Как некоторые ящерицы дышат под водой
Новое исследование показало, что пузырьки воздуха на мордах некоторых анолисовых ящериц в Коста-Рике позволяют рептилиям долго дышать под водой. С помощью такой техники ящерицы могут находиться под водой до 20 минут.
Бочча и его коллеги отправились в Коста-Рику в 2017 году в поисках анолисов с пузырьковыми головками. Ученые ловили их ночью во время сна, чтобы ящерицы не подвергались сильному стрессу.
В общей сложности они собрали 300 анолисов, после чего осторожно окунули каждую ящерицу в емкости с речной водой. Исследователи обнаружили, что ящерицы дышат под водой с помощью пузырька на мордочке. Одна из рептилий находилась под водой 18 минут.
Ученые считают, что за образование пузырька воздуха ответственна водоотталкивающая кожа ящериц. Когда рептилия ныряет в воду, тонкий слой воздуха может попасть на ее кожу. Когда ящерица выдыхает, воздух выходит через ноздри и расширяет захваченный слой воздуха. Таким образом, ящерица могла бы использовать свои легкие для управления размером пузыря.
Если ящерица вдыхает воздух в этих пузырьках, то со временем уровень кислорода в них должен снизиться. Установка небольшого кислородного датчика в пузырьки вокруг морды погруженных ящериц подтвердила, что уровень кислорода медленно падает, когда ящерицы дышат.
Исследователи рассчитывают продолжить изучение этой новооткрытой способности ящериц. Они подозревают, что подобным образом под водой могут находиться и другие рептилии, однако пока этого никто не видел.
Квадрокоптер, iPhone 13 Pro Max и другие призы ждут: участвуйте в фотоконкурсе «Широка моя страна»
Три космостанции переработанных отходов и другие причины выбрать товары с экомаркировкой
Источник
Тайна раскрыта: как ящерицы дышат под водой?
По данным The Reptile Database за 2021 год, ученым известно о существовании 7 059 видов ящериц. В основном они известны своей способностью к регенерации — в случае опасности они сбрасывают свой хвост и отращивают его заново. Но знаете ли вы, что некоторые виды ящериц способны дышать под водой на протяжении почти 20 минут? В 2009 году биолог-эволюционист Люк Малер (Luke Mahler) занимался изучением анолисовых ящериц на территории Гаити. Поймав одну особь и отпустив ее обратно в неглубокий ручей он заметил, что на ее голове образовался странный мешок, который будто бы наполнялся воздухом. В то время он перешел к другой научной работе, поэтому замеченное явление так и не было изучено. Но недавно этим делом занялся его ученик, который собрал исследовательскую группу и провел целый эксперимент с участием загадочных ящериц. Как вы уже могли догадаться, пузырек на голове использовался для дыхания под водой. Давайте разберемся подробнее, как именно происходит этот процесс?
Анолисовые ящерицы обладают мешочком, который помогает им дышать под водой
Кто такие анолисовые ящерицы?
Анолисовыми принято называть семейство игуанообразных ящериц, которые живут на юге США, Центральной и Южной Америке, а также на Карибских островах. Все они очень маленькие по размерам и окрашены в зеленый или бурый цвет. На их длинных пальцах имеются цепкие пластины, которые помогают им удерживаться на гладких поверхностях. Самцов можно отличить от самок по наличию яркого горлового мешка, который используется для привлечения внимания в период спаривания или для отпугивания врагов. Все анолисовые ящерицы умеют менять цвет тела в зависимости от настроения или окружающих условий. В основном они питаются насекомыми, но некоторые виды иногда не против фруктов.
Самцы анолисовых ящериц имеют при себе яркие горловые мешочки
Дышащие под водой ящерицы
В начале статьи я упомянул, что биолог Люк Малер однажды встретил ящерицу со странным мешочком на голове. Ему показалось, что он наполнен воздухом, который используется ящерицей для дыхания под водой. Его наблюдение так и осталось предположением, но недавно ученик этого биолога Крис Бочча (Chris Boccia) решил изучить это явление. По его словам, практически любой видевший ящериц человек может подтвердить, что в случае угрозы эти создания быстро ныряют в воду. Чтобы в очередной раз убедиться в этом, в 2017 году он со своими коллегами посетил Коста-Рику. Там они занялись поиском анолисовых ящериц для проведения небольшого эксперимента, о котором было рассказано в издании Science News.
Исследователи Крис Бочча (слева) и его брат Джеймс в ходе исследования
Поимкой ящериц они занимались ночью по двум причинам. Во-первых, так животных гораздо легче поймать, потому что они спят. Во-вторых, во время сна ящерицы испытывают меньше всего стресса. В конечном итоге им удалось поймать 300 анолисовых ящериц: 120 из них были найдены недалеко от воды, а 180 — на суше. Вернувшись в свой лагерь, исследователи аккуратно окунули каждую ящерицу в емкость с чистой водой и наблюдали за их реакцией.
Кожа анолисовых ящериц обладает водоотталкивающими свойствами, благодаря чему они и загонят воздух под кожу
В ходе эксперимента выяснилось, что пузырьки есть у всех ящериц. И почти каждая из них будто бы вдыхала возникающий внутри воздух. Только вот найденные возле воды особи могли продержаться под водой до 18 минут. По словам исследователя Криса Бочча, он с коллегами даже начал беспокоиться за ящерицу, но с ней ничего плохого не произошло. По мнению исследователей, при погружении в воду ящерицы загоняют себе под кожу немного воздуха. Он попадает в упомянутый выше мешочек и потом используется для дыхания под водой. При этом уровень кислорода в мешке с каждым вдохом уменьшается, что доказали кислородные датчики, установленные у головы ящериц. Скорее всего, в воде ящерицы сильно замедляют обмен веществ, благодаря чему и потребляют минимум кислорода.
На видео можно увидеть, как у ящериц надувается пузырь с водой
По словам другого биолога-эволюциониста Джонатана Лососа (Jonathan Losos), результаты наблюдений в очередной раз демонстрируют, как животные со временем подстраиваются под окружающие условия:
Виды, которые сталкиваются с какими-либо проблемами в природе, часто находят разные способы их преодоления. Рыбы используют жабры для извлечения кислорода из воды, киты способны надолго задерживать дыхание. Теперь мы знаем, что эти ящерицы берут с собой кислород под воду, — объяснил ученый.
Если вам интересны новости науки и техники, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете статьи, которые не были опубликованы на сайте!
Если вам интересна тема ящериц, предлагаю почитать этот материал. В ней я рассказал про самых больших ящериц в мире, которые иногда даже нападают на людей.
Источник
Ящерицы водяные анолисы обзавелись «аквалангами»
Lindsey Swierk / YouTube.com
Водяные анолисы (Anolis aquaticus) обзавелись своеобразным «аквалангом», с помощью которого научились дышать под водой. Как сообщила в своем блоге эколог Линдси Сверк (Lindsey Swierk) из Бингемтонского университета, а также рассказывается в Gizmodo, ящерицы могут находиться под водой до 16 минут. Все это время, они, по-видимому, дышат воздухом, который находится в кожаном мешке (или мешках) у них на голове и на горле.
Водяные анолисы обитают в лесах Центральной Америки. При приближении хищников они ныряют в неглубокую воду и прячутся на дне, пока опасность не исчезнет. Сверк и ее сотрудники наблюдали за ящерицами в джунглях Коста-Рики в 2015 году и выяснили, что ящерицы могут находиться под водой до 16 минут.
Через два года исследовательница продолжила наблюдение за водяными анолисами с помощью подводной видеокамеры. Они обнаружила, что когда ящерицы находятся под водой, у них на морде периодически появляется и опадает надутый воздухом кожный мешок. По-видимому, они дышат с его помощью. «Мы пока плохо изучили это явление, и поэтому оно очень интересно. Я думаю, что на голове и горле анолисов есть „карманы“, в которых задерживается воздух, и что появление воздушного „мешка“ обеспечивает воздухообмен между ними. Или, возможно, ящерицы используют воздушный „мешок“ чтобы избавиться от углекислого газа», — объясняет Сверк.
В дальнейшем Сверк планирует изучить, помогает ли форма головы анолисов сохранять пузыри воздуха, а также измерить концентрацию кислорода в воздушных «мешках» ящерицы во время длительного пребывания под водой.
Недавно исследователи выяснили, как гекконы могут передвигаться по поверхности воды. В этом им помогают супергидрофобные свойства их чешуи и воздушные полости, возникающие при ударе лап о воду.
Источник
Ящерица использует пузырьки воздуха, чтобы оставаться под водой
Ящерицы Anolis aquaticus, встречающиеся в Коста-Рике и Панаме, используют уникальный метод подводного дыхания, который позволяет им оставаться под водой в течение 15 минут.
Ранее было замечено, как ящерицы этого вида ныряли в воду. Только теперь ученым удалось пролить свет на их подводное дыхание.
«Дайвинг в воде и длительное пребывание под водой связан со стратегией избегания хищников, используемой этими ящерицами, — сказала Линдсей Сверк, биолог из Университета Бингемтона в США, — Anolis aquaticus не двигается быстро, и для них более эффективный вариант оставаться под водой».
Она заявила, что многие из ее попыток поймать образцы этого вида потерпели неудачу из-за их впечатляющей способности погружаться в воду. Теперь она знает, как они могут долго оставаться под ее поверхностью. По наблюдениям видно, что рассматриваемые ящерицы могут использовать рециркулированный воздух, дующий им в нос, чтобы дышать под водой. Ученые ранее идентифицировали водяных насекомых в желудке у экземпляров этого вида. Это показывает, что эти ящерицы могут нырять по причинам, отличным от побега.
На этот раз ученые решили наблюдать за их поведением под водой. «Обнаружение доказательств того, что ящерицы Anolis aquaticus «дышат» под водой, было случайным и не входило в мои первоначальные планы, — сказал биолог, — меня впечатлила продолжительность погружения, которое заставило меня внимательно наблюдать с помощью подводной камеры». Я заметил, что эти ящерицы дышат пузырьками воздуха, покрывающими их головы».
Она думает, что пузырьки воздуха добавляются во многие «карманы» в которых задерживается воздух. По мере того как он вдыхает и выдыхает, образец вида может заменить часть старого воздуха новым пузырем. Линдсей Сверкер подозревает, что морфологические особенности в верхней части головы позволяют легко прилипать большому пузырьку воздуха.
Результаты исследования опубликованы в Herpetological Review.
Источник
Ящерица-«аквалангист»
На фото — ящерица Anolis aquaticus делает выдох под водой. Эта полуводная рептилия средних размеров (52–77 мм) обитает в Коста-Рике и Панаме и спасается от хищников, ныряя под воду.
Многие виды ящериц используют воду, чтобы скрыться от опасности, — плавают на поверхности или ныряют. Некоторые могут бегать по воде, используя поверхностное натяжение, — например, василиски (Basiliscus). Ящерица Anolis aquaticus, почуяв опасность, тоже прыгает в воду и ныряет. Но при этом анолис не задерживает дыхание, как другие ящерицы, а дышит! И может оставаться под водой до 16 минут (обычно 2–3 минуты)!
К гидрофобной поверхности кожи ящерицы при погружении «прилипает» тонкий слой воздуха. Он простирается вокруг головы (ноздрей, глаз, ушей), а иногда продолжается и дальше. Основная часть воздуха запасается в углублении на голове между глаз и ноздрей. Процесс дыхания заметен по надувающемуся во время выдоха пузырьку воздуха. Удерживаемый на коже воздух ящерицы используют повторно, вдох-выдох осуществляется неоднократно.
Это напоминает способ дыхания в пакет, когда человек хочет успокоиться при панике или истерике: одну-две минуты он дышит только воздухом, циркулирующим в его бронхолегочной системе, используя его несколько раз. Долго так дышать нельзя, так как концентрация выдыхаемого углекислого газа становится опасной.
Anolis aquaticus дышит под водой
Такой способ дыхания под водой лучше изучен у беспозвоночных — например, у паука-серебрянки (Argyroneta aquatica) и жуков-плавунцов (Dytiscidae). Волоски на брюшке паука покрыты гидрофобным секретом, и между ними задерживается воздух, формируя пузырь, похожий на шлем водолаза. Жуки-плавунцы удерживают пузырьки воздуха под надкрыльями. В обоих случаях воздух удерживается благодаря поверхностному натяжению. У анолисов, очевидно, тоже.
Паук-серебрянка с пузырьком воздуха вокруг брюшка. Дыхательная система пауков расположена как раз в брюшке, дышат пауки через открывающиеся на нем дыхательные отверстия. Фото с сайта pinterest.ru
Умеет дышать под водой и другой южноамериканский вид анолиса — Anolis oxylophus. Эти ящерицы остаются под водой до 10 минут. Выяснилось это во время съемок документального фильма о ящерицах рода анолис (Anolis) «Законы ящериц» («Laws of the lizard»). Остальные виды ныряющих ящериц пока еще не замечены в дыхании под водой.
Anolis oxylophus прыгает под воду и дышит там
Фото © Lindsey Swierk с сайта anoleannals.org.
Вот ведь чудеса какие!
Но тут меня вот что удивляет: ведь не запас воздуха в пузыре тащит первая ящерица! (В отличие от паука)
По видео выходит, что она выдыхает на короткий срок и снова вдыхает тот воздух, который был в легких, когда ныряла.
Иначе говоря, это вообще не удлинняющий пребываение под водой процесс: сколько кислорода с собой взяла, столько и использует. И прилипание пузыря к носу — вообще никак не помогает дольше держаться в воде.
Ибо с таким же успехом можно было просто задержать дыхание — нового кислорода в легких и так и так не появляется, углекислый газ остается с собой.
Разница только в том, что рефлекторное движение легких производится.
Наверняка это тоже важно.
Но это хитро можно было бы заменить (рефлекторный вдох-выдох) на какое-нить рассинхронизированное движение грудной клетки, перегоняющее воздух из одного легкого в другое — и воздух был бы тот же, рефлекторное сокращение мышц состоялось бы, только несинхронное)
А вот если бы этот краткий момент выхода воздуха в пузырь в воде обеспечивал ощутимую диффузию углекислого газа в воду, а кислорода из воды -в пузырь! То пузырь этот обрел куда более важное значение в смысле продолжительности пребывания под водой.
Источник
