הלטאות שחיות בבועה

לינדסי סווירק (Swierk) מאוניברסיטת בינגהמטון בניו-יורק ערכה מחקר על נחלים בהרי קוסטה ריקה כששמה לב לתופעה מסתורית: לטאות האנוליס הקטנות החיות לגדות הנחלים צללו במים, ולא עלו בחזרה במשך עשר, חמש-עשרה דקות ויותר. "זה לא היה חלק מתכנית המחקר המקורית", אמרה סווירק בראיון לאתר The Rainforest Site, אבל זה בהחלט עורר את סקרנותה. "התרשמתי ממשך הזמן שהן צללו, וגם תהיתי לגביו. זה גרם לי לרצות להסתכל על כך מקרוב, ובמשך השנתיים הבאות צילמתי אותן במצלמות תת-מימיות. אז ראיתי שלטאות האנוליס נשמו, ככל הנראה, בעזרת בועת אוויר שכיסתה את ראשן".

ב-2018 פרסמו סווירק ועמיתה את ממצאיהם: לטאות אנוליס המים (Anolis aquaticus), לטאות קטנות ואפורות המזכירות במראן את החומטים שחיים בארץ, מבלות בתוך המים עד כ-18 דקות בלי לצאת לנשום אוויר, ובמהלך הזמן הזה בועות אוויר מכסות את חוטמן, מתנפחות ואז מתכווצות בחזרה כל כמה שניות.

החוקרים שיערו שהבועה מאפשרת ללטאות לנשום לזמן מה מתחת למים, בדומה לבועות אוויר שבהן משתמשים חרקים ועכבישים מסוימים, שוכני מים. אז עוד הייתה זו השערה בלבד. במחקר חדש, החוקרים בחנו במעבדה את יכולות הצלילה ויצירת בועות האוויר של 32 מיני אנוליס, והראו שהלטאות אכן משתמשות בחמצן שבבועה – ושהיכולת הזו התפתחה כמה פעמים, במינים שונים של לטאות. 

סרטון קצר של אוניברסיטת טורונטו על המחקר (באנגלית): 

נשימה מחדש מתחת למים

אנוליס הוא סוג של לטאות שחיות בדרום ובצפון אמריקה, והוא כולל כ-450 מינים, חלקם חיים ליד מים ונוהגים לצלול לעתים קרובות, וחלקם מעדיפים אזורים יבשים יותר. החוקרים בחנו את התנהגותן של לטאות ממינים שונים כאשר הן צוללות במים, וכמה זמן הצליחו להישאר שם. 

בועות האוויר נראו אצל שישה מינים של אנוליס, שאינם קרובים במיוחד זה לזה מבחינה אבולוציונית, אך כולם חיים ליד מים, ובמידה מסוימת בתוכם. החוקרים בחנו גם 26 מינים "יבשים", וגם אצל חלק מהם נראתה יכולת מסוימת ליצור בועות, אך לא כמו המינים ה"רטובים". בהתאם, המינים החיים לצד מים גם שהו יותר זמן מתחת למים. כשמדדו את רמות החמצן בבועות האוויר הראו החוקרים שהן אכן יורדות עם הזמן, כלומר הלטאות נושמות את החמצן שנמצא שם. 

"הלטאות שואפות-מחדש את האוויר", אמר כריסטופר בוצ'ה (Boccia), שהוביל את המחקר הנוכחי. "זו תופעה שאנחנו מכנים 'נשימה-מחדש' (rebreathing), על שם הטכנולוגיה שמשמשת בצלילה לעומק". ה-rebreather הוא מכשיר המשמש צוללים במערכת נשימה סגורה, שבה האוויר שהצוללן מוציא מפיו אינו נפלט החוצה אלא ממוחזר, ועובר דרך חומר שסופח ממנו את הפחמן הדו-חמצני. ללטאות אין מערכת כזו, אך החוקרים משערים שהבועה מאפשרת לפחמן הדו-חמצני שהלטאות נושפות החוצה להתמוסס במים. בנוסף, ייתכן שהבועות עוזרות לנצל את האוויר שנמצא באף, בפה ובקנה הנשימה של הלטאות, ושאחרת היה נפלט החוצה מבלי שהחמצן שהוא מכיל יגיע לריאות. 

יש גם אפשרות נוספת, מעניינת עוד יותר – שהבועות משמשות כמעין "זים פיזיקלי" שמאפשר חילופי גזים, לא רק פחמן דו-חמצני אלא גם חמצן, בין האוויר בבועה למים שסביבה. זה מה שעושים חרקים שצוללים עם בועת אוויר. אלא שהלטאות גדולות יותר מהחרקים, וחילוף החומרים שלהן מהיר יותר – לכן הן צורכות יותר חמצן. היות שכך, לא ברור עד כמה חילופי הגזים שמאפשרות הבועות הקטנות-יחסית אכן תורמים ללטאות ועוזרים להן להישאר במים יותר זמן. החוקרים מתכוונים לבדוק זאת במחקרי המשך. 

הלטאות שואפות מחדש את האוויר בבועה. לטאת אנוליס מתחת למים. צילום: Lindsey Swierk, UNIVERSITY OF TORONTO

מעור הידרופובי לנשימה בבועה

בועות האוויר נראו אצל לטאות אנוליס ממינים שונים שחיים לצד מים, למרות שרובם אינם קרובים מאוד זה לזה מבחינה אבולוציונית. החוקרים משערים שהתכונה הזו התפתחה בנפרד מספר פעמים אצל לטאות אלו, והיא מאפשרת להן לבלות זמן ארוך יותר מתחת למים מכפי שהיו יכולות לעשות בלעדיה. 

לא קשה להבין כיצד יכולת כזו מקנה יתרון למינים החיים בגדות נחלים. "צלילה מתחת למים למשך זמן רב היא אסטרטגיה של אנוליס המים נגד טורפים", הסבירה סווירק. "הלטאות הללו אינן מהירות במיוחד, וקפיצה למים היא טכניקה יעילה מאוד עבורן (אתם יכולים להאמין לי, בתור ביולוגית שלפעמים התקשתה לתפוס את בעלי החיים אותם היא חוקרת כי הם טובים מדי בצלילה). קל 'להיעלם' מעיני הטורף כשאתה מתחבא מתחת למים למשך מספר דקות". 

החוקרים משערים שללטאות האנוליס יש תכונה שמקלה עליהם לפתח את אותן בועות אוויר: העור מרובה הקפלים וההידרופובי, כלומר דוחה המים, שלהן. התכונות דוחות המים של העור נראות אצל כל מיני האנוליס, גם אלו שחיים באזורים יבשים, והן התפתחו כנראה כדי להגן עליהן מפני גשם: המים לא נספגים בעורן אלא מצטברים כטיפות שנושרות במהירות, כמו על עלה לוטוס. יתרון נוסף הוא הגנה מפני טפילים, שקשה להם יותר להיצמד לעור הידרופובי. כשהלטאות בתוך המים, תכונות אלו של העור גורמות לכך שגופן מוקף בשכבה דקה של אוויר. השילוב של מבנה הגוף והתנועות של של הלטאות גורם לשכבת האוויר להתנקז לכיוון הראש, מה שמאפשר להן לנשום מתחת ללפני המים. נראה שהיכולת הזו התפתחה שוב ושוב בנפרד באבולוציה של כמה ממיני הלטאות.

האם אפשר יהיה בעתיד ללמוד מהלטאות, ולפתח בהשראתן דרכים שבהן נוכל גם אנחנו לנשום מתחת למים ביעילות רבה יותר? "עדיין מוקדם לומר אם הנשימה מחדש של הלטאות תוביל לחידושים כלשהם אצל בני האדם", אמר בוצ'ה, "אבל ביומימטיקה [חידוש טכנולוגי ששואב את השראתו מתופעות בטבע – י.א.] של נשימה מחדש עשוי להיות רעיון מעניין בכמה תחומים – כולל צלילה לעומק במערכת סגורה, אותה טכנולוגיה שממנה לקחנו את השם לתופעה הזו".