[科普中国]-这种小动物，一言不合就沉入水底，没被淹死竟是因为……

作者：蔡波

编辑：Yuki

安乐蜥（Dactyloidae）是一群 “身怀绝技”的蜥蜴 ，它们生活在美洲，从美国东南部到巴拉圭都有它们的踪影，家庭成员有427种之多 [1] 。

它们有的能像壁虎一样的飞檐走壁、断尾逃生；有的长着鲜艳的喉囊，显摆“撩妹”；还有的，能像变色龙一样改变体色。

（对面的“妹子”看过来—一展开喉囊撩妹的条纹安乐蜥（ Anolis lineatus ）图片来源：Wikmedia Commons）

（绿安乐蜥（ Anolis carolinensis ），既懂壁虎的游墙功，又会变色龙的伪装术。图片来源：Wikmedia Commons）

是不是很厉害？ 不过，它们令人惊讶的地方还不止于此。最近，安乐蜥家族中就连出了两个“大新闻”： 有研究人员拍摄到了安乐蜥在水下的细节，发现安乐蜥家族里还有优秀的“潜水员” ！

以前人们就发现，一些常在水边活动的安乐蜥在遇到危险时，会 跳进水里躲上十几分钟不出来。对于这一现象，学者们大多认为它们只是憋气 能力强，没想到事情没那么简单。

实际上，它们之所以能长时间潜水，并不是能憋气，而是可以 自带“气瓶”在水下呼吸 ！

（这种“气瓶”就是挂在他们头上的大气泡（air bubble）。 拍摄者：琳希·斯维克(Lindsey Swierk)）

首次报道安乐蜥潜水细节的，是纽约宾汉顿大学(Binghamton University)的生态学家琳希·斯维克(Lindsey Swierk)。2018年12月20日，她在安乐蜥网站（http://www.anoleannals.org/）对外公布了这一发现，标题就是“ 一种热带蜥蜴在水下的呼吸过程 ”（Underwater Breathing by a Tropical Lizard） [3] 。

这种热带蜥蜴，就是分布在哥斯达黎加和巴拿马地区溪流附近的“ 水安乐蜥 ”( Anolis aquaticus )。

水安乐蜥的身世鲜为人知，只有维基百科上巴斯克语(Euskara)和法语词条上各自不足20个单词的介绍，和哥斯达黎加的一些动物图鉴里的少量描述。

（斯维克团队在哥斯达黎加考察。图片来源：anoleannals.org）

2015年，斯维克在哥斯达黎加的山间溪流附近注意到水安乐蜥。它们对周围环境非常警惕， 一旦发现风吹草动，就立刻跳进水里长时间潜伏起来 。

（跳水逃生的安乐蜥。来源：livescience）

斯维克在水安乐蜥胃里找到了水生昆虫，于是她买了水下相机，希望能发现它们在水下捕食的线索。不过，水下相机并没有记录到水安乐蜥在水下捕食猎物，却记录到了它们在水下利用气泡呼吸的情景。

根据斯维克团队的记录， 水安乐蜥潜水的时间最长居然可以达到 16分钟 ！在她截取的一段视频中能够看出，潜伏在水下的安乐蜥头部和躯干上都附着了一些空气，尤其是头部的气泡非常明显，水安乐蜥在 反复地从气泡中呼吸空气。

而后在后续报道中 [4] ，斯维克更详细地分析了这一过程： 水安乐蜥 先呼出一个大气泡，然后再吸入 ，然后可以就从这个大气泡中提取氧气了 。虽然浓度低，但也足以让它们在水下待得更久一点，以免受到天敌的威胁。按理说，这个气泡体积不小，之所以没有飘走，很大原因可能是由于安乐蜥头部的某些特殊构造。她正在寻找合作者进行更进一步的研究。

（水安乐蜥在水下利用气泡呼吸。来源：anoleannals.org）

无独有偶，在斯维克发布水安乐蜥利用气泡的消息后，生命科学(Live Science)网站在第二天也发布了一种安乐蜥“水下呼吸”的视频和采访，只不过主角是“ 溪安乐蜥 ”( Anolis oxylophus ) [5] 。

（溪安乐蜥。图片来源：Smithsonian- Channel）

生物学家兼制片人尼尔·洛辛(Neil Losin)和奈特·达彭（Nate Dappen）在为史密森尼频道拍摄以安乐蜥为中心的纪录片“蜥蜴的法则”时，捕捉到了这一引人注目的镜头。

起初，他们只是想找找溪安乐蜥长时间潜水的线索。最开始也以为它们只是憋气能力很强而已，可是在反复看了视频后，发现 溪安乐蜥头顶出现了气泡。 溪安乐蜥能够反复利用这个气泡呼吸，在水里待的时间长达 15分钟 。

（溪安乐蜥在水下呼吸的情景。来源：livescience）

这种气泡究竟是如何给安乐蜥提供氧气的呢？研究者们初步推测，可能是这些气泡具有“ 物理腮 ”的功能——氧气能从周围的水扩散到气泡中，同时二氧化碳能从气泡中扩散出去。而此前，科学家只在 个别无脊椎动物中发现类似的现象。

其中之一就是 水蛛 。水蛛从欧洲一直到中国的北方都有分布，几乎一辈子都生活在淡水中。它们和其他蜘蛛一样，都有一个“生理肺”—— 书肺 （Book lung）。

书肺只能在空气中交换氧气和二氧化碳，但水蛛为了在水下呼吸，制造出了一张 有圆顶的网，然后把空气放进去，形成一个个像钟一样的气泡“仓库”。要呼吸的时候，就去“提取”一点氧气。

而这个气泡，就起到了一个“物理鳃”（也有人叫物理肺）的作用。在温暖水体中，这个气泡室能从水中交换进来足够的氧气， 排出二氧化碳，满足水蛛静止状态的所有氧需求。有时它们可以在气泡室内停留超过1天。当水体严重缺氧或者气泡室内气体快耗尽时，水蛛就用身上的绒毛去水面搬运一些空气到气泡室中，补充它的水下“呼吸仓库”。

（A是空气附着在水蛛腹部的疏水绒毛上 。 B是一个小型气泡室，由隐形网支撑着，大小足以容纳水蛛的腹部 。 C是水蛛正把水面的气泡运到气泡室 。 D是雌性水蛛待在她的气泡室中（图片来自[2]））

除了水蛛，生活在莫诺湖畔的碱蝇，也能够携带“空气潜水服”潜入水中觅食。

（碱蝇的“空气潜水服”。图片来源：参考文献[6]）

接连上镜的安乐蜥，也许即将成为人们发现的 首批能利用气泡在水下呼吸的脊椎动物 。它们头顶保存大气泡的原理，又是否和碱蝇这样的无脊椎动物相似？这些就需要科学家们通过更进一步的研究来证实了。让我们拭目以待吧。

作者名片

排版：大庆

题图来源：由琳希·斯维克(Lindsey Swierk)拍摄

参考文献：

http://reptile-database.reptarium.cz/search?search=Dactyloidae&submit=Search

Seymour, R. S., & Hetz, S. K. (2011). The diving bell and the spider: the physical gill of Argyroneta aquatica. Journal of Experimental Biology, 214(13), 2175-2181.

http://www.anoleannals.org/2018/12/20/underwater-breathing-by-a-tropical-lizard/

https://scuba-diving-zone.eshcarmel.org/scuba-diving-lizard-can-stay-underwater-for-at-least-16-minutes-new-scientist-news/

https://www.livescience.com/64371-lizard-breathes-underwater.html?utm_source=notification&fbclid=IwAR3BlZVpuqFpr-Eb6hHI8xdcmn2COA_1LJEfyYlaNSIQWDrogi5Dd2NM8Qg

Van, F. B., & Dickinson, M. H. (2017). Superhydrophobic diving flies (ephydra hians) and the hypersa waters of mono lake. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(51), 201714874