Wie Boas sich beim Einschnüren und Verdauen des Abendessens vor dem Ersticken retten

Die späteren Stadien der Schwangerschaft können das Leben erschweren, da der Fötus gegen das Zwerchfell drückt und das Atmen erschwert. Aber Schlangen, die ihre Opfer zusammenschnüren, bevor sie sie ganz schlucken, müssen die Herausforderungen des Atmens überwinden, während ihre Lungen jedes Mal, wenn sie essen, eingeschränkt sind. „Ohne Zwerchfell verlassen sie sich ausschließlich auf die Bewegungen ihrer Rippen“, sagt John Capano (Brown University) und fügt hinzu, dass die frühesten Schlangenvorfahren die Herausforderung des Atmens beim Pressen und Verdauen des Abendessens überwunden haben müssen.

Aber es war nicht klar, wie sich moderne Schlangen vor dem Ersticken retten, während sie ihre Opfer einschnüren. Eine Möglichkeit war, dass die Tiere anpassen, in welcher Region des Brustkorbs sie einatmen, je nachdem, ob sie ruhen, ein Tier erdrosseln oder verdauen. Dennoch hatte niemand die Atemmuster von Schlangen im Detail überwacht, während sie ihr Abendessen unterdrücken, um zu überprüfen, ob die Tiere anpassen können, welchen Abschnitt des Brustkorbs sie verwenden.

Also befestigten Capano und Elizabeth Brainerd (Brown University) eine Blutdruckmanschette um die Rippen von Boa Constrictors, um ihre Bewegungen einzuschränken, und entdeckten, dass die gewundenen Reptilien verschiedene Abschnitte des Brustkorbs zum Atmen verwenden, wenn ihre Rippen verengt sind. Sie fanden heraus, dass der hintere Teil der Lunge wie ein Blasebalg funktioniert und Luft in die Lunge zieht, wenn sich die Rippen weiter vorne nicht mehr bewegen können, weil sie Beute zu Tode quetschen, und veröffentlichten ihre Entdeckung in Zeitschrift für experimentelle Biologie.

Capano befestigte winzige Metallmarkierungen an zwei Rippen in jedem Reptil – eine auf einem Drittel des Körpers der Schlange und eine andere auf halbem Weg – um mithilfe von Röntgenstrahlen zu visualisieren, wie sich die Rippen bewegten. Dann positionierte er eine Blutdruckmanschette über den Rippen in beiden Regionen und erhöhte allmählich den Druck, um sie zu immobilisieren. „Entweder die Tiere störten sich nicht an der Manschette oder wurden defensiv und fauchten, um den Forscher zum Gehen zu bewegen“, erinnert sich Capano und erklärt, dass die Reptilien ihre Lungen beim Fauchen wirklich füllen. „Dies war eine Gelegenheit, einige der größten Atemzüge zu messen, die Schlangen machen“, sagt er.

Bei der Rekonstruktion der Rippenbewegungen der Boa Constrictors wurde deutlich, dass die Tiere in der Lage waren, die Bewegungen der Rippen in verschiedenen Abschnitten des Brustkorbs unabhängig voneinander zu kontrollieren. Als die Boa Constrictors von der Blutdruckmanschette auf einem Drittel des Körpers entlang gegriffen wurden, atmeten die Tiere mit den weiter hinten liegenden Rippen, wobei sie die Rippen nach hinten schwenkten, während sie sie nach oben kippten, um Luft in die Lungen zu ziehen. Wenn jedoch die Rippen im hinteren Teil der Lunge eingeengt waren, atmeten die Schlangen mit den Rippen näher am Kopf. Tatsächlich bewegten sich die Rippen am anderen Ende der Lunge nur, wenn die vorderen Rippen gegriffen wurden, und zogen Luft tief in die Region, obwohl sie schlecht durchblutet ist und den Körper nicht mit Sauerstoff versorgt. Das andere Ende der Lunge verhielt sich wie ein Blasebalg und zog Luft durch den vorderen Teil der Lunge, wenn es nicht mehr selbst atmen konnte.

Darüber hinaus filmten und zeichneten Capano, Scott Boback und Charles Zwemer (beide vom Dickinson College) die Nervensignale auf, die die Rippenmuskeln steuern, wenn sie durch die Blutdruckmanschette eingeengt werden, während Boback auch eine Schlange mit einer GoPro beim Essen filmte und dies enthüllte die Rippen wurden nicht einfach unbeweglich gehalten. Es gab keine Nervensignale in den verengten Muskeln; Die Schlangen waren zum Atmen übergegangen, indem sie eine andere Gruppe von Rippen weiter am Körper aktiviert hatten.

Da das Unterwerfen und Verdauen eines Opfers eines der energischsten Dinge ist, die diese Schlangen tun können, war es wahrscheinlich wichtig, dass sie die Fähigkeit entwickelten, sich anzupassen, wo sie atmen, bevor sie ihren neuen rippenhemmenden Lebensstil annahmen, um sicherzustellen, dass sie sich nicht selbst ersticken.