自带特效皮肤的蜥蜴施展水遁逃生术

2023-06-12 09:43 作者:Reptizoo 0人读过 | 我要投稿

在纪录片《超凡动物奇观》中有这样一段画面，一只安乐蜥正面临被翠鴗鸟（蓝顶翠鴗）追捕猎杀，在安乐蜥小心翼翼、见缝插针的逃脱计划失败后，它毅然的跳向水面。在许多观众猜测，下一个镜头它是否会展现出水上飞奔的特技时，画面却表明了它沉入水中，栖伏在水底的岩石上。身上披着一层金属的光泽，面部的气泡有节奏的变大变小，就这样它耗过了一劫，死里逃生。

图片来源：Lindsy Swierk

片中的的安乐蜥叫做水安乐蜥（Anolis aquaticus），它是第一个向人类展示这种水下“再呼吸”能力的爬行类。在进入水中的瞬间，它们皮肤的疏水能力使体表形成一层空气膜，通过呼出的空气和这层空气膜的结合形成这个“潜水面具”，如纪录片所说，这使得水安乐蜥可以在水下维持18分钟。经过人们的研究发现，似乎整个安乐蜥属都有着施展这项技能的潜力，而关键就在于皮肤的疏水能力。

疏水的皮肤

水安乐蜥皮肤疏水的秘密就在于皮肤上两个层级的结构，颗粒状的鳞片，以及在鳞片上密布的毛发状微结构。研究人员将这些极细小的毛发状微结构记录为两种不同的形态：一种为较短的，锥形的小刺；一种为约前者两倍长，细长末端带钩状、钝端的长刺。通过这样的结构，可以很大程度上减少表面与水的接触面积，从而达到疏水的效果。

研究人员通过实验了解到，即使是很少接触水源的安乐蜥种类，都有这样的皮肤结构，只是陆生的的安乐蜥身上，这种毛发状的结构要比那些近水的、半水栖的安乐蜥种类要段短一些。（疏水的皮肤在爬行类中并非安乐蜥属独有，一些壁虎和其他种类的蜥蜴也具有类似的结构）。

疏水的皮肤可以降低在水中行动的阻力，从而节省潜水的能量消耗；可以在一定程度上减缓蜥蜴在水下的体温流失；还有从水中回到陆地时，如果浑身湿漉漉的上岸意味着丧失体温，而且对于体型很小的动物来说水的重量也是不能忽视的，出水时体表携带的水足以降低动物的行动速度，这样的皮肤可以保证在它们在上岸时能保持身体的干爽。另一方面，疏水性的皮肤可能是功能性持续再呼吸的先决条件。

再呼吸

在一项研究中有32种安乐蜥参与了浸没实验，重点记录了20个物种的数据信息，其中包括5种半水生安乐蜥。

在这20个重点物种每种都有3个或者以上的个体进行实验，将个体浸没到水中观察并记录。在其中有18个物种都有至少一只个体出现了利用气泡在水下呼吸的现象，即再呼吸现象。而有超过半数的物种中，至少有一只能够持续多次再呼吸（5次或者更多）。而半水生的安乐几乎都能施展这一技能。不同的是并非所有的气泡都产生在头顶的位置，有两种安乐蜥的气泡会在头部侧面产生。研究人员还提出了几种再呼吸的潜在功能：首先再呼吸有助于把颅内存留的空气输送至肺部来补充耗尽的肺部氧气；其次再呼吸过程中，盈亏的气泡与身体上的气膜是一体的，这似乎说明气膜的空气可以作用于呼吸；再有水中二氧化碳的溶解度很好，有利于气泡中二氧化碳的减少。

物理鳃

在以前对于一些半水生或者全水生的节肢动物的研究中已经证明，可以通过覆盖在身体上的气膜、气泡来从周围的水体中吸收氧气进行补充。这样的“物理鳃”能使一些小型的节肢动物在水下可以没有时限的活动、捕猎。对于安乐蜥的体型、氧气需求来说通过物理鳃在水下无限制的活动是不可能的，但或许可以实现一定的延时效果。

Grote spinnende watertor, male, Saxifraga-Frits Bink

对于这些半水生的安乐蜥的很多研究还是相对初步的，需要更多的实验来进一步证明。但无疑向人们展示了一些令人惊叹的画面。每一帧都在向人们表达自然界仍蕴含着无限的可能。

参考原文

Boccia, Christopher K.; Swierk, Lindsey; Ayala-Varela, Fernando P.; Boccia, James; Borges, Isabela L.; Estupiñán, Camilo Andres; Martin, Alexandra M.; Martínez-Grimaldo, Ramón E.; Ovalle, Sebastian; Senthivasan, Shreeram & Toyama, Ken S. (2021-07-12). "Repeated evolution of underwater rebreathing in diving Anolis lizards". Current Biology. 31 (13): 2947–2954.e4.

Baeckens, Simon; Temmerman, Marie; Gorb, Stanislav N.; Neto, Chiara; Whiting, Martin J. & Van Damme, Raoul (2021-10-01). "Convergent evolution of skin surface microarchitecture and increased skin hydrophobicity in semi-aquatic anole lizards". Journal of Experimental Biology. 224 (19): jeb242939.