konfronteret med truslen om et rovdyr, semi-akvatiske anoler-en type firben hjemmehørende i Amerika—vil tage et spring af tro, slynge sig fra klipper og dykke i vand. Der, i bunden af hurtigstrømmende vandløb, kan de forblive nedsænket i op til 18 minutter og vente, indtil det er sikkert at kravle tilbage på land.
men hvordan kan firben, hvis lunger er udviklet til god ole-luft, klare at holde vejret så længe? Det ser ud til, at de ikke behøver det. Ifølge en nylig undersøgelse foretaget af evolutionære biologer ved University of Toronto, disse vandelskende krybdyr anvender deres egen form for dykkerforskere, der er passende opfundet “rebreathing.”Tidligere har økologer kun observeret denne teknik i leddyr som edderkopper og bugs.
undersøgelsen, som blev offentliggjort i denne måned i Current Biology, fandt, at anoler har en unik evne til at trække vejret under vandet takket være en luftboble, der sidder oven på deres snouts. Ved hver indånding og udånding udvides luftboblen og trækker sig sammen som en pulserende ballon. Dette gør det muligt for firbenene at suge i tiltrængt ilt.
gennem observationer opdagede forskerne, så snart firbenets hud rørte ved vand, et submillimeter lag af luft belagt sin krop, så de kunne fange i ilt. De henviser til dette som en “kviksølvforing.”
Luke Mahler, adjunkt ved Institut for økologi og evolutionær biologi ved University of Toronto, Hvis laboratorium ledede projektet, sagde, at han først bemærkede dette fænomen tilfældigt, mens han var på en tur til Haiti i 2009.
der i øens fjerntliggende nordlige bjerge er en kritisk truet art af anole kaldet Anolis eugenegrahami. Mahler, der studerede den sjældne undergruppe, skete ved genvejning, da han forsigtigt kastede et eksemplar tilbage i en klar, lavvandet del af bæk.
hurtigt frem til 2016, og en elev af hans på det tidspunkt, Chris Boccia—projektets ledende forsker—tog en tur til Costa Rica for at observere en fjern slægtning til den haitiske firben. Mahler bad ham om at holde øje med ethvert tegn på genånding. Helt sikkert, da boccia blev dunket i vand, så den nærliggende firbenede modstykke bruge et reservoir af luft til at forblive nedsænket.
for at bevise, at den usikre luftdråbe hjalp øglerne med at trække vejret, måtte forskerne vise boblens iltmætning udtømt over tid. For at gøre dette vuggede de omhyggeligt fangede anoler med hånden og nedsænkede dem forsigtigt i vandtanke. Derefter rettede de en specialiseret sonde mod luftboblens centrum for at måle iltmætning.
“dette er, når det er praktisk at have erfaring med en gruppe organismer,” siger Mahler. Han har studeret anoles i mere end 10 år. “Du ville ikke tro, at du bare kunne hente en og dumpe den i en spand, men hvis du håndterer dem på en afslappet måde, bliver de komfortable.”
en af de mest overraskende opdagelser af projektet var, at rebreathing ikke var karakteristisk for dykkerreptilerne—det var universelt i alle anoler, som undersøgelsen observerede, herunder arter, der ikke findes i nærheden af vandløb, og dem, der er endemiske for Colombia, Den Dominikanske Republik, Jamaica, Ecuador og Costa Rica.
de jordbundne firben var dog ikke så dygtige, når det gjaldt genvejning. Dette indikerer, at træk opstod i en forfædres befolkning til anden brug, sagde Mahler, men blev derefter skræddersyet og specialiseret til dem, der bor i små vandløb.
” belægning af luft, som vi tror sandsynligvis opstod til et andet formål, der ikke var relateret til dykning, men har nu givet evnen til at overdrive denne rebreathing-mekanisme til noget ganske nyttigt,” siger Mahler, der mener, at feltbaserede undersøgelser som denne er vigtige for at afdække spor til, hvordan Adaptiv evolution fungerer.
opdagelsen giver ikke kun biologer indsigt i, hvordan evolution fungerer, men kan tilbyde et vist potentiale for fremtidige applikationer, siger Mahler. At lære mere om overfladeegenskaberne for disse hvirveldyrs hud under vand kan for eksempel føre til nye hydrofobe materialer eller film.
men det er mange år væk. Det næste skridt for Mahler er at forstå, hvad der får anoles’ slinky skalaer til at afvise vand. Han mener, at det sandsynligvis har at gøre med deres struktur, men der kan være en kemisk forklaring.
“den største tage hjem er, at dette bare er en ret cool innovation, som hvirveldyr er kommet op med, som ikke rigtig blev værdsat før,” siger Mahler.