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会“水肺潜水”的蜥蜴在头顶制造气泡以在水下游泳

科学家将一组水蜥蜴的水下活动能力与另一组被阻止制造气泡能力的蜥蜴进行了比较。

Paul Smaglik
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一种半水生蜥蜴会在鼻孔上方产生一个特殊的气泡,以便在水下呼吸来源:Lindsey Swierk

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对人类来说,“生活在泡泡里”是一种比喻性的应对机制。而对于水蜥蜴来说,这是一种字面上的水下生存策略。根据《生物学通讯》的一篇报道,在哥斯达黎加森林中发现的半水生蜥蜴有时会通过在头顶呼吸一个气泡来逃避捕食者,当它们潜入水中以获得安全时,这个气泡就像一个潜水头盔。

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纽约宾汉姆顿大学助理研究教授、该研究的合著者 Lindsey Swierk 曾观察并记录了这种行为。但她不确定这个气泡在帮助蜥蜴在水下停留更长时间方面有多大作用,如果有的话。

Swierk 在一份新闻稿中说:“我们知道它们可以在水下停留很长时间。我们也知道它们正在从这个气泡中获取氧气。我们不知道这个气泡是否真的在呼吸方面起到了什么功能作用。这是蜥蜴的皮肤特性或呼吸反射的副作用,还是这个气泡实际上让它们比没有气泡时停留的时间更长?”

测试水蜥蜴如何在水下呼吸

为了找出答案,Swierk 和同事们设计了一个实验。他们用一种能阻止气泡形成的物质覆盖了一组细长蜥蜴的皮肤。另一组蜥蜴的皮肤则保持原样。然后,他们比较了两组蜥蜴在水下的停留时间。

未经处理的那一组在水下的停留时间比气泡形成能力受损的那一组长约 32%。

Swierk 说:“这真的很重要,因为这是第一个真正显示气泡具有适应意义的实验。之前我们有所怀疑——我们看到了一个模式——但我们并没有真正测试它是否起到了功能作用。”


阅读更多:“水上行走”的蜥蜴


蜥蜴独特的生存策略

Swiek 说,由于蜥蜴是“森林里的炸鸡块”,它们需要多种方式来保护自己免受鸟类、蛇和其他捕食者的侵害。它们伪装的皮肤有助于逃避侦测。它们狭窄、灵活的身体有助于它们滑走并藏在裂缝中。作为最后的手段,它们可以寻求水下避难所,长达 20 分钟。

接下来,Swierk 想确定蜥蜴是否将气泡用作“物理鳃”,这是某些昆虫在潜水时使用的一种机制。该机制使它们能够呼吸水中扩散的氧气——而不仅仅是气泡中捕获的空气。

Swiek 认为蜥蜴也是这样做的,因为单独的气泡罐似乎不足以让它们在水下停留那么长时间。Siek 的团队正在通过改变水中氧气的含量来检验这一假设,并再次测量它如何影响它们的潜水时间。

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研究蜥蜴的皮肤如何产生气泡,也可能为模仿这种能力的仿生材料提供灵感。


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在加入Discover Magazine之前,Paul做了20多年的科学记者,专注于美国生命科学政策和全球科学职业问题。他的职业生涯始于报纸,后来转向科学杂志。他的作品曾出现在《科学新闻》、《科学》、《自然》和《科学美国人》等出版物上。

  • Paul Smaglik

    在加入Discover Magazine之前,Paul Smaglik做了20多年的科学记者,专注于美国生命科学政策和全球科学职业问题。他的职业生涯始于报纸,后来转向科学杂志。他的作品曾出现在《科学新闻》、《科学》、《自然》和《科学美国人》等出版物上。

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