قورباغه ها چطور با پوست خود نفس می کشند و آب می نوشند؟

برخلاف انسان ها، قورباغه ها و سایر دوزیستان برای تنفس به ریه های خود وابسته نیستند. پوست منحصر به فرد آن ها کمک می کند که اکسیژن دریافت کنند و آب بنوشند. اما دقیقا قورباغه ها چطور با پوست خود نفس می کشند و آب جذب می کنند؟

پوست قورباغه پیچیدگی های خاص خودش را دارد. این پوست نازک است و با غده هایی پوشیده شده که مخاط تولید می کنند تا پوست همیشه مرطوب بماند. همچنین این پوست به قدری متخلخل است که اجازه عبور مولکول های هوا را می دهد.

کریستوفر راکسورتی، متصدی و متخصص دوزیستان در موزه تاریخ طبیعی آمریکا در نیویورک، می گوید: “پوست آن ها طوری طراحی شده که هم اکسیژن را به داخل بدن منتقل کند و هم جذب آب را ممکن سازد.”

شبکه ای از رگ های خونی کوچک درست زیر پوست قرار گرفته که مستقیما اکسیژن را از آب یا هوا جذب می کند و همزمان باعث خروج دی اکسید کربن از بدن می شود. این فرآیند که به آن تنفس پوستی می گویند، به گفته کورت شوئنک، زیست شناس تکاملی دانشگاه کانکتیکات، تقریبا مشابه عملکرد سیستم تنفسی ریه هاست. راکسورتی اضافه می کند: “این فرآیند واقعا تقریبا مشابه با سیستم ریه است.”

با اینکه قورباغه ها می توانند از طریق ریه ها و پوشش داخلی دهان هم نفس بکشند، اما تنفس پوستی به آن ها اجازه می دهد زیر آب زنده بمانند و دوره های طولانی خواب زمستانی را سپری کنند. شوئنک می گوید: “تقریبا بدون تلاش و فقط با داشتن پوستی مرطوب و تعدادی رگ خونی در آن، گاز و آب را از طریق پوست رد و بدل می کنند، چه بخواهند و چه نخواهند.” البته همه قورباغه ها به یک اندازه به تنفس پوستی وابسته نیستند.

در این میان، بچه قورباغه ها هنوز آبشش کاملی ندارند، بنابراین باید از سطح آب اکسیژن دریافت کنند تا زنده بمانند. اما وقتی تازه از تخم بیرون آمده اند، آنقدر کوچک هستند که نمی توانند سطح آب را بشکنند. به جای آن، خودشان حباب هوا تولید می کنند. در یک مطالعه سال ۲۰۲۰، شوئنک و همکارش مشاهده کردند که بچه قورباغه ها درست زیر سطح آب شنا می کنند، خیلی سریع هوا را می مکند و یک حباب می سازند، سپس این حباب را وارد ریه های خود می کنند.

پوست متخلخل قورباغه و جذب آب

پوست متخلخل قورباغه راهی است که آن ها آب جذب می کنند. شوئنک اضافه می کند: “این آب وارد همه فضاهای پوستی می شود و سپس از طریق غشای سلول ها جذب سلول ها و جریان خون می شود.” بسیاری از قورباغه ها حتی یک ناحیه ویژه با رگ های خونی زیاد به نام “نقطه نوشیدن” دارند که از طریق آن مقدار زیادی آب جذب می کنند.

برخی قورباغه های مناطق خشک، مثل قورباغه های آوازخوان و قورباغه های ذخیره کننده آب که در بیابان های استرالیا زندگی می کنند، در فصل باران مهارت ویژه ای در جذب آب دارند. راکسورتی می گوید: “آن ها آب را ذخیره می کنند، سپس وارد لانه های زیرزمینی می شوند و گاهی حتی یک لایه اضافی از مخاط دور خود می کشند و بعد می توانند ماه ها یا حتی سال ها تا بارش بعدی با همین آب ذخیره شده زنده بمانند.”

حساسیت پوست قورباغه به آلودگی و تغییرات آب و هوا

اگرچه این ویژگی برای قورباغه ها مزیت بزرگی به شمار می رود، اما نفوذپذیری پوست آن ها باعث می شود قورباغه ها و دیگر دوزیستان نسبت به آلاینده ها و تغییرات اقلیمی بسیار آسیب پذیر باشند. شوئنک می گوید مطالعات نشان داده که نفوذپذیری پوست قورباغه ها آن ها را به طور مداوم در معرض محصولات شیمیایی تجاری و میکروپلاستیک ها قرار می دهد. از طرفی، چون قورباغه ها برای زنده ماندن باید پوستشان را مرطوب نگه دارند، افزایش خشکسالی و گرمای ناشی از تغییرات آب و هوا می تواند زیستگاه آن ها را به ویژه در جنگل های آمازون و جنگل های بارانی اقیانوس اطلس در برزیل، آرژانتین و پاراگوئه، محدود کند.

راکسورتی می گوید: “دوزیستان معمولا جزو اولین گروه هایی هستند که کاهش جمعیت یا حتی ناپدید شدنشان مشاهده می شود و این معمولا نشانه وجود مشکل در محیط زیست است.” از دست رفتن قورباغه ها باعث برهم خوردن تعادل اکوسیستم می شود چون آن ها نقش مهمی در زنجیره غذایی دارند؛ هم جمعیت حشرات را کنترل می کنند و هم خودشان طعمه مارها و پرندگان هستند.

آینده قورباغه ها در شرایط اقلیمی جدید

زمان نشان خواهد داد که آیا برخی گونه های قورباغه می توانند خود را با تغییرات اقلیمی سازگار کنند یا نه. شوئنک می گوید: “یکی از سوالات اصلی در زیست شناسی تغییرات اقلیمی این است که آیا هر گونه ای که در معرض تغییرات آب و هوایی قرار دارد، که شامل همه ما می شود، می تواند به اندازه کافی سریع تطبیق پیدا کند یا نه.” او اضافه می کند: “در بیشتر موارد، تغییرات اقلیمی خیلی سریع تر از توانایی سازگاری جانوران اتفاق می افتد.”