当蟒蛇和其他绞杀类蛇用致命的拥抱缠绕猎物时,它们不仅仅是对受害者施加压力;它们也挤压了自己的肺部。现在,新的研究表明,这些非凡的爬行动物如何使用一种复杂的呼吸技巧来避免自己窒息。
蛇不是像哺乳动物那样使用膈肌来扩张肺部,而是激活围绕其极长肋骨架的一系列肌肉。但是,压碎挣扎的动物会限制这些肌肉,长期以来,科学家们一直对蛇如何在这种收缩矛盾中生存感到困惑。
由布朗大学的约翰·卡帕诺领导的一个研究小组在《实验生物学杂志》上报告说,蟒蛇可以选择性地移动胸部未受阻碍的任何部位的单个肋骨肌肉。这使得肺部的小区域像泵一样运作,通过狭窄区域吸入空气,以尽可能多地吸收氧气。“通常,当它们不使用肺部的 [挤压区域] 进行通风时,它或多或少会完全塌陷,”卡帕诺说。
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为了揭示这个过程,研究人员用血压袖带包裹蟒蛇,以防止其胸部的某些部位扩张。然后,他们使用绑在爬行动物鼻子上的小面罩测量呼吸流量。不幸的是,事实证明蛇对面罩持怀疑态度。“最大的挑战之一实际上只是让动物在实验室环境中表现,”卡帕诺说。
但是研究人员最终看到了蛇如何使用选择性呼吸来吸入足够的空气,尽管戴着袖带。电活动记录和 X 射线图像证实,神经冲动有策略地激活了自由区域的特定肌肉。蛇甚至没有尝试用其受限的肋骨部位呼吸——相反,它们专门使用仍然可以移动的肋骨上的肌肉。研究人员认为,这种能力在蛇的进化史早期就已发展出来,因为它本可以让它们吞下更大的猎物。
圣保罗大学的蛇类研究员埃莱特拉·德·索萨说:“作者们做了非常聪明的生物力学实验,”她没有参与这项研究。“蛇的骨骼和形态适应性总是让我感到惊讶。看到这些动物在没有肢体的情况下也能如此出色地应对,真是太棒了。”