这些蜥蜴使用内置的“潜水装置”在水下呼吸

面对捕食者的威胁，半水栖的蜥蜴（一种原产于美洲的蜥蜴）会勇敢地跳下岩石，潜入水中。在湍急的溪流底部，它们可以潜入水中长达 18 分钟，直到安全后再爬回陆地。

但是，蜥蜴的肺部是为呼吸空气而进化的，它们是如何屏住呼吸这么长时间的呢？看来它们不需要这么做。根据多伦多大学进化生物学家最近进行的一项研究，这些喜欢水的爬行动物采用了自己的潜水方式，研究人员巧妙地称之为“重复呼吸”。此前，生态学家只在蜘蛛和虫子等节肢动物身上观察到了这种技术。

这项研究于本月发表在《当代生物学》杂志上，研究发现蜥蜴拥有独特的水下呼吸能力，这要归功于它们鼻子上方的气泡。每次吸气和呼气时，气泡都会像一个脉动的气球一样膨胀和收缩。这使得蜥蜴能够吸入急需的氧气。

通过观察，科学家们发现，蜥蜴的皮肤一接触到水，其身体上就会覆盖一层亚毫米厚的空气层，从而让它们能够吸收氧气。他们称之为“水银衬里”。

多伦多大学生态学和进化生物学系助理教授卢克·马勒 (Luke Mahler) 的实验室负责该项目，他说他是在 2009 年去海地旅行时偶然注意到这种现象的。

在该岛偏远的北部山区，生活着一种极度濒危的变色蜥蜴，名为Anolis eugenegrahami 。马勒当时正在研究这种稀有的亚种，当他将一只变色蜥蜴轻轻地扔回溪流清澈的浅水区时，偶然发现了它重新呼吸的现象。

时间快进到 2016 年，当时他的一名学生、该项目的首席研究员克里斯·博西亚 (Chris Boccia) 前往哥斯达黎加观察海地蜥蜴的远亲。马勒让他留意任何重新呼吸的迹象。果然，当被浸入水中时，博西亚看到邻近的四足蜥蜴利用空气储存器保持潜水状态。

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为了证明悬空的气泡有助于蜥蜴呼吸，研究人员必须证明气泡中的氧饱和度会随着时间的推移而降低。为此，他们小心翼翼地用手托住捕获的蜥蜴，并将它们轻轻地浸入水箱中。然后，他们将一个专门的探针对准气泡的中心来测量氧饱和度。

“这时，与一群生物打交道的经验就派上用场了，”马勒说。他研究蜥蜴已有 10 多年了。“你不会认为你可以直接把一只蜥蜴捡起来扔进桶里，但如果你以一种轻松的方式对待它们，它们就会感到舒服。”

该项目最令人吃惊的发现之一是，重复呼吸并不是潜水爬行动物的独有现象，而是研究观察到的所有变色蜥蜴的普遍现象，包括未在溪流附近发现的物种，以及哥伦比亚、墨西哥、多米尼加共和国、牙买加、厄瓜多尔和哥斯达黎加的特有物种。

然而，陆栖蜥蜴在呼吸方面并不那么熟练。马勒说，这表明这种特性起源于祖先种群，用于其他用途，但后来被定制并专门用于居住在小溪边的蜥蜴。

“我们认为，空气中水银层的形成可能是为了与潜水无关的其他目的，但现在它却赋予了半水栖蜥蜴这种重复呼吸机制非常有用的功能，”马勒说道，他认为，像这样的实地研究对于揭示适应性进化如何运作的线索至关重要。

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马勒说，这一发现不仅让生物学家了解了进化的运作方式，还可能为未来的应用提供一些潜力。例如，更多地了解这些水下呼吸脊椎动物皮肤的表面特性可能会带来新的疏水材料或薄膜。

但那还需要很多年的时间。马勒的下一步是了解是什么原因导致蜥蜴的鳞片排斥水。他认为这可能与它们的结构有关，但也可能存在化学解释。

马勒说：“最大的收获是，这是脊椎动物提出的一个非常酷的创新，以前并未真正受到重视。”