科学者たちは、餌を収縮させながら蛇が呼吸を維持する方法を見つけました：NPR

ブラジル、リオデジャネイロ、ティジュカの森林国立公園でボアグロンがトカゲを捕まえている。

Vitor Marigo / オーロラ写真 / ゲッティイメージズ / オーロラオープン

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ブラジル、リオデジャネイロ、ティジュカの森林国立公園でボアグロンがトカゲを捕まえている。

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巨大な餌を収縮させ、嚥下するヘビは、餌を飲み込む間に窒息しないように進化しました。

ヘビの頭に最も近い鱗片状のコイルが夕食を絞るために非常に忙しい場合、爬虫類は単に呼吸方法を変更するだけで、体の長さよりも遠く肋骨と筋肉を使用することができます。

それは新しい 勉強する 膨張した血圧カフを使用してボアヘビの体の他の部分を固定し、同時に肋骨の動きを監視するためにX線スキャンを行いました。 研究者たちが観察したのは、蛇が草のように空気を引き付けるために別のリブのセットを使用することに簡単に切り替えることができるということです。

研究の著者は、「彼らがそのように正確に制御したことが驚くべきことに気づいた」と言います。 ジョン・カパノ、彼はブラウン大学で生体力学を勉強しています。 「私たちは肋骨の特定の領域だけを活性化し、他の領域は完全に静かで動かないことを見ることができます。」

小さなヘルメットと血圧計のある発見

ボアヘビは体全体に200組以上の肋骨があり、通常は筋肉を使って硬い肋骨を回転させ、空気を内外に汲み上げて呼吸します。

他の体と同様に、蛇の肺も長く、蛇の長さの大部分を占めています。 頭に最も近い肺部分は血管が豊富でガス交換が起こるように見えますが、ヘビの尾に近い肺部分は空のポケットのようです。

ヘビが餌を捕まえると、体の前部は一般に収縮し、餌を抑制するのに完全に関与します。 それ。 その後、ヘビが自分の大きさに比べて大きな動物であることが多いものを食べ始めたら、胸郭を大きく開かなければなりません。 キャパノは、「既に容量が満たされているため、肋骨を動かすことができなくなる可能性があります」と言います。

しばらく前に彼が研究室で働いたとき スコット・ボバック ディキンソンカレッジ、カパノ、保育園で Capanoは、ヘビに餌をやると、「休んでいるテーブルにただただ」よりも、「体の他の部分に息をしているように見えました」と思います。

しかし、これがヘビの呼吸において本当の変化を示すのかは明らかではありませんでした。 おそらく、蛇は息を吸うために常に同じ肋骨を動かそうとしましたが、餌を飲み込むことに関連する肉体的なニーズのために、いくつかの肋骨が呼吸できませんでしたか？

「それは一種のプロジェクトの始まりでした。彼らはこれを制御できますか？」 「とカパノは言う。

から 実験生物学ジャーナル、Capanoと研究者のチームは基本的に肋骨の動きを防ぐためにヘビの体の他の部分に血圧カフを着用する方法を説明しています。 Capanoは、「私たちはヘビの内外で空気の流れを測定するためにヘビに小さなヘルメットをかぶせて、ヘビが呼吸していることを測定することができました」と言います。 研究チームはX線を利用してヘビ内部の骨の動きを観察し、神経信号も監視した。

彼らが蛇の前部にカフをかぶせると、動物は肋骨が尾に向かって後ろに呼吸するように切り替えます。 「そしてカフを脱ぐと、後ろから動かずに前方に戻ります」とCapanoは言います。

蛇の先端にある肋骨は前部が移動できない場合にのみ関連するため、Capanoは蛇の後ろのポケット状の肺部分が本質的に空気を穴に引き込むために草のように動作するようです。 ガス交換が起こるヘビ前面の肺部分。

進化的な成功の鍵？

「彼らは、ヘビが胴体に沿って換気される場所を制御できることを非常に説得力のあるように示しています」と言います。 ジェイクソチャ、バージニア工科大学で動物の生体力学を研究する研究者。 「これは何がヘビをそのように成功させたのかを説明するのに役立つ本当に重要で重要な研究です」。

結局、何千ものヘビが地面から木、海、さらには空気に至るまで、さまざまな環境で繁栄します。 私 ヘビ）。 手足のない長い体 部分的には、ヘビが比較的大きな動物を殺す方法を進化させ、より多くの餌付けオプションを提供するため、部分的には非常に適応性が高いことが証明されています。

「ヘビはこれを行うために収縮を進化させたので、私たちの考えはそれに応じた呼吸革新がなければならないということです」と言います。 エリザベス・ブレイナード、ブラウン大学の生体力学研究員。 「収縮が進むにつれて、呼吸のためにその領域の肋骨を使用する動物の能力を確実に妨げていました。したがって、このモジュラー呼吸を進化させ、胸郭の他の部分に呼吸を移動させる必要があるという圧力がありました。」

Brainerdは、肺の内外に空気を汲み上げる力学が動物によってどのように異なるかについて長い間魅了されてきました。 「呼吸は私たちがほとんど考えていませんが、実際には生体力学の問題です」と彼女は言います。

そして、人間は、横隔膜やヘビが持っていない胸骨を含むヘビとは全く異なる呼吸設定を持っていますが、Brainerdは、人々が置く犬のヘビのような「フローティングリブ」を持っていることに気づくことはできません。 tの前のすべてに貼り付けなさい。

Brainerdは、「私は浮遊肋骨を個別に制御する程度とどのような条件で制御するかについて本当に興味があります」と言います。