蟒蛇在将猎物挤压致死时如何避免自己窒息

蟒蛇在将猎物挤压致死时如何避免自己窒息

蟒蛇在将猎物挤压致死时如何避免自己窒息

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:一些孕妈在孕晚期容易出现呼吸困难,因为胎儿会压迫横膈膜使其难以呼吸。但是,在将猎物整个吞下之前将其挤压的蛇必须克服呼吸的挑战,而它们的肺部在每次进食时都受到限制。

美国布朗大学的John Capano表示:“由于没有横膈膜,它们完全依靠肋骨的运动。”他补充说,最早的蛇类祖先必须克服在挤压和消化晚餐时的呼吸挑战。但是并不清楚现代蛇在挤压它们的猎物时如何避免窒息。

一种可能性是,这些动物根据它们是在休息、扼杀动物还是在消化,调整它们用来吸气的肋骨的哪个区域。但是没有人详细监测过蛇在制服它们的猎物时的呼吸模式,以检查动物是否能调整它们使用的肋骨的哪一部分。

Capano和Elizabeth Brainerd(布朗大学)将一个血压袖带固定在蟒蛇的肋骨上,以限制它们的活动,并发现这些爬行动物在肋骨收缩时使用肋骨的不同部分来呼吸。他们在《实验生物学杂志》上发表了他们的发现,即肺的后部像风箱一样工作,当进一步向前的肋骨因为挤压猎物而无法再移动时,将空气吸入肺部。

但首先,Capano在每只爬行动物的两根肋骨上安装了微小的金属标记--一根在蛇身体的三分之一处,另一根在一半处--以便用X射线来观察肋骨的移动情况。然后,他在这两个区域的肋骨上放置了一个血压袖带,并逐渐增加压力以固定它们。“这些动物要么不介意袖带,要么变得有防御性,并发出嘶嘶声,试图让研究人员离开。”Capano回忆说。他解释说:“这是一个测量蛇类一些最大呼吸的机会。”

通过重建蟒蛇的肋骨运动,研究人员发现,很明显这些动物能够独立控制肋骨不同部分的运动。当蟒蛇被血压袖带沿身体三分之一处抓住时,动物使用更靠后的肋骨进行呼吸,向后摆动肋骨,同时将它们翻起,将空气吸入肺中。然而,当肺部后部的肋骨被压缩时,蛇使用靠近头部的肋骨进行呼吸。事实上,只有当向前的肋骨被抓住时,肺部远端的肋骨才会移动,将空气吸入该区域深处,尽管它的血液供应很差,不为身体提供氧气。肺的远端,表现得像一个风箱,当它不能再为自己呼吸时,将空气拉到肺的前部。

此外,Capano、Scott Boback 和 Charles Zwemer(均来自美国狄金森学院)拍摄并记录了血压袖带收缩时控制肋骨肌肉的神经信号,而Boback还用GoPro拍摄了一条蛇的进食过程,揭示了肋骨并不是简单地被固定不动。收缩的肌肉中没有神经信号;蛇已经通过激活身体更远处的另一组肋骨转向了呼吸。

由于制服和消化猎物是这些蛇能做的最有活力的事情之一,它们在采用新的阻碍肋骨的生活方式之前,可能必须进化出调整呼吸位置的能力,以确保它们不会窒息。研究人员总结说:“如果没有呼吸的能力,蛇很难进化出这些行为。”

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(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学报(文乐乐):一项3月24日发表于《实验生物学杂志》的新研究发现,蟒蛇可以独立移动胸腔的不同部位,使其在用身体挤压猎物时也能保持呼吸。

蟒蛇捕食的哺乳动物、爬行动物和鸟类可以存活几分钟,因为蟒蛇用身体的前1/3部分挤压猎物。但蟒蛇身体的这部分也包含了肺,所以这意味着蟒蛇在杀死猎物时自身也有窒息风险。

美国布朗大学的John Capano和同事如今研究出蟒蛇是如何应对这一切的。Capano说,它们通过选择性地旋转身体下部的肋骨,将空气吸入收缩的肺部。“对用自己身体的哪一部分呼吸,它们似乎能够非常精准地加以控制。”Capano说,“这就解释了为什么它们用一个胸腔‘杀死’另一个胸腔,但自己却安然无恙。”

蛇没有横膈膜,这意味着它们必须移动肋骨才能吸气和呼气。Capano说,虽然它们的肺很长,超出了身体用于挤压的区域,但肺的底部“就像一个气球”,实际上不能呼吸。

Capano和同事想知道,在相对较长的收缩过程中,这种所谓的“囊状”肺区域是否在帮助蟒蛇呼吸方面发挥了作用。他们将人体血压袖带放在3种蟒蛇的不同部位上,观察它们发出咝咝声(需要深呼吸)时的身体运动。

X射线视频显示,当任何一段肋骨被袖带压缩时,蛇就会移动身体的其他肋骨进行“补偿”。特别是当袖带覆盖在肺上部的区域时,蛇就会在“囊状”肺区域周围移动肋骨。当较上部的肋骨没有收缩时,“囊状”肺区域的肋骨便保持静止。

Capano说,研究人员意识到,当肺上部的区域收缩时,蛇会利用这些下肋骨使“囊状”肺区域充气和放气。这将使空气通过肺上部的区域,在那里氧气可以与二氧化碳交换,从而实现真正的呼吸。

Capano补充说,这种活动是蛇的“故意”选择。“这些蛇会非常谨慎地移动它们用来换气的肋骨。”





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