得他们能将血液分送到可以最有效地促进气体交换的部位。
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