Hệ thống hô hấp qua lỗ hậu môn không chỉ giới hạn ở động vật trên cạn. Một số sinh vật sống trong môi trường biển và nước ngọt cũng đã tiến hóa ra phương pháp này để đối phó với mức oxi thấp trong môi trường dưới nước.
1. Hải sâm (Hải sâm lớp)
Môi trường sống: Đáy biển toàn cầu
Cơ chế hô hấp: Hải sâm là động vật biển di chuyển chậm, chúng hô hấp qua đuôi. Chúng hút nước qua lỗ hậu môn và sử dụng cấu trúc đặc biệt gọi là cây hô hấp để trích xuất oxi. Quá trình này rất quan trọng cho sự sống còn của chúng ở những đáy biển có mức oxi thấp. Oxi được hấp thu qua cây hô hấp mientras nước được thải ra. Phương pháp này giúp hải sâm duy trì vị trí của mình trong môi trường thiếu oxi như đáy biển sâu.
2. Một số loài cá (ví dụ, cá chạch)
Môi trường sống: Các dòng suối và sông ngọt
Cơ chế hô hấp: Một số loài cá, đặc biệt là cá chạch, có thể lấy oxi từ nước thông qua ruột của chúng. Chúng nuốt không khí và sau đó không khí đi qua đường tiêu hóa, oxi được hấp thu qua thành bên trong ruột. Phương pháp này là một cách điều chỉnh để sống sót trong nước thiếu oxi. Mặc dù đây không phải là một cách hô hấp vĩnh viễn, nhưng nó cho phép những con cá này tồn tại trong các điều kiện cực đoan.
3. Ấu trùng của một số loài ếch
Môi trường sống: Các hồ và ao với nước chết
Cơ chế hô hấp: Một số ấu trùng ếch, như ấu trùng của ếch Suriname, có thể hô hấp qua lỗ hậu môn. Ở giai đoạn đầu của cuộc đời, ấu trùng sống trong nước thiếu oxi, khả năng lấy oxi từ nước qua lỗ hậu môn của chúng rất quan trọng cho sự sống còn. Kỹ thuật hô hấp độc đáo này giúp chúng tồn tại cho đến khi phát triển phổi và trở thành trưởng thành có thể ra khỏi nước.
4. Ấu trùng của côn trùng cánh lông (côn trùng cánh lông lớp)
Môi trường sống: Các dòng suối và sông ngọt
Cơ chế hô hấp: Ấu trùng côn trùng cánh lông là loài côn trùng nước, dành phần lớn cuộc đời dưới nước. Những ấu trùng này có mang gần đuôi giúp chúng lấy oxi từ nước. Sự thích nghi này cho phép chúng phát triển mạnh trong các dòng nước siết cho đến khi chúng phát triển thành côn trùng cánh lông trưởng thành và rời khỏi mặt nước.
5. Rùa nước (Rùa nước lớp)
Môi trường sống: Các sông, hồ và suối nước ngọt ở Bắc Mỹ, châu Á và châu Phi
Cơ chế hô hấp: Giống như rùa Fitzroy, rùa nước cũng có thể hô hấp qua lỗ hậu môn trong khi ở dưới nước để hấp thu oxi. Điều này cho phép chúng lưu lại dưới nước lâu hơn, đặc biệt trong lúc nghỉ ngơi hoặc tránh khỏi kẻ săn mồi. Vỏ mềm của các loài rùa này cũng có thể giúp chúng hấp thu oxi qua lỗ hậu môn hiệu quả hơn.
6. Rùa Nhật Bản (Mauremys japonica)
Môi trường sống: Các môi trường nước ngọt ở Nhật Bản
Cơ chế hô hấp: Loài rùa này có thể hô hấp qua lỗ hậu môn, đặc biệt trong thời gian ngủ đông dưới nước. Rùa Nhật Bản hấp thu oxi qua lỗ hậu môn, cho phép chúng tồn tại trong môi trường thiếu oxi, ví dụ như hồ nước chết.
7. Kỳ nhông lớn (Cryptobranchus alleganiensis)
Môi trường sống: Các dòng sông và suối chảy xiết ở miền Đông Hoa Kỳ
Cơ chế hô hấp: Kỳ nhông lớn, loài động vật sinh sống dưới nước lớn nhất ở Bắc Mỹ chủ yếu thở qua da. Tuy nhiên, chúng cũng sẽ hấp thu oxi qua thành của lỗ hậu môn nếu cần thiết. Điều này đặc biệt hữu ích trong thời kỳ thiếu hụt nguồn cung oxi trong môi trường sống dưới nước. Cơ thể phẳng và các nếp gấp da rộng của kỳ nhông lớn làm tăng bề mặt của nó, giúp việc hô hấp qua da và lỗ hậu môn rất hiệu quả.
8. Các loài lưỡng cư khác
Kỳ nhông Mexcio (Ambystoma mexicanum): Kỳ nhông Mexico nổi tiếng với mang ngoại nhưng chúng cũng có thể hô hấp qua lỗ hậu môn một cách nhất định. Điều này giúp chúng tồn tại trong môi trường nước sống thiếu oxi.
Kỳ nhông không phổi: Một số kỳ nhông, đặc biệt là các loài kỳ nhông không phổi, dựa vào việc hô hấp qua da và lỗ hậu môn để thực hiện trao đổi khí. Những động vật lưỡng cư này hấp thu oxi trực tiếp qua da và lỗ hậu môn, cho phép chúng ẩn nấp dưới nước mà không cần nổi lên để thở.
9. Nhiều loại côn trùng
Ấu trùng chuồn chuồn (Phân loại Odonata): Ấu trùng chuồn chuồn sống dưới nước và có thể hô hấp qua trực tràng, mang trực tràng giúp chúng hấp thu oxi từ nước. Ấu trùng cũng có thể nhanh chóng thải nước ra khỏi trực tràng để phục vụ cho việc đẩy nước, giúp chúng di chuyển nhanh chóng trong nước.
Ấu trùng côn trùng lưỡng tính (Phân loại Zygoptera): Giống như người họ hàng của chuồn chuồn, ấu trùng côn trùng lưỡng tính cũng có mang ở đuôi giúp chúng lấy oxi từ nước và phát triển mạnh mẽ trong giai đoạn ấu trùng trong môi trường sống dưới nước.
Hệ hô hấp qua lỗ hậu môn hoạt động như thế nào?
Hệ hô hấp qua lỗ hậu môn, tức là hô hấp từ phần cuối cơ thể, liên quan đến việc hấp thu oxi qua lỗ hậu môn hoặc thành ruột. Lỗ hậu môn là một khoang đa chức năng, bao gồm việc bài tiết, sinh sản và hô hấp ở một số loài động vật. Các động vật có khả năng này sử dụng bề mặt của ruột hoặc lỗ hậu môn để trích xuất oxi từ nước hoặc không khí xung quanh. Mặc dù phương pháp này không hiệu quả như hô hấp bằng phổi hay mang, nhưng nó cho phép những động vật này sống trong những môi trường không thể đáp ứng yêu cầu sử dụng các phương pháp hô hấp truyền thống.
Tại sao động vật tiến hóa ra hệ hô hấp qua lỗ hậu môn?
Hệ hô hấp qua lỗ hậu môn là một điều chỉnh sống sót, cho phép động vật phát triển mạnh trong những môi trường mà mức oxi quá thấp để phổi hoặc mang hoạt động hiệu quả. Khả năng này đặc biệt quan trọng trong các tình huống sau:
Khí hậu lạnh: Vào mùa đông, khi các hồ và sông đóng băng, rùa và động vật lưỡng cư ngủ đông dưới băng dựa vào hô hấp qua lỗ hậu môn để sống sót.
Khu vực nước thiếu oxi: Những loại cá và động vật lưỡng cư sống trong nước chết hoặc nước thiếu oxi cần một phương pháp hô hấp thay thế để tồn tại.
Môi trường đáy biển sâu: Những động vật biển như hải sâm sử dụng hô hấp qua lỗ hậu môn để tồn tại trong môi trường gốc đáy biển sâu thiếu oxi.
Kết luận
Khả năng hô hấp qua lỗ hậu môn chứng tỏ sự thích nghi đáng kinh ngạc của động vật cả trên cạn và dưới nước. Từ rùa sống sót dưới nước trong thời kỳ ngủ đông đến hải sâm và cá lấy oxi từ nước biển sâu, những sinh vật này thể hiện khả năng sáng tạo phi thường của môi trường tự nhiên. Hiểu biết về những khả năng thích nghi này có thể mang lại cái nhìn quý giá cho sinh học tiến hóa và đa dạng sự sống trên trái đất.
Bằng cách bảo vệ các loài và môi trường sống độc đáo này, chúng ta có thể đảm bảo rằng cơ chế sinh tồn đặc biệt của chúng vẫn tiếp tục phát triển mạnh mẽ trong tự nhiên.
Thẻ động vật: Ấu trùng côn trùng lưỡng tính, chuồn chuồn, kỳ nhông không phổi, kỳ nhông Mexico, kỳ nhông lớn, rùa Nhật Bản, cá chạch
