kohdatessaan petoeläimen uhan, osittain vedessä elävät anolit-Liskotyyppi, joka on kotoisin Amerikoista—ottavat uskonloikan, heittelehtivät kivistä ja sukeltavat veteen. Siellä nopeasti virtaavien purojen pohjalla ne voivat pysyä veden alla jopa 18 minuuttia odottaen, että on turvallista ryömiä takaisin maalle.
mutta miten liskot, joiden keuhkot on kehitetty hyvää ole-ilmaa varten, pystyvät pidättämään hengitystään niin kauan? Ei heidän tarvitsekaan. Toronton yliopiston evoluutiobiologien äskettäin tekemän tutkimuksen mukaan nämä vettä rakastavat matelijat käyttävät omaa laitesukellustutkijamuotoaan, joka osuvasti keksi ”rebreathingin”.”Aiemmin ekologit ovat havainneet tämän tekniikan vain niveljalkaisilla, kuten hämähäkeillä ja ötököillä.
tässä kuussa Current Biology-lehdessä julkaistussa tutkimuksessa havaittiin, että anoleilla on ainutlaatuinen kyky hengittää veden alla kuononsa päällä istuvan ilmakuplan ansiosta. Jokaisen sisään-ja uloshengityksen aikana ilmakupla laajenee ja supistuu kuin sykkivä ilmapallo. Näin liskot voivat imeä tarvitsemaansa happea.
tutkijat havaitsivat havaintojen avulla, että heti kun liskon iho kosketti vettä, sen ruumista peitti submillimetrinen ilmakerros, jonka avulla lisko sai happea. He kutsuvat tätä ” quicksilver vuori.”
Luke Mahler, Toronton yliopiston ekologian ja evoluutiobiologian laitoksen apulaisprofessori, jonka laboratorio johti projektia, sanoi huomanneensa ilmiön ensi kerran sattumalta ollessaan vuonna 2009 matkalla Haitissa.
siellä saaren syrjäisillä pohjoisilla vuorilla elää äärimmäisen uhanalainen anolilaji Anolis eugenegrahami. Mahler, joka tutki harvinaista alaryhmää, tapahtui rebreathingissa, kun hän varovasti heitti näytteen takaisin selkeään, matalaan puron osaan.
Pikakelataan vuoteen 2016, ja hänen silloinen oppilaansa Chris Boccia—projektin johtava tutkija—lähti Costa Ricaan tarkkailemaan Haitin liskon kaukaista sukulaista. Mahler pyysi häntä pitämään silmällä merkkejä rebreathingista. Kun boccia oli uponnut veteen, hän näki naapurissa asuvien nelijalkaisten käyttävän ilmasäiliötä pysyäkseen veden alla.
todistaakseen, että epävarmasti laskeutunut ilmapisara auttoi liskoja hengittämään, tutkijat joutuivat osoittamaan kuplan happisaturaation ehtyneen ajan myötä. Tätä varten he varovasti keittelivät vangittuja anoleja käsin ja upottivat ne varovasti vesisäiliöihin. Sitten he suuntasivat erikoisen luotaimen ilmakuplan keskipisteeseen mittaamaan hapen kylläisyyttä.
”tämä on silloin, kun kokemus eliöryhmästä tulee tarpeeseen”, Mahler sanoo. Hän on tutkinut anoleja yli 10 vuotta. ”Et luulisi, että voisit vain nostaa yhden ja heittää sen ämpäriin, mutta jos käsittelet niitä rennolla tavalla, ne saavat mukavan olon.”
yksi projektin yllättävimmistä löydöistä oli se, että rebreathing ei ollut omaleimainen sukeltaville matelijoille—se oli yleinen kaikissa tutkimuksessa havaituissa anoleissa, mukaan lukien lajit, joita ei tavattu purojen lähellä, ja ne, jotka ovat endeemisiä Kolumbiassa, Meksikossa, Dominikaanisessa tasavallassa, Jamaikalla, Ecuadorissa ja Costa Ricassa.
maalla elävät liskot eivät kuitenkaan olleet yhtä taitavia rebreathingin suhteen. Tämä osoittaa, että ominaisuus syntyi esi-isien väestössä johonkin muuhun käyttöön, Mahler sanoi, mutta oli sitten räätälöity ja erikoistunut niille, jotka asuvat pienissä puroissa.
”ilman pinnoitus on luultavasti syntynyt johonkin muuhun tarkoitukseen, joka ei liity sukeltamiseen, mutta on nyt antanut kyvyn liioitella tätä uudelleenluomismekanismia joksikin varsin hyödylliseksi”, sanoo Mahler, joka uskoo, että tällaiset kenttätutkimukset ovat välttämättömiä löydettäessä johtolankoja siitä, miten Adaptiivinen evoluutio toimii.
löytö ei ainoastaan anna biologeille tietoa siitä, miten evoluutio toimii, vaan se voi tarjota jonkin verran mahdollisuuksia tuleviin sovelluksiin, Mahler sanoo. Esimerkiksi näiden veden alla hengittävien selkärankaisten ihon pintaominaisuuksien oppiminen voisi johtaa uusiin hydrofobisiin materiaaleihin tai kalvoihin.
, mutta siihen on vielä monta vuotta aikaa. Seuraava askel Mahlerille on ymmärtää, mikä saa anolien vinot suomut hylkimään vettä. Hän arvelee, että se liittyy niiden rakenteeseen, mutta sille voi olla kemiallinen selitys.
”suurin kotivoitto on se, että tämä on vain aika siisti innovaatio, jonka selkärankaiset ovat keksineet, jota ei aiemmin oikein arvostettu”, Mahler sanoo.