Znajdź zawartość

Natura wyposażyła żółwia wonnego (Sternotherus odoratus) w języczek z brodawkami, który nie służy do odżywiania się, ale umożliwia wymianę gazową. Dzięki temu odkryciu naukowców z Uniwersytetu Wiedeńskiego wiadomo, jakim cudem gady wytrzymują pod wodą nawet kilka miesięcy. Egon Heiss i zespół obserwowali zwyczaje żywieniowe żółwi wonnych, zwanych też piżmowymi. Dorosłe osobniki spędzają większość życia pod wodą, ale młode wychodzą od czasu do czasu na ląd w poszukiwaniu pokarmu. Podczas nagrywania filmu z tymi ostatnimi zoolodzy zauważyli, że po znalezieniu jakiegoś kąska zwierzęta mogły jeść tylko po wciągnięciu zdobyczy do wody. Okazało się, że dało się to wyjaśnić budową cienkiego języczka. Na jego powierzchni oraz dookoła, np. w gardzieli, znajdują się wyspecjalizowane brodawki i to one pobierają tlen z przepływającej obok wody. Wiedzieliśmy, że gdzieś musi występować narząd do oddychania wodnego, ale odkryliśmy go przypadkowo – wyjaśnia Heiss. Wszystkie żółwie morskie muszą raz na kilka godzin wypłynąć na powierzchnię, by zaczerpnąć tchu. Wśród żółwi słodkowodnych sprawy z oddychaniem w wodzie mają się różnie: niektóre gatunki to potrafią (dokonują wymiany gazowej przez skórę), podczas gdy inne muszą iść w ślady gadów z morza czy oceanu. Żółwie bokoszyjne wykorzystują zaś do tego celu wyspecjalizowane workowate uchyłki kloaki. Heiss dodaje, że żółwie wonne nie mają uchyłków, a ich skóra jest zbyt gruba i pozbawiona rozbudowanej sieci naczyń włosowatych, dlatego trudno było ustalić, jak – skoro nie przez skórę - uzyskują odpowiednią ilość tlenu, pozostając w zaburzeniu nawet przez kilka miesięcy. Odpowiedź stanowi wspomniany języczek.

Od lat biolodzy wiedzieli o tym, że owady, np. karaczany, podczas spoczynku wstrzymują oddech. Dotąd nie mieli pojęcia, czemu to robią, okazuje się jednak, że dzięki ograniczeniom oddychania (nieciągłym cyklom wymiany gazowej, ang. discontinuous gas exchange cycles, DGCs) mogą zaoszczędzić wodę. Karaczany są prawdziwymi rekordzistami, ponieważ umieją wstrzymać oddech nawet na 7 minut. W ich przypadku jest to dość proste, ponieważ narząd oddechowy tego rzędu stanowią tchawki. Powietrze dostaje się do nich przez przetchlinki, niewielkie otwory na powierzchni ciała. By przestać oddychać, muszą więc po prostu zamknąć przetchlinki. Naukowcy przetestowali 3 hipotezy wyjaśniające wstrzymywanie oddechu na dłuższy czas. Pierwsza mówi, że owady czynią tak po to, by zwiększyć ilość dwutlenku węgla i móc go łatwiej wydalić, czyli zwiększyć efektywność wymiany gazowej w podziemnym środowisku. Zwolennicy drugiej uważają, że zaprzestanie oddychania zabezpiecza przed wysokimi (toksycznymi) stężeniami tlenu – uszkodzeniem oksydacyjnym. Twórcy trzeciej twierdzą zaś, że dzięki takiemu zachowaniu zwierzęta regulują utratę wody. Jak wyjaśnia dr Craig White, fizjolog z University of Queensland, system tchawek nie tylko dostarcza do komórek tlen, ale i odprowadza wodę. Skoro podczas spoczynku obniża się zapotrzebowanie na tlen, warto zamknąć przetchlinki, żeby zachować H2O. Wcześniejsze analizy porównawcze faworyzowały hipotezę wodną, a tzw. mechaniczne dawały niejednoznaczne wyniki, dlatego Australijczycy jako pierwsi zdecydowali się na manipulowanie cechami środowiska i badanie reakcji aklimatyzacyjnej. Akademicy przez miesiąc monitorowali oddychanie karaczanów szarych (Nauphoeta cinerea). Robili to przy zróżnicowanym stężeniu dwutlenku węgla i tlenu oraz wilgotności, stąd niektóre owady spędziły 4 tygodnie w wysokiej wilgotności, inne w niskiej, a jeszcze inne w stałej, lecz ze zmieniającymi się poziomami CO2/O2. Okazało się, że przy niskiej wilgotności karaluchy wstrzymywały oddech na dłużej. Wniosek? To ich oszczędzające wodę przystosowanie do suchego środowiska.

Naukowcy z Uniwersytetu Narodowego w Singapurze potwierdzili istnienie niemal nieznanego dotychczas, choć niezwykle interesującego gatunku żab. Spośród swoich krewniaków zwierzę to wyróżnia się... całkowitym brakiem płuc. Płaz o łacińskiej nazwie Barbourula kalimantanensis przeprowadza wymianę gazową wyłącznie przez powierzchnię skóry. Dotychczas jedynymi znanymi czworonożnymi zwierzętami pozbawionymi płuc byli niektórzy przedstawiciele rodziny salamandrowatych. Do tej pory w historii zbadano tylko dwa okazy tego zwierzęcia, jednak niedawna ekspedycja na Borneo zaowocowała dalszymi odkryciami. David Bickford, naukowiec z Uniwersytetu Narodowego w Singapurze, mówi o odkryciu: Próbowano tego od trzydziestu lat. Ale kiedy wykonaliśmy sekcję zwłok schwytanych zwierząt - zupełnie "na dziko", w terenie - byliśmy bardzo sceptyczni, muszę to przyznać. To wręcz nie wyglądało na możliwe. Ku naszemu zaskoczeniu okazało się, że wszystkie osobniki tego gatunku są pozbawione płuc. Barboroula kalimantanensis, odnaleziona w należącej do Indonezji części wyspy Borneo, żyje w zimnych, szybko płynących strumieniach. Najprawdopodobniej zanik płuc jest przede wszystkim efektem współdziałania wysokiego nasycenia wody tlenem (rozpuszcza się on lepiej w zimnej, wartko płynącej wodzie) i obniżenia tempa metabolizmu, co zmniejsza zapotrzebowanie organizmu na ten życiodajny gaz. Dodatkowo u płazów tych doszło do znacznego spłaszczenia ciała, co zwiększa stosunek powierzchni skóry do objętości ciała i w ten sposób ułatwia wymianę gazową. Naukowcy podkreślają, że dalsze badania tego niezwykłego gatunku będą najprawdopodobniej bardzo trudne. Obserwacja naukowców z Singapuru była zaledwie drugą w historii i jednocześnie pierwszą od trzydziestu lat, poczas której udało się odnaleźć to niesamowite zwierzę. Nie wiadomo, ile okazów Barbourula kalimantanensis żyje jeszcze na wolności. Przykład tego zwierzęcia wyraźnie pokazuje jednak, jak ważna jest pielęgnacja naturalnych miejsc pobytu rzadkich zwierząt. Wysiłek badaczy może zostać zniweczony przez nielegalnych poszukiwaczy złota, w które obfitują okoliczne tereny. Szczegółowe dane na temat odkrycia są dostępne w najnowszym wydaniu czasopisma Current Biology.