Gady, zgodnie z powszechną definicją, to grupa czworonogów (tetrapodów) charakteryzująca się zmiennocieplnym metabolizmem. Obecnie wyróżnia się cztery rzędy gadów: żółwie (Testudines), krokodyle (Crocodilia), łuskonośne (Squamata, obejmujące jaszczurki i węże) oraz sfenodonty (Rhynchocephalia, do których zalicza się tuatara). Do maja 2023 roku w Reptile Database zarejestrowano około 12 tysięcy żyjących gatunków tych zwierząt.
Układ krążenia
Układ krążenia gadów różni się w zależności od grupy, ale wszystkie lepidozaury i żółwie posiadają trójkomorowe serce, składające się z dwóch przedsionków, jednej częściowo podzielonej komory oraz dwóch aort prowadzących do krążenia ogólnoustrojowego. Stopień mieszania natlenionej i odtlenionej krwi w sercu zależy od gatunku oraz stanu fizjologicznego zwierzęcia. W określonych warunkach odtlenowana krew może być skierowana z powrotem do organizmu, a natlenowana do płuc. Sugeruje się, że takie zróżnicowanie przepływu może sprzyjać bardziej efektywnej termoregulacji.
Serce iguany, podobnie jak serca większości łuskonośnych, składa się z trzech jam: dwóch przedsionków i jednej komory, a także posiada dwie aorty. Główne struktury tego organu to zatoka żylna, rozrusznik, lewy i prawy przedsionek, zastawka przedsionkowo-komorowa, jamy żylna, tętnicza i płucna, grzbiet mięśniowy i komorowy, żyły płucne oraz parzyste łuki aorty. U niektórych łuskonośnych, takich jak pytony czy warany, serce trójkomorowe podczas skurczu staje się funkcjonalnie czterokomorowe. Jest to możliwe dzięki grzbietowi mięśniowemu. Dzięki tej strukturze zwierzęta te są zdolne do wytwarzania ciśnienia komorowego porównywalnego do tego obserwowanego u ssaków i ptaków.
Krokodyle z kolei posiadają anatomicznie czterokomorowe serce, podobnie jak ptaki, jednak dzięki obecności dwóch aort systemowych mogą omijać krążenie płucne, co czyni ich układ krążenia wyjątkowym.
Metabolizm
Metabolizm gadów opiera się na tzw. zmiennocieplności (czyli kombinacji poikilotermii, ektotermii oraz bradymetabolizmu), co oznacza, że mają one ograniczone fizjologiczne zdolności do utrzymywania stałej temperatury ciała i często polegają na zewnętrznych źródłach ciepła. Ze względu na mniej stabilną temperaturę ciała w porównaniu do ptaków i ssaków, ich biochemia wymaga enzymów, które potrafią działać efektywnie w szerszym zakresie. Optymalna temperatura ciała różni się w zależności od gatunku, ale zazwyczaj jest niższa niż u zwierząt stałocieplnych. Dla wielu jaszczurek zakres ten wynosi od 24 do 35°C, natomiast osobniki przystosowane do ekstremalnych upałów, jak amerykańska iguana pustynna (Dipsosaurus dorsalis), mogą funkcjonować w temperaturach typowych dla ssaków, wynoszących od 35 do 40°C.
Podobnie jak u wszystkich zwierząt, ciepło generują mięśnie. U dużych gadów, takich jak żółwie skórzaste, niski stosunek powierzchni do objętości pozwala na utrzymanie ciepła wytwarzanego przez metabolizm, co sprawia, że ich temperatura ciała może być wyższa od temperatury otoczenia, pomimo że nie mają metabolizmu typowego dla zwierząt stałocieplnych. Ten rodzaj homeotermii określa się mianem gigantotermii.
Jedną z zalet niskiego podstawowego metabolizmu jest to, że wymaga on znacznie mniej pożywienia do utrzymania funkcji życiowych. Korzystając z wahań temperatury w otoczeniu, gady oszczędzają większe ilości energii w porównaniu do zwierząt stałocieplnych tej samej wielkości. Na przykład krokodyl potrzebuje od jednej dziesiątej do jednej piątej pożywienia, które spożywa lew o tej samej wadze. Dodatkowo może on przeżyć nawet pół roku bez jedzenia. Mniejsze zapotrzebowanie na pokarm i adaptacyjny metabolizm, pozwalają gadom dominować w regionach, gdzie dostępność kalorii jest zbyt niska, by utrzymać duże ssaki czy ptaki.
Układ oddechowy
Wszystkie gady oddychają przy pomocy płuc, choć niektóre, jak wodne żółwie, wykształciły dodatkowe mechanizmy wspomagające wymianę gazową — ich skóra stała się bardziej przepuszczalna. Inne gatunki zmodyfikowały swoje kloaki, aby zwiększyć powierzchnię wymiany gazowej. Mimo tych adaptacji płuca nadal odgrywają kluczową rolę w procesie oddychania. Ich wentylacja odbywa się na różne sposoby, zależnie od grupy. U łuskonośnych (jaszczurki, węże) za przepływ powietrza odpowiadają niemal wyłącznie mięśnie osiowe, które służą także do poruszania się. Z tego powodu większość osobników musi wstrzymywać oddech podczas intensywnego biegu. Niektóre gatunki, jak warany i kilka innych jaszczurek, radzą sobie z tym problemem, stosując pompowanie policzkowe jako uzupełnienie normalnego oddychania. Umożliwia im to pełne napełnienie płuc podczas intensywnego ruchu i dłuższą aktywność tlenową. Jaszczurki tegu posiadają proto-przeponę, która oddziela jamę płucną od jamy trzewnej. Choć nie jest zdolna do ruchu, pozwala na lepsze wypełnienie płuc, odciążając je od ciężaru narządów wewnętrznych.
Krokodyle, w przeciwieństwie do innych gadów, mają mięśniową przeponę, analogiczną do tej występującej u ssaków. Różnica polega na tym, że mięśnie przepony krokodyla przesuwają kość łonową (ruchomą część miednicy) do tyłu, co obniża wątrobę i tworzy więcej miejsca na rozprężenie płuc. Mechanizm ten określa się mianem „tłoka wątrobowego”. W drogach oddechowych tych zwierząt znajdują się liczne podwójne komory, przez które powietrze przepływa w jednym kierunku zarówno podczas wdechu, jak i wydechu. Podobny system występuje u ptaków, waranów i iguan.
Źródło
1. https://en.wikipedia.org/wiki/Reptile [dostęp: 27.09.2024].
© Źródło zdjęcia głównego: Wikimedia Commons. Autor: Tomascastelazo. Licencja: CC BY 3.0
