Hc2-3 - Anatomie & fysiologie amfibie
Klassificatie
Amfibieën (~6500 soorten) zijn ectotherm, doen aan metamorfose, en moeten hun
eieren in het water leggen.
De kikkers & padden (anura (= staartlozen)) worden in 3 suborders onderverdeeld,
waarbij de meeste soorten (>5000) onder de Neobatrachia vallen.
Hybridisering tussen anura-soorten komt veelvuldig voor, vooral in gevangenschap.
De salamanders & watersalamanders (caudata) worden gekenmerkt door hun lange
lichaam met lange staart. Ze hebben 4 tenen voor en 5 achter, en kunnen
extremiteiten regenereren wanneer deze worden geamputeerd. Caudata zijn veel
vaker levendbarend dan anura.
De caecilia (wormsalamanders) leven vooral onder de grond, en zijn doorgaans
blind.
Uiteraard kom je hier als veterinair zelden mee in aanraking.
Anatomie & fysiologie
Thermoregulatie
Amfibieën en reptielen zijn ectotherm. Ze reguleren hun lichaamstemperatuur
gedragsmatig. Elke soort heeft een preferred optimum temperature zone (POTZ),
welke wordt begrensd door:
- Voluntary Tmin en Tmax → hierbinnen kan
een dier zichzelf nog goed rondbewegen
om te thermoreguleren.
- Kritische Tmin en Tmax → het dier kan
hierbinnen niet goed meer
thermoreguleren (bijv. te koud om voort
te bewegen).
Houd hier ook rekening mee onder anesthesie;
als een dier te koud wordt
vertraagt het metabolisme en kun
je gemakkelijker overdoseren en
het dier te diep onder anesthesie
brengen (met evt. sterfte tot
gevolg).
Gedragsmatig kunnen dieren via
meerdere routes warmte
opnemen/afstaan (afb. links).
Heliotherm = warmte van de zon
(meeste reptielen & amfibieën).
Thigmotherm = warmte van objecten in de omgeving.
Gigantotherm = warmteretentie door groot lichaamsvolume (grote zeeschildpadden,
dinosauriërs, etc.)
,Heterothermie is wanneer een dier ectotherme en endotherme eigenschappen
vertoont:
Regionale heterothermie → verschillende temperatuurzones in het lichaam (bijv.
koude poten in vogels door countercurrent heat exchange).
Seizoensgebonden endothermie → bijv. tegu’s die endotherm warmte
genereren tijdens het voortplantingsseizoen. Of ‘shivering thermogenese’ bij
voortplantende tijgerpythons.
In zeer koude omgevingen zijn er 2 overlevingsstrategieën:
- Freeze avoidance (supercooling) → productie van antivrieseiwitten.
- Freeze tolerance → laten zich bevriezen, maar beperken van orgaanschade.
Osmoregulatie
Wanneer een dier hypo-osmostisch is (levend in
zoutwater) moet deze zout uitscheiden; vaak wordt
hier een zoutklier voor gebruikt.
In een hyperosmotische omgeving (zoet water) moet
een dier veel water uitscheiden; vaak door veel te
urineren.
Veel invertebraten hebben een ‘secretienier’ → kunnen niet filtreren.
De nieren van gewervelden (+ schaaldieren, annelida & mollusca) kunnen wél
filtreren.
Amfibienefronen hebben kortere tubuli → minder concentrerend vermogen dan
reptielen.
Stikstofproducten worden als
ammoniak, ureum, of urinezuur
uitgescheiden, afhankelijk van de
diersoort. Er is relatief steeds minder
water per N-atoom nodig om de stikstof
,kwijt te raken wanneer een dier in staat is ammoniak, ureum, or urinezuur uit te
scheiden.
De pronefros is alleen nog aanwezig in het ei van reptielen en zoogdieren. Bij
amfibieën is deze ook nog in kikkervisjes aanwezig.
De mesonefros blijft bij volwassen amfibieën aanwezig en functioneel als nier. Bij
reptielen en hogere taxa gaat deze in regressie en zal deze onderdeel vormen van
het voortplantingsstelsel.
Larvale amfibieën hebben een pronephros en mesonephros. Volwassen dieren
hebben een opistonephros (meso + metanephros).
Bij vissen wordt de term opistonephros ook gebruikt voor dieren die nog pro-, meso- & metanephros
hebben.
De metanephros is
enkel volledig
ontwikkeld bij amniota.
Reptielen zijn als
embryo dus afhankelijk
van de mesonephros,
en daarna vanaf de
geboorte van de
metanephros.
De mesonephros kan urine niet concentreren boven de plasmaconcentratie. Er
kunnen verschillende stikstofafvalproducten worden uitgescheiden, afhankelijk van
de habitat/noodzaak om water uit te scheiden.
Veel larvae en aquatische volwassen amfibieën scheiden ammoniak uit via de
nieren, huid, en kieuwen. Terrestrische soorten zetten ammoniak om tot ureum in de
lever, en scheiden dit uit wanneer water beschikbaar is. Sommige gespecialiseerde
anuren kunnen urinezuur produceren (bijv. waxy tree frog) of kunnen wisselen tussen
ammoniak- of ureumproductie, afhankelijk van waterbeschikbaarheid (bijv.
klauwkikker).
Circulatie & respiratie
Reptielen & amfibieën hebben wel een dubbele circulatie, maar deze is niet volledig
gescheiden.
Amfibielarven hebben een enkele circulatie, vergelijkbaar met dat van vissen.
Poortadersystemen:
Reptielen & amfibieën hebben een vasculaire verbinding tussen de
achterpoten/staart, nieren, en lever.
- Amfibie: bloed kan vanuit de achterhand naar zowel nieren als lever.
- Reptiel: idem; het hepatische portaalsysteem verbindt met de bloedflow van
de achterhand, afhankelijk van de soort.
- Krokodil: bloed uit de achterpoten gaat via de nieren en lever, maar niet via
het hepatische poortadersysteem.
, - Vogel: bloed uit de achterhand
gaat enkel via de nieren en v. cava caudalis.
De gevolgen hiervan zijn:
- Amfibieën & reptielen → poortadersysteem dient ter voorzien van bloed naar
de nieren wanneer je dit bloed niet per se wil filtreren (bijv. bij waterschaarste).
Dit is omdat alleen de a. renalis naar de glomeruli gaat!
- Vogels → aanpassen van bloedflow naar benen en inwendige organen voor
inspanning en thermoregulatie.
Amfibieën hebben twee atria en één
ventrikel. Het ventrikel verzorgt wel enige
scheiding van zuurstofrijk en zuurstofarm
bloed. De conus arteriosus bevat een spiral
valve → twee kanalen voor een specifieke set
systemische en pulmocutane vaten.
Wanneer een kikker duikt wordt de a.
pulmonalis afgesloten met een sfincter, en
neemt en bloedflow naar de huid toe.
Vogels, reptielen & amfibieën hebben een
dubbele v. cava cranialis. Alle reptielen &
amfibieën hebben een dubbele aortaboog.
Het ventrikel van amfibieën bevat septae
(trabeculae) die helpen met het richten van
de bloedstroom naar de spiral valve, zodat
het enigszins gescheiden blijft.
Klassificatie
Amfibieën (~6500 soorten) zijn ectotherm, doen aan metamorfose, en moeten hun
eieren in het water leggen.
De kikkers & padden (anura (= staartlozen)) worden in 3 suborders onderverdeeld,
waarbij de meeste soorten (>5000) onder de Neobatrachia vallen.
Hybridisering tussen anura-soorten komt veelvuldig voor, vooral in gevangenschap.
De salamanders & watersalamanders (caudata) worden gekenmerkt door hun lange
lichaam met lange staart. Ze hebben 4 tenen voor en 5 achter, en kunnen
extremiteiten regenereren wanneer deze worden geamputeerd. Caudata zijn veel
vaker levendbarend dan anura.
De caecilia (wormsalamanders) leven vooral onder de grond, en zijn doorgaans
blind.
Uiteraard kom je hier als veterinair zelden mee in aanraking.
Anatomie & fysiologie
Thermoregulatie
Amfibieën en reptielen zijn ectotherm. Ze reguleren hun lichaamstemperatuur
gedragsmatig. Elke soort heeft een preferred optimum temperature zone (POTZ),
welke wordt begrensd door:
- Voluntary Tmin en Tmax → hierbinnen kan
een dier zichzelf nog goed rondbewegen
om te thermoreguleren.
- Kritische Tmin en Tmax → het dier kan
hierbinnen niet goed meer
thermoreguleren (bijv. te koud om voort
te bewegen).
Houd hier ook rekening mee onder anesthesie;
als een dier te koud wordt
vertraagt het metabolisme en kun
je gemakkelijker overdoseren en
het dier te diep onder anesthesie
brengen (met evt. sterfte tot
gevolg).
Gedragsmatig kunnen dieren via
meerdere routes warmte
opnemen/afstaan (afb. links).
Heliotherm = warmte van de zon
(meeste reptielen & amfibieën).
Thigmotherm = warmte van objecten in de omgeving.
Gigantotherm = warmteretentie door groot lichaamsvolume (grote zeeschildpadden,
dinosauriërs, etc.)
,Heterothermie is wanneer een dier ectotherme en endotherme eigenschappen
vertoont:
Regionale heterothermie → verschillende temperatuurzones in het lichaam (bijv.
koude poten in vogels door countercurrent heat exchange).
Seizoensgebonden endothermie → bijv. tegu’s die endotherm warmte
genereren tijdens het voortplantingsseizoen. Of ‘shivering thermogenese’ bij
voortplantende tijgerpythons.
In zeer koude omgevingen zijn er 2 overlevingsstrategieën:
- Freeze avoidance (supercooling) → productie van antivrieseiwitten.
- Freeze tolerance → laten zich bevriezen, maar beperken van orgaanschade.
Osmoregulatie
Wanneer een dier hypo-osmostisch is (levend in
zoutwater) moet deze zout uitscheiden; vaak wordt
hier een zoutklier voor gebruikt.
In een hyperosmotische omgeving (zoet water) moet
een dier veel water uitscheiden; vaak door veel te
urineren.
Veel invertebraten hebben een ‘secretienier’ → kunnen niet filtreren.
De nieren van gewervelden (+ schaaldieren, annelida & mollusca) kunnen wél
filtreren.
Amfibienefronen hebben kortere tubuli → minder concentrerend vermogen dan
reptielen.
Stikstofproducten worden als
ammoniak, ureum, of urinezuur
uitgescheiden, afhankelijk van de
diersoort. Er is relatief steeds minder
water per N-atoom nodig om de stikstof
,kwijt te raken wanneer een dier in staat is ammoniak, ureum, or urinezuur uit te
scheiden.
De pronefros is alleen nog aanwezig in het ei van reptielen en zoogdieren. Bij
amfibieën is deze ook nog in kikkervisjes aanwezig.
De mesonefros blijft bij volwassen amfibieën aanwezig en functioneel als nier. Bij
reptielen en hogere taxa gaat deze in regressie en zal deze onderdeel vormen van
het voortplantingsstelsel.
Larvale amfibieën hebben een pronephros en mesonephros. Volwassen dieren
hebben een opistonephros (meso + metanephros).
Bij vissen wordt de term opistonephros ook gebruikt voor dieren die nog pro-, meso- & metanephros
hebben.
De metanephros is
enkel volledig
ontwikkeld bij amniota.
Reptielen zijn als
embryo dus afhankelijk
van de mesonephros,
en daarna vanaf de
geboorte van de
metanephros.
De mesonephros kan urine niet concentreren boven de plasmaconcentratie. Er
kunnen verschillende stikstofafvalproducten worden uitgescheiden, afhankelijk van
de habitat/noodzaak om water uit te scheiden.
Veel larvae en aquatische volwassen amfibieën scheiden ammoniak uit via de
nieren, huid, en kieuwen. Terrestrische soorten zetten ammoniak om tot ureum in de
lever, en scheiden dit uit wanneer water beschikbaar is. Sommige gespecialiseerde
anuren kunnen urinezuur produceren (bijv. waxy tree frog) of kunnen wisselen tussen
ammoniak- of ureumproductie, afhankelijk van waterbeschikbaarheid (bijv.
klauwkikker).
Circulatie & respiratie
Reptielen & amfibieën hebben wel een dubbele circulatie, maar deze is niet volledig
gescheiden.
Amfibielarven hebben een enkele circulatie, vergelijkbaar met dat van vissen.
Poortadersystemen:
Reptielen & amfibieën hebben een vasculaire verbinding tussen de
achterpoten/staart, nieren, en lever.
- Amfibie: bloed kan vanuit de achterhand naar zowel nieren als lever.
- Reptiel: idem; het hepatische portaalsysteem verbindt met de bloedflow van
de achterhand, afhankelijk van de soort.
- Krokodil: bloed uit de achterpoten gaat via de nieren en lever, maar niet via
het hepatische poortadersysteem.
, - Vogel: bloed uit de achterhand
gaat enkel via de nieren en v. cava caudalis.
De gevolgen hiervan zijn:
- Amfibieën & reptielen → poortadersysteem dient ter voorzien van bloed naar
de nieren wanneer je dit bloed niet per se wil filtreren (bijv. bij waterschaarste).
Dit is omdat alleen de a. renalis naar de glomeruli gaat!
- Vogels → aanpassen van bloedflow naar benen en inwendige organen voor
inspanning en thermoregulatie.
Amfibieën hebben twee atria en één
ventrikel. Het ventrikel verzorgt wel enige
scheiding van zuurstofrijk en zuurstofarm
bloed. De conus arteriosus bevat een spiral
valve → twee kanalen voor een specifieke set
systemische en pulmocutane vaten.
Wanneer een kikker duikt wordt de a.
pulmonalis afgesloten met een sfincter, en
neemt en bloedflow naar de huid toe.
Vogels, reptielen & amfibieën hebben een
dubbele v. cava cranialis. Alle reptielen &
amfibieën hebben een dubbele aortaboog.
Het ventrikel van amfibieën bevat septae
(trabeculae) die helpen met het richten van
de bloedstroom naar de spiral valve, zodat
het enigszins gescheiden blijft.
