両生類
生きている両生類(カエル、ヒキガエル、サンショウウオ、アシナシイ)は、種、発育段階、温度、季節によって異なる程度で、水生呼吸に依存しています。 陸上で産卵するいくつかの種のカエルを除いて、すべての両生類は完全に水生の幼生として生まれます。 呼吸器系のガス交換は、ガス透過性のある薄い皮膚とエラを介して行われます。 これらの構造に加えて、カエルのオタマジャクシは大きな尾びれを使って呼吸します。尾びれには血管があり、表面積が大きいので重要な呼吸構造となっています。
両生類の肺は単純な袋状の構造で、鳥類や哺乳類の肺のような複雑な海綿状の外観はありません。 ほとんどの両生類の肺は、心臓からの総血流量の大部分を受けています。 両生類の心室は分割されていないにもかかわらず、単一の心室内で左右の心房室からの血液が混ざることは驚くほど少ない。
幼生が成体になる頃には、肺は幼生のエラの呼吸機能を引き継いでいます。
幼生が成体になる頃には、肺は幼生のエラの呼吸機能を引き継いでいる。
いくつかの種のサンショウウオ(例えばアホロートル)は成体にならず、空気呼吸のために肺を発達させることはあっても、生涯にわたって外鰓を保っている。 サンショウウオ科のPlethodontidaeは、変態時にエラを失いますが、成体になっても肺が発達することはなく、ガス交換はすべて皮膚を介して行われます。
ガス交換に対する肺と皮膚の相対的な貢献度、さらには皮膚の局所的な貢献度は、種によって異なり、同じ種でも季節によって変わることがあります。
肺と皮膚、さらには皮膚の部位によるガス交換への貢献度は、種によって異なり、同じ種でも季節によって変わる。 水生イモリのトリトンは、肺呼吸と皮膚呼吸の両方を行っており、皮膚には呼吸用毛細血管の約75%が集まっている。 一方、アマガエル(Hyla arborea)は水棲ではありませんが、肺の面積が呼吸毛細血管の75%以上を占めています。 このような違いは、近縁種にも見られます。 比較的陸生のカエルであるRana temporariaでは、肺からの酸素の取り込み量は皮膚からの取り込み量の約3倍である。
温帯地域では、冬が近づくと環境温度の低下(したがって体温の低下)により両生類の代謝率が著しく低下します。 陸上の両生類(ヒキガエルや一部のサンショウウオなど)は地面に潜って越冬します。 水生種は、湖や池の底の泥の中に潜ります。
両生類の肺の膨張のメカニズムは、空気を吸う魚類にもある頬腔(口と喉)のポンプ機構です。 両生類の肺の膨張メカニズムは、空気を吸う魚類にもある頬腔(口-喉)ポンプ機構である。吸気を行う際には、口の中の床を押し下げ、鼻孔から頬腔内に空気を送り込む。 その後、鼻孔を閉じ、口底を上昇させる。 これにより、口腔内に陽圧が生じ、開いた声門から肺に空気が送り込まれる。 呼気は、体壁の筋肉の収縮と肺の弾性反発によって生じ、どちらも開いた声門から肺からガスを追い出すように作用する。 水生の両生類では、体壁にかかる水の圧力も呼気を補助します。 多くの両生類は、肺が膨張する間に口底がリズミカルに振動します。この振動は、嗅覚上皮の表面にガスの流れを作ることで、嗅覚に関与していると考えられています
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