全站搜尋 電子雜誌搜尋

AD

ad970250
Mar. 07 2019

這種小動物,一言不合就跳水,沒被淹死竟是因為……

1
  • 對面的「女孩」看過來—一展開喉囊撩妹的條紋安樂蜥(Anolis lineatus)圖片來源:Wikmedia Commons

  • 綠安樂蜥(Anolis carolinensis),既懂壁虎的爬牆功,又會變色龍的偽裝術。圖片來源:Wikmedia Commons

  • 這種「氧氣瓶」就是掛在牠們頭上的氣泡。拍攝者:琳賽.斯維克(Lindsey Swierk)

  • 斯維克團隊在哥斯達黎加考察。圖片來源:anoleannals.org

  • 溪安樂蜥(Anolis oxylophus) 。圖片來源:Smithsonian- Channel

  • A是空氣附著在水蛛腹部的疏水絨毛上。B是一個小型氣泡室,由隱形網支撐著,大小足以容納水蛛的腹部。C是水蛛正把水面的氣泡運到氣泡室。D是雌性水蛛待在她的氣泡室中(圖片來自[2])

  • 這種小動物,一言不合就跳水,沒被淹死竟是因為……

           安樂蜥家族裡竟有優秀的「潛水員」!!

安樂蜥科(Dactyloidae)是一群「身懷絕技」的蜥蜴,牠們生活在美洲,從美國東南部到巴拉圭都有牠們的踪影,家庭成員有427種之多[1]

牠們有的能像壁虎一樣飛簷走壁、斷尾逃生;有的長著鮮豔的喉囊,能顯擺「撩妹」;還有的,能像變色龍一樣改變體色。

對面的「女孩」看過來—一展開喉囊撩妹的條紋安樂蜥(Anolis lineatus)圖片來源:Wikmedia Commons

綠安樂蜥(Anolis carolinensis),既懂壁虎的爬牆功,又會變色龍的偽裝術。圖片來源:Wikmedia Commons

是不是很厲害?不過,牠們令人驚訝的地方還不止於此。最近,安樂蜥家族中就連出了兩則「大新聞」:有研究人員拍攝到了安樂蜥在水下的細節,發現安樂蜥家族裡還有優秀的「潛水員」!

以前人們就發現,一些常在水邊活動的安樂蜥在遇到危險時,會跳進水裡躲上十幾分鐘不出來。對於這一現象,學者們大多認為牠們只是憋氣能力強,沒想到事情沒那麼簡單。

AD

實際上,牠們之所以能長時間潛水,並不是能憋氣,而是可以自帶「氧氣瓶」在水下呼吸!

這種「氧氣瓶」就是掛在牠們頭上的氣泡。拍攝者:琳賽.斯維克(Lindsey Swierk)

首次報導安樂蜥潛水細節的,是紐約賓漢頓大學(Binghamton University)的生態學家琳賽.斯維克(Lindsey Swierk)。2018年12月20日,她在安樂蜥網站(http://www.anoleannals.org/)對外公佈了這一發現,標題就是「一種熱帶蜥蜴在水下的呼吸過程」(Underwater Breathing by a Tropical Lizard)[3]

這種熱帶蜥蜴,就是分佈在哥斯達黎加和巴拿馬地區溪流附近的「水安樂蜥」(Anolis aquaticus)。水安樂蜥的身世鮮為人知,只有維基百科(Wikipedia)上巴斯克語(Euskara)和法語詞條上各自不足20個單詞的介紹,和哥斯達黎加的一些動物圖鑑裡的少量描述。

斯維克團隊在哥斯達黎加考察。圖片來源:anoleannals.org

2015年,斯維克在哥斯達黎加的山間溪流附近注意到水安樂蜥。牠們對周圍環境非常警惕,一旦發現風吹草動,就立刻跳進水裡長時間潛伏起來。

斯維克在水安樂蜥胃裡找到了水生昆蟲,於是她買了水底攝影機,希望能發現牠們在水下捕食的線索。不過,水底攝影機並沒有記錄到水安樂蜥在水下捕食獵物,卻記錄到了牠們在水下利用氣泡呼吸的情景。

根據斯維克團隊的記錄,水安樂蜥潛水的時間最長居然可以達到16分鐘!在她截取的一段影片中能夠看出,潛伏在水下的安樂蜥頭部和軀幹上都附著了一些空氣,尤其是頭部的氣泡非常明顯,水安樂蜥在反覆地從氣泡中呼吸空氣。

而後在後續報導中[4],斯維克更詳細地分析了這一過程:水安樂蜥先呼出一個大氣泡,然後再吸入,然後可以就從這個大氣泡中提取氧氣了。雖然濃度低,但也足以讓牠們在水下待得更久一點,以免受到天敵的威脅。按理說,這個氣泡體積不小,之所以沒有飄走,很大原因可能是由於安樂蜥頭部的某些特殊構造。她正在尋找合作者進行更進一步的研究。

無獨有偶,在斯維克發布水安樂蜥利用氣泡的消息後,生命科學(Live Science)網站在第二天也發布了一種安樂蜥「水下呼吸」的影片和採訪,只不過主角是「溪安樂蜥」(Anolis oxylophus) [5]

溪安樂蜥(Anolis oxylophus) 。圖片來源:Smithsonian- Channel

生物學家兼製片人尼爾.洛辛(Neil Losin)和奈特.達彭(Nate Dappen)在為史密森尼頻道拍攝以安樂蜥為中心的紀錄片「蜥蜴的法則」時,捕捉到了這一引人注目的鏡頭。

起初,他們只是想找找溪安樂蜥長時間潛水的線索。最開始也以為牠們只是憋氣能力很強而已,可是在反覆看了影片後,發現溪安樂蜥頭頂出現了氣泡。溪安樂蜥能夠反覆利用這個氣泡呼吸,在水裡待的時間長達15分鐘。

這種氣泡究竟是如何給安樂蜥提供氧氣的呢?研究者們初步推測,可能是這些氣泡具有「物理腮」的功能——氧氣能從周圍的水擴散到氣泡中,同時二氧化碳能從氣泡中擴散出去。而此前,科學家只在個別無脊椎動物中發現類似的現象。

其中之一就是水蛛。水蛛從歐洲一直到中國的北方都有分佈,幾乎一輩子都生活在淡水中。牠們和其他蜘蛛一樣,都有一個「生理肺」——書肺(book lung)。

書肺只能在空氣中交換氧氣和二氧化碳,但水蛛為了在水下呼吸,製造出了一張有圓頂的網,然後把空氣放進去,形成一個個像鐘一樣的氣泡「倉庫」。要呼吸的時候,就去「提取」一點氧氣。

而這個氣泡,就起到了一個「物理鰓」(也有人叫物理肺)的作用。在溫暖水體中,這個氣泡室能從水中交換進來足夠的氧氣,排出二氧化碳,滿足水蛛靜止狀態的所有氧需求。有時牠們可以在氣泡室內停留超過1天。當水體嚴重缺氧或者氣泡室內氣體快耗盡時,水蛛就用身上的絨毛去水面搬運一些空氣到氣泡室中,補充牠的水下「呼吸倉庫」。

A是空氣附著在水蛛腹部的疏水絨毛上。B是一個小型氣泡室,由隱形網支撐著,大小足以容納水蛛的腹部。C是水蛛正把水面的氣泡運到氣泡室。D是雌性水蛛待在她的氣泡室中(圖片來自[2])

除了水蛛,生活在莫諾湖畔的鹼蠅,也能夠攜帶「空氣潛水服」潛入水中覓食。

這種小動物,一言不合就跳水,沒被淹死竟是因為……

接連上鏡的安樂蜥,也許即將成為人們發現的首批能利用氣泡在水下呼吸的脊椎動物。牠們頭頂保存大氣泡的原理,又是否和鹼蠅這樣的無脊椎動物相似?這些就需要科學家們通過更進一步的研究來證實了。讓我們拭目以待吧。

參考資料:

  1. http://reptile-database.reptarium.cz/search?search=Dactyloidae&submit=Search

  2. Seymour, RS, & Hetz, SK (2011). The diving bell and the spider: the physical gill of Argyroneta aquatica. Journal of Experimental Biology, 214(13), 2175-2181.

  3. http://www.anoleannals.org/2018/12/20/underwater-breathing-by-a-tropical-lizard/

  4. https://scuba-diving-zone.eshcarmel.org/scuba-diving-lizard-can-stay-underwater-for-at-least-16-minutes-new-scientist-news/

  5. https://www.livescience.com/64371-lizard-breathes-underwater.html?utm_source=notification&fbclid=IwAR3BlZVpuqFpr-Eb6hHI8xdcmn2COA_1LJEfyYlaNSIQWDrogi5Dd2NM8Qg

  6. Van, FB, & Dickinson, MH (2017). Superhydrophobic diving flies (ephydra hians) and the hypersaline waters of mono lake. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(51), 201714874

本文來源於果殼網(微信公眾號:Guokr42),這是一個開放、多元的泛科技主題網站,提供負責任、有智趣的科技主題內容,歡迎關注他們。如需轉載請直接聯繫sns@guokr.com。

AD

ad970250
Subscribe
立即訂閱
keyboard_arrow_up