Эволюционные биологи открыли механизм, позволяющий ящерицам дышать под водой

Команда эволюционных биологов из Университета Торонто показала, что ящерицы анолисы способны дышать под водой с помощью пузыря воздуха, который прилипает к их мордам.

Анолисы — разнообразная группа ящериц, обитающих в тропических регионах Америки. Некоторые виды анолисов адаптированы к жизни у ручьев, и эти полуводные виды часто ныряют, спасаясь от хищников, и могут оставаться под водой до 18 минут.

«Мы обнаружили, что полуводные анолисы выдыхают воздух в пузырь, который прилипает к их коже», — говорит Крис Бочча, недавний магистр факультета искусств и наук. Он ведущий автор статьи, опубликованной на этой неделе в Current Biology.

«Затем ящерицы снова вдыхают этот воздух, — говорит Бочча, — маневр, который мы назвали "ребризингом" по аналогии с технологией подводного плавания».

Исследователи измерили содержание кислорода (O₂) в пузырях и обнаружили, что оно со временем уменьшается, что подтверждает участие регенерируемого воздуха в дыхании.

Ребризинг, вероятно, развился потому, что способность дольше оставаться под водой увеличивает шансы ящерицы избежать хищников.

Авторы изучили шесть видов полуводных анолисов и обнаружили, что все они обладают способностью к ребризингу, несмотря на то, что большинство видов являются дальними родственниками. Хотя ребризинг был хорошо изучен у водных членистоногих, таких как водяные жуки, его не ожидали обнаружить у ящериц из-за физиологических различий между членистоногими и позвоночными.

«Ребризинг никогда не рассматривался как потенциальный естественный механизм подводного дыхания у позвоночных, — говорит Люк Махлер, научный руководитель Боччи. — Но наша работа показывает, что это возможно, и что анолисы неоднократно использовали эту стратегию у видов, обитающих в водной среде».

Махлер и его соавтор впервые наблюдали ребризинг у анолисов на Гаити в 2009 году. Эти и другие ранние наблюдения намекали на адаптацию к нырянию, но эта идея не была проверена до настоящего исследования.

Как отмечают авторы, эта черта могла развиться потому, что кожа анолисов гидрофобна — она отталкивает воду. Под водой пузырьки воздуха прилипают к такой коже, и способность использовать их для дыхания развилась как следствие.

Исследователи предполагают несколько способов, которыми может работать ребризинг:

1. Пузырь на морде может действовать как акваланг, обеспечивая животное дополнительным запасом воздуха.
2. Процесс может облегчить использование воздуха, находящегося в носовых ходах, рту и трахее ящерицы.
3. Пузырь может помогать удалять углекислый газ (CO₂) из выдыхаемого воздуха, так как CO₂ хорошо растворяется в воде.
4. Пузырь может действовать как жабры, поглощая кислород из воды (это наблюдается у членистоногих).

Бочча и Махлер планируют дальнейшие исследования, чтобы подтвердить, происходят ли эти процессы у анолисов. Это открытие обогащает понимание творческих и неожиданных способов, которыми организмы решают проблемы окружающей среды, и может иметь значение для бионики, включая технологии подводного дыхания.