Adaptations of Desert Amphibians & Reptiles
Thomas R. Van Devender
Amphibians and reptile has many different adaptations that they can live in deserts, avoid extremes in aridity, heat, or cold. また、特定の季節や時間帯にしか活動しないこともある。 また、体温を積極的に調節することで、極端な温度差による死亡を防いでいるものも少なくない。 また、穴を掘るために付属肢を改良したり、緩い砂の上を走ったり、潜ったり、泳いだり、横風を受けたりする能力を持っているものもいる
脊椎動物が砂漠などの特定の陸上生息地に適応する前に、まず陸上生活に適応しなければならなかったのだ。 陸上生活への主な適応は、古生代の400～360ミヤ（百万年前）に両生類の進化とともに起こりました。 両生類は、ギリシャ語の「amphibios（二重生活をする者）」に由来し、幼虫は淡水で生活し、成虫になると陸に上がることができる。 幼生から成体への変態には、肺魚から進化したストーリーが読み取れる。幼生はエラで呼吸し、側線に沿って開いた穴で環境を感知するが、成体ではこれらが失われ、肺、手足、指が発達する。 両生類は水棲の幼生と、水分の損失や太陽光に弱い透水性のある薄い皮膚のために、完全に陸上で生活することができず、乾燥した生息地への放散も制限されている。 初期の両生類は昆虫を求めて陸に上がっていたが、脊椎動物は古生代の後半に最初の爬虫類が防水性の皮膚と乾燥から胚を保護する膜（羊膜、絨毛）を持つ卵を進化させてからようやく水から離れることができたのである。
現代の両生類や爬虫類、そして現代の哺乳類や鳥類の進化的放射は、白亜紀後期（98-65ma）に恐竜が減少するにつれて始まった。 乾燥に対する一般的な適応は、北米の砂漠が誕生するはるか以前、始新世（約4500万年前）から中期中新世（1500万年前）までの熱帯落葉樹林の乾季に進化してきたものである。 ソノラ砂漠の固有種の適応は、熱帯落葉樹林や棘皮動物で進化した可能性が高い。 1500万年前のシエラ・マードレ・オクシデンタルの隆起は、気象パターンを変化させた。 中新世後期（8世紀）には乾燥化が進み、ソノラン砂漠が形成されたため、適応力のある爬虫類が繁栄した
砂漠の環境は両生類にとって大きな困難である。 タイガーサラマンダーやローランドヒョウガエルは、常設の池や小川、泉の近くでなければ砂漠に入ることができない。
ソノラ・デザート・トード、デザート・スペードフット、ノーザン・カスクヘッド・ツリーフロッグなどは、深さ3フィートもの穴を掘って9～10ヶ月過ごす能力があるので砂漠で生き残ることができます。 スペードフットとノーザンカスクヘッドツリーフロッグは、後ろ足にスペードと呼ばれる固まった部分があり、そこで穴を掘ることができる。 スペードの仲間は巣穴の中で水分が失われないように半透膜を分泌して皮膚を厚くし、カスクヘッドツリーフロッグは外皮を脱いでセロファンのような繭を作る。 191>
砂漠の両生類にとって究極の挑戦は、非常に散発的で局所的な夏の雷雨によって生じる一時的なプールで繁殖することである。 そのため、このような甚だしい事態が発生するのです。 砂漠の両生類は、卵からヒキガエルまで2週間未満で成長するようになりました。 夏の降雨量が少ないカリフォルニア州南東部では、最初の嵐の間に出現し、池に移動して鳴き交わし、脂質の豊富なシロアリを食べて一晩で繁殖することもある。 191>
原始的な爬虫類は、皮質または硬い殻を持つ無生物の卵と、鱗を持つ比較的不浸透性の皮膚のおかげで、両生類よりも乾燥した生息地に放射することができた。 191>
爬虫類の皮膚は薄く、断熱性はほとんどなく、多くは体内で熱を生産して代謝を行うわけではないので、体温を調節するための適応（体温調節）は非常に重要である。 体温調節が可能なのは、体温と生理的過程（化学反応、ホルモン分泌など）、行動が複雑に関係しているからである。 春と秋の真昼間、夏の早朝と夕方など、季節によって活動パターンが変化する。 バンドウヤモリのような夜行性の爬虫類やほとんどのヘビは、空気や土と受動的に熱交換を行う。 一方、昼行性のトカゲは、日向ぼっこをして熱を吸収する。 一日の活動のタイミング、日陰への出入りや体の向きの変化（日射）、表面との接触による熱伝導の調節、体色の変化（黒い皮膚はエネルギー吸収が早い）など、さまざまな方法で体温を比較的一定に保つことができる。 また、砂漠に生息する爬虫類の中には、かなり高い体温に耐えられるものもいる。例えば、砂漠イグアナの活動範囲は38-42℃である。
環境ストレスがかかると、砂漠の爬虫類はネズミや他の哺乳類の掘った穴を借りて、長い期間活動しないことがよくある。 冬は冬眠、夏は蒸発のため、巣穴の中の動物は代謝過程が大幅に減少している。 水と体内に蓄えた栄養で生活し、老廃物は有毒なレベルまで蓄積される。 例えば、砂漠のカメは大きな膀胱を持っており、体重の40％以上の水、尿素、尿酸、窒素老廃物を、飲めるようになるまでの数カ月間、蓄えておくことができる。 尿酸は水と分離し、固体のまま排出することができるため、水とイオンを自由に再吸収することができます。 また、カメが活動しない長期の干ばつ時には、甲羅からミネラルを再吸収し、代謝に利用することができる。 カリフォルニア湾の島々に生息する巨大なイスラ・サン・エステバンやトゲウオは、体の側面に一対の外側リンパ嚢を持ち、細胞外液の貯留が可能である。 191>
アリゾナ州とカリフォルニア州のコロラド川下流域とソノラ州北西部のグラン・デシエルトに生息する種は、風で飛ばされた緩い砂の中で生活するために多くの特殊性を持っている。 サイドワインダーは、体が2点のみで路面に接しながら突進する珍しい運動形態で進化してきました。 ヒラタトカゲやバハカリフォルニアレッグレストカゲ（バハカリフォルニアの西海岸に限定された鉛筆ほどの大きさの蛇型穴あきトカゲ）は、ほとんどのトカゲにある砂を集めるための外耳孔がない。 脚のないトカゲ、バンデッドサンドヘイク、シャベルノーズヘイクなどいくつかの種は、小さな目、細い頭、逆さになった下顎、非常に滑らかな鱗を持っており、緩い砂の中で泳ぎ、呼吸するための適応策である。 フトアゴヒゲトカゲは、後足のつま先がフリンジのように尖っており、砂丘を走るときの牽引力になっている。 191>
このように、両生類や爬虫類は、単に極度の暑さと乾燥に耐えるためだけでなく、実際に高温で乾燥した砂漠で繁栄するためにさまざまなメカニズムを使用しています。 これらの適応は事実上すべて、ソノラン砂漠が形成された後期中新世以前の熱帯の祖先から受け継いだものです。
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