science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe boa's zichzelf behoeden voor verstikking bij het vernauwen en verteren van het avondeten

Krediet:Pixabay/CC0 publiek domein

De latere stadia van de zwangerschap kunnen het leven moeilijk maken omdat de foetus tegen het middenrif drukt, waardoor het moeilijk wordt om te ademen. Maar slangen die hun slachtoffers vernauwen voordat ze ze heel doorslikken, moeten de uitdagingen van het ademen overwinnen, terwijl hun longen elke keer dat ze eten worden beperkt. "Zonder middenrif vertrouwen ze volledig op de bewegingen van hun ribben", zegt John Capano (Brown University), eraan toevoegend dat de vroegste voorouders van slangen de uitdaging van ademhalen moeten hebben overwonnen tijdens het knijpen en verteren van het avondeten.

Maar het was niet duidelijk hoe moderne slangen zichzelf behoeden voor verstikking terwijl ze hun slachtoffers vernauwden. Een mogelijkheid was dat de dieren aanpassen welk deel van de ribbenkast ze gebruiken om te inhaleren, afhankelijk van of ze rusten, een dier smoren of verteren. Toch had niemand de ademhalingspatronen van slangen die hun avondeten onderdrukken in detail gevolgd om te controleren of de dieren kunnen aanpassen welk deel van de ribbenkast ze gebruiken.

Dus, Capano en Elizabeth Brainerd (Brown University) bevestigden een bloeddrukmanchet rond de ribben van boa constrictors om hun bewegingen te beperken en ontdekten dat de bochtige reptielen verschillende delen van de ribbenkast gebruiken om te ademen wanneer hun ribben vernauwd zijn. Ze ontdekten dat het achterste deel van de long werkt als een blaasbalg en lucht in de longen trekt wanneer de ribben verder naar voren niet meer kunnen bewegen omdat ze een prooi doodknijpen, en publiceerden hun ontdekking in Journal of Experimental Biology ik> .

Capano bevestigde minuscule metalen markeringen aan twee ribben in elk reptiel - een derde van het lichaam van de slang en een andere halverwege - om te visualiseren hoe de ribben bewogen met behulp van röntgenstralen. Vervolgens plaatste hij een bloeddrukmanchet over de ribben in beide regio's, waarbij hij geleidelijk de druk opvoerde om ze te immobiliseren. "Ofwel vonden de dieren de manchet niet erg of werden ze defensief en sisten ze om de onderzoeker te laten vertrekken", herinnert Capano zich, en legt uit dat de reptielen hun longen echt vullen als ze sissen. "Dit was een kans om enkele van de grootste ademhalingen van slangen te meten", zegt hij.

Door de ribbewegingen van de boa constrictors te reconstrueren, was het duidelijk dat de dieren de bewegingen van de ribben in verschillende delen van de ribbenkast onafhankelijk konden controleren. Toen de boa constrictors een derde van de weg langs het lichaam door de bloeddrukmanchet werden gegrepen, ademden de dieren met behulp van de ribben verder naar achteren, de ribben naar achteren zwaaiend terwijl ze omhoog kantelden om lucht in de longen te zuigen. Toen de ribben naar de achterkant van de long echter werden vernauwd, ademden de slangen met de ribben dichter bij het hoofd. In feite bewogen de ribben aan het uiteinde van de long alleen wanneer de voorste ribben werden vastgegrepen, waardoor lucht diep in het gebied werd gezogen, ook al heeft het een slechte bloedtoevoer en voorziet het het lichaam niet van zuurstof. The far end of the lung was behaving like a bellows, pulling air through the front section of the lung when it could no longer breathe for itself.

In addition, Capano, Scott Boback and Charles Zwemer (both from Dickinson College), filmed and recorded the nerve signals controlling the rib muscles when constricted by the blood pressure cuff, while Boback also filmed a snake with a GoPro as it dined, revealing that the ribs were not simply being held immobile. There were no nerve signals in the constricted muscles; the snakes had shifted to breathing by activating a different set of ribs further along the body.

As subduing and digesting a victim is one of the most energetic things these snakes can do, it was probably essential that they evolved the ability to adjust where they breathe before adopting their new rib-hindering lifestyle to ensure that they didn't suffocate themselves.