當水中缺氧時,它們就需要衝破水面來獲得氧氣。
小蝌蚪想必大家都不陌生,但是你知道它們是如何呼吸的嗎?
雖然蝌蚪有鰓,但它們中的大多數還是需要呼吸新鮮空氣才能生存和長大。當水中缺氧時,它們就需要衝破水面來獲得氧氣。
但新的研究證明,新生的蝌蚪太弱小,無法打破空氣與水交接所形成的表面張力層。那它們是怎麼呼吸的呢?一篇發表在《英國皇家學會學報B:生物科學》上的論文稱,它們實際上是在「吸泡泡」。
美國康乃狄克大學的進化生物學家Kurt Schwenk說:「最初的觀測完全是偶然發生的。我們的實驗室裡有蝌蚪,用於另一個研究蠑螈幼蟲餵養的項目。我注意到,一隻小蝌蚪迅速地浮出水面,做了一件奇怪的事情,留下了一個小氣泡。」
Schwenk和他的博士生Jackson Phillips搭建了一個高速攝像頭來近距離觀察。他們觀察這些只有幾天大的蝌蚪,它們只有三毫米,通過放慢鏡頭,他們可以看到發生了什麼。
Schwenk說:「它們利用水的表面張力,把張開的嘴吸附在水面下。一旦口腔與水面形成了一個密封環境,它們就會張大口腔。這就產生了吸力,將水面向下拉到嘴裡,從而形成一個氣泡。」
隨著下巴的快速閉合,蝌蚪「夾斷」了水面上的氣泡。氣泡中包含了來自水面上方的新鮮空氣,以及這個過程中肺部呼出的少量無氧氣體。然後,口腔底部向上抬起,擠壓氣泡,迫使空氣進入肺部。
Schwenk稱:「泡泡中的新鮮空氣比耗費的空氣多,所以呼入一些無氧的空氣並沒有想像中那麼嚴重。」
由於口腔的空間大於肺的容量,所以蝌蚪會吐出那些多餘的空氣,從而產生Schwenk第一次注意到的漂浮到水面的殘留氣泡。
「我原以為這種行為以前已經被發現了,但當我查閱文獻的時候,我驚訝地發現,它並沒有被記錄,」他說,「另一方面,解析度較高的高速攝像機仍然是相對新的技術,因此我們也得益於現在的科技。」
研究人員還發現,吸泡泡並非是小蝌蚪所獨有的。其它畫面顯示,蠑螈幼蟲和有肺的水生蝸牛也會做類似的吸泡泡動作,以繞過表面張力的屏障。
此外,這兩位科學家在《實驗生物學雜誌》上發表的另一項研究顯示,他們最初研究的兩種蛙類的蝌蚪,即使長得夠健壯,也會繼續吸泡泡,只是過程會發生一些變化。
它們的技術變得更加精細,可以連續吸兩個泡泡。
Schwenk表示:「連續吸兩個泡泡的優點是,它們可以防止新鮮空氣和無氧空氣混合,並且這可能是一種更有效的換氣呼吸方式。」
蝌蚪五線譜編譯自cosmosmagazine,譯者晴空飛燕,轉載須授權