w obliczu zagrożenia ze strony drapieżnika, pół-wodne anole-rodzaj jaszczurki pochodzącej z obu Ameryk—podejmą skok wiary, rzucając się ze skał i nurkując w wodzie. Tam, na dnie szybko płynących strumieni, mogą pozostać w zanurzeniu do 18 minut, czekając, aż będzie bezpiecznie czołgać się z powrotem na lądzie.
ale jak jaszczurki, których płuca są rozwinięte na dobre, potrafią tak długo wstrzymać oddech? Wygląda na to, że nie muszą. Według niedawnych badań przeprowadzonych przez biologów ewolucyjnych na Uniwersytecie w Toronto, te kochające wodę Gady wykorzystują własną formę nurkowania naukowcy trafnie ukuty ” rebreathing.”Wcześniej ekolodzy obserwowali tę technikę tylko u stawonogów, takich jak pająki i robaki.
badanie, które zostało opublikowane w tym miesiącu W Current Biology, wykazało, że anole mają wyjątkową zdolność oddychania pod wodą dzięki pęcherzykowi powietrza siedzącemu na ich pyskach. Z każdym wdechem i wydechem pęcherzyk powietrza rozszerza się i kurczy, jak pulsujący balon. Dzięki temu jaszczurki zasysają bardzo potrzebny tlen.
dzięki obserwacjom naukowcy odkryli, że gdy tylko Skóra jaszczurki dotknęła wody, submilimetrowa warstwa powietrza pokryła jej ciało, pozwalając im uwięzić tlen. Nazywają to ” podszewką quicksilver.”
Luke Mahler, adiunkt na Wydziale ekologii i biologii ewolucyjnej Uniwersytetu w Toronto, którego laboratorium prowadziło projekt, powiedział, że po raz pierwszy zauważył to zjawisko przypadkowo podczas podróży na Haiti W 2009 roku.
tam w odległych północnych górach Wyspy znajduje się krytycznie zagrożony gatunek anole o nazwie Anolis eugenegrahami. Mahler, który badał rzadką podgrupę, zdarzył się podczas ponownego oddychania, kiedy delikatnie wrzucił okaz z powrotem do wyraźnego, płytkiego odcinka potoku.
przewiń do 2016 roku, a jego ówczesny student, Chris Boccia—główny badacz projektu—udał się na wycieczkę do Kostaryki, aby obserwować dalekiego krewnego Haitańskiej jaszczurki. Mahler poprosił go, by wypatrywał śladów rebreathingu. Po zanurzeniu w wodzie boccia zobaczył, że sąsiedni czworonożny odpowiednik używa zbiornika powietrza, aby pozostać zanurzonym.
aby udowodnić, że niepewnie wznosząca się kropla powietrza pomaga jaszczurkom oddychać, naukowcy musieli wykazać, że nasycenie pęcherzyka tlenem z czasem uległo wyczerpaniu. Aby to zrobić, starannie kołysali schwytane anole ręcznie i delikatnie zanurzali je w zbiornikach z wodą. Następnie wycelowali specjalistyczną sondę w centrum pęcherzyka powietrza, aby zmierzyć nasycenie tlenem.
„to jest, gdy doświadczenie z grupą organizmów przydaje się”, mówi Mahler. Od ponad 10 lat studiuje anoles. „Nie pomyślałbyś, że będziesz w stanie po prostu podnieść jeden i wrzucić go do wiadra, ale jeśli obchodzisz się z nimi w zrelaksowany sposób, stają się wygodne.”
jednym z najbardziej zaskakujących odkryć projektu było to, że rebreathing nie był charakterystyczny dla nurkujących gadów—był uniwersalny we wszystkich anolach zaobserwowanych w badaniu, w tym gatunkach niewystępujących w pobliżu strumieni i endemicznych dla Kolumbii, Meksyku, Dominikany, Jamajki, Ekwadoru i Kostaryki.
jednak jaszczurki związane z ziemią nie były tak wykwalifikowane, jeśli chodzi o rebreathing. Wskazuje to na to, że cecha powstała w populacji przodków do innego użytku, powiedział Mahler, ale następnie została dostosowana i wyspecjalizowana dla osób zamieszkujących małe strumienie.
” powłoka powietrza prawdopodobnie powstała w jakimś innym celu niezwiązanym z nurkowaniem, ale teraz dała możliwość wyolbrzymiania tego mechanizmu rebreathingu w coś całkiem użytecznego”, mówi Mahler, który uważa, że badania terenowe takie jak te są niezbędne do odkrycia wskazówek, jak działa ewolucja adaptacyjna.
odkrycie nie tylko dostarcza biologom wglądu w to, jak działa ewolucja, ale może zaoferować pewien potencjał dla przyszłych zastosowań, mówi Mahler. Więcej informacji na temat właściwości powierzchniowych skóry tych oddychających pod wodą kręgowców może na przykład prowadzić do powstania nowych materiałów lub filmów hydrofobowych.
ale to za wiele lat. Następnym krokiem Mahlera jest zrozumienie, co powoduje, że skośne łuski anolesa odpychają wodę. Uważa, że ma to związek z ich strukturą, ale może być Wyjaśnienie chemiczne.
„największym sukcesem jest to, że jest to po prostu całkiem fajna innowacja, którą wymyśliły kręgowce, która nie była wcześniej doceniana” – mówi Mahler.