Водяной анол — небольшая ящерица оливково-коричневого цвета, ничем не примечательная на первый взгляд. Тем не менее, он развил в себе сверхспособности, используя воду вокруг своей среды обитания.

Этим ящерицам часто приходится спасаться от хищников, таких как птицы или крабы, и самый быстрый способ спастись — нырнуть прямо в ручей. Но вместо того, чтобы просто задерживать дыхание, как другие животные, водяные анолы научились манипулировать пузырьками воздуха таким образом, чтобы они могли «дышать» под водой.

Ящерица с аквалангом

В отличие от своих собратьев, которые греются на деревьях или бегают по лесной подстилке, водяные анолы проводят большую часть времени у кромки воды, где охотятся на насекомых и другую мелкую добычу.

Для существа, живущего так близко к воде, казалось бы, необходимо развить в себе некоторую форму водного мастерства. Водный анол сделал именно это. Он развил не только способность плавать, но и замечательный механизм, позволяющий оставаться под водой дольше, чем могут выдержать большинство рептилий. Когда ящерицы чувствуют угрозу, они прыгают под воду и пускают пузырь.

Этот пузырь действует как импровизированный акваланг. Исследование, проведенное Линдси Сверк, поведенческим экологом из Бингемтонского университета, показало, что водяные анолы остаются под водой не менее 16 минут — намного дольше, чем могут выдержать большинство животных их размера. Ключ к этому подвигу заключается в их способности извлекать кислород из воздуха, заключенного в эти пузырьки.

«Мы знаем, что они могут оставаться под водой очень долгое время. Мы также знаем, что они вытягивают кислород из этого воздушного пузыря», — сказал Свирк, а затем добавил: «Мы не знали, действительно ли этот пузырь играет какую-либо функциональную роль в дыхании. Является ли то, что делают ящерицы, просто побочным эффектом свойств их кожи или дыхательного рефлекса, или этот пузырь позволяет им оставаться под водой дольше, чем они могли бы, скажем, без пузыря?»

Водная адаптация

Явление работает благодаря совокупности физических свойств. Водяные анолы имеют гидрофобную (водоотталкивающую) кожу. Эта гидрофобность позволяет тонкому слою воздуха прилипать к их телам. При погружении анол может повторно вдыхать воздух из этого слоя, продлевая время, в течение которого он может оставаться под водой. По сути, кожа анола действует как маска для подводного плавания, сохраняя под рукой запас пригодного для дыхания воздуха.

Чтобы подтвердить, помогает ли пузырь ящерицам дышать, Свирк и его коллеги нанесли на кожу ящериц вещество, предотвращающее образование пузырей.

«Кожа ящерицы гидрофобна. Обычно это позволяет воздуху очень плотно прилипать к коже и образовывать пузырь. Но когда вы покрываете кожу смягчающим средством, воздух больше не прилипает к поверхности кожи, поэтому пузырьки не могут образовываться», — сказал Свирк.

Они сделали это, чтобы посмотреть, смогут ли ящерицы оставаться под водой более короткое время — и они это сделали. По сравнению с контрольной группой они оставались под водой на 32% меньше времени, показывая, что без пузыря они не могли задерживать дыхание так долго.

«Это действительно важно, потому что это первый эксперимент, который действительно показывает адаптивное значение пузырей. Повторно дышащие пузырьки позволяют ящерицам дольше оставаться под водой. Раньше мы подозревали это — мы видели закономерность — но на самом деле мы не проверяли, выполняет ли она функциональную роль», — сказал Свирк.

Уникальная развитая стратегия

Это исследование предоставляет первые экспериментальные доказательства того, что водяные анолы используют пузырьки воздуха, чтобы продлить время пребывания под водой для выживания, подтверждая, что пузырьки выполняют функциональную роль в дыхании. Раньше ученые подозревали такое адаптивное поведение только на основании наблюдений, но эксперимент Свирка, который предотвратил образование пузырей, продемонстрировал, что без пузырей ящерицы не могли бы оставаться под водой так долго. Это открытие имеет решающее значение для понимания того, как эти ящерицы развили такой специализированный механизм выживания, помогающий им спасаться от хищников в водной среде, где дыхание обычно ограничено.

Помимо последствий для эволюционной биологии, это исследование может иметь более широкое применение в биомимикрии и технологиях. Способность водяного анола извлекать кислород из захваченного воздушного пузыря намекает на потенциальные инновации в системах подводного дыхания для людей или даже в разработке материалов и структур, имитирующих гидрофобную кожу ящерицы.

Показав, как маленькая ящерица может манипулировать физическими свойствами воды и воздуха в своих интересах, это исследование открывает новые возможности для понимания пересечения биологии, физики и технологий.

«Люди говорили со мной о том, как сильно они любят подводное плавание и фридайвинг, и как им интересно, как животные могут делать то же самое», — сказал Свирк. «Таким образом, есть прекрасная возможность заинтересовать людей наукой, установив связь между тем, что они любят делать, и тем, что развито в природе. Даже в животных, которые кажутся обычными, всегда находишь что-то новое».