Tổng quan về Lưỡng cư

TỔNG QUAN VỀ LƯỠNG CƯ

I. Đặc điểm của động vật lưỡng cư
Lưỡng cư Amphibians – Gồm những loài động vật có xương sống, máu lạnh, nên chúng phụ thuộc khá nhiều vào nhiệt độ môi trường sống. Là những loài phát triển mạnh trong các sinh cảnh nước ngọt. Có rất ít loài sống trong môi trường nước lợ và không có loài nào sống ở nước mặn. Một số loài Lưỡng cư hoàn toàn sống trong môi trường nước. Số loài khác chỉ cần nước để duy trì nòi giống. Ở trên cạn, Lưỡng cư phải tìm đến những nơi có độ ẩm cao, vì da của chúng dễ cho nước thấm qua và không thể bảo vệ cơ thể khỏi bị mất nước.
Hầu hết các loài Lưỡng cư hiện nay có chung tổ tiên. Nhưng nguồn gốc của chúng vẫn chưa rõ ràng. Có một khoảng cách rất lớn giữa niên đại hóa thạch của những động vật trên cạn đầu tiên tiến hóa từ CÁ khoảng 359 triệu năm trước và  niên đại hóa thạch của một sinh vật được ghi  nhận.
Hồ sơ hóa thạch cung cấp bằng chứng về các loài lưỡng cư, hiện đã tuyệt chủng, đã xuất hiện cách đây hơn 400 triệu năm như những động vật bốn chân đầu tiên. Lưỡng cư đã được các nhà nghiên cứu chia làm 3 bộ: Lưỡng cư có đuôi Caudata, Lưỡng cư không đuôi Anura và Lưỡng cư không chân Apoda. Vòng đời biến thái hoàn toàn của các loài lưỡng gồm hai giai đoạn riêng biệt: DƯỚI NƯỚC & TRÊN CẠN giai đoạn ấu trùng ở dưới nước (ăn thực vật, thở bằng mang, sống bầy đàn và di chuyển bằng đuôi) và giai đoạn trưởng thành (ăn động vật, thở bằng phổi, sống đơn độc và di chuyển bằng chân). Một số loài lưỡng cư bỏ qua giai đoạn lên cạn và chúng sống, kiếm ăn luôn ở dưới nước. Tất cả các loài lưỡng cư trưởng thành còn tồn tại đều là động vật ăn thịt, và một số loài lưỡng cư trên cạn có lưỡi dính được sử dụng để bắt con mồi.

Sự tiến hóa của loài lưỡng cư
Hồ sơ hóa thạch cung cấp bằng chứng về các loài động vật bốn chân đầu tiên: loài lưỡng cư hiện đã tuyệt chủng có niên đại gần 400 triệu năm trước. Sự tiến hóa của các loài động vật bốn chân từ cá đại diện cho sự thay đổi đáng kể về hình dạng cơ thể từ một loài thích hợp với các sinh vật hô hấp và bơi trong nước, thành các sinh vật hít thở không khí và di chuyển lên cạn; những thay đổi này diễn ra trong khoảng thời gian 50 triệu năm trong kỷ Devon.
Một trong những loài tetrapod sớm nhất được biết đến là từ chi Acanthostega . Acanthostega sống dưới nước; các hóa thạch cho thấy nó có mang giống như cá. Tuy nhiên, nó cũng có bốn chi, với cấu trúc xương của các chi được tìm thấy ở tetrapod ngày nay, bao gồm cả lưỡng cư. Do đó, người ta cho rằng Acanthostega sống ở vùng nước nông và là dạng trung gian giữa cá vây thùy và tetrapod sống hoàn toàn trên cạn thời kỳ đầu. Cái gì đã xảy ra trước Acanthostega ?
Năm 2006, các nhà nghiên cứu đã công bố tin tức về việc họ phát hiện ra hóa thạch của một loài “cá giống bốn chân”, Tiktaalik roseae, có vẻ như là dạng trung gian giữa cá có vây và cá bốn chân có chân. Tiktaalik có thể đã sống trong môi trường nước nông khoảng 375 triệu năm trước.

Cá vây tay – Tiktaalik roseae được các nghiên cứu ghi nhận tiến hoá thành lưỡng cư cách đây gần 400 triệu năm – Ảnh Internet Download

Các loài động vật bốn chân đầu tiên di chuyển lên đất liền có thể tiếp cận các nguồn dinh dưỡng mới và tương đối ít động vật ăn thịt. Điều này dẫn đến sự phân bố rộng rãi của các loài động vật bốn chân trong thời kỳ đầu của kỷ Carbon.

Kỷ nguyên Paleozoi và sự tiến hóa của động vật có xương sống
Khí hậu và địa lý của Trái Đất rất khác biệt trong Kỷ nguyên Cổ sinh, khi động vật có xương sống xuất hiện, so với ngày nay. Kỷ nguyên Cổ sinh kéo dài từ khoảng 542 đến 251 triệu năm trước. Các khối đất liền trên Trái Đất rất khác so với ngày nay. Laurentia và Gondwana là các lục địa nằm gần đường xích đạo, bao gồm phần lớn các khối đất liền hiện tại theo một cấu hình khác (Hình 2). Vào thời điểm này, mực nước biển rất cao, có lẽ ở mức chưa từng đạt được kể từ đó. Khi kỷ nguyên Cổ sinh tiến triển, các kỷ băng hà tạo ra khí hậu toàn cầu mát mẻ, nhưng các điều kiện ấm lên gần cuối nửa đầu của kỷ nguyên Cổ sinh. Trong nửa sau của kỷ Cổ sinh, các khối đất liền bắt đầu di chuyển cùng nhau, với sự hình thành ban đầu của một khối lớn ở phía bắc gọi là Laurasia. Khối này bao gồm một phần của Bắc Mỹ ngày nay, cùng với Greenland, một phần của Châu Âu và Siberia. Cuối cùng, một siêu lục địa duy nhất, được gọi là Pangaea, đã được hình thành, bắt đầu vào phần ba sau của kỷ Cổ sinh. Sau đó, các đợt băng hà bắt đầu ảnh hưởng đến khí hậu của Pangaea, tác động đến sự phân bố của động vật có xương sống.
Vào đầu kỷ Paleozoi, lượng carbon dioxide trong khí quyển lớn hơn nhiều so với ngày nay. Điều này có thể đã bắt đầu thay đổi sau đó, khi thực vật trên cạn trở nên phổ biến hơn. Khi rễ của thực vật trên cạn bắt đầu xâm nhập vào đá và đất bắt đầu hình thành, carbon dioxide được hút ra khỏi khí quyển và bị giữ lại trong đá. Điều này làm giảm mức carbon dioxide và tăng mức oxy trong khí quyển, do đó vào cuối kỷ Paleozoi, các điều kiện khí quyển tương tự như ngày nay.
Khi thực vật trở nên phổ biến hơn vào nửa sau của kỷ Paleozoi, các vi khí hậu bắt đầu xuất hiện và các hệ sinh thái bắt đầu thay đổi. Khi thực vật và hệ sinh thái tiếp tục phát triển và trở nên phức tạp hơn, các loài động vật có xương sống di chuyển từ nước lên đất liền. Sự hiện diện của thảm thực vật ven bờ có thể đã góp phần vào sự di chuyển của động vật có xương sống lên đất liền. Một giả thuyết cho rằng vây của động vật có xương sống sống dưới nước được sử dụng để di chuyển qua thảm thực vật này, tạo tiền đề cho sự di chuyển của vây trên đất liền và sự phát triển của các chi. Cuối kỷ Paleozoi là thời kỳ đa dạng hóa của động vật có xương sống, khi động vật có màng ối xuất hiện và trở thành hai dòng khác nhau, một mặt là động vật có vú, mặt khác là bò sát và chim. Nhiều động vật có xương sống ở biển đã tuyệt chủng vào gần cuối kỷ Devon, kết thúc khoảng 360 triệu năm trước, và cả động vật có xương sống ở biển và trên cạn đều bị tiêu diệt bởi sự tuyệt chủng hàng loạt vào đầu kỷ Permi khoảng 250 triệu năm trước.

Vòng đời của loài lưỡng cư
Biến thái là một quá trình sinh học mà động vật phát triển về mặt vật lý sau khi sinh ra hoặc nở ra, bao gồm sự thay đổi rõ rệt và tương đối đột ngột trong cấu trúc cơ thể của động vật thông qua sự phát triển và biệt hóa tế bào (Hình 3). Biến thái là do iodothyronine gây ra và là đặc điểm tổ tiên của tất cả các loài động vật có dây sống. Một số loài côn trùng, cá, lưỡng cư, động vật thân mềm, giáp xác, cnidaria, da gai và tunicate trải qua quá trình biến thái, thường đi kèm với sự thay đổi nguồn dinh dưỡng hoặc hành vi. Động vật trải qua quá trình biến thái được gọi là biến thái . Rất ít động vật có xương sống trải qua quá trình biến thái, nhưng tất cả các loài lưỡng cư đều trải qua ở một mức độ nào đó.
Trong quá trình phát triển điển hình của động vật lưỡng cư, trứng được đẻ trong nước và ấu trùng thích nghi với lối sống dưới nước. Ếch, cóc và kỳ nhông đều nở ra từ trứng dưới dạng ấu trùng có mang ngoài nhưng phải mất một thời gian để các loài lưỡng cư tương tác với nhau bên ngoài bằng hô hấp phổi. Sau đó, ấu trùng kỳ nhông bắt đầu lối sống săn mồi, trong khi nòng nọc chủ yếu cạo thức ăn trên bề mặt bằng các đường gờ răng sừng của chúng.
Quá trình biến thái ở lưỡng cư được điều chỉnh bởi nồng độ thyroxin trong máu, kích thích quá trình biến thái, và prolactin, chống lại tác dụng của nó. Các sự kiện cụ thể phụ thuộc vào các giá trị ngưỡng cho các mô khác nhau. Vì hầu hết sự phát triển phôi diễn ra bên ngoài cơ thể cha mẹ, nên quá trình phát triển phải chịu nhiều sự thích nghi do các hoàn cảnh sinh thái cụ thể. Vì lý do này, nòng nọc có thể có các gờ sừng để làm răng, ria mép và vây. Chúng cũng sử dụng cơ quan đường bên. Sau khi biến thái, các cơ quan này trở nên thừa thãi và sẽ được hấp thụ lại bằng quá trình chết tế bào có kiểm soát, được gọi là apoptosis. Mức độ thích nghi với các hoàn cảnh sinh thái cụ thể là đáng chú ý, với nhiều khám phá vẫn đang được thực hiện.