同样水陆两栖，为啥青蛙是两栖动物而鳄鱼是爬行动物？

作者：黄伟烨 鲁超

文章来源于科学大院公众号（ID：kexuedayuan）

——

儿子：什么是两栖动物？

爸爸：青蛙就是两栖动物啊，小蝌蚪在水里生活，长大了变成青蛙在陆地上生活，这就是两栖动物啊。

儿子：那鳄鱼也是两栖动物吗？

爸爸：鳄鱼是爬行动物。

儿子：鳄鱼不是又能在水里生活，又能在陆地上生活吗？

爸爸：……

儿子：娃娃鱼也会爬啊，它是爬行动物吗？

爸爸：……娃娃鱼是两栖动物。

儿子：那两栖动物和爬行动物究竟有什么区别啊？

爸爸：……

两栖纲与爬行纲动物确实是比较难分辨的两类动物，很多人面对这些问题的时候会经常发懵。从生物演化的角度来说，爬行动物比两栖动物更晚出现在地球上，并产生了更多陆生适应性演化特征。那么它们之间到底有哪些区别呢？下面大院er为大家一一解读。

装甲皮肤

外观相近的斑点钝口螈Ambystoma maculatum（两栖纲，左）与钝尾毒蜥Heloderma suspectum（爬行纲，右）（图片来源：wiki）

你能看出上图两者的区别吗？

左边的蝾螈皮肤滑溜溜、湿哒哒，而右边的蜥蜴却披上了一副“轻型装甲”——鳞片，这就是两者外观上最直接的区别。

对于人而言，皮肤上湿嗒嗒的我们会感觉很难受，然而对于两栖动物来说，时刻保持皮肤湿润却是来“保命”的。原来，两栖动物肺呼吸的能力不强，因而需要一层潮湿、皮下毛细血管分布密集的皮肤来辅助呼吸，有些水生两栖动物几乎完全靠皮肤呼吸，以获取氧气。

相比起两栖动物，爬行动物的皮肤就干爽多了。它们披上了一层装甲，比如蛇、蜥蜴、鳄鱼表面的角质鳞片，是为轻型装甲；又比如乌龟的龟壳，这是重型装甲。

有了这层装甲皮肤，就可以有效防止水分蒸发，不管湿润还是干燥的环境，都可适应。这样，爬行动物才能深入内地，称霸大陆，成为真正适应陆地生活的陆生动物（terrestrial animals）。

左：蛇头的鳞片，右：非洲马刺龟（图片来源：wiki）

此外，爬行动物皮肤中的色素细胞相对发达，在神经和内分泌的调节下可以迅速变色（例如避役科的很多种变色龙），可以保温或者形成保护色。

羊膜卵

如果要问爬行动物在动物演化史上最突出的里程碑是什么？则非羊膜卵莫属。从爬行动物开始，动物出现了“羊膜”这个结构（下图中的10），卵生种类的卵称为羊膜卵。

1.硬质外壳；2.卵黄膜；3.卵黄；4.毛细血管；5.蛋清；6.绒毛膜；7.角质层；8.尿囊；9.气室；10.羊膜；11.胚胎；12.羊水（图片来源：wiki）

相信大多数人都听过“羊水”这个词，羊水就是羊膜包裹着的、胚胎浸泡着的这些液体，它在胚胎的整个发育过程中浸着胚胎，给它提供水分同时防止机械损伤（如与外壳摩擦等）。

图片来源：南京古生物博物馆

恐龙蛋化石（笔者手拍）

羊膜卵这种结构的出现使得爬行动物的生育完全离开了水环境，从此以后，“蛋”不需要泡在水中，胚胎就可以在羊水中生长发育，这让爬行动物向陆地纵深发展提供了极大的便利。两栖动物虽然也能在一定时间内登上陆地，但依然要在身体干燥、缺乏水分或需要交配、产卵时返回水塘、湖泊等水环境，这限制了两栖动物向陆地发展的空间，将它们束缚在水环境的周围。

然而当羊膜这个结构出现之后，机体水分充足时，爬行动物完全可以在离水环境较为遥远的地方产卵。脱离了水环境对生活栖息地的强力限制，爬行动物获得了更加广阔的发展空间，过上了更加自由的生活。

恐龙称霸大陆，绝非偶然（图片来源：wiki）

次生腭

两栖动物的头骨宽而扁，整个头中留给脑子的空间比较小。更要命的是，两栖动物的鼻腔和口腔是共用的，因此在吃东西时无法呼吸。

到了爬行动物，终于演化出了次生腭这一神器，它将鼻腔和口腔分隔开，从此，爬行动物们可以咀嚼更加大型的食物，也不会影响呼吸，妈妈再也不用担心食物堵住我的鼻孔啦。

霸王龙：吃吃吃，不会塞鼻孔。（图片来源：youtube）

“点头”和“摇头”

从两栖动物开始，头骨最底端出现了一个结构，称为枕骨髁，这个结构的功能是将头骨固定在脊柱上。两栖动物有两个枕骨髁，以“掎角之势”卡在第一脊椎骨中，两栖动物头骨比较宽，因此它们很难摇头，只能点头。

“今晚来个爆炒牛蛙吧？”蛙（点头）：“都行，都行。”（图片来源：wiki）

爬行动物的枕骨髁只有一个，同样卡在第一脊椎骨中，这种结构让爬行动物很难点头，但是它们的头能转动的角度很大（如果没有鳞片和骨板挡住的话），因此它们会“摇头说no”

“今晚来个‘龙凤呈祥’（广东菜名，蛇和鸡）吧？”眼睛蛇（摇头）：“你问过我的意见吗？”（图片来源: wiki）

心脏

心脏是脊椎动物（vertebrate）的“发动机”，鱼的心脏比较简单，有一个心耳（相当于高等动物的心房）和一个心室，心脏中流动的血液全部是静脉血；两栖动物的心脏演化出了两个心房，仍然只有一个心室，因此心脏跳动一次，心室朝肺和组织方向泵出的血液既有动脉血又有静脉血，我们把这种血液称为混合血。

脊索动物心脏发展史，从左到右：鱼类（fish），两栖动物（amphibian），爬行动物（reptile），鸟类（bird），哺乳动物（mammal）（图片来源：aboutanimals）

从爬行动物开始，它们的心室出现了不完全的分隔，流向肺的血液中有更大的部分为完全的静脉血、流向组织的血液中有更大的部分为动脉血，因而循环效率更高。这种不完全分隔现象在鳄类的心脏中发展到了极致，只留下了一个小孔，这个孔称为“潘氏孔”。

从演化生物学角度来说，爬行动物的这种心脏结构演变是一种革新，然而称不上飞跃或者质变，毕竟这依然不能使它们和鸟类、哺乳动物一样成为恒温动物，也无法切实提高机体的基础代谢率。可以开玩笑的说，只要这个潘氏孔一堵上，脊椎动物演化中的一次飞跃就到来了，鳄鱼也能像鸟类一样在天上飞了。

鳄鱼：“我要飞得更高！”（图片来源wiki）

爪

说了这么多，最后教给大家一个极其简单的区别方法：两栖动物的指/趾端是没有爪的，爪是从爬行动物才开始出现的。

所以，只需要看看这些难分辨的动物有没有爪，就能判断出这只动物究竟是两栖类还是爬行类啦。

兽脚类恐龙前肢的大爪子化石。英国布里斯托大学的一项新研究表明，兽脚类恐龙在从食肉动物向食草动物转变的过程中，演化出了各种各样的爪子形状，以适应挖掘、抓握或穿洞等特殊功能。（图片来源：布里斯托大学）

结语

最后我们来小结一下：

1. 两栖动物用皮肤呼吸，爬行动物有鳞片等装甲；两栖动物皮肤湿润，爬行动物皮肤干燥。

2. 爬行动物首先出现了羊膜卵。

3. 两栖动物口鼻同腔，爬行动物吃饭不堵鼻子。

4. 两栖动物不会摇头，爬行动物不会点头。

5. 爬行动物有心室瓣膜，两栖动物无。

6. 爬行动物有爪，两栖动物无。

区分它们也许只是茶余谈资，我们更应该看到生命是如何克服重重困境、一步一步适应环境的，生命的演化史真是一部波澜壮阔的史诗！