Необычное дыхание помогло сцинкам выжить в песке

Обыкновенный сцинк (Scincus scincus) обитает в пустынях и большую часть жизни проводит зарывшись глубоко в песок. Германские и австрийские биологи выяснили, как сцинк может дышать в песке и не задыхаться. Исследование опубликовано в Journal of Experimental Biology.

Небольшие (до 20 сантиметров в длину) ящерицы сцинки обитают в пустынях Юго-Западной Азии и Северной Африки. Чтобы выжить в суровых условиях, большую часть времени они проводят в толще песка, появляясь на поверхности только для охоты на насекомых, размножения и дефекации. Ранее исследователи выяснили, как сцинкам удалось адаптироваться к жизни в песке. Так, они показали, что ящерица совершает лапами волнообразные движения и фактически плавает в песке, поэтому ее еще называют «песчаной рыбой». Химические свойства чешуи сцинка делают ее устойчивой к истиранию, так что она не повреждается песком. Однако как рептилии удается дышать в толще песка и не задыхаться от попавших в легкие песчинок, оставалось неясным.

Чтобы ответить на этот вопрос, авторы работы изучили процесс дыхания сцинков: они прикрепили к грудной клетке ящерицы пьезоэлектрический сенсор, который измерял электрические импульсы, возникавшие во время дыхания как в песке, так и над землей. Также ученые детально исследовали верхние дыхательные и обонятельные пути у пяти недавно умерших особей. Затем они сделали из полупрозрачной резины 3D-модель внутренних органов сцинка от ноздрей до трахеи и несколько раз продули через них воздух с частицами песка, имитируя дыхательный процесс рептилии.

Эксперименты показали, что, находясь в песке, сцинки вдыхают воздух намного медленнее, а выдыхают намного более интенсивно (примерно на 60 процентов), чем когда они находятся на поверхности земли. «Подземный» вдох ящериц продолжается почти в два раза дольше, чем вдох «на воздухе», а выдох больше похож на кашель. При этом средняя скорость вдоха ящерицы под землей в 50 раз меньше, чем средняя скорость выдоха, при этом вдох существенно замедляется (примерно на 70 процентов) в носовой полости рептилии.

На основании результатов экспериментов исследователи описали процесс дыхания сцинков. Когда вдыхаемый воздух попадает в носовую полость, частицы песка застревают в содержащейся в нем слизи, а затем реснички «выгоняют» их либо в ноздри и ящерица «выкашливает» их наружу, либо песчинки попадают в ротовую полость и дальше сцинк их глотает. Это предположение подтверждается тем, что кишечник сцинков был почти наполовину заполнен песком.

Ранее ученые выяснили, что бег «по пересеченной местности» заставляет игуан бегать на двух ногах, а ящерицы тегу в брачный период способны повышать температуру тела на пять-десять градусов Цельсия.

Екатерина Русакова