Genomics Research
トロント大学の進化生物学者のチームは、アナリスのトカゲ、またはアナリスは、彼らの鼻にしがみついている泡の助けを借りて水中で呼吸することができることを示しました。
Anolesは、熱帯アメリカ大陸全体で見つかったトカゲの多様なグループです。 いくつかのアナールは河川の専門家であり、これらの半水生種は捕食者を避けるために頻繁に水中に潜り、18分間水中に留まることができる。
「我々は、半水生のアノールが皮膚にくっつく泡に空気を吐き出すことを発見した」と、芸術学部&科学の生態学部門&進化生物学（EEB）の最近の修士課程を卒業したChris Boccia氏は言う。 Bocciaは、Current Biologyに今週掲載されたこの発見を説明する論文の主執筆者です。
「トカゲはその後、空気を再吸入する」とボッチャは言う、「我々はスキューバダイビング技術の後に「再呼吸」と呼んだ操縦。研究者らは、気泡中の空気の酸素（O2）含有量を測定し、時間の経過とともに減少することを発見し、再呼吸された空気が呼吸に関与していることを確
再繁殖は、トカゲが捕食者を逃がす可能性を高めるために、より長く水中に留まる能力が進化した可能性が高い。
著者らは6種の半水生アノール類を研究し、ほとんどの種が遠縁であるにもかかわらず、すべてが再繁殖形質を持っていることを発見した。 再繁殖は水カブトムシのような水生節足動物で広く研究されているが、節足動物と脊椎動物の生理学的違いのためにトカゲでは期待されていなかった。
「再呼吸は、脊椎動物の水中呼吸の潜在的な自然なメカニズムとは考えられていなかった」と、Eebの助教授であり、Bocciaの論文の監督者であるLuke Mahlerは言う。 「しかし、私たちの研究は、これが可能であり、anolesが水生生息地を使用する種にこの戦略を繰り返し展開していることを示しています。”
マーラーとカンザス大学の共著者リチャード-グロールは、2009年にハイチで初めてanoles rebreathingを観察したが、それ以上の観測や実験を行うことはできなかった。 ニューヨーク州立大学ビンガムトン大学の別の共著者であるLindsey Swierkは、2019年にコスタリカの種で同じ行動を説明しました。 これらの初期の観察は、再呼吸がダイビングの適応であることを示唆したが、この考えは今までテストされていなかった。
ボッチャはパナマで遭遇した後、水生アノールに興味を持つようになった。 2017年にコスタリカで再調査を開始し、コロンビアとメキシコで調査を続けた。
著者らが指摘しているように、再繁殖形質は、アノールの皮膚が疎水性であるために発達した可能性があります-それは水をはじく-それは雨や寄生虫か 水中では、気泡が疎水性の皮膚に付着し、その結果、これらの気泡を呼吸のために利用する能力が発達した。
プロセスがどのように詳細に機能するかを理解するためにはさらなる作業が必要ですが、Boccia、Mahlerとその共著者は、再呼吸が機能するさまざまな方法を提
その最も単純な形態では、トカゲの鼻の気泡はおそらくスキューバタンクのように働き、水中の動物に肺の空気に加えて空気を供給します。 これは、水カブトムシのような水生節足動物が水没したままにすることができる時間を延長するために行うことです。
研究者らはまた、再呼吸プロセスがトカゲの鼻道、口、気管に見られる空気の使用を容易にする可能性があることを示唆しています。
この泡は、他の研究者が水生節足動物で既に観察しているプロセスを通じて、吐き出された空気から廃棄物の二酸化炭素（CO2）を取り除くのにも役立 これらの研究は、CO2は水に非常に可溶性であり、気泡中のCO2のレベルが周囲の水よりも高いため、吐き出されたCO2は再ブリースされるのではなく、周囲の水に溶解すると結論づけた。
最後に、著者らは、気泡が鰓として作用し、水から酸素を吸収する可能性があると推測している–再び、節足動物で既に観察されているもの。 BocciaとMahlerは、これらの再生プロセスがanolesで発生しているかどうかを確認するためのさらなる研究を計画しています。
マーラーによると、”この作品は、生物が環境によってもたらされる課題に対処する創造的で予期せぬ方法についての理解を豊かにします。 それはそれ自体価値がありますが、このような発見は、私たち自身の挑戦的な問題の解決策を模索するとき、人間にとっても価値があります。”
“トカゲのrebreathingが特定の人間の革新につながるかどうかを判断するのは時期尚早ですが、rebreathingのバイオミミクリーは、スキューバダイビングのrebreathing技術を含むいくつかの分野にとって興味深い命題である可能性があります。”
参照：Boccia CK、Swierk L、Ayala-Varela FP、et al. ダイビングアナリストカゲにおける水中再生の繰り返し進化。 現在の生物学。 土井:10.1016/j.cub.2021.04.040.
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