當蟒蛇和其他絞殺類蛇用致命的擁抱纏繞獵物時,它們不僅僅是對受害者施加壓力;它們也擠壓了自己的肺部。現在,新的研究表明,這些非凡的爬行動物如何使用一種複雜的呼吸技巧來避免自己窒息。
蛇不是像哺乳動物那樣使用膈肌來擴張肺部,而是啟用圍繞其極長肋骨架的一系列肌肉。但是,壓碎掙扎的動物會限制這些肌肉,長期以來,科學家們一直對蛇如何在這種收縮矛盾中生存感到困惑。
由布朗大學的約翰·卡帕諾領導的一個研究小組在《實驗生物學雜誌》上報告說,蟒蛇可以選擇性地移動胸部未受阻礙的任何部位的單個肋骨肌肉。這使得肺部的小區域像泵一樣運作,透過狹窄區域吸入空氣,以儘可能多地吸收氧氣。“通常,當它們不使用肺部的 [擠壓區域] 進行通風時,它或多或少會完全塌陷,”卡帕諾說。
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為了揭示這個過程,研究人員用血壓袖帶包裹蟒蛇,以防止其胸部的某些部位擴張。然後,他們使用綁在爬行動物鼻子上的小面罩測量呼吸流量。不幸的是,事實證明蛇對面罩持懷疑態度。“最大的挑戰之一實際上只是讓動物在實驗室環境中表現,”卡帕諾說。
但是研究人員最終看到了蛇如何使用選擇性呼吸來吸入足夠的空氣,儘管戴著袖帶。電活動記錄和 X 射線影像證實,神經衝動有策略地激活了自由區域的特定肌肉。蛇甚至沒有嘗試用其受限的肋骨部位呼吸——相反,它們專門使用仍然可以移動的肋骨上的肌肉。研究人員認為,這種能力在蛇的進化史早期就已發展出來,因為它本可以讓它們吞下更大的獵物。
聖保羅大學的蛇類研究員埃萊特拉·德·索薩說:“作者們做了非常聰明的生物力學實驗,”她沒有參與這項研究。“蛇的骨骼和形態適應性總是讓我感到驚訝。看到這些動物在沒有肢體的情況下也能如此出色地應對,真是太棒了。”
