热带蜥蜴的水下呼吸

 

来自哥斯达黎加科托布鲁斯的成年水Anole(Anolis aquaticus),呼出气– and recycled –气泡。 Lindsey Swierk摄影。

在过去的几年中,我’一直在积累证据表明水甲胺( 水生Anolis aquaticus )可能是哥斯达黎加南部家中小小的潜水员。  水生Anolis aquaticus 作为捕食者的避难所,游泳和经常在水下长时间潜水的水–我的学习站点上的记录目前只有16分钟!为了实现这些疯狂的长期潜水,’肛门可能想出了一种水肺坦克的方法来“breathe” underwater.  I’ve录制了一段视频,该视频看起来像是水下呼吸的紧贴着肛门的循环气泡’的头。 (有关这些观察的更多详细信息,将在即将出版的 爬虫学评论。)现在,欣赏视频!

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25 Comments

  1. 斯文·沃格勒

    让我想起了“physiological lung”一些半萜类水虫的例子“underwater breathing” at university.
    如果它’如果进行类似的调整,则在头垢上可能会有特殊的(超-)结构来容纳气泡。
    非常有趣。

    • Lindsey Swierk

      感谢您的评论!我们认为这也是可能的– and it’s something we’目前正在调查… I’一定要确保Anole Annals社区保持最新状态!

      • 斯文·沃格勒

        以后甚至可以将结果与生态上相似的茴香进行比较,例如墨西哥的巴克利和古巴的mic虫。至少巴克利能够花大约15分钟时间完全淹没(自己的观察)。

  2. 库尔特·史威克(Kurt Schwenk)

    这是太棒了!伟大的观察。我同意考虑鼻孔和鼻孔周围的角蛋白/鳞片的材料特性很重要,并在比较的情况下做到这一点。水甲是否与相关的非水生物种有所不同?也可能存在形状差异(如Sven所建议的那样,有一些潜水甲虫正在研究这些问题,包括沿甲虫长度的几丁质表面极性变化)。还要考虑,如果你没有’通过将气泡保持在那里一点,特别是在移动水中,它们已经通过从水中扩散而使气泡空气重新充氧这一事实。最后我’d对肋骨的抽吸运动与颊脉冲之间的关系感兴趣。呼吸模式是否类似于陆地呼吸或是否有所改变(可能是在时间上,单独发生)?显然他们可以’t呼气过多或它们会弹出气泡(就像蜥蜴在视频开始时一样多次)。我希望您不要对此表示失望’非常酷。自然历史观测结果与其他一些调查结果一起可能是在PNAS或其他地方飞行的那种东西…

    • Lindsey Swierk

      谢谢库尔特–这些都是可以考虑的奇妙想法!我们’当然,我已经考虑了其中的一些,我很喜欢仅在轻轻移动的水中重新气泡的想法。那有多酷?感谢您的建议,我’我一定会分享我的进步。

  3. 布赖恩·马格尼尔

    很酷!它让我想起了一个视频,我观看了一个星鼻Mo鼠在表面上做的类似的事情(并使用星鼻将气泡保持在适当的位置!),据说在水下闻起来可以追踪猎物。不同用途的非常酷的收敛行为。

  4. 迪皮

    这很有趣!让我想起了潜水甲虫。

  5. 罗伯特·鲍威尔

    几年前,观察到在A. barkeri中非常粗壮的爪子,导致对其他水生物种的爪子进行了检查,所有这些物种也都具有粗壮的爪子。据推测,这将有助于在强电流下悬挂在光滑的岩石上。如果您将这种水下呼吸作为水上运动的趋同特征进行跟踪,那么您可能还会寻找其他相关的适应方法。根据适应性辐射’经过广泛研究,我们不应该’令人惊讶的是,水生肛门呈现出收敛性。但是请注意,非水生的肛门(例如,A。chlorocyanus)有时会浸入水中(即使在极少数情况下也会潜水),但与之相比,我怀疑它们保持淹没的能力显得苍白。

    • Lindsey Swierk

      谢谢罗伯特!好主意– aquaticus’s claws are pretty ‘stout’, I’我得去查那张纸。而且’在我的清单上肯定可以比较非水生的肛门’淹没并保留那些泡沫的能力… Thanks!

  6. 库尔特·史威克(Kurt Schwenk)

    布莱恩提出了一个很好的观点。星形痣痣鼻泡工作是由肯·卡塔尼亚(Ken Catania)完成的。出色的模拟。

  7. 韦德·舍布鲁克

    我记得很多年前的1971年,在哥斯达黎加看到了这些潜水的肛门。这种行为使我感到震惊,就像我一直在亚马逊河秘鲁研究的细线虫(Neusticurus ecpleopus)的繁殖周期一样。它仅生活在小溪中,并从狭窄的海岸潜入水中消失,屏住呼吸,使用边缘下的隐蔽处,或者也许从更远的地方离开。习惯,栖息地,反捕食者的逃逸行为以及可能更多的相似之处。如果它也使用气泡来保持隐藏,那将非常酷。 Biotropica 7:194-207(1975)

  8. 卢克马勒

    很酷的帖子!我觉得我应该报到并报告“convergence” –在过去的几年中,我自己的实验室也一直在研究这种现象,我的学生克里斯·博恰(Chris Boccia)从他的论文中总结了一篇论文,调查了人们在这里提出的许多问题(例如,测试其他水生生物和非水生生物-水生物种,测试气泡在呼吸中的作用等)。说够了’超级酷的现象,有很多巧妙的含义。林赛,也许我们可以和您谈谈我们’ve been finding! 🙂

    • Lindsey Swierk

      惊人!那’很棒的卢克,我可以’t wait to read Chris’纸,并与你们更多地谈论这个。一世’我很高兴克里斯真的“diving in”(双关语意)对此主题– it’当然需要!希望这可以成为良好合作的基础。

  9. 蒂姆·赫曼

    有很多相互连接的细气泡持续覆盖着头部的大部分区域。我想这是大多数气体交换发生的地方,而大的鸟嘴“bubble”是这种空气与肺部空气之间的快速交换。

  10. 西达斯

    超级有趣!某些昆虫会使用一层滞留的空气(称为“plastron”)在水下呼吸。已知当皮肤上有一些毛状突起或其他质地与疏水性/蜡状涂层结合时会发生这种情况。例如。弗林& Bush (2008). “水下呼吸:腹甲呼吸的力学”。流体力学杂志,608,275-296。 doi:10.1017 / S0022112008002048

    好奇Anolis aquaticus是否进化了类似的东西!

  11. 安德鲁

    这完全超出了左手领域,但是自由潜水者和冲浪者(肯定还有其他水上运动,但我想到了这两项)被淹没了,需要学会克服基本的呼吸反射。如果在两次呼吸之间水与气泡之间没有大量的气体交换,则气泡技巧可能是解决问题的一种好方法‘deceiving’蜥蜴的呼吸反射。更靠近‘recycled air’,并避免将水吸入肺部。那里有很多假设,但是如果一个人可以‘quickly’学会屏住呼吸5分钟,一只蜥蜴在水下闲逛15分钟而无需大量气体交换的情况下应该可以呼吸。

  12. 斯蒂芬·赫兹

    酷又有趣。来自生理学家的许多问题。我很期待这个问题,以便阅读气泡中滴了多少氧气,并弄清楚气泡表面(最重要的气体交换区域)是否足够大(蜘蛛网中的潜水钟尺寸相同)–但蜘蛛要小得多,气泡不能提供全部氧气。气泡大小与肺部容积有何关系?)为整个动物提供氧气。有跳水的反应吗?气泡会因呼吸而改变其体积吗?可能还有其他解释,考虑到潜水响应,爬行动物的较低温度和较低的代谢率以及乳酸积累表明的高厌氧能力,16分钟的潜水时间似乎不太长。

    • Lindsey Swierk

      这些是奇妙的问题,我不知道所有答案!希望我’在接下来的几年中,我们将能够深入探讨这些问题。一世’d渴望详细了解您的更多想法–作为非生理学家,这对我来说是全新的。

  13. 只是想在这里进行测试。我想这个想法是气泡与周围的水交换了氧气。但是,水中的氧气浓度是多少?它必须高于气泡中的气泡,这至少在我对氧气浓度的理解范围内是不可能的。但是,如果您可以测量不同的浓度,那将为您提供一些信息。您可能会在水外为蜥蜴做那件事。另一种建议是,它正在降低空气供应中的二氧化碳浓度,而不是交换氧气。我不是生理学家,但我相信人类的呼吸(哺乳动物?)受二氧化碳浓度而不是氧气浓度的影响。

  14. Lindsay,这真的很酷(而且很棒的视频可供启动)。内特·达彭(Nate Dappen)和我制作了一个长达1小时的关于纪录片的广播纪录片,名为“Laws of the Lizard,”将于12月26日晚上8点在史密森尼频道首播:
    //www.smithsonianchannel.com/shows/laws-of-the-lizard/0/3459142

    我们在Monteverde附近拍摄了拟南芥(A. oxylophus)(只打算拍摄其反捕食行为,例如潜入水中并游走),并捕获了相似的图像。“re-breathing”电影中的行为。其中一些镜头使它成为了我们的纪录片。它’s a pity we didn’您不知道您为研究水生。草这一现象所做的努力!将故事的一部分也变得很酷。

    无论如何,我都希望从您的工作以及在马勒实验室的工作中听到更多有关这种非凡生物学的信息。激动人心的东西!

    干杯,

    尼尔·洛辛(日’s Edge Productions)

    • Lindsey Swierk

      谢谢尼尔!我昨天看了您的oxylophus视频剪辑,并喜欢它!挺酷的–还有惊人的镜头!它会’我很高兴能一起工作。让’s be in touch.

      去年,我在拉斯克鲁塞斯(Las Cruces)遇见了内特(Nate),还有其他与戴特(Day)合作的人’在2016年的LC Edge中。您的团队进行了如此出色的项目,我可以’等待假期观看蜥蜴定律!

  15. Lindsey Swierk

    谢谢尼尔!我昨天看了您的oxylophus视频剪辑,并喜欢它!挺酷的–还有惊人的镜头!它会’我很高兴能一起工作。让’s be in touch.

    去年,我在拉斯克鲁塞斯(Las Cruces)遇见了内特(Nate),还有其他与戴特(Day)合作的人’在2016年的LC Edge中。您的团队进行了如此出色的项目,我可以’等待假期观看蜥蜴定律!

  16. 应当清楚地知道,气泡一直粘附在蜥蜴身上’由于氧气的电负性和范德华力(Van der Waals)起到了粘合剂的作用,因此皮肤会变色。可能不是离子键,而是绝对基于电荷的粘合力。

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