Close-up ng isang Anolis butiki na may bula na muling humihinga sa nguso nito. Pinasasalamatan: Lindsey Swierk
Ipinakita ng isang pangkat ng mga evolutionary biologist mula sa Unibersidad ng Toronto na ang mga Anolis lizard, o anoles, ay nakahinga sa ilalim ng tubig sa tulong ng isang bula na nakakapit sa kanilang mga nguso.
Ang Anoles ay isang magkakaibang grupo ng mga butiki na matatagpuan sa buong tropikal na Amerika. Ang ilang mga anole ay mga dalubhasa sa batis, at ang mga semi-aquatic na species na ito ay madalas na sumisid sa ilalim ng tubig upang maiwasan ang mga mandaragit, kung saan maaari silang manatiling nakalubog sa loob ng 18 minuto.
"Nalaman namin na ang mga semi-aquatic anoles ay naglalabas ng hangin sa isang bula na kumakapit sa kanilang balat," sabi ni Chris Boccia, isang kamakailang nagtapos ng Master of Science mula sa Faculty of Arts & Science's Department of Ecology & Evolutionary Biology (EEB). Si Boccia ang nangungunang may-akda ng isang papel na naglalarawan sa paghahanap na inilathala ngayong linggo sa Kasalukuyang Biology.
“Pagkatapos ay muling nilalanghap ng mga butiki ang hangin,” sabi ni Boccia, “isang maniobra na tinawag naming 'rebreathing' pagkatapos ng teknolohiyang scuba-diving."
Sinukat ng mga mananaliksik ang oxygen (O2) na nilalaman ng hangin sa mga bula at nalaman na bumaba ito sa paglipas ng panahon, na nagpapatunay na ang rebreathed air ay kasangkot sa paghinga.
Malamang na umusbong ang muling paghinga dahil ang kakayahang manatiling nakalubog nang mas matagal ay nagpapataas ng pagkakataon ng butiki na makatakas sa mga mandaragit.
Isang nakalubog na butiki ng Anolis na may bula na muling huminga sa nguso. Pinasasalamatan: Lindsey Swierk
Ang mga may-akda ay nag-aral ng anim na species ng semi-aquatic anoles at nalaman na ang lahat ay nagtataglay ng rebreathing trait, sa kabila ng karamihan sa mga species ay malayo ang kaugnayan. Bagama't malawakang pinag-aralan ang muling paghinga sa mga aquatic arthropod tulad ng mga water beetle, hindi ito inaasahan sa mga butiki dahil sa mga pagkakaiba sa pisyolohikal sa pagitan ng mga arthropod at vertebrates.
"Ang muling paghinga ay hindi kailanman itinuturing bilang isang potensyal na natural na mekanismo para sa paghinga sa ilalim ng tubig sa mga vertebrates," sabi ni Luke Mahler, isang assistant professor sa EEB at thesis supervisor ni Boccia. "Ngunit ipinapakita ng aming trabaho na posible ito at paulit-ulit na ipinatupad ng mga anoles ang diskarteng ito sa mga species na gumagamit ng mga tirahan ng tubig."
Si Mahler at co-author na si Richard Glor, mula sa Unibersidad ng Kansas, ay unang nakakita ng anoles na muling huminga sa Haiti noong 2009 ngunit hindi nila nagawang magsagawa ng karagdagang mga obserbasyon o eksperimento. Ang isa pang kasamang may-akda, si Lindsey Swierk, mula sa Binghamton University, State University of New York, ay inilarawan ang parehong pag-uugali sa isang Costa Rican species noong 2019. Iminungkahi ng mga maagang obserbasyon na ito na ang muling paghinga ay isang adaptasyon para sa diving, ngunit ang ideyang ito ay hindi pa nasubok hanggang sa ngayon.
Naging interesado si Boccia sa aquatic anoles pagkatapos makatagpo ng isa sa Panama. Sinimulan niya ang kanyang pagsisiyasat sa muling paghinga sa Costa Rica noong 2017 at ipinagpatuloy ang pananaliksik sa Colombia at Mexico.
Tulad ng itinuturo ng mga may-akda, ang katangian ng muling paghinga ay maaaring nabuo dahil ang balat ng anoles ay hydrophobic - tinataboy nito ang tubig - isang katangian na malamang na umunlad sa mga anoles dahil pinoprotektahan sila mula sa ulan at mga parasito. Sa ilalim ng tubig, ang mga bula ng hangin ay kumakapit sa hydrophobic na balat, at ang kakayahang pagsamantalahan ang mga bula na ito para sa paghinga ay nabuo bilang isang resulta.
Bagama't kinakailangan ang karagdagang trabaho upang maunawaan kung paano gumagana ang proseso nang detalyado, nagmumungkahi sina Boccia, Mahler, at kanilang mga kapwa may-akda ng iba't ibang paraan kung saan maaaring gumana ang muling paghinga.
Sa pinakasimpleng anyo nito, ang bula ng hangin sa nguso ng butiki ay malamang na kumikilos tulad ng isang tangke ng scuba, na nagbibigay sa isang nakalubog na hayop ng suplay ng hangin bilang karagdagan sa hangin sa mga baga nito. Ito ang ginagawa ng mga aquatic arthropod tulad ng water beetle upang mapahaba ang oras na maaari silang manatiling nakalubog.
Iminumungkahi din ng mga mananaliksik na ang proseso ng muling paghinga ay maaaring mapadali ang paggamit ng hangin na matatagpuan sa mga daanan ng ilong, bibig, at windpipe ng butiki na kung hindi man ay hindi gagamitin ng butiki sa paghinga.
Ang bula ay maaari ring tumulong sa pag-alis ng basurang carbon dioxide (CO2) mula sa ibinubuga na hangin sa pamamagitan ng prosesong naobserbahan na ng ibang mga mananaliksik sa mga aquatic arthropod. Napagpasyahan ng mga pag-aaral na iyon na dahil ang CO2 ay lubos na natutunaw sa tubig at dahil ang antas ng CO2 sa mga bula ay mas mataas kaysa sa nakapalibot na tubig, ang na-exhale na CO2 ay natutunaw sa nakapalibot na tubig sa halip na ma-rebreath.
Sa wakas, ang mga may-akda ay nag-isip na ang bula ay maaaring kumilos bilang isang hasang at sumipsip ng oxygen mula sa tubig - muli, isang bagay na naobserbahan na sa mga arthropod. Sina Boccia at Mahler ay nagpaplano ng karagdagang pananaliksik upang kumpirmahin kung ang mga proseso ng muling paghinga na ito ay nangyayari sa mga anoles.
Ayon kay Mahler, "Ang gawaing ito ay nagpapayaman sa ating pag-unawa sa mga malikhain at hindi inaasahang paraan na natutugunan ng mga organismo ang mga hamon na dulot ng kanilang mga kapaligiran. Iyan ay mahalaga sa sarili nitong karapatan, ngunit ang mga pagtuklas na tulad nito ay maaari ding maging mahalaga sa mga tao habang naghahanap tayo ng mga solusyon sa sarili nating mapaghamong mga problema."
"Masyado pang maaga upang sabihin kung ang muling paghinga ng butiki ay hahantong sa anumang partikular na pagbabago ng tao," sabi ni Boccia, "Ngunit ang biomimicry ng muling paghinga ay maaaring isang kawili-wiling panukala para sa ilang larangan - kabilang ang teknolohiya ng scuba-diving rebreathing, na nag-udyok sa aming pagbibigay ng pangalan sa hindi pangkaraniwang bagay na ito. ”
Sanggunian: "Paulit-ulit na ebolusyon ng muling paghinga sa ilalim ng tubig sa pagsisid anoles butiki” ni Christopher K. Boccia, Lindsey Swierk, Fernando P. Ayala-Varela, James Boccia, Isabela L. Borges, Camilo Andres Estupiñán, Alexandra M. Martin, Ramón E. Martínez-Grimaldo, Sebastian Ovalle, Shreeram Senthivasan, Ken S Toyama, María del Rosario Castañeda, Andrés García, Richard E. Glor at D. Luke Mahler, 12 Mayo 2021, Kasalukuyang Biology.
DOI: 10.1016/j.cub.2021.04.040
Ang paglahok ni Mahler sa pananaliksik ay suportado ng isang NSERC Discovery Grant at isang Harvard University Ken Miyata Field Research Award. Ang paglahok ni Boccia ay suportado ng isang NSERC CGS M Grant, isang National Geographic Young Explorer Grant at isang Sigma Xi Grant sa Aid of Research.
