Niektóre małe jaszczurki mają nowo odkrytą supermoc. Mogą ponownie wdychać wydychane powietrze pod wodą. Robią to poprzez uwięzienie powietrza w bańce na pyskach, jak pokazuje nowe badanie.
„Każdy, kto napotkał jedną z tych jaszczurek, może ci powiedzieć, że nurkują pod wodą, kiedy czują się zagrożone. Mogą też przez chwilę pozostać na dole — według moich obliczeń do 18 minut” — mówi Chris Boccia. Ale jak długo przebywały pod wodą, było tajemnicą. Do teraz.
Boccia jest doktorantem na kanadyjskim Queens University w Kingston w Ontario. Ale pięć lat temu był studentem studiów magisterskich z biologii ewolucyjnej na Uniwersytecie w Toronto w Kanadzie. Wtedy jego profesor Luke Mahler opowiedział mu pewną historię.
Mahler badał zagrożony gatunek jaszczurki Anolis na karaibskim państwie Haiti w 2009 roku. Po wypuszczeniu jaszczurki z powrotem do czystego, płytkiego strumienia zauważył coś dziwnego. Jaszczurka wypuściła bąbel powietrza wokół pyska, gdy zwierzę przylgnęło do skalistego dna. Potem wydawało się, że wielokrotnie wciąga i wypuszcza powietrze z tej bańki.
Mahler musiał przenieść się do swojego następnego miejsca badań, więc nie mógł zbadać więcej. Ale lata później wciąż pamiętał jaszczurkę z głową bąbelkową. Boccia postanowił zbadać jego zachowanie.
W poszukiwaniu jaszczurek oddychających bąbelkami, Boccia udał się do Kostaryki w 2017 roku. On i jego zespół wyszedł w nocy, aby złapać jaszczurki. „Robiąc to, gdy śpią, wszystko jest dla nich mniej stresujące”, wyjaśnia. „Łatwiej nam też je złapać” – dodaje. Nosząc latarki czołowe, aby znaleźć jaszczurki w ciemności, zespół zebrał 120 jaszczurek w pobliżu strumieni i 180 z dala od strumieni. Obejmował szereg pokrewnych gatunków.
Stworzenia rosną do około 11 centymetrów, nie licząc ogonów. Grupa Boccii przywiozła jaszczurki z powrotem do obozu, gdzie ustawili pojemniki z wodą rzeczną. Następnie zanurzyli każdą jaszczurkę pod wodą. Trzymali każdą z nich luźno, aby istota mogła wynurzyć się, kiedy chciała.
Pod wodą wszystkie te jaszczurki nosiły bąbel powietrza wokół pysków. Wydawali się wdychać i wydychać bańkę. Niektóre jaszczurki lądowe wdychały bańkę kilka razy, ale nie oddychały zbyt często. Ich krewni z rzeki częściej oddychali i dłużej pozostawali zanurzeni. „Jedna jaszczurka była pod wodą przez 18 minut” — wspomina Boccia. „Zaczęliśmy się o nią martwić”.
Odporna na wodę skóra jaszczurek może odgrywać pewną rolę. Gdy gad zanurza się w wodzie, cienka warstwa powietrza może zostać uwięziona na tej skórze. Kiedy jaszczurka wydycha powietrze, Boccia myśli, że to powietrze wydostaje się przez nozdrza i rozszerza uwięzioną warstwę powietrza. W ten sposób jaszczurka może wykorzystać swoje płuca do kontrolowania rozmiaru bańki.
Ale jeśli jaszczurka ponownie wdychała powietrze w tych bąbelkach, ich poziom tlenu powinien spadać coraz niżej. Aby to przetestować, Boccia przyniósł mały czujnik tlenu i włożył cienki drut, podobny do urządzenia do bańki otaczającej pyski zanurzonych jaszczurek.
„Zrobienie tego bez zawracania im głowy wymagało wiele praktyki”, mówi. Ale ta praca potwierdziła jego przeczucie. Poziom tlenu w bąbelkach powoli spadał, gdy jaszczurki oddychały.
Boccia zauważył również, że nurkujące jaszczurki zamykają oczy, jakby spały. Podejrzewa teraz, że jaszczurki spowalniają aktywność chemiczną, która wspiera komórki i narządy. Powinno to zmniejszyć ich zapotrzebowanie na tlen, aby mogły dłużej pozostawać w wodzie.
Nowe badanie pokazuje, jak różne zwierzęta ewoluowały, by żyć w wodzie, mówi Jonathan Losos. Jest biologiem ewolucyjnym na Washington University w St. Louis, Mo. Losos bada, w jaki sposób jaszczurki przystosowują się do swojego środowiska. „Gatunki, które doświadczają tego samego wyzwania w naturze, często znajdują różne sposoby na pokonanie go”, zauważa.
„Ryby wykorzystują skrzela do wydobywania tlenu z wody” — zauważa Losos. „Wieloryby potrafią wstrzymywać oddech przez długi czas. A teraz wiemy, że te jaszczurki zabierają ze sobą tlen pod wodą”.
Dlaczego one to robią?
Boccia ma kilka pomysłów, które mogą wyjaśnić, dlaczego jaszczurki oddychają bąbelkami, zamiast wstrzymywać oddech.
Bańka może pomóc im pozbyć się dwutlenku węgla, czyli CO2. Zwierzęta – w tym my – nie oddychają tylko po to, by nabrać tlenu. Muszą także wydychać CO2. Jeśli CO2 nagromadzi się w ich ciałach, może je zatruć.
CO2 wydychany do bąbelków może przedostać się do wody, myśli Boccia. Bańka może również pomóc jaszczurkom w zebraniu dodatkowego tlenu z wody. Tlen może przemieszczać się między wodą a powietrzem. Gdy poziom tlenu w bańce spada, rozpuszczony tlen w strumieniu może do niego wejść, aby ponownie zrównoważyć poziomy. Ten ruch wyrównujący nazywa się dyfuzją.
Zarówno Boccia, jak i Mahler mają nadzieję kontynuować badanie tego zachowania.
„Jest tak wiele różnych rodzajów jaszczurek, jest duża szansa, że inni też to robią. Po prostu tego nie widzieliśmy”, mówi Boccia. Opublikował swoje odkrycia 12 maja w czasopiśmie Current Biology.
