บาคาร่า จิ้งจกเหล่านี้ใช้ ‘อุปกรณ์ดำน้ำ’ ในตัวเพื่อหายใจใต้น้ำ

ก้นกึ่งน้ำสามารถอยู่ใต้น้ำได้เกือบ 20 นาทีเพื่อหลีกเลี่ยงผู้ล่า บาคาร่า โดย เกรซ เวด | เผยแพร่เมื่อ 25 พฤษภาคม 2021 10:00 น.

สิ่งแวดล้อม

กิ้งก่า anole ใต้น้ำที่มีฟองอากาศขนาดใหญ่อยู่ที่จมูก

ทวารหนักมี ‘อุปกรณ์ดำน้ำ’ ในรูปแบบของตัวเอง ซึ่งเป็นฟองอากาศบนจมูกที่ช่วยให้หายใจใต้น้ำได้ Lindsey Swierk

แบ่งปัน    

เมื่อต้องเผชิญกับภัยคุกคามจากนักล่า แอโนลกึ่งสัตว์น้ำ—กิ้งก่าชนิดหนึ่งที่มีถิ่นกำเนิดในอเมริกา—จะใช้ศรัทธาอย่างก้าวกระโดด กระโดดจากโขดหินและดำดิ่งลงไปในน้ำ ที่ด้านล่างของลำธารที่ไหลเร็ว พวกมันสามารถจมอยู่ใต้น้ำได้นานถึง 18 นาที รอจนกว่าจะคลานกลับขึ้นบกได้อย่างปลอดภัย 

แต่จิ้งจกซึ่งปอดได้รับการพัฒนาให้มีอากาศบริสุทธิ์สามารถกลั้นหายใจได้นานได้อย่างไร? ดูเหมือนว่าพวกเขาไม่ต้อง จากผล การศึกษาล่าสุดที่จัดทำโดยนักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยโตรอนโต สัตว์เลื้อยคลานที่ชอบน้ำเหล่านี้ใช้นักวิจัยด้านการดำน้ำในรูปแบบของตัวเองซึ่งได้รับการตั้งชื่อว่า “การหายใจซ้ำ” อย่างเหมาะสม ก่อนหน้านี้ นักนิเวศวิทยาได้สังเกตเทคนิคนี้ในสัตว์ขาปล้องอย่างแมงมุมและแมลงเท่านั้น 

ผลการศึกษาซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Current Biology

 ในเดือน นี้พบว่าทวารหนักมีความสามารถพิเศษในการหายใจใต้น้ำ เนื่องจากมีฟองอากาศนั่งอยู่บนจมูกของพวกมัน ทุกครั้งที่หายใจเข้าและหายใจออก ฟองอากาศจะขยายตัวและหดตัวเหมือนบอลลูนที่เต้นเป็นจังหวะ ช่วยให้กิ้งก่าดูดออกซิเจนที่จำเป็นมาก  

จากการสังเกต นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบทันทีที่ผิวหนังของจิ้งจกสัมผัสกับน้ำ อากาศที่ปกคลุมร่างกายของจิ้งจกในระดับต่ำกว่ามิลลิเมตร ทำให้พวกมันสามารถดักจับออกซิเจนได้ พวกเขาเรียกสิ่งนี้ว่า

ลุค มาห์เลอร์ผู้ช่วยศาสตราจารย์ในภาควิชานิเวศวิทยาและชีววิทยาวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยโตรอนโต ซึ่งห้องทดลองเป็นผู้นำโครงการนี้ กล่าวว่า เขาสังเกตเห็นปรากฏการณ์นี้เป็นครั้งแรกโดยบังเอิญขณะเดินทางไปเฮติในปี 2552 

ในเทือกเขาทางตอนเหนืออันห่างไกลของเกาะมี anole ที่ใกล้สูญพันธุ์อย่างยิ่งที่เรียกว่าAnolis eugenegrahami มาห์เลอร์ซึ่งกำลังศึกษากลุ่มย่อยที่หายาก เกิดการหายใจขึ้นเมื่อเขาค่อยๆ โยนตัวอย่างกลับเข้าไปในส่วนที่ตื้นและใสของลำธาร 

กรอไปข้างหน้าอย่างรวดเร็วสู่ปี 2016 และคริส บอคเซีย นักศึกษาของเขาในเวลานั้น ซึ่งเป็นหัวหน้านักวิจัยของโครงการ เดินทางไปคอสตาริกาเพื่อสังเกตญาติห่าง ๆ ของจิ้งจกเฮติ มาห์เลอร์ขอให้เขาจับตาดูสัญญาณการหายใจออก เมื่อลงไปในน้ำ Boccia เห็นคู่ขาสี่ขาที่อยู่ใกล้เคียงใช้อ่างเก็บน้ำเพื่อจมอยู่ใต้น้ำ 

[ที่เกี่ยวข้อง: กระดูกสีเขียว หัวใจสีเขียว แพ้ไม่ได้: กิ้งก่าเหล่านี้อยู่รอดด้วยเลือดสีเขียวที่เป็นพิษ ]

เพื่อพิสูจน์ว่าอากาศที่เกาะอยู่อย่างล่อแหลมช่วยให้กิ้งก่าหายใจได้ นักวิจัยต้องแสดงให้เห็นว่าความอิ่มตัวของออกซิเจนในฟองนั้นหมดลงเมื่อเวลาผ่านไป ในการทำเช่นนี้ พวกเขาใช้มือประคอง anoles ที่จับไว้อย่างระมัดระวังและจุ่มลงในถังน้ำอย่างนุ่มนวล จากนั้นจึงเล็งหัววัดเฉพาะที่จุดศูนย์กลางของฟองอากาศเพื่อวัดความอิ่มตัวของออกซิเจน 

“นี่คือเมื่อการมีประสบการณ์กับกลุ่มสิ่งมีชีวิตมีประโยชน์” มาห์เลอร์กล่าว เขาศึกษาทวารหนักมากว่า 10 ปี “คุณคงไม่คิดว่าคุณจะสามารถหยิบขึ้นมาและทิ้งมันลงในถังได้ แต่ถ้าคุณจัดการกับมันอย่างผ่อนคลาย พวกเขาจะสบายใจ”

การค้นพบที่น่าประหลาดใจที่สุดอย่างหนึ่งของโครงการนี้คือการหายใจซ้ำไม่ได้มีลักษณะเฉพาะสำหรับสัตว์เลื้อยคลานดำน้ำ—มันเป็นสากลในทุก anoles ที่ศึกษาสังเกต รวมทั้งสายพันธุ์ที่ไม่พบใกล้ลำธาร และถิ่นในโคลัมเบีย เม็กซิโก สาธารณรัฐโดมินิกัน จาเมกา เอกวาดอร์ และคอสตาริกา 

อย่างไรก็ตาม กิ้งก่าที่ถูกผูกไว้กับพื้นโลกไม่มีทักษะ

เพียงพอในการหายใจคืนชีพ สิ่งนี้บ่งชี้ถึงลักษณะที่เกิดขึ้นในประชากรบรรพบุรุษสำหรับการใช้งานอื่น ๆ มาห์เลอร์กล่าว แต่หลังจากนั้นก็ได้รับการออกแบบและเชี่ยวชาญเฉพาะสำหรับผู้ที่อาศัยอยู่ตามลำธารเล็ก ๆ 

“การเคลือบผิว [ปรอทเงิน] ของอากาศที่เราคิดว่าน่าจะเกิดขึ้นเพื่อจุดประสงค์อื่นที่ไม่เกี่ยวข้องกับการดำน้ำ แต่ตอนนี้ได้ให้ความสามารถในการทำให้กลไกการหายใจออกเกินจริงเป็นสิ่งที่มีประโยชน์มาก” มาห์เลอร์ผู้เชื่อกล่าว การศึกษาภาคสนามในลักษณะนี้จำเป็นอย่างยิ่งในการเปิดเผยเบาะแสว่าวิวัฒนาการแบบปรับตัวทำงานอย่างไร 

[ที่เกี่ยวข้อง: CRISPR เปลี่ยนจิ้งจกเหล่านี้เป็นผี ]

การค้นพบนี้ไม่เพียงแต่ให้ข้อมูลเชิงลึกแก่นักชีววิทยาว่าวิวัฒนาการทำงานอย่างไร แต่อาจมีศักยภาพสำหรับการใช้งานในอนาคตด้วย Mahler กล่าว การเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติพื้นผิวของผิวหนังของสัตว์มีกระดูกสันหลังที่หายใจใต้น้ำเหล่านี้สามารถนำไปสู่วัสดุหรือฟิล์มที่ไม่ชอบน้ำ 

แต่นั่นก็อีกหลายปี ขั้นตอนต่อไปสำหรับมาห์เลอร์คือการทำความเข้าใจว่าอะไรเป็นสาเหตุให้เกล็ดที่หย่อนคล้อยของทวารหนักสามารถขับไล่น้ำได้ เขาคิดว่ามันน่าจะเกี่ยวกับโครงสร้างของพวกมัน แต่อาจมีคำอธิบายทางเคมี 

“การนำกลับบ้านที่ใหญ่ที่สุดคือ นี่เป็นเพียงนวัตกรรมที่ยอดเยี่ยมที่สัตว์มีกระดูกสันหลังเคยคิดขึ้นมา ซึ่งไม่เคยมีใครชื่นชมมาก่อน” มาห์เลอร์กล่าว บาคาร่า / เต็นท์หลังคารถ