Come respirano sott'acqua le lucertole Anolis

Questo studio fornisce la prova che la respirazione artificiale serve a prolungare il tempo di immersione delle lucertole semi-acquatiche Anolis.

L'uso delle bolle si è evoluto in molti piccoli invertebrati per consentire la respirazione subacquea, ma, fino a poco tempo fa, non c'erano prove che gli animali vertebrati usassero le bolle in modo simile. Solo un gruppo di vertebrati, le lucertole semiacquatiche Anolis, possono costituire un'eccezione: queste lucertole si tuffano sott'acqua quando minacciate e, mentre sono sott'acqua, respirano una bolla d'aria attraverso le narici. Sebbene sembri che la rirespirazione dovrebbe essere adattiva, possibilmente funzionante per prolungare il tempo in cui le lucertole rimangono nei rifugi sottomarini, questo non è stato testato empiricamente.

Ecco il subacqueo più piccolo (e combattivo) del mondo: una specie di lucertola semi-acquatica produce una speciale bolla sopra le narici per respirare sott'acqua ed evitare i predatori, secondo una nuova ricerca, pubblicata su Biology Letters (1), della Binghamton University, State University of New York.

La dottoressa Lindsey Swerk (2), professoressa associata di scienze biologiche alla Binghamton University, studia gli anoli d'acqua, un tipo di lucertola semi-acquatica che si trova nelle foreste tropicali del Costa Rica meridionale. In precedenza aveva documentato le lucertole usando una bolla sott'acqua. Quando queste lucertole si sentono minacciate da un predatore, si immergono sott'acqua e respirano una bolla sopra la testa.

«Sappiamo che possono restare sott'acqua per un tempo molto lungo. Sappiamo anche che stanno prendendo ossigeno da questa bolla d'aria», racconta la dottoressa Lindsey Swerk. «Non sapevamo se questa bolla avesse effettivamente un ruolo funzionale nella respirazione. È qualcosa che fanno le lucertole, che è solo un effetto collaterale delle proprietà della loro pelle o un riflesso respiratorio, oppure questa bolla consente loro di restare sott'acqua più a lungo di quanto farebbero, diciamo, senza una bolla?»

Per verificare se la bolla svolga un ruolo funzionale nella respirazione o sia semplicemente un sottoprodotto, Swierk ha applicato sulla superficie della pelle delle lucertole una sostanza che avrebbe impedito la formazione di bolle.

«La pelle della lucertola è idrofobica. In genere, ciò consente all'aria di attaccarsi molto strettamente alla pelle e consente a questa bolla di formarsi. Ma quando si copre la pelle con un emolliente, l'aria non si attacca più alla superficie della pelle, quindi le bolle non possono formarsi», ha affermato Swierk.

La ricercatrice ha registrato il numero di bolle che le lucertole potevano produrre e per quanto tempo potevano restare sott'acqua, e le ha confrontate con le lucertole di un gruppo di controllo a cui era stato permesso di respirare normalmente. Ha scoperto che le lucertole del gruppo di controllo potevano restare sott'acqua il 32% in più rispetto a quelle con formazione di bolle compromessa.

«Questo è davvero significativo perché è il primo esperimento che dimostra davvero il significato adattivo delle bolle. Le bolle di ri-respirazione consentono alle lucertole di rimanere sott'acqua più a lungo. Prima lo sospettavamo, vedevamo uno schema, ma non avevamo effettivamente testato se svolgesse un ruolo funzionale», ha affermato Swierk.

Lo studio ha confermato che la bolla aiuta le lucertole a rimanere sott'acqua per periodi più lunghi, offrendo loro un rifugio dai predatori.

«Gli anoli sono un po' come i bocconcini di pollo della foresta. Li mangiano gli uccelli, li mangiano i serpenti», spiega la dottoressa Swiek. «Quindi, saltando in acqua, possono sfuggire a molti dei loro predatori e restano molto immobili sott'acqua. Sono anche piuttosto ben mimetizzati sott'acqua e rimangono semplicemente sott'acqua finché il pericolo non passa. Sappiamo che possono rimanere sott'acqua almeno per circa 20 minuti, ma probabilmente di più».

Andando avanti, la ricercatrice vuole capire se le lucertole usano la bolla come qualcosa chiamato branchia fisica. Una branchia fisica si verifica negli insetti che usano le bolle per respirare sott'acqua. Gli insetti hanno minori esigenze di ossigeno e la quantità di ossigeno che si diffonde dall'acqua nell'aria della bolla è sufficiente a sostenerli. Gli anoli d'acqua sono probabilmente troppo grandi per essere sostenuti semplicemente dall'ossigeno che si diffonde in una bolla. Una delle studentesse laureate di Swierk, la dottoressa Alexandra Martin, sta testando se un'azione di tipo branchia fisica consente alle lucertole di trascorrere ancora più tempo sott'acqua modificando l'ossigenazione dell'acqua e misurandone gli effetti sul tempo di immersione delle lucertole.

Swierk ha affermato che la ricerca è entusiasmante perché gli scienziati non sanno molto sull'uso delle bolle nei vertebrati, il che potrebbe aprire le porte a materiali bioispirati. È anche interessante scoprire un nuovo comportamento animale.

«Ho sentito persone che mi hanno parlato di quanto amano le immersioni subacquee e l'apnea, e di quanto siano interessate a come gli animali potrebbero fare la stessa cosa». Quindi c'è una grande opportunità di entusiasmare le persone per la scienza avendo questa relazione tra ciò che amano fare e ciò che si è evoluto in natura. Anche negli animali che sembrano comuni, si trovano sempre cose nuove», conclude la dottoressa Lindsey Swerk.

Riferimenti:

(1) Novel rebreathing adaptation extends dive time in a semi-aquatic lizard

(2) Lindsey Swerk

Descrizione foto: Una specie di lucertola semiacquatica produce una speciale bolla sopra le narici per respirare sott'acqua. - Credit: Lindsey Swierk.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: ‘Scuba-diving’ lizards use bubble to breathe underwater and avoid predators