蜥蜴的气泡潜水保命秘籍

2018年,在哥斯达黎加的山间溪流旁散步时,生态学家林德赛·斯维克看到一只会潜水的蜥蜴。一种半水生的蜥蜴进入水中其实并不奇怪,奇怪的是它居然能在水里待十几分钟。

更有意思的是,在水中,蜥蜴的鼻孔上方会形成一个气泡,气泡还会时不时地放大缩小,看起来像是它通过这个气泡在水中呼吸。斯维克成功录下了这个画面,而这成了蜥蜴这种行为的首次记录,同时,也使得它们成为已知的唯一一种带气泡潜水的脊椎动物。

斯维克表示,发现水蜥蜴在水下“呼吸”的证据纯属偶然,并不在她最初的研究计划之内。“我对潜水的时间感到印象深刻,也十分困惑,这让我渴望在接下来的几年里用水下摄像机仔细观察。”从那之后,人们又发现了至少18种其他水蜥蜴也有这种行为。

然而,研究人员一直不确定的是,这个气泡是否有助于蜥蜴长时间待在水下,或者气泡仅仅是由蜥蜴疏水的皮肤在呼吸时引起的?

在最近发表的一项研究中,斯维克终于通过实验证实了——这个气泡确实有助于延长蜥蜴在水下停留的时间,鼻子上方的气泡就像人们潜水时会背着一个气瓶。

这些水蜥蜴的体形比较小,成年个体大约十几或二十厘米长。斯维克把它们比作“森林里的鸡块”——鸟类、蛇类和其他蜥蜴都会吃它们。这样的生存处境迫使蜥蜴演化出多种逃生策略。

发现捕食者时,它们一般先整个僵住,希望自己看起来仿佛与周围环境融为一体,期望捕食者看不到自己。如果捕食者发现并追捕它们,它们则会迅速冲进岩石缝隙。

如果伪装和躲藏都不管用,它们就会潜入溪流里。这通常是最后的选择,因为水蜥蜴是冷血动物,根据环境调节体温。当它们潜入凉爽的溪流,体温就会降低,行动变得迟缓,并且还需要花时间让自己暖和起来。

不过,跳入水中并在水下保持静止,确实能够帮助水蜥蜴躲避许多捕食者。“至少对像研究人员这样的人类追捕者来说,潜水是迄今为止最有效的逃脱方式。” 斯维克说:“一旦潜入水下,透过流动的水面就很难发现它们。”

虽然很难捕捉潜入水底的蜥蜴,但在最新的研究中,斯维克还是从哥斯达黎加的溪流中成功收集了28只水蜥蜴。在实验中,研究人员在13只水蜥蜴的鼻子上涂抹了一种保湿霜,使其皮肤失去疏水性,这意味着空气无法粘附在其皮肤表面,气泡也就无法附着,而另外15只不做处理,然后记录它们在水下停留的时间。

实验结果显示,能使用气泡的水蜥蜴在水下停留的时间比不使用气泡的水蜥蜴长67.5 秒,或者说水下停留时间多了32%。这表明对这些蜥蜴而言,气泡具有功能性作用。这个气泡主要是由储存在蜥蜴肺部的空气形成,也来自它防水皮肤上的气囊,气泡的中心位于鼻子上,这样它们就可以在水下呼吸空气。

根据研究人员目前的观察,它们可以在水下待20分钟,甚至更长时间。作为对比,人类现在不借助机器设备、靠屏住呼吸在水下停留的世界纪录是24分37秒。

在该领域,此项新研究具有重要意义。斯维克表示:“之前我们对此有所怀疑,我们看到了一种模式,但并没有真正测试它是否发挥了功能性作用。” 而在这个新研究中,研究者见到了第一个真正展示气泡适应性意义的实验,从而确定重复呼吸气泡可以让蜥蜴在水下待更长时间。

事实上,科学家们对脊椎动物使用气泡潜水的了解还很少,这方面的研究或许能帮助工程师找到新型仿生材料。当然,就算没有得到实际应用,了解一种新的动物行为也不错。

(文章来源于微信公众号人呆手户,原创文章版权归微信公众号“把科学带回家”所有)

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