眾所周知，氧氣是地球上絕大部分生物生存的必要條件之一，但在陸地上，基於空氣的呼吸方式極大地限制了原始陸生動物對水生環境的利用。
原始兩棲生物還原圖
為了獲得水中世界的“入場券”，少數昆蟲和節肢動物在長期的進化中將自身的角質層變得更加粗糙且多毛，這樣一來，當它們進入水中時，會在身體表面形成一個微小的“儲氣泡”，作為它們在水中的主要氧氣來源。
趴在水底的安樂蜥
安樂蜥屬於一種小型的變色蜥蜴，其分佈範圍主要集中在大西洋的加勒比海域，尤其是大安的列斯群島，大約有110餘種安樂蜥生活在該群島之上。
自上之下為不同種安樂蜥的生活區域，分別為樹冠、樹枝、樹幹和草叢
別看品種挺多的，它們之間卻沒有多深的血緣關係，儘管這些蜥蜴都有著可捲曲的尾巴、地衣狀圖案的背部和略微過低的“底盤”，但這些特徵都是不同種安樂蜥為了應對相同自然環境所表現出的趨同進化。
牙買加巨蜥
2009年，當時正在海地對野外安樂蜥進行科考的進化生物學家盧克·馬勒發現一個奇怪的現象，一隻偽裝成石頭顏色的棕色安樂蜥見到他後，或許是感受到威脅，居然一頭跳入了清澈的溪水中，當盧克蹲下來觀察時，他注意到在水下的安樂蜥鼻頭上正鼓起一個小氣泡，隨後又消失不見，看起來似乎在反覆地將空氣吸進和撥出氣泡。
正在水下呼氣的安樂蜥
由於當天原定考察計劃時間很緊，盧克不得不前往他的下一個研究地點，對這個現象也只能草草地做了一下記錄，更遺憾的是，2010年海地發生里氏7.0級大地震，導致之後的加勒比海野外考察計劃也被取消了。
時隔八年，盧克依舊對那隻伏在水底“吐泡泡”的安樂蜥念念不忘，於是將“泡泡頭”蜥蜴的故事分享給了他的學生Christopher K. Boccia。得知這個訊息的Boccia也絲毫不含糊，直接招呼同事趕往哥倫比亞尋找會“吐泡泡”的安樂蜥。
前往哥倫比亞的小分隊
趁著夜色，研究人員收集了300只“泡泡頭”蜥蜴代表，其中位於溪流附近的有120只，在溪流之外的有180只。
返回露營地後，Boccia 和同事緩緩地將每隻蜥蜴浸泡在裝有河水的容器中，結果發現，幾乎所有的安樂蜥鼻頭上都鼓起了一個氣泡，不同種蜥蜴吐泡泡的位置也有不同，而且相較於陸棲蜥蜴，半水棲蜥蜴在水中“潛水”的時間更久，其中一隻巴克安樂蜥甚至在水中待了18分鐘之久。
五種半水生安樂蜥的氣泡位置
Boccia將安樂蜥這種呼吸方式稱為水下“再呼吸”，他猜測與半水棲昆蟲的“物理鰓”有著異曲同工之妙。於是他沿用了一個世紀前科學家測算水中氣泡空氣成分的傳統方法——“戳泡泡”。
研究人員 Chris Boccia（左）和他的同事 James 準備將氧氣探頭插入蜥蜴的氣泡中。
依照猜測，如果水中的安樂蜥正在呼吸，那麼氣泡中的氧氣分壓應該會隨著時間的推移而下降，慢慢由21%逐漸下降並接近於0（這裡的百分比是指分壓梯度，而不是濃度梯度）。而撥出的二氧化碳易溶於水，因此氣泡中二氧化碳濃度不會太高。
透過實驗，Boccia印證了這一猜測。此外，根據實驗資料所得出的氧氣下降曲線，他認為安樂蜥為了保持更長時間待在水中，減緩了它們自身的新陳代謝，同時隨著氣泡中氧氣含量逐漸下降，安樂蜥鼻頭上的氣泡甚至還能從水中吸收溶解氧進行補充。
至於這些安樂蜥為何可以產生氣泡，在於它們的身體表面的疏水性鱗片，因此，當它們進入水中後，在它們的鱗片表面就形成了一層薄薄的“空氣盔甲”。安樂蜥在水中呼氣時，空氣從鼻孔排出並將體表的“盔甲”吹得鼓起來，就像吹氣球一樣。
誒，我吹起來了，我又收回去了
那麼問題來了，大家覺得會有安樂蜥用力過猛將“泡泡”吹破嗎？
- 作者資訊 -
魚魚 中國科普作家協會優秀科普作品銀獎獲得者，清蒸魚頭、麻辣魚頭等各種魚頭愛好者。
主要參考來源：
【1】 https://www.nationalgeographic.com/science/article/lookalike-lizards-and-the-predictability-of-evolution
【2】 https://www.anoleannals.org/2021/05/12/repeated-evolution-of-underwater-rebreathing-in-diving-anolis-lizards/
【3】https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(21)00575-3
【4】 https://journals.biologists.com/jeb/article/216/2/164/11640/Physical-gills-in-diving-insects-and-spiders
圖片皆來源於網路
排版 | 蘿蔔娟
稽核 | 六朵、蒼翼蝴蝶、隕石
