鼻涕泡有妙用，水下呼吸全靠它

安乐蜥（Dactyloidae）是一群“身怀绝技”的蜥蜴，它们生活在美洲，从美国东南部到巴拉圭都有它们的踪影，家庭成员有427种之多。

它们有的能像壁虎一样的飞檐走壁、断尾逃生；有的长着鲜艳的喉囊，显摆“撩妹”；还有的，能像变色龙一样改变体色。

对面的“妹子”看过来—一展开喉囊撩妹的条纹安乐蜥（Anolis lineatus）。图片：William Kreijkes / wikmedia

绿安乐蜥（Anolis carolinensis）既懂壁虎的游墙功，又会变色龙的伪装术。图片：wikmedia

是不是很厉害？不过，它们令人惊讶的地方还不止于此。最近，安乐蜥家族中就连出了两个“大新闻”：有研究人员拍摄到了安乐蜥在水下的细节，发现安乐蜥家族里还有优秀的“潜水员”。

以前人们就发现，一些常在水边活动的安乐蜥在遇到危险时，会跳进水里躲上十几分钟不出来。对于这一现象，学者们大多认为它们只是憋气能力强，没想到事情没那么简单。

实际上，它们之所以能长时间潜水，并不是能憋气，而是可以自带“气瓶”，可以在水下呼吸。

这种“气瓶”就是挂在他们头上的大气泡（air bubble）——嗯看上去像个鼻涕泡。图片：Lindsey Swierk

首次报道安乐蜥潜水细节的，是纽约宾汉顿大学（Binghamton University）的生态学家琳希·斯维克（Lindsey Swierk）。2018年12月20日，她在安乐蜥网站（anoleannals.org）对外公布了这一发现。

这种热带蜥蜴，就是分布在哥斯达黎加和巴拿马地区溪流附近的“水安乐蜥”（A. aquaticus）。它的身世鲜为人知，人们只能找到对它非常有限的描述和介绍。

斯维克团队在哥斯达黎加考察。图片：anoleannals.org

2015年，斯维克在哥斯达黎加的山间溪流附近注意到水安乐蜥。它们对周围环境非常警惕，一旦发现风吹草动，就立刻跳进水里长时间潜伏起来。

跳水逃生的安乐蜥。图片：smithsonian channel

斯维克在水安乐蜥的胃里找到了水生昆虫，于是她买了水下相机，希望能发现它们在水下捕食的线索。不过，水下相机并没有记录到水安乐蜥在水下捕食猎物，却记录到了它们在水下利用气泡呼吸的情景。

根据斯维克团队的记录，水安乐蜥潜水的时间最长居然可以达到十六分钟。在她截取的一段视频中能够看出，潜伏在水下的安乐蜥头部和躯干上都附着了一些空气，尤其是头部的气泡非常明显，水安乐蜥在反复地从气泡中呼吸空气。

而后在后续报道中，斯维克更详细地分析了这一过程：水安乐蜥先呼出一个大气泡，然后再吸入，然后可以就从这个大气泡中提取氧气了。虽然浓度低，但也足以让它们在水下待得更久一点，以免受到天敌的威胁。按理说，这个气泡体积不小，之所以没有飘走，很大原因可能是由于安乐蜥头部的某些特殊构造。她正在寻找合作者进行更进一步的研究。

水安乐蜥在水下利用气泡呼吸。图片：anoleannals.org

无独有偶，在斯维克发布水安乐蜥利用气泡的消息后，生命科学（Live Science）网站在第二天也发布了一种安乐蜥“水下呼吸”的视频和采访，只不过主角是“溪安乐蜥”（A. oxylophus）。

溪安乐蜥。图片：smithsonian channel

生物学家兼制片人尼尔·洛辛（Neil Losin）和奈特·达彭（Nate Dappen）在为史密森尼频道拍摄以安乐蜥为中心的纪录片“蜥蜴的法则”时，捕捉到了这一引人注目的镜头。

起初，他们只是想找找溪安乐蜥长时间潜水的线索。最开始也以为它们只是憋气能力很强而已，可是在反复看了视频后，发现溪安乐蜥头顶出现了气泡。溪安乐蜥能够反复利用这个气泡呼吸，在水里待的时间长达15分钟。

溪安乐蜥在水下呼吸的情景。图片：livescience

这种气泡究竟是如何给安乐蜥提供氧气的呢？研究者们初步推测，可能是这些气泡具有“物理腮”的功能——氧气能从周围的水扩散到气泡中，同时二氧化碳能从气泡中扩散出去。

此前，科学家只在个别无脊椎动物中发现类似的现象，其中之一就是水蛛。水蛛从欧洲一直到中国的北方都有分布，几乎一辈子都生活在淡水中。它们和其他蜘蛛一样，都有一个“生理肺”——书肺（Book lung）。书肺只能在空气中交换氧气和二氧化碳，但水蛛为了在水下呼吸，制造出了一张有圆顶的网，然后把空气放进去，形成一个个像钟一样的气泡“仓库”。要呼吸的时候，就去“提取”一点氧气。

而这个气泡，就起到了一个“物理鳃”（也称物理肺）的作用。在温暖水体中，这个气泡室能从水中交换进来足够的氧气，排出二氧化碳，满足水蛛静止状态的所有氧需求。有时它们可以在气泡室内停留超过一天。当水体严重缺氧或者气泡室内气体快耗尽时，水蛛就用身上的绒毛去水面搬运一些空气到气泡室中，补充它的水下“呼吸仓库”。

A是空气附着在水蛛腹部的疏水绒毛上；B是一个小型气泡室，由隐形网支撑着，大小足以容纳水蛛的腹部；C是水蛛正把水面的气泡运到气泡室；D是雌性水蛛待在她的气泡室中。图片：Seymour, R. S., & Hetz, S. K. / Journal of Experimental Biology（2011）

除了水蛛，生活在莫诺湖畔的碱蝇，也能够携带“空气潜水服”，潜入水中觅食。

碱蝇的“空气潜水服”。图片：Van, F. B., & Dickinson, M. H. / Proceedings of the National Academy of Sciences（2017）

接连上镜的安乐蜥，也许即将成为人们发现的首批能利用气泡在水下呼吸的脊椎动物。它们头顶保存大气泡的原理，又是否和碱蝇这样的无脊椎动物相似？这些就需要科学家们通过更进一步的研究来证实了。（编辑：Yuki，vb）

本文授权转自我是科学家iScientist。

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