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沙漠两栖动物和爬行动物的适应性
Tom Van Devender，世界杯app软件推荐高级研究科学家
从 sonorensis，第17卷第1期(1997年春季版)
两栖动物和爬行动物有许多不同的适应能力，使它们能够在沙漠中生活, 避免极端干旱, 热或冷. 这些动物可能只在特定的季节和一天中有利的时间活动. 许多动物利用环境来主动调节体温，防止出现致命的极端情况. 有些很好地适应了它们生活的表面——它们的附属物经过了改造，可以在上面挖洞或奔跑, 深入, 在松软的沙滩上游泳或侧风游泳.
在脊椎动物适应特定的陆地栖息地之前, 比如沙漠, 他们首先要适应陆地上的生活. 随着两栖动物的进化，对陆地生命的主要适应发生在古生代360-400万年(百万年前). 两栖动物，这个名字来源于希腊单词 amphibios (一种有双重生活的生物)，幼虫生活在淡水中，成年后可以搬到陆地上. 两栖动物从幼虫到成虫的蜕变过程, one can read the story of its evolution 从 lung fish: the larva uses gills to breathe and openings along its lateral line to sense its environment; in the adult these are lost, 和肺, 四肢和手指发育. 水生幼虫和易受水分流失和阳光照射的薄透性皮肤使两栖动物无法完全生活在陆地上，并限制了它们在干旱栖息地的辐射. 尽管早期的两栖动物在岸上笨重地寻找昆虫, 脊椎动物直到古生代晚期(250万年)才最终离开水，那时第一批爬行动物进化出了防水的皮肤和有膜的蛋(羊膜), 绒毛膜)保护胚胎免受干燥.
现代两栖动物和爬行动物的进化辐射, 现代哺乳动物和鸟类也是如此, 开始于恐龙在白垩纪晚期(65-98亿年前)的衰落. 从始新世(约4.5亿年前)到中新世中期(1.5亿年前)的热带落叶林中，大多数对干旱的普遍适应是在干旱季节进化而来的。, 早在北美沙漠形成之前. 索诺兰沙漠特有物种的特殊适应性可能是在热带落叶林或荆棘灌木丛中进化而来的, 中新世早期中期(25-15万年)与西马德雷山脉隆起, 改变了天气模式, 导致干旱加剧, 或者它们是随着中新世晚期(距今8000万年)形成的沙漠而进化的。.
沙漠环境给两栖动物带来了极大的困难. 虎蝾螈和低地豹蛙只在永久池塘附近进入沙漠, 小溪或泉水. 虎蝾螈经常变成 性早熟的, 保持幼虫形态, 甚至作为幼虫繁殖, 很少蜕变成陆生成虫.
索诺兰沙漠蟾蜍, 沙漠犁足, 北方盔头树蛙和其他树蛙能够在沙漠中生存，是因为它们有能力挖三英尺深的洞，每次在洞里呆上9到10个月. 铁锹足和北方盔头树蛙的后脚上有硬化的区域——铁锹——用来挖掘. 防止洞穴里的水分流失, 大脚会分泌一种半透膜，使皮肤变厚, 而盔头树蛙则通过脱落外层皮肤形成一个玻璃纸状的茧. 蜘蛛对自己的尿素有很高的耐受性，因为它们在洞穴里不排泄.
沙漠两栖动物面临的终极挑战是在夏季雷暴形成的临时水池中繁殖. 大多数繁殖发生在夜间，雌性会被雄性吸引. 沙漠掌足动物的发育速度加快了——从卵到小蟾蜍只用了不到两周的时间! 在加州东南部，夏季降雨不太可靠, 在第一场风暴中出现了大脚怪, 多吃富含脂肪的食物, 群集白蚁, 去池塘旅行, 呼唤与繁殖, 通常在一个晚上. 成虫的脂肪储备只够在不进食的情况下存活18个月.
原始爬行动物能够比两栖动物辐射到更干燥的栖息地，因为羊膜卵具有皮革或坚硬的外壳, 因为它们有鳞片的相对不透水的皮肤. 人口不再集中在水源附近, 胚胎在孵化时直接发育成小的成虫.
因为爬行动物的皮肤很薄，几乎没有绝缘，而且大多数爬行动物不会在体内产生热量来促进新陈代谢, 调节体温的适应性(温度调节)非常重要. 体温调节是可能的，因为体温之间存在复杂的关系, 生理过程(化学反应), 激素的生产, 等.)和行为. 活动模式随着季节而变化, 从春季和秋季的中午到夏季的清晨和傍晚. 夜行爬行动物，如带状壁虎和大多数蛇，被动地与空气和土壤交换热量. 相反，昼行性蜥蜴通过晒太阳来吸收热量. 保持相对均匀的体温有多种方式:通过日常活动的时间安排, 通过穿梭于阴凉处，改变身体朝向太阳(日晒)，通过调节与表面的接触来调节传热(传导)，通过改变颜色(深色皮肤吸收能量更快)，等等. 另外, some desert reptiles can tolerate quite high body temperatures; the normal temperature of the desert iguana, 例如, 温度为114华氏度(44摄氏度).
在环境压力下, 沙漠爬行动物长时间呆在洞穴里不活动, 通常是从啮齿动物或其他哺乳动物挖的洞中借用的. 冬季冬眠，夏季夏末入冬, 穴居动物的代谢过程大大减少. 它们以储存在体内的水和营养物质为生, 而废物在体内累积到潜在的毒性水平. 沙漠陆龟, 例如, 有一个大的膀胱，可以储存超过40%的体重的水, 尿素, 尿酸和含氮废物持续几个月直到它们能喝水. 尿酸盐从水中分离出来，可以以固体形式排出, 释放水和离子以被再吸收. 在长期干旱期间，陆龟不活动, 它们可以从壳中重新吸收矿物质来促进新陈代谢. 在加利福尼亚湾的岛屿上，巨大的圣埃斯特班岛和带刺的沙鳖在身体两侧进化出了一对外侧淋巴囊，可以储存细胞外液. 大型蜥蜴, 吉拉怪物、赤足壁虎和西部带状壁虎将水储存在它们尾巴的脂肪组织中.
亚利桑那州和加利福尼亚州的科罗拉多河下游河谷以及索诺拉西北部的格兰德西尔托的物种有许多专门生活在松散的风吹沙中. 响尾蛇进化出了一种不寻常的运动方式，当它蹒跚前行时，身体只在两点上接触表面. 平尾角蜥蜴和下加利福尼亚无腿蜥蜴(一种像蛇一样的穴居蜥蜴，大约铅笔大小), 仅限于下加利福尼亚州西海岸的一小块区域)已经失去了大多数蜥蜴都有的收集沙子的外耳开口. 几个种类, 包括无腿蜥蜴, 带状沙蛇和铲鼻蛇, 眼睛小, 狭窄的正面, 下颚倒沉，鳞片光滑，适应在松软的沙子中游泳和呼吸. 尖趾蜥蜴已经尖了, 后脚细长脚趾上的穗状鳞片在它穿过沙丘表面时提供牵引力. 楔形的头, 鼻阀, 被包围的眼皮, 鳞片状的耳垂和细小的体表使这种蜥蜴能够通过潜入松散的沙子中钻洞来躲避捕食者.
因此, 两栖动物和爬行动物利用各种机制不仅在极端高温和干旱中生存，而且在炎热中茁壮成长, 干燥的沙漠. 其中一些适应性是从热带祖先那里遗传下来的, 而另一些则随着中新世晚期索诺兰沙漠的形成而进化.
