Gli anfibi sono tetrapodi vertebrati della classe Amphibia, a loro volta inclusi nel regno Animalia. Questo taxon comprende circa 8.000 specie diverse, di cui circa il 90% sono rane. Rane, rospi, tritoni, salamandre e cecilie sono animali fisicamente affascinanti, ma sai come respirano gli anfibi?
Potrebbe sembrare che questi animali respirino attraverso la pelle. Come vedrai nelle righe seguenti, questo significato non è lontano dalla re altà, ma richiede sfumature e conoscenze approfondite su questo gruppo di vertebrati per essere spiegato. Se vuoi sapere tutto sugli scambi gassosi nel mondo degli anfibi, continua a leggere.
Il fantastico mondo degli anfibi
Prima di esplorare i meccanismi respiratori di questi herpes, riteniamo interessante fornire alcune informazioni sulla loro fisiologia e tassonomia. Gli anfibi sono una classe che è divisa in 3 diversi gruppi con rappresentanti vivi oggi: Salientia (rane, rospi e parenti), Caudata (salamandre, tritoni e parenti) e Gymnophiona (cecilie).
Rane e rospi sono i rappresentanti più famosi di questo gruppo, poiché delle 8000 specie esistenti, oltre il 90% appartiene al gruppo Salientia. Questi sono caratterizzati dal non avere coda, dall'avere arti posteriori generalmente lunghi e forti e dall'avere una pelle molto ruvida al tatto. Va notato che la distinzione tra rospo e rana non ha alcun interesse tassonomico.
I caudati sono facilmente distinguibili dal gruppo precedente, poiché hanno una coda, un corpo molto più allungato e arti anteriori e posteriori simili.Il suo corpo è solitamente fusiforme, poiché molte specie trascorrono gran parte della giornata sott'acqua a caccia e riproduzione.
Ultima sosta, è necessario evidenziare il gruppo delle ceciliane, alcuni anfibi molto timidi e rari a forma di serpente o di verme. A parte il loro paio di tentacoli olfattivi sulla testa, questi animali sono privi di arti e i loro occhi sono spesso gravemente atrofizzati. Vivono sottoterra e oggi ne sono state registrate circa 200 specie, come indicato dal National Geographic.
Come respirano gli anfibi?
Ora che sai un po' di più sulla fisiologia di questi animali, siamo pronti ad affrontare la questione di come respirano gli anfibi in generale. Te ne parleremo in dettaglio in base alla sua fase della vita.
Il respiro delle larve
Come sai, la maggior parte degli anfibi attraversa uno stadio larvale nell'acqua, con poche eccezioni: per esempio, Salamandra salamandra a volte dà alla luce piccoli vivi completamente metamorfosati.In questa fase i girini hanno le branchie e la loro respirazione è completamente acquatica.
Nel caso di rane e rospi, i girini hanno branchie interiorizzate ricoperte di pelle, formando una camera opercolare con branchie interne ventilate da spiracoli. In ogni caso, questi cominciano a perdere importanza quando l'animale comincia a sviluppare gli arti, in quanto coincide con la comparsa dei polmoni.
È interessante notare che gli studi hanno dimostrato che la tensione superficiale dell'acqua è un importante regolatore della respirazione negli anfibi durante il loro stadio larvale. Quando sono lunghe meno di 3 millimetri, le larve non sono in grado di superare la forza della barriera acqua-aria e non possono sfruttare l'ossigeno atmosferico per svilupparsi.
Quando raggiungono la taglia giusta, i girini possono rompere la tensione superficiale dell'acqua e iniziare ad allenare i polmoni per la vita sulla terraferma.
Come respirano gli anfibi adulti?
La metamorfosi degli anfibi è segnata dalla scomparsa della coda nelle rane e nei rospi e dallo sviluppo degli arti, ma anche dal riassorbimento delle strutture branchiali. Questo evento segna il punto di non ritorno, dal momento che gli esemplari adulti sono solitamente incapaci di sviluppare tutta la loro vita nell'ambiente acquatico.
I polmoni degli anfibi sono molto arcaici rispetto a quelli dei mammiferi e degli uccelli. Hanno pochissimi setti interni e gli alveoli sono lunghi, quindi la velocità di diffusione dell'ossigeno nel sangue è molto bassa. L'atto meccanico della respirazione viene eseguito pompando la bocca, ma questo non è sufficiente per rifornire tutti i tessuti dell'animale.
Pertanto, come indicano gli studi, in molti casi la pelle può essere il principale organo respiratorio.Il rivestimento esterno dell'anfibio è in grado di gestire dallo 0 al 100% dell'assorbimento di ossigeno e dal 20 al 100% dell'escrezione di anidride carbonica. La loro epidermide è molto sottile e permeabile agli scambi gassosi, il che permette a questi animali di respirare quasi esclusivamente attraverso di essa.
Caratteristiche particolari della respirazione cutanea
A questo punto, ci è già molto chiaro che la maggior parte della respirazione degli anfibi ricade sulle loro strutture epidermiche. Può sembrare che questo metodo sia rudimentale e caotico, ma nulla è più lontano dalla verità: questi animali sono in grado di regolare il flusso sanguigno a livello della pelle, controllando così in una certa misura gli scambi gassosi.
In molti anfibi, il 20-95% dei capillari respiratori si trova nella pelle. La diffusione dei gas avviene prevalentemente nello strato più esterno e sottile dell'animale -l'epidermide- e questo è in contatto con il resto dell'organismo dell'animale attraverso vene, arterie, venule e arteriole.
È interessante notare che le fonti già citate sottolineano che il flusso sanguigno alla pelle si riduce quando l'animale è esposto all'aria. In altre parole, se c'è carenza di umidità nell'ambiente, lo scambio di gas con l'ambiente viene ridotto per minimizzare la perdita di acqua. La vasodilatazione e la vasocostrizione di questi capillari sono codificate dal cervello, e quindi è, in una certa misura, volontaria.
Alcune specie che riducono al minimo il loro tasso metabolico in inverno respirano costantemente e solo attraverso la loro pelle.
Un gruppo che richiede una protezione speciale
Essere in grado di respirare attraverso la pelle è un enorme vantaggio, ma ha anche un chiaro costo associato. Essendo più sottile e traspirante, l'epidermide degli anfibi li mette completamente in balia dell'ambiente e rischiano di morire per disidratazione se non hanno una fonte d'acqua nelle vicinanze.Sono quindi animali completamente legati agli ambienti umidi.
Inoltre, la permeabilità di questo organo rende rane, rospi, salamandre, tritoni e cecilie molto vulnerabili alle sostanze chimiche e ai cambiamenti ambientali. Sapendo come respirano gli anfibi e la loro dipendenza ambientale, non sorprende che il 41% degli anfibi scoperti e analizzati sia in pericolo di estinzione.
