:quality(70):focal(1296x1076:1306x1086)/cloudfront-eu-central-1.images.arcpublishing.com/irishtimes/CHWWRVASUBAUNFSIDKGO2GKZSM.jpg)
Всем известно, что большинство млекопитающих дышат ртом и носом. Между тем, лягушки могут дышать через кожу. Но как насчет черепах? Как эти существа с твердым панцирем получают кислород?
Возможно, вы слышали странный слух о том, что черепахи могут дышать через зад. Но так ли это?
Технически черепахи не дышат сами по себе. Это потому, что у черепах нет «галифе»; Вместо этого у них есть многоцелевое отверстие, известное как клоака, которое используется для полового размножения и откладывания яиц, а также для удаления отходов жизнедеятельности. Однако они участвуют в процессе, называемом клоакальным дыханием, которое в менее техническом смысле можно интерпретировать как «заднее дыхание».
Во время пятнистого дыхания черепахи перекачивают воду через свои неоднородные отверстия в два мешковидных органа, известных как бурса, которые работают как аквариумы. легкиеКрейг Франклин, физиолог дикой природы из Университета Квинсленда в Австралии, который подробно изучал коническое дыхание, рассказал Live Science. Затем кислород в воде диффундирует через сосочки, которые представляют собой небольшие структуры, выстилающие стенки бурсы, и попадает в кровоток черепахи.
Связанный: Почему черепахи живут так долго?
Однако закрытое дыхание очень неэффективно по сравнению с обычным аэробным дыханием, и все черепахи могут легче дышать воздухом легкими. В результате пятнистое дыхание наблюдается только у нескольких пресноводных видов, которые полагаются на этот нетрадиционный метод для преодоления трудностей в уникальных условиях, где воздухом трудно дышать, например, в реках с быстрым течением или в замерзших прудах.
клокал герои
Речные черепахи — основная группа черепах, действительно освоивших клоакальное дыхание. Во всем мире насчитывается около дюжины речных черепах, которые могут правильно использовать клоакальное дыхание, около половины из которых живут в реках Австралии; К ним относятся черепаха реки Мэри (Элюсор Макрурус) и белогорлая черепаха (Эльсея Альбагула), — сказал Франклин.
Однако некоторые виды речных черепах дышат намного лучше, чем другие. Бесспорным героем является речная черепаха Фицрой (Рюдетт Локобес) из Австралии, который может получать 100% своей энергии за счет клоакального дыхания. «Это позволяет им оставаться под водой бесконечно», — сказал Франклин.
Но для всех других видов пятнистое дыхание только продлевает время, в течение которого они могут оставаться под водой, пока им снова не придется всплывать на поверхность, чтобы глотнуть воздуха. Например, вместо погружения под воду на 15 минут [while holding their breath]Они могут оставаться под водой в течение нескольких часов».
Способность оставаться под водой в течение длительного периода времени очень полезна для речных черепах, потому что всплытие на поверхность может быть тяжелой работой. «Для черепахи, которая живет в быстротекущей воде, выход на поверхность, чтобы подышать, представляет собой определенную проблему, потому что вы можете увлечься», — сказал Франклин. Кроме того, находясь близко к руслу реки, можно легко избежать хищников, таких как крокодилыдобавил он.
(Откроется в новой вкладке)
Избегать хищников особенно важно для маленьких черепах, на которых могут охотиться птицы и более крупные рыбы. «Самый большой риск хищничества для вылупившейся черепахи — это плыть через толщу воды к поверхности», — сказал Франклин. В результате молодые особи обычно намного лучше дышат закрытым воздухом, чем взрослые, что позволяет им проводить больше времени у русла реки, пока они не станут достаточно взрослыми, чтобы начать чаще выходить на поверхность. Таким образом, вполне возможно, что дополнительные виды речных черепах также способны к грудному дыханию, как молодые особи, но теряют эту способность в более позднем возрасте, сказал Франклин.
Однако пятнистое дыхание гораздо менее эффективно, чем аэробное дыхание, потому что для перекачки воды в сумку требуется много энергии, что снижает чистый прирост энергии, получаемый черепахами. «Когда мы дышим воздухом, нам практически не нужна энергия», потому что газы Он легкий и свободно течет в наши легкие и из них, сказал Франклин. «Но представьте, что вы пытаетесь нюхать липкую жидкость туда и обратно». Он добавил, что вода также содержит примерно в 200 раз меньше кислорода, чем такой же объем воздуха, поэтому черепахам приходится откачивать больше, чтобы получить такое же количество кислорода.
Связанный: Как животные дышат под водой?
Есть и другая цена цианотичного дыхания. Когда кислород диффундирует через кожа Из фолликула в кровоток ионы натрия и хлорида (заряженные частицы) внутри сосочков, которые жизненно важны для функционирования клетки, диффундирует в воду в противоположном направлении, останавливая нормальную работу клеток. Чтобы противостоять этому, черепахи разработали специальные насосы, которые всасывают потерянные ионы обратно в клетки для поддержания нормального уровня ионов. Этот процесс, известный как регуляция осмоса, требует дополнительной энергии, что еще больше снижает чистый прирост энергии от конического дыхания.
застрял подо льдом
(Откроется в новой вкладке)
В Северной Америке также зимуют около шести или семи видов пресноводных черепах, способных Более ограниченная форма клоакального дыхания.. Эти виды, такие как блендинговая черепаха (Emydoidea blandingii), проводя месяцы в ловушке под слоями льда, покрывающими лужи во время зима. Некоторые из этих черепах находились подо льдом более 100 дней, не имея возможности дышать ни разу, рассказал Live Science Джеки Летцгос, эколог дикой природы из Лаврентийского университета в Онтарио. В качестве альтернативы, эти черепахи также могут поглощать кислород через свою сумку, а также полоскать горло водой, что известно как буккальный настой, сказал Летцгос.
Тем не менее, Франклин сказал, что пятнистое дыхание, которое демонстрируют черепахи в спячке, намного проще, чем то, что могут делать речные черепахи. Вместо того, чтобы активно накачивать воду в сумку, как это делают их речные родственники, впадающие в спячку черепахи поглощают кислород, который пассивно диффундирует через кожу в сумке. Этот процесс очень похож на кожное дыхание — при диффузии кислорода через кожу животного, что имеет место у амфибий, рептилий и, в ограниченной степени, у некоторых млекопитающих, в т.ч. Люди.
спящие черепахи избегают этой пассивной формы клоакального дыхания, потому что у них значительно снижено дыхание. метаболизм скорости, что означает, что они требуют меньше энергии и, следовательно, меньше кислорода. Находясь подо льдом, эти черепахи мало двигаются и держат свое тело температура По словам Летцгуса, он близок к замерзанию и может переключаться на анаэробное дыхание — последнее средство для выработки электроэнергии без кислорода — когда кислорода мало.
Первоначально опубликовано на Live Science.
«Главный евангелист пива. Первопроходец в области кофе на протяжении всей жизни. Сертифицированный защитник Твиттера. Интернетоголик. Практикующий путешественник».
More Stories
Ученые обнаружили удивительную эффективность «хаотичных» суперконденсаторов
Мягкие роботизированные нервные манжеты могут совершить революцию в лечении неврологических заболеваний
Программируемые жидкостные наконечники для широкого спектра применений исследовать