genomikai kutatás
a Torontói Egyetem Evolúciós biológusainak egy csoportja kimutatta, hogy az Anolis gyíkok vagy anolák képesek lélegezni a víz alatt az orrukhoz tapadó buborék segítségével.
az Anolák a trópusi Amerikában található gyíkok változatos csoportja. Egyes anolok patakspecialisták, és ezek a félig vízi fajok gyakran merülnek a víz alá, hogy elkerüljék a ragadozókat, ahol akár 18 percig is víz alatt maradhatnak.
” megállapítottuk, hogy a félig vízi anolok levegőt lélegeznek ki egy buborékba, amely a bőrükhöz tapad ” -mondja Chris Boccia, a Bölcsészettudományi Kar & Tudományos Ökológiai Tanszék & Evolúciós Biológia (EEB). Boccia a Current Biology ezen a héten közzétett megállapítását leíró cikk vezető szerzője.
“a gyíkok ezután újra belélegzik a levegőt-mondja Boccia -, ezt a manővert a búvárkodási technológia után” újralégzésnek “nevezzük.”
a kutatók megmérték a buborékok levegőjének oxigén (O2) tartalmát, és megállapították, hogy az idővel csökkent, megerősítve, hogy az újrabeáramolt levegő részt vesz a légzésben.
az Újralégzés valószínűleg azért alakult ki, mert a hosszabb víz alatti tartózkodás képessége növeli a gyík esélyeit a ragadozók elkerülésére.
a szerzők hat félvízi anolfajt tanulmányoztak, és megállapították, hogy mindegyik rendelkezik az újralégzési tulajdonsággal, annak ellenére, hogy a legtöbb faj távoli rokonságban áll. Míg az újralégzést alaposan tanulmányozták a vízi ízeltlábúaknál, mint a vízi bogarak, a gyíkoknál nem várható, mert az ízeltlábúak és a gerincesek fiziológiai különbségei vannak.
“az Újralégzést soha nem tekintették a gerincesek víz alatti légzésének lehetséges természetes mechanizmusának” – mondja Luke Mahler, az EEB adjunktusa és a boccia szakdolgozat-felügyelője. “De a munkánk azt mutatja, hogy ez lehetséges, és hogy az anoles ismételten alkalmazta ezt a stratégiát a vízi élőhelyeket használó fajokban.”
Mahler és társszerzője, Richard Glor, a Kansasi Egyetem kutatói először 2009-ben figyelték meg az anoles újralégzését Haitin, de nem tudtak további megfigyeléseket vagy kísérleteket végezni. Egy másik társszerző, Lindsey Swierk, A New York-i Állami Egyetem Binghamton egyeteméről ugyanezt a viselkedést írta le egy Costa Rica-i fajban 2019-ben. Ezek a korai megfigyelések azt sugallták, hogy az újralégzés adaptáció volt a búvárkodáshoz, de ezt az ötletet eddig nem tesztelték.
Boccia azután kezdett érdeklődni a vízi anolok iránt, hogy Panamában találkozott eggyel. 2017-ben Costa Ricában kezdte meg újralégzési vizsgálatát, majd Kolumbiában és Mexikóban folytatta a kutatást.
mint a szerzők rámutatnak, az újralégzési tulajdonság azért alakulhatott ki, mert az anolák bőre hidrofób – taszítja a vizet – egy olyan tulajdonság, amely valószínűleg az anolokban fejlődött ki, mert megvédi őket az esőtől és a parazitáktól. Víz alatti, légbuborékok ragaszkodnak hidrofób bőr és a képesség, hogy kihasználják ezeket a buborékokat a légzés kifejlesztett eredményeként.
bár további munkára van szükség a folyamat működésének részletes megértéséhez, Boccia, Mahler és társszerzői különböző módszereket javasolnak az újralégzés működésére.
a legegyszerűbb formájában a gyík orrán lévő légbuborék valószínűleg úgy viselkedik, mint egy búvár tartály, amely az elmerült állatnak a tüdejében lévő levegő mellett levegőt is biztosít. Ez az, amit a vízi ízeltlábúak, mint a vízbogarak, meghosszabbítják azt az időt, amikor elmerülhetnek.
a kutatók azt is sugallják, hogy az újralégzési folyamat megkönnyítheti a gyík orrjárataiban, szájában és légcsőjében található levegő felhasználását, amelyet egyébként a gyík nem használna légzéshez.
a buborék segíthet megszabadulni a kilégzett levegőből származó hulladék szén-dioxidtól (CO2) egy olyan folyamaton keresztül, amelyet más kutatók már megfigyeltek a vízi ízeltlábúaknál. Ezek a vizsgálatok arra a következtetésre jutottak, hogy mivel a CO2 vízben nagyon jól oldódik, és mivel a Buborékokban a CO2 szintje magasabb, mint a környező vízben, a kilégzett CO2 a környező vízbe oldódik, ahelyett, hogy újra belélegezné.
végül a szerzők feltételezik, hogy a buborék kopoltyúként működhet, és elnyeli az oxigént a vízből-ismét valami, amit az ízeltlábúaknál már megfigyeltek. Boccia és Mahler további kutatásokat tervez annak megerősítésére, hogy ezek az újralégzési folyamatok előfordulnak-e az anolokkal.
Mahler szerint ” ez a munka gazdagítja annak megértését, hogy az organizmusok milyen kreatív és váratlan módon felelnek meg a környezetük által támasztott kihívásoknak. Ez önmagában is értékes, de az ilyen felfedezések az emberek számára is értékesek lehetnek, amikor megoldásokat keresünk saját kihívást jelentő problémáinkra.”
“túl korai megmondani, hogy a gyíkok újralégzése vezet-e valamilyen különleges emberi újításhoz” – mondja Boccia, “de az újralégzésről szóló biomimikri érdekes javaslat lehet számos területen-beleértve a búvárkodás újralégzési technológiáját is, ami motiválta a jelenség elnevezését.”
hivatkozás: Boccia CK, Swierk L, Ayala-Varela FP, et al. A víz alatti légzés ismételt fejlődése a búvárkodás során Anolis gyíkok. Jelenlegi Biológia. doi: 10.1016 / j. kölyök.2021.04.040.
ez a cikk a következő anyagokból jelent meg újra. Megjegyzés: lehet, hogy az anyagot a hossza és a tartalma alapján szerkesztették. További információért, kérjük, forduljon az idézett forráshoz.