Okazuje się, że wśród bezkręgowców nie tylko owady i pajęczaki natura wyposażyła w coś przypominającego butlę do nurkowania. Pośród kręgowców zdolność tę posiada jeden z gatunków jaszczurek. Są to anolisy wodne, żyjące strumieniami w tropikalnych lasach deszczowych w Kostaryce i Panamie.
Doktor ekologii Lindsey Swierk, adiunkt nauk biologicznych na Uniwersytecie Binghamton w Nowym Jorku, zaobserwowała, że małe jaszczurki anolisy wodne Anolis vermiculatus na swoich pyszczkach (nozdrzach) wytwarzają specyficzne pęcherzyki powietrza, które przylegają hydrofobowo do ich powierzchni.
Eksperyment, który dowodzi, że w naturze potrafią długo oddychać pod wodą
Wspomniana amerykańska ekolożka postanowiła przeprowadzić eksperyment w stacji biologicznej Las Cruces w Kostaryce. Schwytała 30 anolisów. Połowę z nich oznaczyła środkiem zmiękczającym, a połowę uznała za grupę kontrolną. Następnie umieściła obie grupy zwierząt w oddzielnych pojemnikach na wodę z kamieniami.
– Skóra jaszczurki jest hydrofobowa. Zazwyczaj pozwala to powietrzu bardzo ściśle przylegać do skóry i umożliwia tworzenie się pęcherzyków. Ale gdy pokrywasz skórę środkiem zmiękczającym, powietrze nie przykleja się już do powierzchni skóry, więc pęcherzyki nie mogą się tworzyć – powiedziała Lindsay Swierk.
Obserwując zachowanie zwierząt, gdy się zanurzyły (co ciekawe – oprócz dwóch), badaczka dostrzegła, że osobniki oznaczone środkiem zmiękczającym szybciej wynurzały się spod wody na powierzchnię niż te, które potraktowano naturalnie. Naukowczyni zauważyła, że grupa kontrolna jaszczurek nieoznaczonych smarem była pod wodą średnio o 32 proc. dłużej niż te oznaczone. Ponadto jaszczurki nawilżone smarem z reguły nie wytwarzały w ogóle pęcherzyków powietrza i wynurzały się z wody już po 67 sekundach. Tylko kilka z nich je wytwarzało. Jednak te były bardzo małe w porównaniu z grupą kontrolną nienawilżaną, która potrafiła przebywać pod wodą średnio do 3,5 minuty.
– To naprawdę znaczące, ponieważ jest to pierwszy eksperyment, który naprawdę pokazuje adaptacyjne znaczenie pęcherzyków. Ponowne oddychanie pęcherzykami pozwala jaszczurkom pozostać pod wodą dłużej. Wcześniej podejrzewaliśmy to – widzieliśmy pewien wzór, ale tak naprawdę nie testowaliśmy, czy pełni on jakąś funkcjonalną rolę – powiedziała Lindsey Swierk.
Niczym butla do nurkowania. Jaszczurki mają sposoby na długie przebywanie pod wodą
Badaczka zasugerowała, że wytwarzany pęcherzyk powietrza na hydrofobowej powierzchni ciała anolisa działa jak butla do nurkowania (akwalung), którą człowiek stosuje podczas nurkowania. Jej zdaniem u badanych jaszczurek czas nurkowania wydłuża się poprzez zapewnienie dodatkowej objętości dostępnego powietrza.
Wniosek z tego badania? Biology Letters opublikowało fakt, że jaszczurki ze swoją naturalną hydrofobową powierzchnią pysków stosują strategię przetrwania w taki sposób, że nurkując w wodzie chowają się przed potencjalnymi drapieżnikami. Np. wężami, ale też dużymi ptakami, ssakami czy nawet innymi większymi jaszczurkami.
– Skacząc do wody, mogą uciec przed wieloma drapieżnikami i pozostają nieruchome pod wodą. Są również dość dobrze zakamuflowane i po prostu pozostają pod wodą, dopóki niebezpieczeństwo nie minie. Wiemy, że mogą pozostać pod wodą co najmniej około 20 minut, ale prawdopodobnie dłużej. Dzięki tym pęcherzykom oddechowym mogą wydłużyć swoje nurkowanie – powiedziała Swierk.
Ewolucyjne niekorzyści
Jednak to badanie pokazało również, że ta strategia anolisów oprócz plusów ma swoje minusy. Mianowicie, gdy małe gady długo przebywają pod wodą, to jako zmiennocieplne zwierzęta, zbytnio wychładzają swoje organizmy.
– Jednym z kosztów nurkowania jest to, że robi się bardzo zimno – powiedziała Swierk. – Górskie strumienie są zwykle zimne, a jako zwierzęta zmiennocieplne anolisy regulują temperaturę ciała poprzez swoje środowisko.
Jest to bardzo niekorzystne dla anolisów ze względu strategii ewolucyjnych. Na przykład:
- szybkiej ucieczki przed drapieżnikami,
- w przypadku samców – konieczności walki z konkurentami o samice,
- zdobywania pożywienia.
Wysoka temperatura w deszczowym lesie tropikalnym sprzyja takim adaptacjom ewolucyjnym. Ale niestety, jeśli w porę nie umkną pod wodę, mogą być szybciej zjedzone. Właśnie taką strategię stosują anolisy wodne w środowisku nadwodnym w tropikalnych lasach deszczowych Kostaryki i Panamy.
Istnieje również ryzyko, iż potencjalny drapieżnik może być bardzo cierpliwy i długo poczekać na osaczonego anolisa. – Inną wadą może być to, że jeśli zanurzona jaszczurka jest nadal widoczna. Drapieżnik może po prostu czekać, aż wynurzy się na powierzchnię – powiedział doktor Eayryn McGee, herpetolog specjalizujący się w jaszczurkach i koordynator ds. zaangażowania w ochronę przyrody w Los Angeles Zoo.
Eksperyment dowiódł jeszcze jednego odkrycia
Swierk przypuszcza, że anolisy nie tylko na swoich nozdrzach, ale możliwe, że również wokół głowy, posiadają pewnego rodzaju zapasowe kieszenie powietrzne, w których może gromadzić się duża ilość głównego pęcherzyka powietrza.
Badaczka stwierdziła też, że prawdopodobnie uciekający do wody przed drapieżnikiem anolis zabiera z sobą duży zapas powietrza, który następnie przylega w płucach, w innych częściach układu oddechowego lub we wspomnianych kieszeniach powietrznych, przylegających ściśle do skóry zwierzęcia. Następnie jest wchłaniany przez pęcherzyk głowy. Ponadto, tlen może też dyfundować do pęcherzyka prosto z wody.
– Wiemy, że mogą przebywać pod wodą naprawdę długo. Wiemy również, że pobierają tlen z tej bańki powietrza – powiedziała Swierk. – Nie wiedzieliśmy, czy ta bańka faktycznie pełni jakąś funkcjonalną rolę w oddychaniu. Czy to coś, co robią jaszczurki, co jest po prostu efektem ubocznym właściwości ich skóry lub odruchem oddechowym, czy też ta bańka faktycznie pozwala im przebywać pod wodą dłużej, niż mogłyby, powiedzmy, bez bańki?
Dr McGee podsumował badanie Swierk: – To jest fascynujące zachowanie u jaszczurek. Tego rodzaju badania poszerzą naszą wiedzę na temat tego, jak te jaszczurki i potencjalnie inne zwierzęta rozwinęły swoje techniki oddychania pod wodą.
Na koniec Swierk wysnuła spostrzeżenie co do stosunku ludzi do przyrody: – Ludzie rozmawiali ze mną o tym, jak bardzo kochają nurkowanie z akwalungiem i nurkowanie swobodne. I jak bardzo interesuje ich, jak zwierzęta mogłyby robić to samo. Istnieje więc świetna okazja, aby wzbudzić w ludziach entuzjazm do nauki poprzez stworzenie relacji między tym, co kochają robić, a tym, co wyewoluowało w naturze. Nawet u zwierząt, które wydają się powszechne, zawsze odkrywasz nowe rzeczy.
–
Zdjęcie tytułowe: Milan Zygmunt/Shutterstock
