geconfronteerd met de dreiging van een roofdier, zullen semi-aquatische anolen—een soort hagedis afkomstig uit de Amerika ‘ s—een sprong van vertrouwen nemen, zich uit de rotsen werpen en in het water duiken. Daar, op de bodem van snelstromende beekjes, kunnen ze tot 18 minuten onder water blijven, wachtend tot het veilig is om terug aan land te kruipen.
maar hoe kunnen hagedissen, wier longen zijn ontwikkeld voor goede lucht, erin slagen hun adem zo lang in te houden? Het lijkt erop dat ze dat niet hoeven te doen. Volgens een recente studie uitgevoerd door evolutionaire biologen aan de Universiteit van Toronto, maken deze waterminnende reptielen gebruik van hun eigen vorm van duiken onderzoekers toepasselijk bedacht “rebreathing.”Voorheen hebben ecologen deze techniek alleen waargenomen bij geleedpotigen zoals spinnen en insecten.
uit de studie, die deze maand in Current Biology werd gepubliceerd, bleek dat anolen een uniek vermogen hebben om onder water te ademen dankzij een luchtbel die op hun snuit zit. Bij elke in-en uitademing zet de luchtbel uit en trekt samen, als een pulserende ballon. Hierdoor kunnen de hagedissen de broodnodige zuurstof naar binnen zuigen.
door middel van waarnemingen ontdekten de wetenschappers, zodra de huid van de hagedis water raakte, een submillimeter laag van lucht bedekt zijn lichaam, waardoor ze te vangen in zuurstof. Ze verwijzen naar dit als een ” quicksilver voering.”
Luke Mahler, een assistent-professor in het departement ecologie en evolutionaire biologie aan de Universiteit van Toronto wiens lab het project leidde, zei dat hij dit fenomeen voor het eerst toevallig opmerkte tijdens een reis naar Haïti in 2009. In de afgelegen noordelijke bergen van het eiland bevindt zich Anolis eugenegrahami. Mahler, die de zeldzame subgroep bestudeerde, gebeurde bij het opnieuw inademen toen hij zachtjes een specimen terug in een helder, ondiep gedeelte van de Beek gooide.
Fast forward to 2016, en een student van hem op het moment, Chris Boccia—de hoofdonderzoeker van het project—ging op een reis naar Costa Rica om een verre familielid van de Haïtiaanse hagedis te observeren. Mahler vroeg hem om een oogje in het zeil te houden voor elk teken van herademing. Zeker genoeg, toen gedompeld in water, Boccia zag de naburige vierbenige tegenhanger gebruik maken van een reservoir van lucht te blijven ondergedompeld.
om aan te tonen dat de hagedissen geholpen werden met ademen, moesten de onderzoekers aantonen dat de zuurstofverzadiging van de bel in de loop van de tijd uitgeput was. Om dit te doen, ze zorgvuldig wiegde gevangen anolen met de hand en zachtjes ondergedompeld hen in tanks van water. Vervolgens richtten ze een gespecialiseerde sonde op het centrum van de luchtbel om zuurstofverzadiging te meten.
” dit is wanneer ervaring met een groep organismen van pas komt, ” zegt Mahler. Hij bestudeert al meer dan 10 jaar anolen. “Je zou niet denken dat je in staat zou zijn om er een op te pakken en in een emmer te dumpen, maar als je ze op een ontspannen manier aanpakt, worden ze comfortabel.”
een van de meest verrassende ontdekkingen van het project was dat rebreathing niet onderscheidend was voor de duikende reptielen—het was universeel in alle anoles die de studie observeerde, inclusief soorten die niet gevonden werden in de buurt van beken, en die endemisch in Colombia, Mexico, de Dominicaanse Republiek, Jamaica, Ecuador en Costa Rica.
de aan land gebonden hagedissen waren echter niet zo bekwaam als het ging om het opnieuw inademen. Dit geeft aan dat de eigenschap ontstond in een voorouderlijke bevolking voor een ander gebruik, Mahler zei, maar werd vervolgens op maat gemaakt en gespecialiseerd voor degenen die wonen door kleine stromen. “Coating of air we think probably reised for some other purpose unrelated to diving, but has now given the ability to overdrijf this rebreathing mechanism into something useful,” says Mahler, who believes field-based studies like this are essential in discovering clues to how adaptive evolution works.
de ontdekking geeft biologen niet alleen inzicht in hoe evolutie werkt, maar kan ook potentieel bieden voor toekomstige toepassingen, aldus Mahler. Meer leren over de oppervlakte-eigenschappen van de huid van deze onderwater-ademende gewervelde dieren, bijvoorbeeld, kan leiden tot nieuwe hydrofobe materialen of films.
maar dat is nog vele jaren. De volgende stap voor Mahler is te begrijpen wat ervoor zorgt dat de schubben van de anolen water afstoten. Hij denkt dat het waarschijnlijk te maken heeft met hun structuur, maar er kan een chemische verklaring zijn. “The biggest take home is this is just a pretty coole innovation that vertebrates have come up with that was not really appreciated before,” Mahler says.